ミョウガの養液循環栽培方法
【課題】栽培されるミョウガの塩素濃度を極めて低くしながら、多量に排水される廃液を有効に再利用して高品質なミョウガを栽培する。養液栽培装置から排出される廃液を殺菌することに加えて、殺菌するために添加する殺菌剤でもって養液に酸素を補給し、酸素の補給された養液でもって、ミョウガの生育を良くする。設備コストとランニングコストの両方を低減しながら、廃液を有効に再使用して高品質なミョウガを栽培する。
【解決手段】ミョウガの養液循環栽培方法は、ミョウガの養液栽培装置１から排出される廃液に殺菌剤を添加して廃液を殺菌する殺菌工程と、廃液に原水と肥料とを添加する調整工程と、調整工程で得られる溶液をミョウガの養液栽培装置１に供給する給水工程とからなる。さらに、養液循環栽培方法は、殺菌剤に過酸化水素水を使用し、過酸化水素水で廃液を殺菌すると共に、過酸化水素水から発生する酸素をミョウガに供給する。
【解決手段】ミョウガの養液循環栽培方法は、ミョウガの養液栽培装置１から排出される廃液に殺菌剤を添加して廃液を殺菌する殺菌工程と、廃液に原水と肥料とを添加する調整工程と、調整工程で得られる溶液をミョウガの養液栽培装置１に供給する給水工程とからなる。さらに、養液循環栽培方法は、殺菌剤に過酸化水素水を使用し、過酸化水素水で廃液を殺菌すると共に、過酸化水素水から発生する酸素をミョウガに供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミョウガの養液循環栽培方法に関し、とくに、養液栽培装置から配水される廃液を循環して繰り返し再使用する養液循環栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミョウガの養液栽培には、多量の水を使用する。たとえば、１０００平方メートルでミョウガを養液栽培する場合、1日に約２トンもの水を給水する必要がある。給水される水の約１０％ないし２０％が廃液として排水されるので、毎日２００リットルもの廃液が排水される。この廃液は、決して綺麗な清水でなく、吸収されなかった肥料を含有し、さらに極めて暗い黒色に濁っている。この廃液が田畑に排水されて、種々の弊害の原因となっている。養液栽培装置に供給する水量を少なくして、廃液量を少なくできる。ただ、養液栽培装置の給水量を少なくすると、栽培される全てのミョウガに均一に給水できなくなる。全てのミョウガに均一に給水することから、廃液量を１０％ないし２％よりも少なくできない。このため、多量の廃液が汚水として田畑に排水されているのが実状である。この弊害を解消するために、養液栽培装置から排水される廃液を繰り返し再利用する技術が開発されている。（特許文献１及び２参照）
【特許文献１】特開２００４−８２０９５号公報
【特許文献２】特開昭６４−４７３２４号公報
【特許文献３】特願２００６−２３２８５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１は、光触媒を使用して、農業用廃液を浄化する技術を記載する。この特許文献は、光触媒として、金属アルコキシドを含有する光反応性半導体を多孔質基材に塗工し、乾燥凝固させた膜を焼成して、微細孔性の膜を形成した光触媒担持体を用い、かつ、光触媒の光反応用光として太陽光のみを用いて、農業用液体を浄化処理する。
【０００４】
この方法は、光触媒で廃液を処理することから、毎日多量に排水される廃液を短時間で効果的に処理するのが難しい。また、太陽光のエネルギーを利用して廃液を浄化するので、天候に左右され、毎日確実に安定して廃液を理想的な状態に処理できない。
【０００５】
特許文献２は、廃液を土壌浄化装置とオゾンで殺菌、浄化する。土壌浄化装置による浄化は、多量の廃液を処理するために極めて大きな設備を必要とし、設備コストが極めて高くなる。また、オゾンによる殺菌は、オゾン濃度のコントロールが極めて難しく、濃度が低いと殺菌能力が低下し、また濃度が高くなると作業環境を極めて危険な状態として、安定して処理するのが極めて難しい。
【０００６】
本発明者は、この欠点を解消することを目的として、廃液に次亜塩素酸ナトリウムを添加すると共に、ｐｈ調整して効率よく殺菌し、殺菌された廃液を養液栽培装置に循環させるミョウガの養液循環栽培方法を開発した（特許文献３参照）。この栽培方法は、廃液を塩素殺菌することから、養液栽培装置に循環する廃液の塩素濃度を低くするために、複雑で精密なコントロールを必要とする。ミョウガを栽培する培地に供給される養液の塩素濃度が栽培されるミョウガの含有塩素と殺菌力に影響を与えるからである。養液の含有塩素濃度からは、養液の塩素濃度を低くする必要があるが、塩素濃度が低くなると殺菌力が低下する。ミョウガに限らずあらゆる食品の塩素濃度は、人体への影響からできる限り低濃度とすることが要求される。本発明者は、先に開発した養液栽培装置において、廃液の塩素濃度を分解するために、塩素分解剤を使用した。ただ、この方法は、循環して再使用する養液の塩素濃度を低くできるが、塩素分解剤を使用することからランニングコストが高くなる欠点がある。
【０００７】
さらに、ミョウガは、イチゴ等の他の植物に比較して水の吸収量が数倍も多いことに加えて、酸素の吸収量も多い。酸素の吸収量が多いミョウガの養液は、酸素濃度が低くなる。この欠点は、培地に多量の養液を供給し、余分な養液を排水して、すなわち、培地の養液を新しい養液に交換して解消できる。ただ、培地に供給される養液は、肥料を添加していることから、多量の養液を使用することは、多量の肥料を使用することになって、不経済になる。とくに、ミョウガに吸収されない多量の肥料を外部に廃液として排水するので、この廃液が付近の土壌や地下水を肥料で汚染する弊害もある。この弊害を避けるために、養液の供給量を制限すると、養液の酸素濃度が低下して、ミョウガの生育が悪くなる。さらに困ったことに、ミョウガの養液に使用される地下水は酸素濃度が低い。また、養液栽培装置から排水される廃液も酸素濃度が低くなっている。ミョウガに酸素が吸収されて排水されるからである。したがって、廃液を養液として再使用し、さらに、この廃液に地下水を添加して養液栽培装置に供給する方法は、養液の酸素濃度が低くなる。この欠点は、養液に酸素をバブリングして解消できる。この方法は、養液をタンクに蓄えて、底から酸素を微細な気泡として噴射する。酸素は、加圧された酸素ボンベから養液の底に噴射される。この方法は、養液に酸素を供給するために特別に酸素ボンベを使用する必要があって、ランニングコストが高くなる。また、酸素をバブリングする機構も必要となって、装置が複雑になる欠点がある。
【０００８】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、栽培されるミョウガの塩素濃度を極めて低くしながら、多量に排水される廃液を有効に再利用して高品質なミョウガを栽培できるミョウガの養液循環栽培方法を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、養液栽培装置から排出される廃液を殺菌することに加えて、殺菌するために添加する殺菌剤でもって養液に酸素を補給し、酸素の補給された養液でもって、ミョウガの生育を良くできる養液循環栽培方法を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、設備コストとランニングコストの両方を低減しながら、廃液を有効に再使用して高品質なミョウガを栽培できる養液循環栽培方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のミョウガの養液循環栽培方法は、前述の目的を達成するために、以下の工程でミョウガを養液栽培する。
ミョウガの養液循環栽培方法は、ミョウガの養液栽培装置１から排出される廃液に殺菌剤を添加して廃液を殺菌する殺菌工程と、廃液に原水と肥料とを添加する調整工程と、調整工程で得られる溶液をミョウガの養液栽培装置１に供給する給水工程とからなる。さらに、養液循環栽培方法は、殺菌剤に過酸化水素水を使用し、過酸化水素水で廃液を殺菌すると共に、過酸化水素水から発生する酸素をミョウガに供給する。
【００１０】
本発明の請求項２に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、殺菌工程で殺菌された廃液に、原水と肥料とを添加する。
【００１１】
本発明の請求項３に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、殺菌工程において、廃液に０．１ｐｐｍ以上の過酸化水素を添加する。
【００１２】
本発明の請求項４に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、殺菌工程において、廃液に添加する過酸化水素水を１％ないし５０％水溶液とする。
【００１３】
本発明の請求項５に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、殺菌工程において、養液栽培装置１から排出される廃液を廃液タンク２に蓄え、廃液タンク２に蓄える廃液を廃液混入ポンプ３で吸入して養液栽培装置１に供給する。さらに、養液循環栽培方法は、廃液混入ポンプ３で養液栽培装置１に供給される廃液に過酸化水素水を添加して殺菌すると共に、酸素を補給する。
【００１４】
本発明の請求項６に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、廃液混入ポンプ３が、廃液タンク２から養液栽培装置１に供給する廃液の流量に比例して過酸化水素水の添加量をコントロールする。
【００１５】
本発明の請求項７に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、原水に地下水を使用する。
【００１６】
さらにまた、本発明の請求項８に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、調整工程において、肥料の添加された養液の肥料濃度を濃度センサ６で検出しながら肥料の添加量を制御する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のミョウガの養液循環栽培方法は、栽培されるミョウガの塩素濃度を低くしながら、養液栽培装置から排水される多量の廃液を速やかに殺菌して、有効に再利用できる特徴がある。養液栽培装置の廃液を再利用することは、汚水を外部に排水しないことに加えて、ミョウガを栽培するために使用する水量を少なくできる特徴も実現する。とくに、ミョウガの栽培は、給水量が多いことから、使用する水量を少なくすることが大切である。
【００１８】
さらに、本発明の養液循環栽培方法の特筆すべき特徴は、装置の廃液に殺菌することに加えて、殺菌するために添加する殺菌剤でもって養液に酸素を補給し、酸素の補給された養液でもって、ミョウガを効果的に生育できることにある。本発明は、廃液の酸素に過酸化水素水を使用する。過酸化水素「Ｈ２Ｏ２」は、以下の式で示すように分解して発生基の酸素すなわち「Ｏ」と水の「Ｈ２Ｏ」になる。
Ｈ２Ｏ２→Ｏ＋Ｈ２Ｏ
発生基の酸素「Ｏ」は不安定で極めて酸化力が強く、廃液を効果的に殺菌する。さらに、発生基の酸素「Ｏ」は不安定で、下記の式で示すように変化して酸素「Ｏ２」となって安定になる。
２Ｏ→Ｏ２
発生基の酸素「Ｏ」から酸素「Ｏ２」になった酸素は、養液に溶解されて培地に供給される。このため、廃液に添加される過酸化水素水は、廃液を殺菌し、さらに酸素を補給して養液栽培装置の培地に供給される。
【００１９】
本発明の養液循環栽培方法に使用される殺菌剤は、塩素のように添加量を精密にコントロールする必要はない。それは、過剰に添加される過酸化水素水は分解して酸素となって、養液栽培装置に供給されて、酸素不足となりやすいミョウガの培地の酸素濃度を高くして、ミョウガを好ましい環境で生育させるからである。また、多量に添加される過酸化水素水は、分解して酸素になるので、塩素のようにミョウガに悪い影響を与えることもない。したがって、廃液を殺菌して再使用しながら、高品質なミョウガを高い収量で能率よく栽培できる特徴がある。
【００２０】
さらに、本発明のミョウガの養液循環栽培方法は、設備コストとランニングコストの両方を低減しながら、廃液を有効に再使用して高品質なミョウガを栽培できる特徴がある。それは、廃液を塩素殺菌する方法のように、殺菌剤の添加濃度を高精度にコントロールする必要がなく、また、塩素殺菌のように塩素分解剤を添加して塩素濃度を低下する必要もないからである。さらに、殺菌剤として添加する過酸化水素水で酸素を養液に供給するので、養液に酸素を添加するバブリング装置などを使用する必要がなく、したがって酸素ボンベも使用する必要がない。このため、廃液を殺菌する工程で養液に酸素を添加して、高品質なミョウガを効率よく栽培できる特徴が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのミョウガの養液循環栽培方法を例示するものであって、本発明は養液循環栽培方法を以下の方法に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２２】
図１は、本発明にかかるミョウガの養液循環栽培方法に使用するシステムのブロック図を示す。この図のシステムは、ミョウガを養液栽培する養液栽培装置１と、この養液栽培装置１から排水される廃液を蓄える廃液タンク２と、この廃液タンク２の廃液を移送する廃液混入ポンプ３と、この廃液混入ポンプ３で移送される廃液に、過酸化水素水を添加する殺菌剤添加装置４と、廃液混入ポンプ３で移送される殺菌廃液に原水を混合する原水混合装置８と、原水混合装置８で原水の添加された混合水に肥料を添加する肥料添加装置９と、さらに混合水に肥料の微量成分を添加する微量成分添加装置１１とを備え、殺菌された廃液に、肥料と微量成分を添加して養液１６として養液栽培装置１に供給する。
【００２３】
図２は、ミョウガの養液栽培装置１を示す。この図の養液栽培装置１は、ミョウガの根を生育させる所定の厚さと幅を有する培地１２と、この培地１２を上に載せる栽培トレイ１３とを備える。栽培トレイ１３は、水平栽培台１４の上に水平姿勢に載せられる。水平栽培台１４は、所定の間隔で互いに平行に配設している３本又は４本の縦パイプ１５を備える。縦パイプ１５は水平に配設される。この縦パイプ１５の上に栽培トレイ１３が水平に載せられる。栽培トレイ１３には、培地１２が載せられ、この培地１２に養液１６を供給してミョウガを栽培する。
【００２４】
さらに、図２の養液栽培装置１は、培地１２の下に積層されて、培地１２に植え付けされるミョウガの根が通過するのを阻止して水を通過させる根切りシート１７と、この根切りシート１７の下に積層されて、培地１２に水を供給する保水シート１８と、この保水シート１８の下に積層している下地フィルム１９とを、培地１２を載せる栽培トレイ１３に敷設している。これらの養液栽培装置１は、栽培トレイ１３の上に配置している培地１２に養液１６を供給して培地１２でミョウガを栽培する。
【００２５】
培地１２は、供給される水分を保水する保水性と、過剰な水分を排水する排水性とが要求される。図の培地１２は、所定の厚さのマット状で、根切りシート１７の上に載せている。培地１２は、ミョウガの生育に最適なものが選択され、たとえば、ヤシガラやバーク等の有機物をプレスして、所定の厚さのマット状に固化したものが使用される。この培地１２には、たとえば長さを１ｍ、幅を４０ｃｍ、養液を供給する状態での厚さを約１２ｃｍとするものを使用する。ただ、培地には、ミョウガの生育に適した保水性と排水性のある全てのもの、たとえば有機物や無機物を単独であるいは混合したものが使用できる。無機物である培地は、たとえば、シリカやアルミナを無数の空隙がある状態に焼結した粒体やロックウール等が使用できる。
【００２６】
栽培トレイ１３は、図２と図３に示すように、底面の両側縁に沿って上方に突出する一対の側壁２０を一体的に成形して設けて、断面形状を溝形としている。この側壁２０は、栽培トレイ１３の上に載せられる培地１２や給水管２１から供給される養液１６が、栽培トレイ１３の外側にこぼれ落ちるのを防止する。したがって、側壁２０の高さは、培地１２や養液１６が外にこぼれるのを防止できる高さに成形する。
【００２７】
さらに、栽培トレイ１３は、図２と図３に示すように、上面に３列の排水溝２２を設けている。この図の栽培トレイ１３は、排水溝２２として、両側の側壁２０に沿って設けた一対の側溝２２Ａと、一対の側溝２２Ａの間に設けた中央溝２２Ｂを設けており、さらに、両側の側溝２２Ａと中央溝２２Ｂとを連結溝（図示せず）で連結している。
【００２８】
一対の側溝２２Ａは、一対の側壁２０の内側にあって、側壁２０に沿って設けている。側溝２２Ａは、栽培トレイ１３の両端面まで延長して設けている。栽培トレイ１３は、培地１２を透過する廃液をこの側溝２２Ａに案内し、この側溝２２Ａから栽培トレイ１３の外部に廃液として排水する。
【００２９】
中央溝２２Ｂは、一対の側溝２２Ａの中間に位置して、側溝２２Ａと平行に設けている。この中央溝２２Ｂも、栽培トレイ１３の両端面まで延長して設けている。この中央溝２２Ｂは、栽培トレイ１３の中央上面の上方に配設される培地１２を透過する廃液の一部を案内して効率よく排水する。
【００３０】
さらに、栽培トレイ１３は、一対の側溝２２Ａと中央溝２２Ｂを連結溝（図示せず）で連結している。連結溝は、両側の側溝２２Ａを連結するように設けた溝で、中央溝２２Ｂを横断して、中央溝２２Ｂと垂直に交差している。この連結溝は、中央溝２２Ｂを流れる廃液を側溝２２Ａに流して排水する。また、連結溝は、栽培トレイ１３の中央上面の上方に配設される培地１２を透過する廃液の一部を案内して排水するはたらきもある。
【００３１】
排水溝２２は、幅が狭すぎても、深さが浅すぎても、廃液に含まれる異物が詰まりやすくなり、廃液をスムーズに排水できない。このため、排水溝２２の幅と深さは、たとえば１ｃｍ以上、好ましくは２ｃｍ以上とする。ただ、栽培トレイは、排水溝２２の幅を広くして、深さを深くすると全体の強度が低下する。このため、排水溝２２の幅と深さは、たとえば７ｃｍよりも小さく、好ましくは６ｃｍ以下とする。排水溝２２の幅と深さは、廃液の詰まりを少なく、かつ培地１２を水平に保持することから、好ましくは３〜５ｃｍとする。
【００３２】
以上の構造の栽培トレイ１３は、プラスチックを発泡成形して製作される。この栽培トレイ１３は安価に多量生産できる。プラスチック発泡体で製作される栽培トレイ１３は、表面に非発泡層を設けて、廃液の内部への浸透を阻止し、あるいは独立気泡に発泡させて、廃液の内部への浸透を阻止することができる。ただ、栽培トレイ１３は、上に敷設される非透水シートの下地フィルム１９で、廃液が栽培トレイ１３に浸透するのを防止できるので、栽培トレイ１３を完全な防水構造とする必要はない。プラスチック発泡体の栽培トレイ１３は、発泡スチロールで製作して、とくに安価に多量生産できる。ただ、栽培トレイは、他のプラスチック発泡体、たとえば塩化ビニル発泡体、ＥＶＡ発泡体、ウレタン発泡体等で製造することもできる。
【００３３】
養液栽培装置１は、栽培トレイ１３の上に非透水シートの下地フィルム１９を敷設する。下地フィルム１９は、栽培トレイ１３の上に敷設している。この下地フィルム１９は、上側に配設される培地１２、根切りシート１７及び保水シート１８と、下側に配設される栽培トレイ１３とを区画している。下地フィルム１９は非透水シートで、培地１２を通過した廃液がこれを透過して、栽培トレイ１３まで浸透するのを防止している。下地フィルム１９は、栽培トレイ１３の外形よりも大きく、両側の側壁２０の外側面まで延長して配設される。側壁２０と下地フィルム１９の間から廃液が浸入するのを防止するためである。
【００３４】
下地フィルム１９は、栽培トレイ１３の上面に沿う状態で敷設される。側溝２２Ａや中央溝２２Ｂに敷設される下地フィルム１９は、栽培トレイ１３の内面に沿って敷設される。側溝２２Ａや中央溝２２Ｂの内面に沿って敷設される下地フィルム１９は、その内側に形成される溝内を廃液が流れる。
【００３５】
下地フィルム１９は、プラスチックフィルムからなる非透水シートである。プラスチックフィルムである非透水シートの下地フィルム１９は、ポリエチレンフィルムが適している。ただ、この下地フィルムのプラスチックフィルムには、塩化ビニルフィルムも使用できる。さらに、本発明の養液栽培装置１は、非透水シートである下地フィルムを、プラスチックフィルムに特定しない。非透水シートである下地フィルムには、たとえば表面を防水加工した不織布や布等も使用できるからである。不織布や布で構成される下地フィルムは、プラスチックフィルムに比べて破れ難く、また熱に強い特長がある。
【００３６】
保水シート１８は、栽培トレイ１３の上面に位置して、下地フィルム１９の上に敷設している。すなわち、保水シート１８は、下地フィルム１９と根切りシート１７の間に配設している。この保水シート１８は、培地１２と根切りシート１７を透過した廃液を吸水して保水する。保水シート１８は、無機繊維を方向性なく立体的に集合している保水マット、繊維を方向性なく集合して繊維を交点で結合している不織布、所定の厚さのロックウール、織布、耐水性のある紙等が使用できる。保水シート１８を保水マットである。ただ、保水シートには、ロックウールを使用することもできる。養液栽培装置１は、保水シート１８に水分を保水するので、培地１２が乾燥するときに、保水する水分を根切りシート１７に透過させて、培地１２に供給する。保水シート１８の水分は、気化して培地１２に供給され、あるいは根切りシート１７を透過して培地１２に浸透して補給される。したがって、これらの養液栽培装置１は、培地１２の過乾燥を防止しながらミョウガを生育できる特長がある。
【００３７】
根切りシート１７は、防根シートとも呼ばれるシートで、すでに市販されているものを使用する。根切りシート１７は、細繊維を立体的に集合した不織布が使用できる。また、微細な貫通孔を無数に設けているプラスチックフィルムも根切りシート１７として使用できる。さらに、根切りシート１７は、水を透過させて植物の根が成長して通過するのを阻止できる全てのシートを使用することができる。
【００３８】
根切りシート１７は、培地１２の下に積層されて、培地１２に植え付けしている植物の根が通過するのを阻止する。図２の根切りシート１７は、培地１２と保水シート１８との間に配設されており、植物の根が伸びて保水シート１８や栽培トレイ１３の溝に侵入するのを阻止する。植物の根が保水シート１８や栽培トレイ１３の溝に侵入すると、根が廃液に接触して病気になるからである。したがって、根切りシート１７は、好ましくは、図２に示すように、栽培トレイ１３の上側全面に配設される。ただ、栽培トレイの上面の全面でなく、一部に培地を載せて植物を生育させる場合、必ずしも栽培トレイの全面に根切りシートを配設する必要はない。図の根切りシート１７は、保水シート１８の上に水平に敷設して、栽培トレイ１３の側壁２０の両側から下方に垂らしている。この養液栽培装置１は、植物の根や培地１２が根切りシート１７と下地フィルム１９の間に侵入するのを確実に防止できる。
【００３９】
以上の養液栽培装置１は、水平栽培台１４の上に水平に配置される。図２に示す水平栽培台１４は、地面から上に離して配置している載せ台である。このように、載せ台に載置される養液栽培装置１は、外部に排水される廃液を自然に流下させて効率よく回収できる特長がある。
【００４０】
図２に示す養液栽培装置１は、ミョウガを植え付けている培地１２に、養液１６を供給する。ミョウガの栽培は、所定量の養液１６を所定の時間間隔で供給し、あるいは定量の養液１６を連続して供給する。ミョウガに供給される養液１６は、培地１２と根切りシート５とを透過して、一部は保水シート１８に吸収され、残りは廃液として側溝２２Ａに流入されて外部に廃液として排水される。
【００４１】
ミョウガに供給される養液１６は、水に肥料や薬剤を添加した溶液である。したがって、培地１２と根切りシート１７を透過した廃液を露地に排水するのは好ましくない。廃液に含まれる成分によって土壌を汚染し、あるいは、雑草や細菌等の繁殖を促進するからである。このように、栽培トレイから外部に排水される廃液を回収して再利用する養液循環栽培装置は、廃液が露地に浸透するのを防止して、理想的な環境で植物を栽培できる特長がある。
【００４２】
廃液タンク２は、養液栽培装置１から排水される廃液を一時的に蓄える。ここに蓄えられる廃液は、廃液混入ポンプ３で移送される。移送される廃液は、過酸化水素水で殺菌・酸素添加され、さらに肥料を添加して養液となり、養液の状態で養液栽培装置に移送される。
【００４３】
殺菌剤添加装置４は、廃液混入ポンプ３が運転されて廃液タンク２から廃液が排出される状態で、廃液に過酸化水素水を添加する。殺菌剤添加装置４は、過酸化水素水を蓄える過酸化水素水タンク４Ａと、この過酸化水素水タンク４Ａから過酸化水素水を吸入して廃液に添加する添加ポンプ４Ｂと、この添加ポンプ４Ｂが過酸化水素水を添加する流量をコントロールする流量センサ５と備える。殺菌剤添加装置４は、廃液の過酸化水素濃度が、０．１ｐｐｍ以上となる量の過酸化水素水を添加する。
【００４４】
殺菌剤添加装置４は、廃液を殺菌できる過酸化水素水を添加する。廃液の過酸化水素濃度が低くなると、廃液を効果的に殺菌できなくなる。したがって、殺菌剤添加装置４は、廃液を確実に殺菌できるように、廃液の過酸化水素濃度をたとえば、０．１ｐｐｍ以上、好ましくは０．５ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１ｐｐｍ以上とする。廃液に添加される過酸化水素は、「Ｏ」に分解されて廃液を殺菌し、さらに不安定な「Ｏ」は安定な「Ｏ２」となって廃液に酸素を補給する。過酸化水素水の添加量は、ミョウガの栽培コストに影響を与える。したがって、過酸化水素水の添加量は、廃液を殺菌して、養液に酸素を補給してミョウガの栽培環境を好ましい状態とするように、たとえば、廃液の過酸化水素濃度を３０ｐｐｍ以下、好ましくは２０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以下とする。最適には廃液の過酸化水素濃度は、約１ｐｐｍないし５ｐｐｍとする。
【００４５】
殺菌剤添加装置４が廃液に添加する過酸化水素水の添加量は、添加ポンプ４Ｂの流量と廃液混入ポンプ３の流量の比率でコントロールする。廃液混入ポンプ３の流量は流量センサ５で検出される。流量センサ５で廃液の流量を検出し、この流量に比例制御するように過酸化水素を添加して、廃液の過酸化水素濃度を正確にコントロールできる。ただ、廃液混入ポンプ３と添加ポンプ４Ｂは、所定の流量で廃液を移送するので、必ずしも流量センサで廃液の流量を検出することなく、廃液混入ポンプ３と添加ポンプ４Ｂの両方を運転して、廃液に所定量の過酸化水素水を添加して、廃液の過酸化水素濃度を設定値に制御することもできる。
【００４６】
図１の原水混合装置８は、地下水を吸い上げて養液栽培装置１に供給する原水ポンプ８Ｂを備える。この原水ポンプ８Ｂは、所定の流量で原水である地下水を養液栽培装置１に供給する。ただし、原水混合装置は、図示しないが、所定量の原水を蓄える原水タンクと、この原水タンクの原水を吸入して、養液栽培装置に供給する原水ポンプとで構成することもできる。この原水タンクは、一度に養液栽培装置に供給する水量の原水を蓄える。
【００４７】
肥料添加装置９は、原水混合装置８から供給される原水に、廃液混入ポンプ３から供給される殺菌廃液を混合している混合水に、所定の肥料を添加する。この肥料添加装置９は、原水に殺菌廃液の混合された混合水に液肥を添加する。液肥添加装置９は、肥料の水溶液である液肥を蓄える液肥タンク９Ａと、この液肥タンク９Ａから液肥を吸入して混合水に添加する添加ポンプ９Ｂとを備える。液肥添加装置は、混合水の肥料濃度が設定値となるように液肥を添加する。液肥添加装置９は、混合水に添加する液肥量をコントロールして混合水の肥料濃度を調整する。図１の肥料添加装置９は、肥料の添加された養液の肥料濃度を濃度センサ６で検出しながら肥料の添加量を制御する。この肥料添加装置９は、濃度センサ６に養液の電気伝導度を検出するセンサを使用する。濃度センサ６は、養液の肥料濃度を検出し、検出された肥料濃度で添加ポンプ９Ｂの流量を制御して、養液の肥料濃度を所定の範囲にコントロールする。図１の装置は、２組の肥料添加装置９を有する。２組の液肥添加装置は、異なる液肥を混合水に添加する。各々の肥料添加装置９は、濃度センサ６の信号で添加ポンプ９Ｂの流量を制御して、養液の肥料濃度を設定濃度にコントロールする。各々の肥料添加装置９は、濃度センサ６で検出する養液の肥料濃度が設定値よりも低いと、添加ポンプ９Ｂの流量を多くして制御して肥料濃度を高くし、反対に濃度センサ６で検出する肥料濃度が高いと、添加ポンプ９Ｂの流量を少なく制御して肥料濃度を低くして、養液の肥料濃度を設定値にコントロールする。
【００４８】
微量成分添加装置１１は、肥料を添加した養液に、さらに、ミョウガの栽培に必要な種々の微量成分、たとえば金属元素等を添加する。この微量成分添加装置１１は、微量成分を含有する溶液を蓄える溶液タンク１１Ａと、この溶液タンク１１Ａに蓄えられる微量成分含有溶液を養液に添加する添加ポンプ１１Ｂとを備える。
【００４９】
以上の養液循環栽培装置は、以下のようにしてミョウガに給水する。
［廃液の殺菌工程］
ミョウガの養液栽培装置１から排出される廃液に、過酸化水素水を添加して、廃液を過酸化水素で殺菌する。この工程において、養液循環栽培装置から排水される廃液は、廃液タンク２に蓄えられる。この廃液タンク２に蓄えられた廃液は、廃液混入ポンプ３で移送され、移送途中において、殺菌剤添加装置４が過酸化水素水を添加して、廃液を殺菌すると共に、酸素を補給する。廃液の過酸化水素濃度は、１ｐｐｍないし５ｐｐｍとする。過酸化水素は、「Ｏ」で廃液を殺菌し、さらに「Ｏ」を「Ｏ２」として、廃液に酸素を補給する。
【００５０】
［調整工程］
殺菌されて酸素の補給された殺菌廃液が、原水に添加される。原水に殺菌廃液を添加する割合は、養液栽培装置１から排水される全て廃液を処理し、これを原水に添加して、全ての廃液を循環して外部に排水しないようにする。ミョウガを養液栽培する装置は、供給する養液の約１５％〜２０％が廃液として排水される。したがって、原水に対して１５％〜２０％の殺菌廃液を原水に添加して再使用することで、廃液を外部に排水しないで、全てを循環して再使用できる。原水に殺菌廃液が添加された混合水に、肥料添加装置９でもって所定量の液肥が添加される。液肥は濃度センサ６で養液の肥料濃度を検出しながら、設定された濃度となるように添加される。さらに、図１の装置は、微量成分添加装置１１でもって、微量成分も添加される。
【００５１】
以上の方法は、養液栽培装置１から排水される多量の廃液を、殺菌工程において過酸化水素水で確実に殺菌し、とくに、酸素を補給しながら殺菌することで、殺菌された廃液に酸素も補給する。このため、廃液を過酸化水素で殺菌して再利用するにもかかわらず、養液栽培装置１に供給される養液は酸素濃度が高く、ミョウガを効率よく生育させながら、病害虫による害を阻止して高品質なミョウガを能率よく栽培できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のミョウガの養液循環栽培方法は、廃液を循環して有効に再利用して、廃液による田畑の汚染を防止しながら、高品質なミョウガを理想的な環境で栽培できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例にかかるミョウガの養液循環栽培方法に使用するシステムのブロック図である。
【図２】養液栽培装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】栽培トレイの一例を示す一部断面底面斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…養液栽培装置
２…廃液タンク
３…廃液混入ポンプ
４…殺菌剤添加装置 ４Ａ…過酸化水素水タンク
４Ｂ…添加ポンプ
５…流量センサ
６…濃度センサ
８…原水混合装置 ８Ｂ…原水ポンプ
９…肥料添加装置 ９Ａ…液肥タンク
９Ｂ…添加ポンプ
１１…微量成分添加装置 １１Ａ…溶液タンク
１１Ｂ…添加ポンプ
１２…培地
１３…栽培トレイ
１４…水平栽培台
１５…縦パイプ
１６…養液
１７…根切りシート
１８…保水シート
１９…下地フィルム
２０…側壁
２１…給水管
２２…排水溝 ２２Ａ…側溝
２２Ｂ…中央溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミョウガの養液循環栽培方法に関し、とくに、養液栽培装置から配水される廃液を循環して繰り返し再使用する養液循環栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミョウガの養液栽培には、多量の水を使用する。たとえば、１０００平方メートルでミョウガを養液栽培する場合、1日に約２トンもの水を給水する必要がある。給水される水の約１０％ないし２０％が廃液として排水されるので、毎日２００リットルもの廃液が排水される。この廃液は、決して綺麗な清水でなく、吸収されなかった肥料を含有し、さらに極めて暗い黒色に濁っている。この廃液が田畑に排水されて、種々の弊害の原因となっている。養液栽培装置に供給する水量を少なくして、廃液量を少なくできる。ただ、養液栽培装置の給水量を少なくすると、栽培される全てのミョウガに均一に給水できなくなる。全てのミョウガに均一に給水することから、廃液量を１０％ないし２％よりも少なくできない。このため、多量の廃液が汚水として田畑に排水されているのが実状である。この弊害を解消するために、養液栽培装置から排水される廃液を繰り返し再利用する技術が開発されている。（特許文献１及び２参照）
【特許文献１】特開２００４−８２０９５号公報
【特許文献２】特開昭６４−４７３２４号公報
【特許文献３】特願２００６−２３２８５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１は、光触媒を使用して、農業用廃液を浄化する技術を記載する。この特許文献は、光触媒として、金属アルコキシドを含有する光反応性半導体を多孔質基材に塗工し、乾燥凝固させた膜を焼成して、微細孔性の膜を形成した光触媒担持体を用い、かつ、光触媒の光反応用光として太陽光のみを用いて、農業用液体を浄化処理する。
【０００４】
この方法は、光触媒で廃液を処理することから、毎日多量に排水される廃液を短時間で効果的に処理するのが難しい。また、太陽光のエネルギーを利用して廃液を浄化するので、天候に左右され、毎日確実に安定して廃液を理想的な状態に処理できない。
【０００５】
特許文献２は、廃液を土壌浄化装置とオゾンで殺菌、浄化する。土壌浄化装置による浄化は、多量の廃液を処理するために極めて大きな設備を必要とし、設備コストが極めて高くなる。また、オゾンによる殺菌は、オゾン濃度のコントロールが極めて難しく、濃度が低いと殺菌能力が低下し、また濃度が高くなると作業環境を極めて危険な状態として、安定して処理するのが極めて難しい。
【０００６】
本発明者は、この欠点を解消することを目的として、廃液に次亜塩素酸ナトリウムを添加すると共に、ｐｈ調整して効率よく殺菌し、殺菌された廃液を養液栽培装置に循環させるミョウガの養液循環栽培方法を開発した（特許文献３参照）。この栽培方法は、廃液を塩素殺菌することから、養液栽培装置に循環する廃液の塩素濃度を低くするために、複雑で精密なコントロールを必要とする。ミョウガを栽培する培地に供給される養液の塩素濃度が栽培されるミョウガの含有塩素と殺菌力に影響を与えるからである。養液の含有塩素濃度からは、養液の塩素濃度を低くする必要があるが、塩素濃度が低くなると殺菌力が低下する。ミョウガに限らずあらゆる食品の塩素濃度は、人体への影響からできる限り低濃度とすることが要求される。本発明者は、先に開発した養液栽培装置において、廃液の塩素濃度を分解するために、塩素分解剤を使用した。ただ、この方法は、循環して再使用する養液の塩素濃度を低くできるが、塩素分解剤を使用することからランニングコストが高くなる欠点がある。
【０００７】
さらに、ミョウガは、イチゴ等の他の植物に比較して水の吸収量が数倍も多いことに加えて、酸素の吸収量も多い。酸素の吸収量が多いミョウガの養液は、酸素濃度が低くなる。この欠点は、培地に多量の養液を供給し、余分な養液を排水して、すなわち、培地の養液を新しい養液に交換して解消できる。ただ、培地に供給される養液は、肥料を添加していることから、多量の養液を使用することは、多量の肥料を使用することになって、不経済になる。とくに、ミョウガに吸収されない多量の肥料を外部に廃液として排水するので、この廃液が付近の土壌や地下水を肥料で汚染する弊害もある。この弊害を避けるために、養液の供給量を制限すると、養液の酸素濃度が低下して、ミョウガの生育が悪くなる。さらに困ったことに、ミョウガの養液に使用される地下水は酸素濃度が低い。また、養液栽培装置から排水される廃液も酸素濃度が低くなっている。ミョウガに酸素が吸収されて排水されるからである。したがって、廃液を養液として再使用し、さらに、この廃液に地下水を添加して養液栽培装置に供給する方法は、養液の酸素濃度が低くなる。この欠点は、養液に酸素をバブリングして解消できる。この方法は、養液をタンクに蓄えて、底から酸素を微細な気泡として噴射する。酸素は、加圧された酸素ボンベから養液の底に噴射される。この方法は、養液に酸素を供給するために特別に酸素ボンベを使用する必要があって、ランニングコストが高くなる。また、酸素をバブリングする機構も必要となって、装置が複雑になる欠点がある。
【０００８】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、栽培されるミョウガの塩素濃度を極めて低くしながら、多量に排水される廃液を有効に再利用して高品質なミョウガを栽培できるミョウガの養液循環栽培方法を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、養液栽培装置から排出される廃液を殺菌することに加えて、殺菌するために添加する殺菌剤でもって養液に酸素を補給し、酸素の補給された養液でもって、ミョウガの生育を良くできる養液循環栽培方法を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、設備コストとランニングコストの両方を低減しながら、廃液を有効に再使用して高品質なミョウガを栽培できる養液循環栽培方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のミョウガの養液循環栽培方法は、前述の目的を達成するために、以下の工程でミョウガを養液栽培する。
ミョウガの養液循環栽培方法は、ミョウガの養液栽培装置１から排出される廃液に殺菌剤を添加して廃液を殺菌する殺菌工程と、廃液に原水と肥料とを添加する調整工程と、調整工程で得られる溶液をミョウガの養液栽培装置１に供給する給水工程とからなる。さらに、養液循環栽培方法は、殺菌剤に過酸化水素水を使用し、過酸化水素水で廃液を殺菌すると共に、過酸化水素水から発生する酸素をミョウガに供給する。
【００１０】
本発明の請求項２に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、殺菌工程で殺菌された廃液に、原水と肥料とを添加する。
【００１１】
本発明の請求項３に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、殺菌工程において、廃液に０．１ｐｐｍ以上の過酸化水素を添加する。
【００１２】
本発明の請求項４に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、殺菌工程において、廃液に添加する過酸化水素水を１％ないし５０％水溶液とする。
【００１３】
本発明の請求項５に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、殺菌工程において、養液栽培装置１から排出される廃液を廃液タンク２に蓄え、廃液タンク２に蓄える廃液を廃液混入ポンプ３で吸入して養液栽培装置１に供給する。さらに、養液循環栽培方法は、廃液混入ポンプ３で養液栽培装置１に供給される廃液に過酸化水素水を添加して殺菌すると共に、酸素を補給する。
【００１４】
本発明の請求項６に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、廃液混入ポンプ３が、廃液タンク２から養液栽培装置１に供給する廃液の流量に比例して過酸化水素水の添加量をコントロールする。
【００１５】
本発明の請求項７に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、原水に地下水を使用する。
【００１６】
さらにまた、本発明の請求項８に記載するミョウガの養液循環栽培方法は、調整工程において、肥料の添加された養液の肥料濃度を濃度センサ６で検出しながら肥料の添加量を制御する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のミョウガの養液循環栽培方法は、栽培されるミョウガの塩素濃度を低くしながら、養液栽培装置から排水される多量の廃液を速やかに殺菌して、有効に再利用できる特徴がある。養液栽培装置の廃液を再利用することは、汚水を外部に排水しないことに加えて、ミョウガを栽培するために使用する水量を少なくできる特徴も実現する。とくに、ミョウガの栽培は、給水量が多いことから、使用する水量を少なくすることが大切である。
【００１８】
さらに、本発明の養液循環栽培方法の特筆すべき特徴は、装置の廃液に殺菌することに加えて、殺菌するために添加する殺菌剤でもって養液に酸素を補給し、酸素の補給された養液でもって、ミョウガを効果的に生育できることにある。本発明は、廃液の酸素に過酸化水素水を使用する。過酸化水素「Ｈ２Ｏ２」は、以下の式で示すように分解して発生基の酸素すなわち「Ｏ」と水の「Ｈ２Ｏ」になる。
Ｈ２Ｏ２→Ｏ＋Ｈ２Ｏ
発生基の酸素「Ｏ」は不安定で極めて酸化力が強く、廃液を効果的に殺菌する。さらに、発生基の酸素「Ｏ」は不安定で、下記の式で示すように変化して酸素「Ｏ２」となって安定になる。
２Ｏ→Ｏ２
発生基の酸素「Ｏ」から酸素「Ｏ２」になった酸素は、養液に溶解されて培地に供給される。このため、廃液に添加される過酸化水素水は、廃液を殺菌し、さらに酸素を補給して養液栽培装置の培地に供給される。
【００１９】
本発明の養液循環栽培方法に使用される殺菌剤は、塩素のように添加量を精密にコントロールする必要はない。それは、過剰に添加される過酸化水素水は分解して酸素となって、養液栽培装置に供給されて、酸素不足となりやすいミョウガの培地の酸素濃度を高くして、ミョウガを好ましい環境で生育させるからである。また、多量に添加される過酸化水素水は、分解して酸素になるので、塩素のようにミョウガに悪い影響を与えることもない。したがって、廃液を殺菌して再使用しながら、高品質なミョウガを高い収量で能率よく栽培できる特徴がある。
【００２０】
さらに、本発明のミョウガの養液循環栽培方法は、設備コストとランニングコストの両方を低減しながら、廃液を有効に再使用して高品質なミョウガを栽培できる特徴がある。それは、廃液を塩素殺菌する方法のように、殺菌剤の添加濃度を高精度にコントロールする必要がなく、また、塩素殺菌のように塩素分解剤を添加して塩素濃度を低下する必要もないからである。さらに、殺菌剤として添加する過酸化水素水で酸素を養液に供給するので、養液に酸素を添加するバブリング装置などを使用する必要がなく、したがって酸素ボンベも使用する必要がない。このため、廃液を殺菌する工程で養液に酸素を添加して、高品質なミョウガを効率よく栽培できる特徴が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのミョウガの養液循環栽培方法を例示するものであって、本発明は養液循環栽培方法を以下の方法に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２２】
図１は、本発明にかかるミョウガの養液循環栽培方法に使用するシステムのブロック図を示す。この図のシステムは、ミョウガを養液栽培する養液栽培装置１と、この養液栽培装置１から排水される廃液を蓄える廃液タンク２と、この廃液タンク２の廃液を移送する廃液混入ポンプ３と、この廃液混入ポンプ３で移送される廃液に、過酸化水素水を添加する殺菌剤添加装置４と、廃液混入ポンプ３で移送される殺菌廃液に原水を混合する原水混合装置８と、原水混合装置８で原水の添加された混合水に肥料を添加する肥料添加装置９と、さらに混合水に肥料の微量成分を添加する微量成分添加装置１１とを備え、殺菌された廃液に、肥料と微量成分を添加して養液１６として養液栽培装置１に供給する。
【００２３】
図２は、ミョウガの養液栽培装置１を示す。この図の養液栽培装置１は、ミョウガの根を生育させる所定の厚さと幅を有する培地１２と、この培地１２を上に載せる栽培トレイ１３とを備える。栽培トレイ１３は、水平栽培台１４の上に水平姿勢に載せられる。水平栽培台１４は、所定の間隔で互いに平行に配設している３本又は４本の縦パイプ１５を備える。縦パイプ１５は水平に配設される。この縦パイプ１５の上に栽培トレイ１３が水平に載せられる。栽培トレイ１３には、培地１２が載せられ、この培地１２に養液１６を供給してミョウガを栽培する。
【００２４】
さらに、図２の養液栽培装置１は、培地１２の下に積層されて、培地１２に植え付けされるミョウガの根が通過するのを阻止して水を通過させる根切りシート１７と、この根切りシート１７の下に積層されて、培地１２に水を供給する保水シート１８と、この保水シート１８の下に積層している下地フィルム１９とを、培地１２を載せる栽培トレイ１３に敷設している。これらの養液栽培装置１は、栽培トレイ１３の上に配置している培地１２に養液１６を供給して培地１２でミョウガを栽培する。
【００２５】
培地１２は、供給される水分を保水する保水性と、過剰な水分を排水する排水性とが要求される。図の培地１２は、所定の厚さのマット状で、根切りシート１７の上に載せている。培地１２は、ミョウガの生育に最適なものが選択され、たとえば、ヤシガラやバーク等の有機物をプレスして、所定の厚さのマット状に固化したものが使用される。この培地１２には、たとえば長さを１ｍ、幅を４０ｃｍ、養液を供給する状態での厚さを約１２ｃｍとするものを使用する。ただ、培地には、ミョウガの生育に適した保水性と排水性のある全てのもの、たとえば有機物や無機物を単独であるいは混合したものが使用できる。無機物である培地は、たとえば、シリカやアルミナを無数の空隙がある状態に焼結した粒体やロックウール等が使用できる。
【００２６】
栽培トレイ１３は、図２と図３に示すように、底面の両側縁に沿って上方に突出する一対の側壁２０を一体的に成形して設けて、断面形状を溝形としている。この側壁２０は、栽培トレイ１３の上に載せられる培地１２や給水管２１から供給される養液１６が、栽培トレイ１３の外側にこぼれ落ちるのを防止する。したがって、側壁２０の高さは、培地１２や養液１６が外にこぼれるのを防止できる高さに成形する。
【００２７】
さらに、栽培トレイ１３は、図２と図３に示すように、上面に３列の排水溝２２を設けている。この図の栽培トレイ１３は、排水溝２２として、両側の側壁２０に沿って設けた一対の側溝２２Ａと、一対の側溝２２Ａの間に設けた中央溝２２Ｂを設けており、さらに、両側の側溝２２Ａと中央溝２２Ｂとを連結溝（図示せず）で連結している。
【００２８】
一対の側溝２２Ａは、一対の側壁２０の内側にあって、側壁２０に沿って設けている。側溝２２Ａは、栽培トレイ１３の両端面まで延長して設けている。栽培トレイ１３は、培地１２を透過する廃液をこの側溝２２Ａに案内し、この側溝２２Ａから栽培トレイ１３の外部に廃液として排水する。
【００２９】
中央溝２２Ｂは、一対の側溝２２Ａの中間に位置して、側溝２２Ａと平行に設けている。この中央溝２２Ｂも、栽培トレイ１３の両端面まで延長して設けている。この中央溝２２Ｂは、栽培トレイ１３の中央上面の上方に配設される培地１２を透過する廃液の一部を案内して効率よく排水する。
【００３０】
さらに、栽培トレイ１３は、一対の側溝２２Ａと中央溝２２Ｂを連結溝（図示せず）で連結している。連結溝は、両側の側溝２２Ａを連結するように設けた溝で、中央溝２２Ｂを横断して、中央溝２２Ｂと垂直に交差している。この連結溝は、中央溝２２Ｂを流れる廃液を側溝２２Ａに流して排水する。また、連結溝は、栽培トレイ１３の中央上面の上方に配設される培地１２を透過する廃液の一部を案内して排水するはたらきもある。
【００３１】
排水溝２２は、幅が狭すぎても、深さが浅すぎても、廃液に含まれる異物が詰まりやすくなり、廃液をスムーズに排水できない。このため、排水溝２２の幅と深さは、たとえば１ｃｍ以上、好ましくは２ｃｍ以上とする。ただ、栽培トレイは、排水溝２２の幅を広くして、深さを深くすると全体の強度が低下する。このため、排水溝２２の幅と深さは、たとえば７ｃｍよりも小さく、好ましくは６ｃｍ以下とする。排水溝２２の幅と深さは、廃液の詰まりを少なく、かつ培地１２を水平に保持することから、好ましくは３〜５ｃｍとする。
【００３２】
以上の構造の栽培トレイ１３は、プラスチックを発泡成形して製作される。この栽培トレイ１３は安価に多量生産できる。プラスチック発泡体で製作される栽培トレイ１３は、表面に非発泡層を設けて、廃液の内部への浸透を阻止し、あるいは独立気泡に発泡させて、廃液の内部への浸透を阻止することができる。ただ、栽培トレイ１３は、上に敷設される非透水シートの下地フィルム１９で、廃液が栽培トレイ１３に浸透するのを防止できるので、栽培トレイ１３を完全な防水構造とする必要はない。プラスチック発泡体の栽培トレイ１３は、発泡スチロールで製作して、とくに安価に多量生産できる。ただ、栽培トレイは、他のプラスチック発泡体、たとえば塩化ビニル発泡体、ＥＶＡ発泡体、ウレタン発泡体等で製造することもできる。
【００３３】
養液栽培装置１は、栽培トレイ１３の上に非透水シートの下地フィルム１９を敷設する。下地フィルム１９は、栽培トレイ１３の上に敷設している。この下地フィルム１９は、上側に配設される培地１２、根切りシート１７及び保水シート１８と、下側に配設される栽培トレイ１３とを区画している。下地フィルム１９は非透水シートで、培地１２を通過した廃液がこれを透過して、栽培トレイ１３まで浸透するのを防止している。下地フィルム１９は、栽培トレイ１３の外形よりも大きく、両側の側壁２０の外側面まで延長して配設される。側壁２０と下地フィルム１９の間から廃液が浸入するのを防止するためである。
【００３４】
下地フィルム１９は、栽培トレイ１３の上面に沿う状態で敷設される。側溝２２Ａや中央溝２２Ｂに敷設される下地フィルム１９は、栽培トレイ１３の内面に沿って敷設される。側溝２２Ａや中央溝２２Ｂの内面に沿って敷設される下地フィルム１９は、その内側に形成される溝内を廃液が流れる。
【００３５】
下地フィルム１９は、プラスチックフィルムからなる非透水シートである。プラスチックフィルムである非透水シートの下地フィルム１９は、ポリエチレンフィルムが適している。ただ、この下地フィルムのプラスチックフィルムには、塩化ビニルフィルムも使用できる。さらに、本発明の養液栽培装置１は、非透水シートである下地フィルムを、プラスチックフィルムに特定しない。非透水シートである下地フィルムには、たとえば表面を防水加工した不織布や布等も使用できるからである。不織布や布で構成される下地フィルムは、プラスチックフィルムに比べて破れ難く、また熱に強い特長がある。
【００３６】
保水シート１８は、栽培トレイ１３の上面に位置して、下地フィルム１９の上に敷設している。すなわち、保水シート１８は、下地フィルム１９と根切りシート１７の間に配設している。この保水シート１８は、培地１２と根切りシート１７を透過した廃液を吸水して保水する。保水シート１８は、無機繊維を方向性なく立体的に集合している保水マット、繊維を方向性なく集合して繊維を交点で結合している不織布、所定の厚さのロックウール、織布、耐水性のある紙等が使用できる。保水シート１８を保水マットである。ただ、保水シートには、ロックウールを使用することもできる。養液栽培装置１は、保水シート１８に水分を保水するので、培地１２が乾燥するときに、保水する水分を根切りシート１７に透過させて、培地１２に供給する。保水シート１８の水分は、気化して培地１２に供給され、あるいは根切りシート１７を透過して培地１２に浸透して補給される。したがって、これらの養液栽培装置１は、培地１２の過乾燥を防止しながらミョウガを生育できる特長がある。
【００３７】
根切りシート１７は、防根シートとも呼ばれるシートで、すでに市販されているものを使用する。根切りシート１７は、細繊維を立体的に集合した不織布が使用できる。また、微細な貫通孔を無数に設けているプラスチックフィルムも根切りシート１７として使用できる。さらに、根切りシート１７は、水を透過させて植物の根が成長して通過するのを阻止できる全てのシートを使用することができる。
【００３８】
根切りシート１７は、培地１２の下に積層されて、培地１２に植え付けしている植物の根が通過するのを阻止する。図２の根切りシート１７は、培地１２と保水シート１８との間に配設されており、植物の根が伸びて保水シート１８や栽培トレイ１３の溝に侵入するのを阻止する。植物の根が保水シート１８や栽培トレイ１３の溝に侵入すると、根が廃液に接触して病気になるからである。したがって、根切りシート１７は、好ましくは、図２に示すように、栽培トレイ１３の上側全面に配設される。ただ、栽培トレイの上面の全面でなく、一部に培地を載せて植物を生育させる場合、必ずしも栽培トレイの全面に根切りシートを配設する必要はない。図の根切りシート１７は、保水シート１８の上に水平に敷設して、栽培トレイ１３の側壁２０の両側から下方に垂らしている。この養液栽培装置１は、植物の根や培地１２が根切りシート１７と下地フィルム１９の間に侵入するのを確実に防止できる。
【００３９】
以上の養液栽培装置１は、水平栽培台１４の上に水平に配置される。図２に示す水平栽培台１４は、地面から上に離して配置している載せ台である。このように、載せ台に載置される養液栽培装置１は、外部に排水される廃液を自然に流下させて効率よく回収できる特長がある。
【００４０】
図２に示す養液栽培装置１は、ミョウガを植え付けている培地１２に、養液１６を供給する。ミョウガの栽培は、所定量の養液１６を所定の時間間隔で供給し、あるいは定量の養液１６を連続して供給する。ミョウガに供給される養液１６は、培地１２と根切りシート５とを透過して、一部は保水シート１８に吸収され、残りは廃液として側溝２２Ａに流入されて外部に廃液として排水される。
【００４１】
ミョウガに供給される養液１６は、水に肥料や薬剤を添加した溶液である。したがって、培地１２と根切りシート１７を透過した廃液を露地に排水するのは好ましくない。廃液に含まれる成分によって土壌を汚染し、あるいは、雑草や細菌等の繁殖を促進するからである。このように、栽培トレイから外部に排水される廃液を回収して再利用する養液循環栽培装置は、廃液が露地に浸透するのを防止して、理想的な環境で植物を栽培できる特長がある。
【００４２】
廃液タンク２は、養液栽培装置１から排水される廃液を一時的に蓄える。ここに蓄えられる廃液は、廃液混入ポンプ３で移送される。移送される廃液は、過酸化水素水で殺菌・酸素添加され、さらに肥料を添加して養液となり、養液の状態で養液栽培装置に移送される。
【００４３】
殺菌剤添加装置４は、廃液混入ポンプ３が運転されて廃液タンク２から廃液が排出される状態で、廃液に過酸化水素水を添加する。殺菌剤添加装置４は、過酸化水素水を蓄える過酸化水素水タンク４Ａと、この過酸化水素水タンク４Ａから過酸化水素水を吸入して廃液に添加する添加ポンプ４Ｂと、この添加ポンプ４Ｂが過酸化水素水を添加する流量をコントロールする流量センサ５と備える。殺菌剤添加装置４は、廃液の過酸化水素濃度が、０．１ｐｐｍ以上となる量の過酸化水素水を添加する。
【００４４】
殺菌剤添加装置４は、廃液を殺菌できる過酸化水素水を添加する。廃液の過酸化水素濃度が低くなると、廃液を効果的に殺菌できなくなる。したがって、殺菌剤添加装置４は、廃液を確実に殺菌できるように、廃液の過酸化水素濃度をたとえば、０．１ｐｐｍ以上、好ましくは０．５ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１ｐｐｍ以上とする。廃液に添加される過酸化水素は、「Ｏ」に分解されて廃液を殺菌し、さらに不安定な「Ｏ」は安定な「Ｏ２」となって廃液に酸素を補給する。過酸化水素水の添加量は、ミョウガの栽培コストに影響を与える。したがって、過酸化水素水の添加量は、廃液を殺菌して、養液に酸素を補給してミョウガの栽培環境を好ましい状態とするように、たとえば、廃液の過酸化水素濃度を３０ｐｐｍ以下、好ましくは２０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以下とする。最適には廃液の過酸化水素濃度は、約１ｐｐｍないし５ｐｐｍとする。
【００４５】
殺菌剤添加装置４が廃液に添加する過酸化水素水の添加量は、添加ポンプ４Ｂの流量と廃液混入ポンプ３の流量の比率でコントロールする。廃液混入ポンプ３の流量は流量センサ５で検出される。流量センサ５で廃液の流量を検出し、この流量に比例制御するように過酸化水素を添加して、廃液の過酸化水素濃度を正確にコントロールできる。ただ、廃液混入ポンプ３と添加ポンプ４Ｂは、所定の流量で廃液を移送するので、必ずしも流量センサで廃液の流量を検出することなく、廃液混入ポンプ３と添加ポンプ４Ｂの両方を運転して、廃液に所定量の過酸化水素水を添加して、廃液の過酸化水素濃度を設定値に制御することもできる。
【００４６】
図１の原水混合装置８は、地下水を吸い上げて養液栽培装置１に供給する原水ポンプ８Ｂを備える。この原水ポンプ８Ｂは、所定の流量で原水である地下水を養液栽培装置１に供給する。ただし、原水混合装置は、図示しないが、所定量の原水を蓄える原水タンクと、この原水タンクの原水を吸入して、養液栽培装置に供給する原水ポンプとで構成することもできる。この原水タンクは、一度に養液栽培装置に供給する水量の原水を蓄える。
【００４７】
肥料添加装置９は、原水混合装置８から供給される原水に、廃液混入ポンプ３から供給される殺菌廃液を混合している混合水に、所定の肥料を添加する。この肥料添加装置９は、原水に殺菌廃液の混合された混合水に液肥を添加する。液肥添加装置９は、肥料の水溶液である液肥を蓄える液肥タンク９Ａと、この液肥タンク９Ａから液肥を吸入して混合水に添加する添加ポンプ９Ｂとを備える。液肥添加装置は、混合水の肥料濃度が設定値となるように液肥を添加する。液肥添加装置９は、混合水に添加する液肥量をコントロールして混合水の肥料濃度を調整する。図１の肥料添加装置９は、肥料の添加された養液の肥料濃度を濃度センサ６で検出しながら肥料の添加量を制御する。この肥料添加装置９は、濃度センサ６に養液の電気伝導度を検出するセンサを使用する。濃度センサ６は、養液の肥料濃度を検出し、検出された肥料濃度で添加ポンプ９Ｂの流量を制御して、養液の肥料濃度を所定の範囲にコントロールする。図１の装置は、２組の肥料添加装置９を有する。２組の液肥添加装置は、異なる液肥を混合水に添加する。各々の肥料添加装置９は、濃度センサ６の信号で添加ポンプ９Ｂの流量を制御して、養液の肥料濃度を設定濃度にコントロールする。各々の肥料添加装置９は、濃度センサ６で検出する養液の肥料濃度が設定値よりも低いと、添加ポンプ９Ｂの流量を多くして制御して肥料濃度を高くし、反対に濃度センサ６で検出する肥料濃度が高いと、添加ポンプ９Ｂの流量を少なく制御して肥料濃度を低くして、養液の肥料濃度を設定値にコントロールする。
【００４８】
微量成分添加装置１１は、肥料を添加した養液に、さらに、ミョウガの栽培に必要な種々の微量成分、たとえば金属元素等を添加する。この微量成分添加装置１１は、微量成分を含有する溶液を蓄える溶液タンク１１Ａと、この溶液タンク１１Ａに蓄えられる微量成分含有溶液を養液に添加する添加ポンプ１１Ｂとを備える。
【００４９】
以上の養液循環栽培装置は、以下のようにしてミョウガに給水する。
［廃液の殺菌工程］
ミョウガの養液栽培装置１から排出される廃液に、過酸化水素水を添加して、廃液を過酸化水素で殺菌する。この工程において、養液循環栽培装置から排水される廃液は、廃液タンク２に蓄えられる。この廃液タンク２に蓄えられた廃液は、廃液混入ポンプ３で移送され、移送途中において、殺菌剤添加装置４が過酸化水素水を添加して、廃液を殺菌すると共に、酸素を補給する。廃液の過酸化水素濃度は、１ｐｐｍないし５ｐｐｍとする。過酸化水素は、「Ｏ」で廃液を殺菌し、さらに「Ｏ」を「Ｏ２」として、廃液に酸素を補給する。
【００５０】
［調整工程］
殺菌されて酸素の補給された殺菌廃液が、原水に添加される。原水に殺菌廃液を添加する割合は、養液栽培装置１から排水される全て廃液を処理し、これを原水に添加して、全ての廃液を循環して外部に排水しないようにする。ミョウガを養液栽培する装置は、供給する養液の約１５％〜２０％が廃液として排水される。したがって、原水に対して１５％〜２０％の殺菌廃液を原水に添加して再使用することで、廃液を外部に排水しないで、全てを循環して再使用できる。原水に殺菌廃液が添加された混合水に、肥料添加装置９でもって所定量の液肥が添加される。液肥は濃度センサ６で養液の肥料濃度を検出しながら、設定された濃度となるように添加される。さらに、図１の装置は、微量成分添加装置１１でもって、微量成分も添加される。
【００５１】
以上の方法は、養液栽培装置１から排水される多量の廃液を、殺菌工程において過酸化水素水で確実に殺菌し、とくに、酸素を補給しながら殺菌することで、殺菌された廃液に酸素も補給する。このため、廃液を過酸化水素で殺菌して再利用するにもかかわらず、養液栽培装置１に供給される養液は酸素濃度が高く、ミョウガを効率よく生育させながら、病害虫による害を阻止して高品質なミョウガを能率よく栽培できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のミョウガの養液循環栽培方法は、廃液を循環して有効に再利用して、廃液による田畑の汚染を防止しながら、高品質なミョウガを理想的な環境で栽培できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例にかかるミョウガの養液循環栽培方法に使用するシステムのブロック図である。
【図２】養液栽培装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】栽培トレイの一例を示す一部断面底面斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…養液栽培装置
２…廃液タンク
３…廃液混入ポンプ
４…殺菌剤添加装置 ４Ａ…過酸化水素水タンク
４Ｂ…添加ポンプ
５…流量センサ
６…濃度センサ
８…原水混合装置 ８Ｂ…原水ポンプ
９…肥料添加装置 ９Ａ…液肥タンク
９Ｂ…添加ポンプ
１１…微量成分添加装置 １１Ａ…溶液タンク
１１Ｂ…添加ポンプ
１２…培地
１３…栽培トレイ
１４…水平栽培台
１５…縦パイプ
１６…養液
１７…根切りシート
１８…保水シート
１９…下地フィルム
２０…側壁
２１…給水管
２２…排水溝 ２２Ａ…側溝
２２Ｂ…中央溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミョウガの養液栽培装置(1)から排出される廃液に殺菌剤を添加して廃液を殺菌する殺菌工程と、廃液に原水と肥料とを添加する調整工程と、調整工程で得られる溶液をミョウガの養液栽培装置(1)に供給する給水工程とかならなるミョウガの養液循環栽培方法において、
殺菌剤に過酸化水素水を使用し、過酸化水素水で廃液を殺菌すると共に、過酸化水素水から発生する酸素をミョウガに供給することを特徴とするミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項２】
殺菌工程で殺菌された廃液に、原水と肥料とを添加する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項３】
殺菌工程において、廃液に０．１ｐｐｍ以上の過酸化水素を添加する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項４】
殺菌工程において、廃液に添加する過酸化水素水が１％ないし５０％水溶液である請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項５】
殺菌工程において、養液栽培装置(1)から排出される廃液を廃液タンク(2)に蓄え、廃液タンク(2)に蓄える廃液を廃液混入ポンプ(3)で吸入して養液栽培装置(1)に供給すると共に、廃液混入ポンプ(3)で養液栽培装置(1)に供給される廃液に過酸化水素水を添加して殺菌すると共に、酸素を補給する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項６】
廃液混入ポンプ(3)が、廃液タンク(2)から養液栽培装置(1)に供給する廃液の流量に比例して過酸化水素水の添加量をコントロールする請求項５に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項７】
原水に地下水を使用する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項８】
調整工程において、肥料の添加された養液の肥料濃度を濃度センサ(6)で検出しながら肥料の添加量を制御する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項１】
ミョウガの養液栽培装置(1)から排出される廃液に殺菌剤を添加して廃液を殺菌する殺菌工程と、廃液に原水と肥料とを添加する調整工程と、調整工程で得られる溶液をミョウガの養液栽培装置(1)に供給する給水工程とかならなるミョウガの養液循環栽培方法において、
殺菌剤に過酸化水素水を使用し、過酸化水素水で廃液を殺菌すると共に、過酸化水素水から発生する酸素をミョウガに供給することを特徴とするミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項２】
殺菌工程で殺菌された廃液に、原水と肥料とを添加する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項３】
殺菌工程において、廃液に０．１ｐｐｍ以上の過酸化水素を添加する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項４】
殺菌工程において、廃液に添加する過酸化水素水が１％ないし５０％水溶液である請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項５】
殺菌工程において、養液栽培装置(1)から排出される廃液を廃液タンク(2)に蓄え、廃液タンク(2)に蓄える廃液を廃液混入ポンプ(3)で吸入して養液栽培装置(1)に供給すると共に、廃液混入ポンプ(3)で養液栽培装置(1)に供給される廃液に過酸化水素水を添加して殺菌すると共に、酸素を補給する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項６】
廃液混入ポンプ(3)が、廃液タンク(2)から養液栽培装置(1)に供給する廃液の流量に比例して過酸化水素水の添加量をコントロールする請求項５に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項７】
原水に地下水を使用する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【請求項８】
調整工程において、肥料の添加された養液の肥料濃度を濃度センサ(6)で検出しながら肥料の添加量を制御する請求項１に記載されるミョウガの養液循環栽培方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１６７６９１（Ｐ２００８−１６７６９１Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３７９５（Ｐ２００７−３７９５）
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（３９３０１９３５５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（３９３０１９３５５）
【Ｆターム（参考）】
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