JPS6374429A - 葉菜類の水耕栽培施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は葉菜類の水耕栽培施設に係り、詳しくは、日照
と電照とを併用しかつ室内温度および湿度の調整と炭酸
ガス供給を実現して葉菜類を高能率に栽培するシステム
に関するものである。

〔従来技術〕

レタスなどの葉菜類を短期間に収穫するため、温室に温
度調整機能を持たせたり、電照装置が採用されたり、ま
た、水耕栽培が採り入れられたり、場合によっては播種
から収穫までの作業を簡便かつ能率の高いものにする装
置を設置するなどした種々の方法や装置または設備が案
出され、それらが用いられてきている。

例えば、従来より使用されζいるビニール張りなどの温
室は、冬季などの寒い時期には風を避けて１コ照のみが
得られるよう、また保温を図るように外気と遮断状態と
され、一方、夏場などの暑くまた湿潤な時期には室内温
度の上昇を避けたり通風するために、裾部が巻き上げら
れたりファンを回すなどして、一般に外気温などに応じ
て室内と外部との通気を図るようになっている。ところ
で、ビニール張り温室においても一年を通じて室内の密
閉を図ったものがある。これは、使用される地域の気候
にもよるが、比較的低温な地帯にあっては室温の確保が
最優先され、通気や調湿のために機械的装置を導入して
、密閉による弊害を解決しているものがある。そのよう
な温室は、屋根や側壁が透明なビニールシートなどの二
重張り構造とされ、その二重空間内の気密が図られる。

そして、その二重空間内にはファンにより温室内の空気
が吹き込まれて断熱層が形成され、室内と外気との遮断
と断熱とにより、室温の低下を抑制するようになってい
る。

上記は温室そのものであるが、上でも少し触れたように
播種から出荷までの間、人手による作業量を軽減できる
ようにした水耕栽培システムがある。それは、地面に形
成された水路上に植鉢を配置し、その植鉢の水面上の位
置を保つと共に植鉢を支えて移動させる部材が水路上に
設けられたものである。これによれば、植鉢を移動部材
に嵌め込むだけで定植作業ができ、それを移動させれば
同じ場所から次々と新しい植鉢を送り出すことができる
。植鉢の下には水路を流れる養液があり、養分を吸収す
ることができる。収穫時期には移動部材により植鉢を定
植作業した場所へ順次戻せば、作業者は体を移動させな
くても収穫し、包装などの工程に栽培物を送り出すこと
ができるのである。

上述は栽培形態ならびに物流に関するものであるが、最
近の栽培方法の一つに電照栽培や炭酸ガス供給栽培があ
る。電照は夜間に得られない日照を補足するために行な
われる場合もあれば、周囲を暗黒にして太陽熱の侵入に
よる室温の上昇を抑制して適切な照度のもとに炭酸ガス
を供給し、光合成を促進して成長を著しく早めることも
行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように従来から温室そのものの改良、水耕とい
った栽培形態の選択、栽培物の物流の観点からの改善、
さらには成長促進法といった種々の解決策が、独立して
開発されている。しかしながら、水耕栽培にあっては水
路を必要とするので一般に平面的な栽培であり、土地の
利用率が畑などと同様高くならない。その上、水耕栽培
では根が水中にあることから、土壌栽培では容易な根の
呼吸が阻害されやすく、それを軽減するために水路を流
れる養液に空気が吹き込まれる。しかし、液中に溶解す
る量には限界があり、土壌中の酸素量よりはかなり不足
がちとなる。その結果、根は肥大化長大化して葉部の成
長が鈍ることが多く、収穫までの日数とその間の栽培経
費の増大を招く問題がある。一方、電照栽培は夕刻から
早朝までの電照にしてもその間の電力消費は多大なもの
となる。ましてや日照による温度上昇を避は調温による
過大なエネルギ消費をな（ず目的で日中より暗黒にして
電照する場合には、生産原価が極めて高いものとなって
しまう問題がある。

本発明は上述の各問題を解決するためになされたもので
、その目的は、栽培に必要な温度や湿度ならびに室内通
風を可能にし、かつ、土地利用率が高くて作業を省力的
に行なえ、電力などのエネルギ消費を抑制しながら収穫
までの所要日数を少なくして、安価な葉菜類を大量に栽
培することができる葉菜類の水耕栽培施設を提供するこ
とである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の葉菜類の水耕栽培施設特徴とするところを第１
図（ａ）および（ｂ）を参照して述べると、 屋根２および側壁３が二重構造で、その中に室内の空気
を導入するファン１６が設けられると共に、室内に微風
を循環させるファン１６も設置され、気密性の高いシャ
ッタ１３〜１５が壁面に取り付けられている葉菜類の密
閉型栽培用温室１内において、養液３９〔第３図参照〕
を流通する多数の樋２６が、葉菜類４１の収穫時の大き
さまで成長可能な間隔で、平行して土工左右多段に配置
されている。そして、その樋２６の上部には樋のに手方
向に延びるガイド体２６Ａ〔第２図参照〕が形成され、
そのガイド体に案内されて繰り出し巻き取り可能なシー
ト材３０が設けられ”でいる。

そのシート材３０には、葉菜類４１の収穫時の大きさま
で成長可能な間隔で、植鉢３１を支持する孔３０ａ　〔
第２図参照〕が開口され、その植鉢３１は［！２６内の
養液３９に底部が触れろ程度の位置に支持されている。

さらに、最下段の樋を除く全段の樋２６の下面には、螢
光灯４６が配置されて、それぞれ下段の樋２６の葉菜類
４１に低照度近接杢照が可能であり、炭酸ガスを室内に
供給ずろ装置４７および調湿のための加湿装置４８が設
置されζいる。

〔発明の効果〕

断熱効果の高い温室内で多段に配置された樋を用いて水
耕代培するので、中（☆面積当りの収穫時が著しく多く
なる。そして、シート材に植鉢を嵌めかつ移動させるの
で播種または定植や収穫作業は極め°ζ軽労働で済み、
またロボットなどを用いれば高度な省力化が実現できる
。樋を流通する養液は植鉢の下部に浸る程度であり、根
は湿潤状態の空気から容易に呼吸を行ない、温室内の微
風と炭酸ガスの供給により光合成が助長されることによ
って、成育を早めることができる。さらには、日照の利
用と螢光灯による低電力電照であり、エネルギ消費を少
なくすることができる。

〔実　施　例〕

以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）は葉菜類の水耕栽培施設であ
る温室１の断面図で、屋根２および側壁３が、ビニール
等プラスチックシートのような透明のシート４．４で図
示しない亜鉛鍍金鋼材などの支柱や円弧状の梁を二重に
覆うようにして形成され、その下端は地中に埋められ一
二重空間５の気密が図られている。なお、側壁３のうち
後述するシャッタやファンさらには作業員の出入りする
個所には、特に剛性の高い透明板材が用いられている。

しかし、その個所にあっても一重構造とされ、温室１を
取り巻くように二重空間５が形成される。

そしζ、その７電空間５内には円筒状のダクト６を介し
゛Ｃファン１６により圧送された室内の空気８が導入さ
れ、室内と外部との間の断熱空気ｙ背が形成されろ。こ
の例では一重空間５に圧送するファン１６は次に述べる
室内循環用のファンと共用され−でいるが、空間５への
圧送専用のファンを設けておいてもよいことは勿論であ
る。

このような温室１には室内に微風を循環させるファン１
６が設置されている。これは、例えば室内の上部空間に
横たわるようにして設置された円筒状のダクト６の端部
内に配置され、ダクト６の側面に開口された小さい複数
の孔９がら空気が噴出されるようになっている。その速
度は、例えば０．６ｎ＋／　ｓｅｃ程度であり、葉面か
らの蒸散を促進して光合成作用を助にさせる。なお、噴
出されなかった残りの空気は上で述べたように−１重空
間５に送出される。

上述したように温室１は密閉構造とされているが、室内
空気を排出したり外気を取り入れたりするための開口１
０〜１２が適宜側壁３に設けられ、それぞれには気密性
の高いシャッタ１３〜１５が取り付けられている。そし
て、各シャッタの前または後には必要に応じ゛Ｃファン
１６．１７やフィルタ１８が設置され、また室内空気８
を温めたり冷やしたりするためのエアコン１９が設けら
れている。例えば、温室１内の温度が高まると、シャッ
タ１３が開き外部の冷気が導入され、循環風に加わる。

その際、シャッタ１４が開かれζ一部の室内空気が排出
され、開「１１０からの冷気の導入が効率よく行われる
ようになっ”ζいる。さらに、温度が高まると、シャッ
タ１４が開きファン１７が回転しζ、温室内の温まった
空気を排出する。

同時にシャッタ１５が開き外部の冷気が導入される。そ
れでもなお設定した温度を上回る場合は、開口１２０部
分のフィルタ１８にプール２０の水が循環して湿潤状態
となり、その間に気化熱が奪われて、温室ｌ内が冷却さ
れる。さらに、室内温度の低下を要する場合にはエアコ
ン１９が運転され、発生した冷風がファン２１でタリト
６の端部開口に吹き付けられ、ファン１６により圧送さ
れて温室内に冷風が供給され、温室内を冷房する。

逆に、温室ｌ内の温度が設定された温度を下回った場合
には、エアコン１９が運転され、発生した温風がファン
２１でダクト６の端部開口に吹きつけられ、ファン１６
により圧送されて温室１内に温風が供給され、温室内を
昇温する。また、昇温に伴い要すれば加湿して適当な湿
度を保つための装置も設置されている。この加湿装置４
８は例えば散水式であり、温室１の天井近傍に取り付け
られ、スプレー状に水が左右方向へ噴射される。微細な
水滴が漂い所望の湿度が実現される。

以上述べた温度や湿度の調整や通風などの機能を備えた
温室ｌには、以下に説明する立体的な水耕栽培装置が設
置される。すなわち、室内に架台２５が組み立てられ、
それに養液が流通する多数の樋２６が平行して上下左右
多段に配置される。

樋２６の左右の間隔は、葉菜類が収穫時の大きさまで成
長できる程度の広さに、上下の間隔は、電照の程度が成
長に必要な明るさとなる距離に設定されている。このよ
うな立体的な配置によって土地の利用度は架台２５の段
数倍となり、単位面積あたりの生産性は飛躍的に向上す
る。なお、樋２６には養液が流通するが、−万端まで到
達した養液は樋ごとに設けられた連結パイプ２７を通っ
て養液調整タンク２８に戻され、肥料濃度や成分が調整
された後汲上ポンプ２９で再度谷樋に戻されるようにな
っている。

ところで、その［１２６の上部には樋の長手方向に繰り
出し巻き取り可能なシート材３０が、第２図に示すよう
に設置される。すなわち、谷樋２６の上部左右にはシー
ト材３０の移動を案内するガイド体２６八が形成されて
いる。上記のシート材３０には葉菜類が収穫時の大きさ
まで成長可能な間隔例えば２５０ｍｍおきに、植鉢３１
が挿入される孔３０ａが開口され、植鉢の大部分がその
孔に嵌り込んだ恰好で支持される。シート材は例えば厚
み２．５ｍｍ程度のやや柔軟性のあるプラスチック板で
あり、巻取機３５〔第１図（ｂ）参照〕により巻き取ら
れる。巻取機３５の手前の作業空間３６では植鉢３１が
回収され、繰り出される際には孔３０ａに植鉢３１を嵌
め込むだけで定植作業ができ、それを移動させれば次々
と新しい植鉢３１を樋２６の他方端に至るまで送り出す
ことができる。

なお、作業空間３６においては搬送コンベア３７などが
設置され、包装や出荷作業のための工程への搬出が可能
であり、一方、図示しないがカートなどにより、幼葉を
植えつけた植鉢３１を搬入することができるようになっ
ている。

ちなみに、樋２６内での植鉢’３１の位置は第３図に示
すようになっている。樋２６は断面が例えば５０１１１
１１１角であり、植鉢３１は径が３Ｏｎ＋ｍ高さが３５
ｍｍといったようなものである。植鉢の底にはスリット
３１ａが設けられ、そのスリットの下半分が養液３９に
浸る程度とされている。植鉢３１の中には例えばひる石
粒４０などが入れられているのであるが、スリット３１
ａから出た根４１Ａは養液３９より養分を吸収する一方
、毛管現象により湿潤となっている植鉢３１内の空気で
、植鉢内の根４１Ｂの呼吸も可能にしている。

この多段配置の水耕装置４３には、次に述べる低照度電
照と炭酸ガス供給ができる装置が付設されている。すな
わち、最下段の樋を除く全段の樋２６の下面には、直管
の螢光灯４６が第１図（ａ）に示すように配置されて、
それぞれ下段の樋２６の葉菜類４１に低照度近接電照が
可能となり、しかもそれが低電力量で実現される。なお
、螢光灯は図示したように上下方向で重なるように配置
され、斜め下方の葉菜類には上部左右の螢光灯からの明
かりが重なり、直下の葉菜類と同程度の照度が得られる
ように配慮しておくとよい。以上の電照設備に加え°ζ
、炭酸ガスを室内に供給する装置４７も設けられており
、電照と日照との組合せとそれに光合成を最も促進する
例えば１　、０００ｐｐｍ程度の炭酸ガスの供給とによ
り、栽培物の成長を助長させるようになっている。ちな
みに、上記の螢光灯４６は図示のような配置に限らず、
全樋の下にあってもよいし千鳥配置でもまた二本おきで
あってもよい。温室１は太陽光線が透過するものである
ので、日中は１１１ｇの日照を利用し、多段であること
により日蔭になる個所の葉菜に日照を補足する意図で電
照したり、夜間に炭酸ガスの供給と共に低照度電照する
とき各段において光が行き渡る程度に配置されていれば
よい。したが、っ゛（、必要ならば最上段の樋の上方に
も螢・光灯を設けるようにしておいてもよい。なお、１
」照は三段目、二段目、最下段では少なくなるので、そ
の分を補うために蛍光灯を点灯する場合の点灯時間の長
短は、葉菜類の成長共合や最上段での日照強さなどを勘
案して決定すればよい。

以上のように構成された葉菜類の水耕栽培施設にあって
は、以下のようにした操業がなされ“Ｃ葉菜類が短期間
で収穫される。

温室１は、屋根・側壁のほぼ全面ビニール等プラスチッ
クシートの７重張りであり、ファン１６により温室内の
空気８が常時吹き込まれ、断熱性が高められている。架
台２５上の谷樋２６にはシート材３０が挿通され、ひる
石粒４０に育苗した植鉢３１が定植される。調整された
養液３９が植鉢３１の下端のスリン）３１ａから植鉢３
１のひる石粒４０内に侵入して植鉢３１内が湿潤状態と
なる。根は養液３９に浸る部分から成長に必要な量の養
分を、ひる石粒４０内からは酸素をそれぞれ取り入れる
。なお、定植作業はシート材３０の繰り出し位置で孔３
０ａに植鉢３１を嵌めることにより行なわれ、その植鉢
３１が次々と樋２Ｇの他方端に向けて送り出される。

谷樋２６に植鉢３１が配列されると、日中は日照による
光合成が行なわれる。最上部の樋に配置された植鉢にあ
っては通常の日照が十分期待できるが、三段目、−４段
目などでは日照が少なくなる。

その分を補うことが必要な場合には蛍光灯４６を点灯す
る。温室１は密閉式であり断熱層があることから室内温
度の上昇は抑制される。室温が低ければエアコン１９よ
る加熱がなされ、ファン２１によって円筒状ダクト６の
端部に向けて送気される。その温風はファン１６により
ダクトＧ内へ導入され、孔９から噴出されて温室内を循
環する。

室温が高くなるとエアコン１９が停止するかファ　Ｏ ン１６が回って、開いたシャッタ１３から外部の冷気が
取り入れられる。日照により室内が過度に暖められると
、シャッタ１４が開いて室内空気が排出される一方開い
たシャッタ１５からフィルタ１８を通過した冷却空気が
導入される。このようにして成長に最適な例えば２４℃
の温度が確保される。

日没後は、夜明けまで全蛍光灯４６が点灯され、近接し
た位置からの電照と併せて炭酸同化作用に適当な例えば
１　、　ＯＯＯｐｐｍの炭酸ガスが、パイプ７を介して
ダクト６内に供給される。なお、冬季などでは日中でも
外気温が低いことから、外気の取り入れや室内の空気の
部分的な排出も必要としないことが多いので温室１の密
閉度は極めて高く、そのような時期においては、日中も
炭酸ガスが供給される。温室１は密閉式であるので、漏
洩による濃度の低下などはほとんど起こらない。上記の
ように日照を利用して電気代を節減すると共に、日照に
依存する平面栽培を多段式立体栽培に転化して低コスト
、高成長、単位土地面積当りの高生産性が実現される。

このようにした密閉式温室、多段式立体栽培および低照
度電照・高炭酸ガス栽培の組合せ方式によれば、従来の
ようにそれぞれを中独に適用する場合よりも格段に急速
な成長速度と低電力費を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は葉菜類の水耕栽培施設であ
る温室の断面図、第２図は樋とそれに取付けられたシー
ト材の斜視図、第３図はシート材に植鉢を設置した状態
図。 ２−屋根、３−側壁、１３〜１５−シャッタ、１６−　
ファン、２Ｇ−樋、２６Ａ−ガイド体、３０　シー　ト
材、３０　ａ一孔、３１−植鉢、３９−養液、４１　葉
菜類、４７−炭酸ガス供給装置、４８−加湿装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）屋根および側壁が二重構造で、その中に室内の空
   気を導入するファンが設けられると共に、室内に微風を
   循環させるファンが設置され、気密性の高いシャッタが
   壁面に取り付けられている葉菜類の密閉型栽培用温室内
   において、 養液を流通する多数の樋が、葉菜類の収穫時の大きさま
   で成長可能な間隔で、平行して上下左右多段に配置され
   、 その樋の上部には樋の長手方向に延びるガイド体が形成
   され、そのガイド体に案内されて繰り出し巻き取り可能
   なシート材が設けられ、 上記シート材には、葉菜類の収穫時の大きさまで成長可
   能な間隔で、植鉢を支持する孔が開口され、その植鉢は
   樋内の養液に底部が触れる程度の位置に支持され、 最下段の樋を除く全段の樋の下面には、螢光灯が配置さ
   れて、それぞれ下段の樋の葉菜類に低照度近接電照が可
   能であり、 炭酸ガスを室内に供給する装置および調湿のための加湿
   装置が設置され、 ていることを特徴とする葉菜類の水耕栽培施設。