水耕栽培装置
【課題】 水耕栽培装置において、簡易な構成により、栽培槽の内部の栽培養液を適時のタイミングで間欠供給及び水位調整すること。
【解決手段】 水耕栽培装置１０において、栽培槽１１の内部の栽培養液を排出する排水管として、第１と第２の排水管４１、４２を備え、第１の排水管４１による排水レベルである高水位レベルを第２の排水管４２による排水レベルである低水位レベルより高く、第１の排水管４１の排水流量を第２の排水管４２の排水流量より大きく設定するとともに、ポンプ３１の運転のオン時の給水管３２の給水流量に比して、第１の排水管４１の排水流量を大きく、第２の排水管４２の排水流量を小さく設定し、ポンプ３１の運転をタイマー３３によりオン／オフ制御するもの。
【解決手段】 水耕栽培装置１０において、栽培槽１１の内部の栽培養液を排出する排水管として、第１と第２の排水管４１、４２を備え、第１の排水管４１による排水レベルである高水位レベルを第２の排水管４２による排水レベルである低水位レベルより高く、第１の排水管４１の排水流量を第２の排水管４２の排水流量より大きく設定するとともに、ポンプ３１の運転のオン時の給水管３２の給水流量に比して、第１の排水管４１の排水流量を大きく、第２の排水管４２の排水流量を小さく設定し、ポンプ３１の運転をタイマー３３によりオン／オフ制御するもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニンニク等の根菜類、又はレタス、みず菜、春菊等の葉菜類等の植物のための水耕栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニンニクスプラウト（ニンニクの若芽）の水耕栽培装置として、特許文献１に記載の如く、栽培槽の上部に、植物を支持した栽培ベッドを配置し、ポンプが圧送する栽培養液を栽培槽の内部に供給する給水管を備えるとともに、栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管を備えてなるものがある。
【０００３】
このニンニクスプラウトの水耕栽培装置では、栽培槽の上部に栽培ベッドとなる、網目状を有する栽培カゴを配置し、ニンニク球根を栽培カゴの上に載置し、栽培カゴ上のニンニク球根の根を栽培槽の内部の栽培養液の水中又は栽培養液の上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整することとしている。
【０００４】
ニンニク球根の根を栽培養液の上部の空中に位置付けることにより、ニンニク球根の根腐れを防止したり、水不足による適度のストレスを与えることができる。その後、ニンニク球根の根を栽培養液の水中に位置付けることにより、空中の水不足にあったニンニク球根の根に一気に栽培養液を吸収させ、根、若芽、葉の生育を促進させることができる。これにより、ニンニクスプラウトの食味、風味、日持等を良好にし、水耕栽培の生産性が向上するものになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許4252101
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の水耕栽培装置では、栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整する手段として、栽培槽に設けた水位センサと、水位センサの検出結果に基づいて作動する制御回路とを有する。制御回路は、ポンプが給水管経由で圧送する栽培養液の給水流量と、排水管に設けた電磁弁が調整する栽培槽からの栽培養液の排出流量とを制御する。従って、それらの構成は複雑である程度高コストにならざるを得ない。
【０００７】
本発明の課題は、簡易な構成により、栽培槽の上部の栽培ベッドに支持した植物の生育に合わせて、その根を栽培養液の水中と、栽培養液の上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽の内部の栽培養液を適時のタイミングで間欠供給及び水位調整することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、栽培槽の上部に、植物を支持した栽培ベッドを配置し、ポンプが圧送する栽培養液を栽培槽の内部に供給する給水管を備えるとともに、栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管を備えてなる水耕栽培装置において、栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管として、第１と第２の排水管を備え、第１の排水管による排水レベルである高水位レベルを第２の排水管による排水レベルである低水位レベルより高く、第１の排水管の排水流量を第２の排水管の排水流量より大きく設定するとともに、ポンプの運転のオン時の給水管の給水流量に比して、第１の排水管の排水流量を大きく、第２の排水管の排水流量を小さく設定し、ポンプの運転をタイマーによりオン／オフ制御することにより、ポンプの運転のオンをタイマーが定める高水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を高水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその高水位レベルに設定される栽培養液の水中に位置可能にするとともに、ポンプの運転のオフをタイマーが定める低水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を低水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその低水位レベルに設定される栽培養液の上部の空中に位置可能にするように、栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整するようにしたものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記高水位形成時間が、ポンプの運転のオフからオンの切換時に、ポンプの給水流量と第２の排水管の排水流量の流量差により、栽培槽の内部の高水位レベルと低水位レベルとの間の蓄水量を除した値である、栽培槽の内部の水位が低水位レベルから高水位レベルに到達する高水位到達時間に、その後の栽培槽の内部の水位を高水位レベルに保つ所望の高水位持続時間を加算して算定されるようにしたものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記低水位形成時間が、ポンプの運転のオンからオフへの切換時に、第２の排水管の排水流量により、栽培槽の内部の高水位レベルと低水位レベルとの間の蓄水量を除した値である、栽培槽の内部の水位が高水位レベルから低水位レベルに到達する低水位到達時間に、その後の栽培槽の内部の水位を低水位レベルに保つ所望の低水位持続時間を加算して算定されるようにしたものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに係る発明において更に、前記栽培ベッドが、網目状を有する栽培カゴからなるようにしたものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに係る発明において更に、前記栽培ベッドが、拡縮自在な多孔質環状体からなる栽培ブロックを有するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
（請求項１）
(a)ポンプの運転をタイマーによりオン／オフ制御することにより、ポンプの運転のオンをタイマーが定める高水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を高水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその高水位レベルに設定される栽培養液の水中に位置可能にするとともに、ポンプの運転のオフをタイマーが定める低水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を低水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその低水位レベルに設定される栽培養液の上部の空中に位置可能にするように、栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整する。
【００１４】
従って、植物の根を栽培養液の上部の空中に位置付けることにより、根腐れを防止したり、水不足による適度のストレスを与えることができる。その後、植物の根を栽培養液の水中に位置付けることにより、空中の水不足にあった植物の根に一気に栽培養液を吸収させ、根、若芽、葉の生育を促進させることができる。これにより、植物の食味、風味、日持等を良好にし、水耕栽培の生産性を向上できる。
【００１５】
このとき、今回栽培される植物や季節に応じて、当該植物の根を栽培養液の水中に位置し続ける最適時間と、栽培養液の上部の空中に位置し続ける最適時間は、それらに対応する高水位形成時間ｔ1と、低水位形成時間ｔ2をタイマーにおいて簡易に設定替えできる。
【００１６】
即ち、第１と第２の排水管を備え、ポンプの運転をオン／オフ制御するタイマーを備えるだけの簡易な構成により、植物の生育に合わせて、その根を栽培養液の水中と、栽培養液の上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽の内部の栽培養液を適時のタイミングで間欠供給及び水位調整することができる。
【００１７】
（請求項２）
(b)上述(a)でタイマーにより設定される高水位形成時間ｔ1を、栽培槽の設備条件により定まる高水位到達時間ｔ1ａと、今回栽培される植物や季節に応じて定める所望の高水位持続時間ｔ1ｂにより、簡易かつ高精度に算定し、栽培槽の内部の栽培養液を高精度に間欠供給及び水位調整できる。
【００１８】
（請求項３）
(c)上述(a)でタイマーにより設定される低水位形成時間ｔ2を、栽培槽の設備条件により定まる低水位到達時間ｔ2ａと、今回栽培される植物や季節に応じて定める所望の低水位持続時間ｔ2ｂにより、簡易かつ高精度に算定し、栽培槽の内部の栽培養液を高精度に間欠供給及び水位調整できる。
【００１９】
（請求項４）
(d)栽培ベッドとして、網目状を有する栽培カゴからなるものを用いることにより、ニンニクスプラウト等の根菜類を簡易かつ安定的に栽培できる。
【００２０】
（請求項５）
(e)栽培ベッドとして、拡縮自在な多孔質環状体からなる栽培ブロックを有するものを用いることにより、レタス等の葉菜類を簡易かつ安定的に栽培できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は水耕栽培装置を示す模式側断面図である。
【図２】図２は図１の平面図である。
【図３】図３は図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は栽培カゴを示す模式斜視図である。
【図５】図５はニンニクスプラウトの栽培例を示す模式図である。
【図６】図６は栽培ベッドを示し、（Ａ）は栽培台を示す模式斜視図、（Ｂ）は栽培ブロックを示す模式斜視図、（Ｃ）は栽培台の変形例を示す模式断面図である。
【図７】図７はレタスの栽培例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１、図２に示す水耕栽培装置１０は、床面上に設置される栽培槽１１を有する。栽培槽１１は例えば硬質プラスチックからなる矩形箱状をなし、栽培槽１１の外周壁に囲まれる槽底部から槽内部に立上げられた複数条の立上り部１１Ａ〜１１Ｄを備える。両側の立上り部１１Ａ、１１Ｂは栽培槽１１の長手方向で相対する内壁面に挟まれる全長に渡って延在され、中央の立上り部１１Ｃ、１１Ｄは栽培槽１１の長手方向で相対する内壁面のそれぞれから離隔する一定範囲に渡って延在される。それらの立上り部１１Ａ〜１１Ｄの上面は、栽培槽１１の外周壁の上面よりわずかに低い位置に設定される。
【００２３】
水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の立上り部１１Ａ〜１１Ｄの上部に、植物を支持した栽培ベッド２０を配置する。栽培ベッド２０については後述する。
【００２４】
水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の下部の床面上にタンク３０を設置してある。タンク３０は水、又は植物に有用となる肥料、微生物等を水に混合した養液水等である栽培養液Ｌを収容する。タンク３０は、栽培養液Ｌを圧送するポンプ３１を付帯して備える。
【００２５】
水耕栽培装置１０は、ポンプ３１が圧送する栽培養液Ｌを栽培槽１１の槽内部に供給する給水管３２を備える。給水管３２の出口は、栽培槽１１の槽内部の長手方向の一端側の内壁面と立上り部１１Ｃ、１１Ｄの各一端部との間の空所に向けて開口している。
【００２６】
水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを排出する排水管として、例えば硬質プラスチック管からなる第１と第２の２本の排水管４１、４２を備える。排水管４１、４２は、栽培槽１１の槽内部の長手方向他端側の内壁面と立上り部１１Ｃ、１１Ｄの各他端部との間の空所において、栽培槽１１の槽底部を貫通して配置されている。排水管４１、４２の上端の入口は栽培槽１１の槽底部から槽内部のあるレベルＨ1、Ｈ2にまで起立して開口し、排水管４１、４２の下端の出口は栽培槽１１の下部のタンク３０に向けて開口している。
【００２７】
尚、水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の槽底部に対する排水管４１、４２の起立高さ（レベルＨ1、Ｈ2）を自在に調整できる構造を具備することができ、それらのレベルＨ1、Ｈ2を簡易に調整できる。
【００２８】
また、水耕栽培装置１０にあっては、今回栽培される植物のサイズ（給水量の程度）や根の長さ等に応じて、ポンプ３１の吐出量を設定替えし、又は排水管４１、４２を異なる口径、長さのものに交換することもできる。
【００２９】
しかるに、水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の上部の栽培ベッド２０に支持した植物の根を栽培養液Ｌの水中又は栽培養液Ｌの上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを間欠供給及び水位調整するため、以下の構成を具備する。
【００３０】
(A)栽培槽１１の槽底部に対し、第１の排水管４１による排水レベルである高水位レベルＨ1を、第２の排水管４２による排水レベルである低水位レベルＨ2より高く（Ｈ1＞Ｈ2）設定する。
【００３１】
(B)第１の排水管４１の口径で決まる排水流量Ｑ1を、第２の排水管４２の口径で決まる排水流量Ｑ2より大きく（Ｑ1＞Ｑ2）設定する。
【００３２】
(C)ポンプ３１の運転のオン時の給水管３２から栽培槽１１への給水流量Ｑpに比して、第１の排水管４１の排水流量Ｑ1を大きく（Ｑp＜Ｑ1）、第２の排水管４２の排水流量Ｑ2を小さく（Ｑp＞Ｑ2）設定する。
【００３３】
(D)ポンプ３１の運転をタイマー３３によりオン／オフ制御することにより、下記i)、ii)の如くになるように、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを間欠供給及び水位調整する。
【００３４】
i)栽培槽１１の内部の水位が下記ii)により低水位レベルＨ2にある状態（ポンプ３１の運転はオフ）から、ポンプ３１の運転をオンし、このオンをタイマー３３が定める高水位形成時間ｔ1だけ継続することによって、栽培槽１１の内部の水位を高水位レベルＨ1に設定し（高水位レベルに到達させ、更にはその高水位レベルに保つ）、栽培ベッド２０上に支持した植物の根をその高水位レベルＨ1に設定されている栽培養液Ｌの水中に位置可能にする。植物の根は高水位形成時間ｔ1（特に後述する高水位持続時間ｔ1ｂ）だけ栽培養液Ｌの水中に位置するものになる。
【００３５】
ii)栽培槽１１の内部の水位が上記i)により高水位レベルＨ1にある状態（ポンプ３１の運転をオン）から、ポンプ３１の運転をオフし、このオフをタイマー３３が定める低水位形成時間ｔ2だけ継続することによって、栽培槽１１の内部の水位を低水位レベルＨ2に設定し（低水位レベルに到達させ、更にはその低水位レベルに保つ）、栽培ベッド２０上に支持した植物の根を低水位レベルＨ2に設定されている栽培養液Ｌの上部の空中に位置可能にする。植物の根は低水位形成時間ｔ2（特に後述する低水位持続時間ｔ2ｂ）だけ栽培養液Ｌの上部の空中に位置するものになる。
【００３６】
ここで、上述i)の高水位形成時間ｔ1は、ポンプ３１の運転のオフからオンへの切換時に、高水位到達時間ｔ1ａに、所望の高水位持続時間ｔ1ｂを加算して算定される。高水位到達時間ｔ1ａは、水耕栽培装置１０の設備条件により定まる値であり、ポンプ３１の給水流量Ｑpと第２の排水管４２の排水流量Ｑ2の流量差ΔＱにより、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1と低水位レベルＨ2との間の蓄水量Ａを除した値であって、栽培槽１１の内部の水位が低水位レベルＨ2から高水位レベルＨ1に到達する時間である。高水位持続時間ｔ1ｂは、今回栽培される植物や季節に応じて定められる値であり、栽培槽１１の内部の水位を高水位レベルＨ1に保ち続ける時間である。
【００３７】
また、上述ii)の低水位形成時間ｔ2は、ポンプ３１の運転のオンからオフへの切換時に、低水位到達時間ｔ2ａに、所望の低水位持続時間ｔ2ｂを加算して算定される。低水位到達時間ｔ2ａは、水耕栽培装置１０の設備条件により定まる値であり、第２の排水管４２の排水流量Ｑ2により、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1と低水位レベルＨ2との間の蓄水量Ａを除した値であって、栽培槽１１の内部の水位が高水位レベルＨ1から低水位レベルＨ2に到達する時間である。低水位持続時間ｔ2ｂは、今回栽培される植物や季節に応じて定められる値であり、栽培槽１１の内部の水位を低水位レベルＨ2に保ち続ける時間である。
【００３８】
水耕栽培装置１０によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ポンプ３１の運転をタイマー３３によりオン／オフ制御することにより、ポンプ３１の運転のオンをタイマー３３が定める高水位形成時間ｔ1だけ継続することによって栽培槽１１の内部の水位を高水位レベルＨ1に設定し、栽培ベッド２０上に支持した植物の根をその高水位レベルＨ1に設定される栽培養液Ｌの水中に位置可能にするとともに、ポンプ３１の運転のオフをタイマー３３が定める低水位形成時間ｔ2だけ継続することによって栽培槽１１の内部の水位を低水位レベルＨ2に設定し、栽培ベッド２０上に支持した植物の根をその低水位レベルＨ2に設定される栽培養液Ｌの上部の空中に位置可能にするように、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを間欠供給及び水位調整する。
【００３９】
従って、植物の根を栽培養液Ｌの上部の空中に位置付けることにより、根腐れを防止したり、水不足による適度のストレスを与えることができる。その後、植物の根を栽培養液Ｌの水中に位置付けることにより、空中の水不足にあった植物の根に一気に栽培養液Ｌを吸収させ、根、若芽、葉の生育を促進させることができる。これにより、植物の食味、風味、日持等を良好にし、水耕栽培の生産性を向上できる。
【００４０】
このとき、今回栽培される植物や季節に応じて、当該植物の根を栽培養液Ｌの水中に位置し続ける最適時間と、栽培養液Ｌの上部の空中に位置し続ける最適時間は、それらに対応する高水位形成時間ｔ1と、低水位形成時間ｔ2をタイマー３３において簡易に設定替えできる。
【００４１】
即ち、第１と第２の排水管４１、４２を備え、ポンプ３１の運転をオン／オフ制御するタイマー３３を備えるだけの簡易な構成により、植物の生育に合わせて、その根を栽培養液Ｌの水中と、栽培養液Ｌの上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを適時のタイミングで間欠供給及び水位調整することができる。
【００４２】
(b)上述(a)でタイマー３３により設定される高水位形成時間ｔ1を、栽培槽１１の設備条件により定まる高水位到達時間ｔ1ａと、今回栽培される植物や季節に応じて定める所望の高水位持続時間ｔ1ｂにより、簡易かつ高精度に算定し、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを高精度に間欠供給及び水位調整できる。
【００４３】
(c)上述(a)でタイマー３３により設定される低水位形成時間ｔ2を、栽培槽１１の設備条件により定まる低水位到達時間ｔ2ａと、今回栽培される植物や季節に応じて定める所望の低水位持続時間ｔ2ｂにより、簡易かつ高精度に算定し、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを高精度に間欠供給及び水位調整できる。
【００４４】
従って、水耕栽培装置１０を用いた水耕栽培方法として、下記(1)、(2)を採用できる。
(1)植物の栽培初期段階では、栽培ベッド２０上に支持した植物の根の一部が栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1に設定される栽培養液Ｌの水中に位置するように栽培養液Ｌを水位調整する。これにより、植物の根の生育を促進できる。
【００４５】
(2)植物の生育に合わせ、栽培ベッド２０上に支持した植物の根が、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1に設定される栽培養液Ｌの水中に位置する水中状態と、栽培養液Ｌの内部の低水位レベルＨ2に設定される栽培養液Ｌの上部の空中に位置する空中状態とを、交互に繰り返し付与されるように、栽培養液Ｌを間欠供給及び水位調整する。これにより、植物の根、若芽、葉の生育を促進できる。
【００４６】
以下、水耕栽培装置１０をニンニクスプラウト（根菜類）とレタス（葉菜類）のそれぞれの栽培に用いた具体例について説明する。
（実施例１）
水耕栽培装置１０を用いて下記(1)〜(6)により、ニンニクスプラウトを栽培した。
【００４７】
尚、水耕栽培装置１０において、第１の排水管４１を口径50mmのストレート管とし、第２の排水管４２を口径25mmのストレート管とした。
【００４８】
また、栽培ベッド２０として、図４に示した栽培カゴ２１を用いた。栽培カゴ２１は、例えば硬質プラスチックからなる矩形平板のトレイ状をなし、縦横に区分された複数の区画２１Ａを有し、各区画２１Ａのそれぞれに多数の孔２１Ｂを穿設して備えた網目状をなす。栽培カゴ２１は、１つの区画２１Ａに、１つのニンニク球根を載置して使用できる。
【００４９】
(1)タイマー３３において、高水位形成時間ｔ1を4時間、低水位形成時間ｔ2を2時間に設定する。
【００５０】
尚、高水位形成時間ｔ1のうち、前述の高水位到達時間ｔ1ａは概ね12分であり、その余が前述の高水位持続時間ｔ1ｂになる。また、低水位形成時間ｔ2のうち、前述の低水位到達時間ｔ2ａは概ね18分であり、その余が前述の低水位持続時間ｔ2ｂになる。
【００５１】
(2)ニンニク１の球根１Ａを栽培カゴ２１に載置し、この栽培カゴ２１を図５（Ａ）に示す如く、栽培槽１１の立上り部１１Ａ〜１１Ｄの上部に配置した（図１、図５）。
【００５２】
(3)タイマー３３が、ポンプ３１の運転のオンを上述(1)の高水位形成時間ｔ1の4時間だけ継続する。ポンプ３１は、タンク３０の栽培養液を給水流量Ｑpで給水管３２から栽培槽１１に供給し続けるものになる。この間、ポンプ３１が栽培槽１１に供給する栽培養液は、栽培槽１１の内部の水位を第２の排水管４２の低水位レベルＨ2に到達させ、一部を第２の排水管４２から排出されるものの、その水位を第１の排水管４１の高水位レベルＨ1に到達させ、その後は所定の高水位持続時間ｔ1ｂだけ第１の排水管４１からのオーバーフローにより排出される。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位がその高水位レベルＨ1に設定される。
【００５３】
このとき、上述(2)で栽培槽１１の上部に配置した栽培カゴ２１は、図５（Ａ）に示す如く、上述の高水位レベルＨ1の水面上又は水面の直下に浸水するように設定される。従って、栽培カゴ２１上のニンニク１の球根１Ａの底部が栽培槽１１の内部で高水位レベルＨ1にある栽培養液Ｌの水中に位置するものになって栽培養液Ｌを吸収し、球根１Ａの底部から根１Ｂが水中に伸びて生育開始する。
【００５４】
(4)タイマー３３は、ポンプ３１の運転のオンを上述(3)の高水位形成時間ｔ1の4時間経過後、ポンプ３１の運転をオフし、このオフを上述(1)の低水位形成時間ｔ2の2時間継続する。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位は、第１の排水管４１の高水位レベルＨ1から第２の排水管４２の低水位レベルＨ2に到達し、その後は所望の低水位持続時間ｔ2ｂだけその低水位レベルＨ2を保つ。
【００５５】
このとき、栽培カゴ２１上のニンニク１の球根１Ａから生育して水中に伸びていた根１Ｂは、栽培槽１１の内部の低水位レベルＨ2の栽培養液Ｌの上部の空中に位置するものになり、根腐れを防止されるとともに、水不足による適度のストレスを与えられる。
【００５６】
(5)タイマー３３は、ポンプ３１の運転のオフを上述(4)の低水位形成時間ｔ2の2時間経過後、ポンプ３１の運転をオンし、このオンを上述(1)の高水位形成時間ｔ1の4時間継続する。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位は、上述(3)と同様にして、第２の排水管４２の低水位レベルＨ2から第１の排水管４１の高水位レベルＨ1に到達し、その後は所望の高水位持続時間ｔ1ｂだけその高水位レベルＨ1を保つ。
【００５７】
このとき、栽培カゴ２１上のニンニク１の球根１Ａの根１Ｂは、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1の水中に再び位置するものになり、上述(4)で空中にあったことによるストレスを解消するように栽培養液Ｌを一気に吸収する。これにより、ニンニク１は急速に若芽１Ｃの生育を促進され、球根１Ａを構成する鱗茎１Ｄの分離が認められる。
【００５８】
(6)その後、上述(4)、(5)の栽培養液Ｌの間欠供給及び水位調整を繰り返し、ニンニク１の根１Ｂに上述(4)の空中状態と上述(5)の水中状態とを交互に繰り返し付与することにより、図５（Ｂ）に示す如く、ニンニク１のスプラウトを例えば長さ25cm程度まで生育させることができた。
【００５９】
このニンニク１のスプラウトは、土壌栽培により得られるスプラウトと比較して軟らかく、味、香りがまろやかであり、かつ栄養価に高いものであった。また、土壌栽培と異なり水耕栽培であることから、得られたニンニクスプラウトは極めて清潔感に優れ、簡単な水洗いにより、そのまま市場に提供することもできた。
【００６０】
（実施例２）
水耕栽培装置１０を用いて下記(1)〜(6)により、レタスを栽培した。
【００６１】
尚、水耕栽培装置１０において、第１の排水管４１を口径50mmのストレート管とし、第２の排水管４２を口径25mmのストレート管とした。
【００６２】
また、栽培ベッド２０として、図６に示した栽培台２２と栽培ブロック２３を用いた。栽培台２２は、例えば硬質プラスチック板２２Ａからなり、栽培ブロック２３を挿入して保持するための多数の孔２２Ｂを備える。栽培ブロック２３は、例えばスポンジ等の拡縮自在な多孔質環状体２３Ａからなる。多孔質環状体２３Ａは、中心孔２３Ｂを備えるとともに、周方向の一部に設けたスリット２３Ｃを軸方向の全長に延在したＣ字断面状をなす。栽培ブロック２３は、レタス２の茎２Ａ及び根２Ｂを多孔質環状体２３Ａのスリット２３Ｃから中心孔２３Ｂに装填した状態で、環状体２３Ａを栽培台２２の孔２２Ｂに挿入して保持される。栽培ブロック２３の中心孔２３Ｂは、レタス２が成長して茎２Ａが太くなるに従い弾発的に拡径し、茎２Ａの成長を阻害することなく該茎２Ａを保持し続ける。
【００６３】
尚、栽培台２２は、図６（Ｃ）に示す如く、以下板２２Ａの各孔２２Ｂに該板２２Ａの板厚より長尺の筒状ホルダ２２Ｃを固着して備え、栽培ブロック２３の環状体２３Ａをこの筒状ホルダ２２Ｃに挿入して保持するものでも良い。
【００６４】
(1)タイマー３３において、高水位形成時間ｔ1を5時間、低水位形成時間ｔ2を30分に設定する。
【００６５】
尚、高水位形成時間ｔ1のうち、前述の高水位到達時間ｔ1ａは概ね12分であり、その余が前述の高水位持続時間ｔ1ｂになる。また、低水位形成時間ｔ2のうち、前述の低水位到達時間ｔ2ａは概ね18分であり、その余が前述の低水位持続時間ｔ2ｂになる。
【００６６】
(2)レタス２の茎２Ａ及び根２Ｂを栽培ブロック２３に装填し、この栽培ブロック２３が挿入された栽培台２２を図６（Ａ）に示す如く、栽培槽１１の立上り部１１Ａ〜１１Ｄの上部に配置した。
【００６７】
(3)タイマー３３が、ポンプ３１の運転のオンを上述(1)の高水位形成時間ｔ1の5時間だけ継続する。ポンプ３１は、タンク３０の栽培養液を給水流量Ｑpで給水管３２から栽培槽１１に供給し続けるものになる。この間、ポンプ３１が栽培槽１１に供給する栽培養液は、栽培槽１１の内部の水位を第２の排水管４２の低水位レベルＨ2に到達させ、一部を第２の排水管４２から排出されるものの、その水位を第１の排水管４１の高水位レベルＨ1に到達させ、その後は所定の高水位持続時間ｔ1ｂだけ第１の排水管４１からのオーバーフローにより排出される。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位がその高水位レベルＨ1に設定される。
【００６８】
このとき、上述(2)で栽培槽１１の上部に配置した栽培台２２に挿入されている栽培ブロック２３の下端は、図６（Ａ）に示す如く、上述の高水位レベルＨ1の水面上又は水面の直下に浸水するように設定される。従って、栽培ブロック２３に装填されているレタス２の根２Ｂが、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1にある栽培養液Ｌの水中に位置するものになって栽培養液Ｌを吸収し、水中に伸びる。
【００６９】
(4)タイマー３３は、ポンプ３１の運転のオンを上述(3)の高水位形成時間ｔ1の5時間経過後、ポンプ３１の運転をオフし、このオフを上述(1)の低水位形成時間ｔ2の30分継続する。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位は、第１の排水管４１の高水位レベルＨ1から第２の排水管４２の低水位レベルＨ2に到達し、その後は所望の低水位持続時間ｔ2ｂだけその低水位レベルＨ2を保つ。
【００７０】
このとき、栽培台２２上の栽培ブロック２３に装填されているレタス２の根２Ｂは、栽培槽１１の内部の低水位レベルＨ2の栽培養液Ｌの上部の空中に位置するものになり、根腐れを防止されるとともに、水不足による適度のストレスを与えられる。
【００７１】
(5)タイマー３３は、ポンプ３１の運転のオフを上述(4)の低水位形成時間ｔ2の30分経過後、ポンプ３１の運転をオンし、このオンを上述(1)の高水位形成時間ｔ1の5時間継続する。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位は、上述(3)と同様にして、第２の排水管４２の低水位レベルＨ2から第１の排水管４１の高水位レベルＨ1に到達し、その後は所望の高水位持続時間ｔ1ｂだけその高水位レベルＨ1を保つ。
【００７２】
このとき、栽培台２２上の栽培ブロック２３に装填されているレタス２の根２Ｂは、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1の水中に再び位置するものになり、上述(4)で空中にあったことによるストレスを解消するように栽培養液Ｌを一気に吸収する。これにより、レタス２は急速に葉２Ｃの生育を促進される。
【００７３】
(6)その後、上述(4)、(5)の栽培養液Ｌの間欠供給及び水位調整を繰り返し、レタス２の根２Ｂに上述(4)の空中状態と上述(5)の水中状態とを交互に繰り返し付与することにより、図７（Ｂ）に示す如く、レタス２を生育させることができた。
【００７４】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、水耕栽培装置１０は、３本以上の排水管４１、４２、４３…を備え（図２）、それらのうちから２本の例えば排水管４１、４３を選択し、高い方の排水管４１を第１の排水管とし、低い方の排水管４３を第２の排水管として用いることができる。選択されなかった排水管４２…についてはその上端の入口が閉栓される。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、簡易な構成により、栽培槽の上部の栽培ベッドに支持した植物の生育に合わせて、その根を栽培養液の水中と、栽培養液の上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽の内部の栽培養液を適時のタイミングで間欠供給及び水位調整することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 水耕栽培装置
１１ 栽培槽
２０ 栽培ベッド
２１ 栽培カゴ
２２ 栽培台
２３ 栽培ブロック
３０ タンク
３１ ポンプ
３２ 給水管
３３ タイマー
４１ 第１の排水管
４２ 第２の排水管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニンニク等の根菜類、又はレタス、みず菜、春菊等の葉菜類等の植物のための水耕栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニンニクスプラウト（ニンニクの若芽）の水耕栽培装置として、特許文献１に記載の如く、栽培槽の上部に、植物を支持した栽培ベッドを配置し、ポンプが圧送する栽培養液を栽培槽の内部に供給する給水管を備えるとともに、栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管を備えてなるものがある。
【０００３】
このニンニクスプラウトの水耕栽培装置では、栽培槽の上部に栽培ベッドとなる、網目状を有する栽培カゴを配置し、ニンニク球根を栽培カゴの上に載置し、栽培カゴ上のニンニク球根の根を栽培槽の内部の栽培養液の水中又は栽培養液の上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整することとしている。
【０００４】
ニンニク球根の根を栽培養液の上部の空中に位置付けることにより、ニンニク球根の根腐れを防止したり、水不足による適度のストレスを与えることができる。その後、ニンニク球根の根を栽培養液の水中に位置付けることにより、空中の水不足にあったニンニク球根の根に一気に栽培養液を吸収させ、根、若芽、葉の生育を促進させることができる。これにより、ニンニクスプラウトの食味、風味、日持等を良好にし、水耕栽培の生産性が向上するものになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許4252101
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の水耕栽培装置では、栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整する手段として、栽培槽に設けた水位センサと、水位センサの検出結果に基づいて作動する制御回路とを有する。制御回路は、ポンプが給水管経由で圧送する栽培養液の給水流量と、排水管に設けた電磁弁が調整する栽培槽からの栽培養液の排出流量とを制御する。従って、それらの構成は複雑である程度高コストにならざるを得ない。
【０００７】
本発明の課題は、簡易な構成により、栽培槽の上部の栽培ベッドに支持した植物の生育に合わせて、その根を栽培養液の水中と、栽培養液の上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽の内部の栽培養液を適時のタイミングで間欠供給及び水位調整することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、栽培槽の上部に、植物を支持した栽培ベッドを配置し、ポンプが圧送する栽培養液を栽培槽の内部に供給する給水管を備えるとともに、栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管を備えてなる水耕栽培装置において、栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管として、第１と第２の排水管を備え、第１の排水管による排水レベルである高水位レベルを第２の排水管による排水レベルである低水位レベルより高く、第１の排水管の排水流量を第２の排水管の排水流量より大きく設定するとともに、ポンプの運転のオン時の給水管の給水流量に比して、第１の排水管の排水流量を大きく、第２の排水管の排水流量を小さく設定し、ポンプの運転をタイマーによりオン／オフ制御することにより、ポンプの運転のオンをタイマーが定める高水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を高水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその高水位レベルに設定される栽培養液の水中に位置可能にするとともに、ポンプの運転のオフをタイマーが定める低水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を低水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその低水位レベルに設定される栽培養液の上部の空中に位置可能にするように、栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整するようにしたものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記高水位形成時間が、ポンプの運転のオフからオンの切換時に、ポンプの給水流量と第２の排水管の排水流量の流量差により、栽培槽の内部の高水位レベルと低水位レベルとの間の蓄水量を除した値である、栽培槽の内部の水位が低水位レベルから高水位レベルに到達する高水位到達時間に、その後の栽培槽の内部の水位を高水位レベルに保つ所望の高水位持続時間を加算して算定されるようにしたものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記低水位形成時間が、ポンプの運転のオンからオフへの切換時に、第２の排水管の排水流量により、栽培槽の内部の高水位レベルと低水位レベルとの間の蓄水量を除した値である、栽培槽の内部の水位が高水位レベルから低水位レベルに到達する低水位到達時間に、その後の栽培槽の内部の水位を低水位レベルに保つ所望の低水位持続時間を加算して算定されるようにしたものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに係る発明において更に、前記栽培ベッドが、網目状を有する栽培カゴからなるようにしたものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに係る発明において更に、前記栽培ベッドが、拡縮自在な多孔質環状体からなる栽培ブロックを有するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
（請求項１）
(a)ポンプの運転をタイマーによりオン／オフ制御することにより、ポンプの運転のオンをタイマーが定める高水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を高水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその高水位レベルに設定される栽培養液の水中に位置可能にするとともに、ポンプの運転のオフをタイマーが定める低水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を低水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその低水位レベルに設定される栽培養液の上部の空中に位置可能にするように、栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整する。
【００１４】
従って、植物の根を栽培養液の上部の空中に位置付けることにより、根腐れを防止したり、水不足による適度のストレスを与えることができる。その後、植物の根を栽培養液の水中に位置付けることにより、空中の水不足にあった植物の根に一気に栽培養液を吸収させ、根、若芽、葉の生育を促進させることができる。これにより、植物の食味、風味、日持等を良好にし、水耕栽培の生産性を向上できる。
【００１５】
このとき、今回栽培される植物や季節に応じて、当該植物の根を栽培養液の水中に位置し続ける最適時間と、栽培養液の上部の空中に位置し続ける最適時間は、それらに対応する高水位形成時間ｔ1と、低水位形成時間ｔ2をタイマーにおいて簡易に設定替えできる。
【００１６】
即ち、第１と第２の排水管を備え、ポンプの運転をオン／オフ制御するタイマーを備えるだけの簡易な構成により、植物の生育に合わせて、その根を栽培養液の水中と、栽培養液の上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽の内部の栽培養液を適時のタイミングで間欠供給及び水位調整することができる。
【００１７】
（請求項２）
(b)上述(a)でタイマーにより設定される高水位形成時間ｔ1を、栽培槽の設備条件により定まる高水位到達時間ｔ1ａと、今回栽培される植物や季節に応じて定める所望の高水位持続時間ｔ1ｂにより、簡易かつ高精度に算定し、栽培槽の内部の栽培養液を高精度に間欠供給及び水位調整できる。
【００１８】
（請求項３）
(c)上述(a)でタイマーにより設定される低水位形成時間ｔ2を、栽培槽の設備条件により定まる低水位到達時間ｔ2ａと、今回栽培される植物や季節に応じて定める所望の低水位持続時間ｔ2ｂにより、簡易かつ高精度に算定し、栽培槽の内部の栽培養液を高精度に間欠供給及び水位調整できる。
【００１９】
（請求項４）
(d)栽培ベッドとして、網目状を有する栽培カゴからなるものを用いることにより、ニンニクスプラウト等の根菜類を簡易かつ安定的に栽培できる。
【００２０】
（請求項５）
(e)栽培ベッドとして、拡縮自在な多孔質環状体からなる栽培ブロックを有するものを用いることにより、レタス等の葉菜類を簡易かつ安定的に栽培できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は水耕栽培装置を示す模式側断面図である。
【図２】図２は図１の平面図である。
【図３】図３は図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は栽培カゴを示す模式斜視図である。
【図５】図５はニンニクスプラウトの栽培例を示す模式図である。
【図６】図６は栽培ベッドを示し、（Ａ）は栽培台を示す模式斜視図、（Ｂ）は栽培ブロックを示す模式斜視図、（Ｃ）は栽培台の変形例を示す模式断面図である。
【図７】図７はレタスの栽培例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１、図２に示す水耕栽培装置１０は、床面上に設置される栽培槽１１を有する。栽培槽１１は例えば硬質プラスチックからなる矩形箱状をなし、栽培槽１１の外周壁に囲まれる槽底部から槽内部に立上げられた複数条の立上り部１１Ａ〜１１Ｄを備える。両側の立上り部１１Ａ、１１Ｂは栽培槽１１の長手方向で相対する内壁面に挟まれる全長に渡って延在され、中央の立上り部１１Ｃ、１１Ｄは栽培槽１１の長手方向で相対する内壁面のそれぞれから離隔する一定範囲に渡って延在される。それらの立上り部１１Ａ〜１１Ｄの上面は、栽培槽１１の外周壁の上面よりわずかに低い位置に設定される。
【００２３】
水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の立上り部１１Ａ〜１１Ｄの上部に、植物を支持した栽培ベッド２０を配置する。栽培ベッド２０については後述する。
【００２４】
水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の下部の床面上にタンク３０を設置してある。タンク３０は水、又は植物に有用となる肥料、微生物等を水に混合した養液水等である栽培養液Ｌを収容する。タンク３０は、栽培養液Ｌを圧送するポンプ３１を付帯して備える。
【００２５】
水耕栽培装置１０は、ポンプ３１が圧送する栽培養液Ｌを栽培槽１１の槽内部に供給する給水管３２を備える。給水管３２の出口は、栽培槽１１の槽内部の長手方向の一端側の内壁面と立上り部１１Ｃ、１１Ｄの各一端部との間の空所に向けて開口している。
【００２６】
水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを排出する排水管として、例えば硬質プラスチック管からなる第１と第２の２本の排水管４１、４２を備える。排水管４１、４２は、栽培槽１１の槽内部の長手方向他端側の内壁面と立上り部１１Ｃ、１１Ｄの各他端部との間の空所において、栽培槽１１の槽底部を貫通して配置されている。排水管４１、４２の上端の入口は栽培槽１１の槽底部から槽内部のあるレベルＨ1、Ｈ2にまで起立して開口し、排水管４１、４２の下端の出口は栽培槽１１の下部のタンク３０に向けて開口している。
【００２７】
尚、水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の槽底部に対する排水管４１、４２の起立高さ（レベルＨ1、Ｈ2）を自在に調整できる構造を具備することができ、それらのレベルＨ1、Ｈ2を簡易に調整できる。
【００２８】
また、水耕栽培装置１０にあっては、今回栽培される植物のサイズ（給水量の程度）や根の長さ等に応じて、ポンプ３１の吐出量を設定替えし、又は排水管４１、４２を異なる口径、長さのものに交換することもできる。
【００２９】
しかるに、水耕栽培装置１０は、栽培槽１１の上部の栽培ベッド２０に支持した植物の根を栽培養液Ｌの水中又は栽培養液Ｌの上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを間欠供給及び水位調整するため、以下の構成を具備する。
【００３０】
(A)栽培槽１１の槽底部に対し、第１の排水管４１による排水レベルである高水位レベルＨ1を、第２の排水管４２による排水レベルである低水位レベルＨ2より高く（Ｈ1＞Ｈ2）設定する。
【００３１】
(B)第１の排水管４１の口径で決まる排水流量Ｑ1を、第２の排水管４２の口径で決まる排水流量Ｑ2より大きく（Ｑ1＞Ｑ2）設定する。
【００３２】
(C)ポンプ３１の運転のオン時の給水管３２から栽培槽１１への給水流量Ｑpに比して、第１の排水管４１の排水流量Ｑ1を大きく（Ｑp＜Ｑ1）、第２の排水管４２の排水流量Ｑ2を小さく（Ｑp＞Ｑ2）設定する。
【００３３】
(D)ポンプ３１の運転をタイマー３３によりオン／オフ制御することにより、下記i)、ii)の如くになるように、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを間欠供給及び水位調整する。
【００３４】
i)栽培槽１１の内部の水位が下記ii)により低水位レベルＨ2にある状態（ポンプ３１の運転はオフ）から、ポンプ３１の運転をオンし、このオンをタイマー３３が定める高水位形成時間ｔ1だけ継続することによって、栽培槽１１の内部の水位を高水位レベルＨ1に設定し（高水位レベルに到達させ、更にはその高水位レベルに保つ）、栽培ベッド２０上に支持した植物の根をその高水位レベルＨ1に設定されている栽培養液Ｌの水中に位置可能にする。植物の根は高水位形成時間ｔ1（特に後述する高水位持続時間ｔ1ｂ）だけ栽培養液Ｌの水中に位置するものになる。
【００３５】
ii)栽培槽１１の内部の水位が上記i)により高水位レベルＨ1にある状態（ポンプ３１の運転をオン）から、ポンプ３１の運転をオフし、このオフをタイマー３３が定める低水位形成時間ｔ2だけ継続することによって、栽培槽１１の内部の水位を低水位レベルＨ2に設定し（低水位レベルに到達させ、更にはその低水位レベルに保つ）、栽培ベッド２０上に支持した植物の根を低水位レベルＨ2に設定されている栽培養液Ｌの上部の空中に位置可能にする。植物の根は低水位形成時間ｔ2（特に後述する低水位持続時間ｔ2ｂ）だけ栽培養液Ｌの上部の空中に位置するものになる。
【００３６】
ここで、上述i)の高水位形成時間ｔ1は、ポンプ３１の運転のオフからオンへの切換時に、高水位到達時間ｔ1ａに、所望の高水位持続時間ｔ1ｂを加算して算定される。高水位到達時間ｔ1ａは、水耕栽培装置１０の設備条件により定まる値であり、ポンプ３１の給水流量Ｑpと第２の排水管４２の排水流量Ｑ2の流量差ΔＱにより、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1と低水位レベルＨ2との間の蓄水量Ａを除した値であって、栽培槽１１の内部の水位が低水位レベルＨ2から高水位レベルＨ1に到達する時間である。高水位持続時間ｔ1ｂは、今回栽培される植物や季節に応じて定められる値であり、栽培槽１１の内部の水位を高水位レベルＨ1に保ち続ける時間である。
【００３７】
また、上述ii)の低水位形成時間ｔ2は、ポンプ３１の運転のオンからオフへの切換時に、低水位到達時間ｔ2ａに、所望の低水位持続時間ｔ2ｂを加算して算定される。低水位到達時間ｔ2ａは、水耕栽培装置１０の設備条件により定まる値であり、第２の排水管４２の排水流量Ｑ2により、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1と低水位レベルＨ2との間の蓄水量Ａを除した値であって、栽培槽１１の内部の水位が高水位レベルＨ1から低水位レベルＨ2に到達する時間である。低水位持続時間ｔ2ｂは、今回栽培される植物や季節に応じて定められる値であり、栽培槽１１の内部の水位を低水位レベルＨ2に保ち続ける時間である。
【００３８】
水耕栽培装置１０によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ポンプ３１の運転をタイマー３３によりオン／オフ制御することにより、ポンプ３１の運転のオンをタイマー３３が定める高水位形成時間ｔ1だけ継続することによって栽培槽１１の内部の水位を高水位レベルＨ1に設定し、栽培ベッド２０上に支持した植物の根をその高水位レベルＨ1に設定される栽培養液Ｌの水中に位置可能にするとともに、ポンプ３１の運転のオフをタイマー３３が定める低水位形成時間ｔ2だけ継続することによって栽培槽１１の内部の水位を低水位レベルＨ2に設定し、栽培ベッド２０上に支持した植物の根をその低水位レベルＨ2に設定される栽培養液Ｌの上部の空中に位置可能にするように、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを間欠供給及び水位調整する。
【００３９】
従って、植物の根を栽培養液Ｌの上部の空中に位置付けることにより、根腐れを防止したり、水不足による適度のストレスを与えることができる。その後、植物の根を栽培養液Ｌの水中に位置付けることにより、空中の水不足にあった植物の根に一気に栽培養液Ｌを吸収させ、根、若芽、葉の生育を促進させることができる。これにより、植物の食味、風味、日持等を良好にし、水耕栽培の生産性を向上できる。
【００４０】
このとき、今回栽培される植物や季節に応じて、当該植物の根を栽培養液Ｌの水中に位置し続ける最適時間と、栽培養液Ｌの上部の空中に位置し続ける最適時間は、それらに対応する高水位形成時間ｔ1と、低水位形成時間ｔ2をタイマー３３において簡易に設定替えできる。
【００４１】
即ち、第１と第２の排水管４１、４２を備え、ポンプ３１の運転をオン／オフ制御するタイマー３３を備えるだけの簡易な構成により、植物の生育に合わせて、その根を栽培養液Ｌの水中と、栽培養液Ｌの上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを適時のタイミングで間欠供給及び水位調整することができる。
【００４２】
(b)上述(a)でタイマー３３により設定される高水位形成時間ｔ1を、栽培槽１１の設備条件により定まる高水位到達時間ｔ1ａと、今回栽培される植物や季節に応じて定める所望の高水位持続時間ｔ1ｂにより、簡易かつ高精度に算定し、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを高精度に間欠供給及び水位調整できる。
【００４３】
(c)上述(a)でタイマー３３により設定される低水位形成時間ｔ2を、栽培槽１１の設備条件により定まる低水位到達時間ｔ2ａと、今回栽培される植物や季節に応じて定める所望の低水位持続時間ｔ2ｂにより、簡易かつ高精度に算定し、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌを高精度に間欠供給及び水位調整できる。
【００４４】
従って、水耕栽培装置１０を用いた水耕栽培方法として、下記(1)、(2)を採用できる。
(1)植物の栽培初期段階では、栽培ベッド２０上に支持した植物の根の一部が栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1に設定される栽培養液Ｌの水中に位置するように栽培養液Ｌを水位調整する。これにより、植物の根の生育を促進できる。
【００４５】
(2)植物の生育に合わせ、栽培ベッド２０上に支持した植物の根が、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1に設定される栽培養液Ｌの水中に位置する水中状態と、栽培養液Ｌの内部の低水位レベルＨ2に設定される栽培養液Ｌの上部の空中に位置する空中状態とを、交互に繰り返し付与されるように、栽培養液Ｌを間欠供給及び水位調整する。これにより、植物の根、若芽、葉の生育を促進できる。
【００４６】
以下、水耕栽培装置１０をニンニクスプラウト（根菜類）とレタス（葉菜類）のそれぞれの栽培に用いた具体例について説明する。
（実施例１）
水耕栽培装置１０を用いて下記(1)〜(6)により、ニンニクスプラウトを栽培した。
【００４７】
尚、水耕栽培装置１０において、第１の排水管４１を口径50mmのストレート管とし、第２の排水管４２を口径25mmのストレート管とした。
【００４８】
また、栽培ベッド２０として、図４に示した栽培カゴ２１を用いた。栽培カゴ２１は、例えば硬質プラスチックからなる矩形平板のトレイ状をなし、縦横に区分された複数の区画２１Ａを有し、各区画２１Ａのそれぞれに多数の孔２１Ｂを穿設して備えた網目状をなす。栽培カゴ２１は、１つの区画２１Ａに、１つのニンニク球根を載置して使用できる。
【００４９】
(1)タイマー３３において、高水位形成時間ｔ1を4時間、低水位形成時間ｔ2を2時間に設定する。
【００５０】
尚、高水位形成時間ｔ1のうち、前述の高水位到達時間ｔ1ａは概ね12分であり、その余が前述の高水位持続時間ｔ1ｂになる。また、低水位形成時間ｔ2のうち、前述の低水位到達時間ｔ2ａは概ね18分であり、その余が前述の低水位持続時間ｔ2ｂになる。
【００５１】
(2)ニンニク１の球根１Ａを栽培カゴ２１に載置し、この栽培カゴ２１を図５（Ａ）に示す如く、栽培槽１１の立上り部１１Ａ〜１１Ｄの上部に配置した（図１、図５）。
【００５２】
(3)タイマー３３が、ポンプ３１の運転のオンを上述(1)の高水位形成時間ｔ1の4時間だけ継続する。ポンプ３１は、タンク３０の栽培養液を給水流量Ｑpで給水管３２から栽培槽１１に供給し続けるものになる。この間、ポンプ３１が栽培槽１１に供給する栽培養液は、栽培槽１１の内部の水位を第２の排水管４２の低水位レベルＨ2に到達させ、一部を第２の排水管４２から排出されるものの、その水位を第１の排水管４１の高水位レベルＨ1に到達させ、その後は所定の高水位持続時間ｔ1ｂだけ第１の排水管４１からのオーバーフローにより排出される。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位がその高水位レベルＨ1に設定される。
【００５３】
このとき、上述(2)で栽培槽１１の上部に配置した栽培カゴ２１は、図５（Ａ）に示す如く、上述の高水位レベルＨ1の水面上又は水面の直下に浸水するように設定される。従って、栽培カゴ２１上のニンニク１の球根１Ａの底部が栽培槽１１の内部で高水位レベルＨ1にある栽培養液Ｌの水中に位置するものになって栽培養液Ｌを吸収し、球根１Ａの底部から根１Ｂが水中に伸びて生育開始する。
【００５４】
(4)タイマー３３は、ポンプ３１の運転のオンを上述(3)の高水位形成時間ｔ1の4時間経過後、ポンプ３１の運転をオフし、このオフを上述(1)の低水位形成時間ｔ2の2時間継続する。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位は、第１の排水管４１の高水位レベルＨ1から第２の排水管４２の低水位レベルＨ2に到達し、その後は所望の低水位持続時間ｔ2ｂだけその低水位レベルＨ2を保つ。
【００５５】
このとき、栽培カゴ２１上のニンニク１の球根１Ａから生育して水中に伸びていた根１Ｂは、栽培槽１１の内部の低水位レベルＨ2の栽培養液Ｌの上部の空中に位置するものになり、根腐れを防止されるとともに、水不足による適度のストレスを与えられる。
【００５６】
(5)タイマー３３は、ポンプ３１の運転のオフを上述(4)の低水位形成時間ｔ2の2時間経過後、ポンプ３１の運転をオンし、このオンを上述(1)の高水位形成時間ｔ1の4時間継続する。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位は、上述(3)と同様にして、第２の排水管４２の低水位レベルＨ2から第１の排水管４１の高水位レベルＨ1に到達し、その後は所望の高水位持続時間ｔ1ｂだけその高水位レベルＨ1を保つ。
【００５７】
このとき、栽培カゴ２１上のニンニク１の球根１Ａの根１Ｂは、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1の水中に再び位置するものになり、上述(4)で空中にあったことによるストレスを解消するように栽培養液Ｌを一気に吸収する。これにより、ニンニク１は急速に若芽１Ｃの生育を促進され、球根１Ａを構成する鱗茎１Ｄの分離が認められる。
【００５８】
(6)その後、上述(4)、(5)の栽培養液Ｌの間欠供給及び水位調整を繰り返し、ニンニク１の根１Ｂに上述(4)の空中状態と上述(5)の水中状態とを交互に繰り返し付与することにより、図５（Ｂ）に示す如く、ニンニク１のスプラウトを例えば長さ25cm程度まで生育させることができた。
【００５９】
このニンニク１のスプラウトは、土壌栽培により得られるスプラウトと比較して軟らかく、味、香りがまろやかであり、かつ栄養価に高いものであった。また、土壌栽培と異なり水耕栽培であることから、得られたニンニクスプラウトは極めて清潔感に優れ、簡単な水洗いにより、そのまま市場に提供することもできた。
【００６０】
（実施例２）
水耕栽培装置１０を用いて下記(1)〜(6)により、レタスを栽培した。
【００６１】
尚、水耕栽培装置１０において、第１の排水管４１を口径50mmのストレート管とし、第２の排水管４２を口径25mmのストレート管とした。
【００６２】
また、栽培ベッド２０として、図６に示した栽培台２２と栽培ブロック２３を用いた。栽培台２２は、例えば硬質プラスチック板２２Ａからなり、栽培ブロック２３を挿入して保持するための多数の孔２２Ｂを備える。栽培ブロック２３は、例えばスポンジ等の拡縮自在な多孔質環状体２３Ａからなる。多孔質環状体２３Ａは、中心孔２３Ｂを備えるとともに、周方向の一部に設けたスリット２３Ｃを軸方向の全長に延在したＣ字断面状をなす。栽培ブロック２３は、レタス２の茎２Ａ及び根２Ｂを多孔質環状体２３Ａのスリット２３Ｃから中心孔２３Ｂに装填した状態で、環状体２３Ａを栽培台２２の孔２２Ｂに挿入して保持される。栽培ブロック２３の中心孔２３Ｂは、レタス２が成長して茎２Ａが太くなるに従い弾発的に拡径し、茎２Ａの成長を阻害することなく該茎２Ａを保持し続ける。
【００６３】
尚、栽培台２２は、図６（Ｃ）に示す如く、以下板２２Ａの各孔２２Ｂに該板２２Ａの板厚より長尺の筒状ホルダ２２Ｃを固着して備え、栽培ブロック２３の環状体２３Ａをこの筒状ホルダ２２Ｃに挿入して保持するものでも良い。
【００６４】
(1)タイマー３３において、高水位形成時間ｔ1を5時間、低水位形成時間ｔ2を30分に設定する。
【００６５】
尚、高水位形成時間ｔ1のうち、前述の高水位到達時間ｔ1ａは概ね12分であり、その余が前述の高水位持続時間ｔ1ｂになる。また、低水位形成時間ｔ2のうち、前述の低水位到達時間ｔ2ａは概ね18分であり、その余が前述の低水位持続時間ｔ2ｂになる。
【００６６】
(2)レタス２の茎２Ａ及び根２Ｂを栽培ブロック２３に装填し、この栽培ブロック２３が挿入された栽培台２２を図６（Ａ）に示す如く、栽培槽１１の立上り部１１Ａ〜１１Ｄの上部に配置した。
【００６７】
(3)タイマー３３が、ポンプ３１の運転のオンを上述(1)の高水位形成時間ｔ1の5時間だけ継続する。ポンプ３１は、タンク３０の栽培養液を給水流量Ｑpで給水管３２から栽培槽１１に供給し続けるものになる。この間、ポンプ３１が栽培槽１１に供給する栽培養液は、栽培槽１１の内部の水位を第２の排水管４２の低水位レベルＨ2に到達させ、一部を第２の排水管４２から排出されるものの、その水位を第１の排水管４１の高水位レベルＨ1に到達させ、その後は所定の高水位持続時間ｔ1ｂだけ第１の排水管４１からのオーバーフローにより排出される。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位がその高水位レベルＨ1に設定される。
【００６８】
このとき、上述(2)で栽培槽１１の上部に配置した栽培台２２に挿入されている栽培ブロック２３の下端は、図６（Ａ）に示す如く、上述の高水位レベルＨ1の水面上又は水面の直下に浸水するように設定される。従って、栽培ブロック２３に装填されているレタス２の根２Ｂが、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1にある栽培養液Ｌの水中に位置するものになって栽培養液Ｌを吸収し、水中に伸びる。
【００６９】
(4)タイマー３３は、ポンプ３１の運転のオンを上述(3)の高水位形成時間ｔ1の5時間経過後、ポンプ３１の運転をオフし、このオフを上述(1)の低水位形成時間ｔ2の30分継続する。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位は、第１の排水管４１の高水位レベルＨ1から第２の排水管４２の低水位レベルＨ2に到達し、その後は所望の低水位持続時間ｔ2ｂだけその低水位レベルＨ2を保つ。
【００７０】
このとき、栽培台２２上の栽培ブロック２３に装填されているレタス２の根２Ｂは、栽培槽１１の内部の低水位レベルＨ2の栽培養液Ｌの上部の空中に位置するものになり、根腐れを防止されるとともに、水不足による適度のストレスを与えられる。
【００７１】
(5)タイマー３３は、ポンプ３１の運転のオフを上述(4)の低水位形成時間ｔ2の30分経過後、ポンプ３１の運転をオンし、このオンを上述(1)の高水位形成時間ｔ1の5時間継続する。これにより、栽培槽１１の内部の栽培養液Ｌの水位は、上述(3)と同様にして、第２の排水管４２の低水位レベルＨ2から第１の排水管４１の高水位レベルＨ1に到達し、その後は所望の高水位持続時間ｔ1ｂだけその高水位レベルＨ1を保つ。
【００７２】
このとき、栽培台２２上の栽培ブロック２３に装填されているレタス２の根２Ｂは、栽培槽１１の内部の高水位レベルＨ1の水中に再び位置するものになり、上述(4)で空中にあったことによるストレスを解消するように栽培養液Ｌを一気に吸収する。これにより、レタス２は急速に葉２Ｃの生育を促進される。
【００７３】
(6)その後、上述(4)、(5)の栽培養液Ｌの間欠供給及び水位調整を繰り返し、レタス２の根２Ｂに上述(4)の空中状態と上述(5)の水中状態とを交互に繰り返し付与することにより、図７（Ｂ）に示す如く、レタス２を生育させることができた。
【００７４】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、水耕栽培装置１０は、３本以上の排水管４１、４２、４３…を備え（図２）、それらのうちから２本の例えば排水管４１、４３を選択し、高い方の排水管４１を第１の排水管とし、低い方の排水管４３を第２の排水管として用いることができる。選択されなかった排水管４２…についてはその上端の入口が閉栓される。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、簡易な構成により、栽培槽の上部の栽培ベッドに支持した植物の生育に合わせて、その根を栽培養液の水中と、栽培養液の上部の空中に交互に位置付けるように、栽培槽の内部の栽培養液を適時のタイミングで間欠供給及び水位調整することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 水耕栽培装置
１１ 栽培槽
２０ 栽培ベッド
２１ 栽培カゴ
２２ 栽培台
２３ 栽培ブロック
３０ タンク
３１ ポンプ
３２ 給水管
３３ タイマー
４１ 第１の排水管
４２ 第２の排水管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
栽培槽の上部に、植物を支持した栽培ベッドを配置し、
ポンプが圧送する栽培養液を栽培槽の内部に供給する給水管を備えるとともに、
栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管を備えてなる水耕栽培装置において、
栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管として、第１と第２の排水管を備え、
第１の排水管による排水レベルである高水位レベルを第２の排水管による排水レベルである低水位レベルより高く、第１の排水管の排水流量を第２の排水管の排水流量より大きく設定するとともに、
ポンプの運転のオン時の給水管の給水流量に比して、第１の排水管の排水流量を大きく、第２の排水管の排水流量を小さく設定し、
ポンプの運転をタイマーによりオン／オフ制御することにより、
ポンプの運転のオンをタイマーが定める高水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を高水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその高水位レベルに設定される栽培養液の水中に位置可能にするとともに、
ポンプの運転のオフをタイマーが定める低水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を低水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその低水位レベルに設定される栽培養液の上部の空中に位置可能にするように、
栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整することを特徴とする水耕栽培装置。
【請求項２】
前記高水位形成時間が、ポンプの運転のオフからオンの切換時に、ポンプの給水流量と第２の排水管の排水流量の流量差により、栽培槽の内部の高水位レベルと低水位レベルとの間の蓄水量を除した値である、栽培槽の内部の水位が低水位レベルから高水位レベルに到達する高水位到達時間に、その後の栽培槽の内部の水位を高水位レベルに保つ所望の高水位持続時間を加算して算定される請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項３】
前記低水位形成時間が、ポンプの運転のオンからオフへの切換時に、第２の排水管の排水流量により、栽培槽の内部の高水位レベルと低水位レベルとの間の蓄水量を除した値である、栽培槽の内部の水位が高水位レベルから低水位レベルに到達する低水位到達時間に、その後の栽培槽の内部の水位を低水位レベルに保つ所望の低水位持続時間を加算して算定される請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記栽培ベッドが、網目状を有する栽培カゴからなる請求項１〜３のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
前記栽培ベッドが、拡縮自在な多孔質環状体からなる栽培ブロックを有する請求項１〜３のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項１】
栽培槽の上部に、植物を支持した栽培ベッドを配置し、
ポンプが圧送する栽培養液を栽培槽の内部に供給する給水管を備えるとともに、
栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管を備えてなる水耕栽培装置において、
栽培槽の内部の栽培養液を排出する排水管として、第１と第２の排水管を備え、
第１の排水管による排水レベルである高水位レベルを第２の排水管による排水レベルである低水位レベルより高く、第１の排水管の排水流量を第２の排水管の排水流量より大きく設定するとともに、
ポンプの運転のオン時の給水管の給水流量に比して、第１の排水管の排水流量を大きく、第２の排水管の排水流量を小さく設定し、
ポンプの運転をタイマーによりオン／オフ制御することにより、
ポンプの運転のオンをタイマーが定める高水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を高水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその高水位レベルに設定される栽培養液の水中に位置可能にするとともに、
ポンプの運転のオフをタイマーが定める低水位形成時間だけ継続することによって栽培槽の内部の水位を低水位レベルに設定し、栽培ベッド上に支持した植物の根をその低水位レベルに設定される栽培養液の上部の空中に位置可能にするように、
栽培槽の内部の栽培養液を間欠供給及び水位調整することを特徴とする水耕栽培装置。
【請求項２】
前記高水位形成時間が、ポンプの運転のオフからオンの切換時に、ポンプの給水流量と第２の排水管の排水流量の流量差により、栽培槽の内部の高水位レベルと低水位レベルとの間の蓄水量を除した値である、栽培槽の内部の水位が低水位レベルから高水位レベルに到達する高水位到達時間に、その後の栽培槽の内部の水位を高水位レベルに保つ所望の高水位持続時間を加算して算定される請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項３】
前記低水位形成時間が、ポンプの運転のオンからオフへの切換時に、第２の排水管の排水流量により、栽培槽の内部の高水位レベルと低水位レベルとの間の蓄水量を除した値である、栽培槽の内部の水位が高水位レベルから低水位レベルに到達する低水位到達時間に、その後の栽培槽の内部の水位を低水位レベルに保つ所望の低水位持続時間を加算して算定される請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記栽培ベッドが、網目状を有する栽培カゴからなる請求項１〜３のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
前記栽培ベッドが、拡縮自在な多孔質環状体からなる栽培ブロックを有する請求項１〜３のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１０１６８（Ｐ２０１２−２１０１６８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６７１１（Ｐ２０１１−７６７１１）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０３１１２５５８）株式会社海洋牧場 (5)
【出願人】（５０２２６９８８２）株式会社不二工芸製作所 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０３１１２５５８）株式会社海洋牧場 (5)
【出願人】（５０２２６９８８２）株式会社不二工芸製作所 (5)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]