(57)【要約】【課題】植物栽培装置において、植物苗を栽培する栽培トレイに供給される液体の量が過剰になることを抑制する。【解決手段】植物栽培装置は、植物苗を栽培する栽培トレイと、前記栽培トレイに対して上方から光を照射する光照射部と、前記栽培トレイの下方から上方に向けて植物苗の生育に必要な液体を放出して当該栽培トレイに液体を供給する給水部とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物苗を栽培する栽培トレイと、
前記栽培トレイに対して上方から光を照射する光照射部と、
前記栽培トレイの下方から上方に向けて植物苗の生育に必要な液体を放出して当該栽培トレイに液体を供給する給水部と
を備える植物栽培装置。
【請求項２】
前記給水部は、前記液体を上方に向けてシャワー状に放出することで前記栽培トレイに液体を供給することを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記栽培トレイは、植物苗を栽培する複数のセルを有し、
前記給水部は、液体を放出する放出部を複数有し、一の当該放出部により前記栽培トレイの複数の前記セルに液体を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記栽培トレイは、植物苗を栽培する複数のセルを有し、
前記給水部は、液体を放出する放出部を複数有し、一の当該放出部により前記栽培トレイの一の前記セルに液体を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記給水部の上方に設けられ、液体および気体が通過可能に構成され、前記栽培トレイが載せられる載置部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
前記光照射部は、ＬＥＤを用いて光を照射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、セルトレイにて植物苗を育成する育苗棚を複数備え、それぞれの育苗棚に、セルトレイに養液を供給する灌水装置が設けられた育苗装置が存在する（特許文献１参照）。
この育苗装置では、灌水装置の灌水トレイ上にセルトレイを載置し、この灌水トレイに養液を供給してプール状態とする。これにより、セルトレイの各セル底面に形成されたセル穴からセル内の培地へ養液が吸い上げられ、培地に養液が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１５／１７８０４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、植物栽培装置では、灌水トレイに養液等の植物の生育に必要な液体を溜めてプール状態として、灌水トレイに載置され植物苗を栽培する栽培トレイに液体を供給すると、栽培トレイの培養土に染み込む液体の量が過剰となりやすい。そして、栽培トレイの培養土に染み込む液体の量が過剰になると、例えば植物苗が光合成を行わずに呼吸を行おう夜間等に、培養土において植物苗の根の周囲に液体が多く残存した状態となり、植物苗の呼吸が阻害されるおそれがある。
本発明は、植物栽培装置において、植物苗を栽培する栽培トレイに供給される液体の量が過剰になることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明の植物栽培装置は、植物苗を栽培する栽培トレイと、前記栽培トレイに対して上方から光を照射する光照射部と、前記栽培トレイの下方から上方に向けて植物苗の生育に必要な液体を放出して当該栽培トレイに液体を供給する給水部とを備える。
ここで、前記給水部は、前記液体を上方に向けてシャワー状に放出することで前記栽培トレイに液体を供給することを特徴とすることができる。
また、前記栽培トレイは、植物苗を栽培する複数のセルを有し、前記給水部は、液体を放出する放出部を複数有し、一の当該放出部により前記栽培トレイの複数の前記セルに液体を供給することを特徴とすることができる。
さらに、前記栽培トレイは、植物苗を栽培する複数のセルを有し、前記給水部は、液体を放出する放出部を複数有し、一の当該放出部により前記栽培トレイの一の前記セルに液体を供給することを特徴とすることができる。
さらにまた、前記給水部の上方に設けられ、液体および気体が通過可能に構成され、前記栽培トレイが載せられる載置部をさらに備えることを特徴とすることができる。
また、前記光照射部は、ＬＥＤを用いて光を照射することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、植物栽培装置において、植物苗を栽培する栽培トレイに供給される液体の量が過剰になることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態が適用される植物栽培装置の全体構成を示した図であって、植物栽培装置の正面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、図１に示した植物栽培装置をＩＩ方向から見た平面図である。
【図３】図１に示した植物栽培装置のＩＩＩ−ＩＩＩ部での断面図である。
【図４】給水装置の構成を説明するための図であって、給水装置の管部材を図３のＩＶ方向から見た図である。
【図５】植物栽培装置の動作を説明するための図である。
【図６】植物栽培装置の動作を説明するための図である。
【図７】実施の形態２が適用される植物栽培装置の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用される植物栽培装置１の全体構成を示した図であって、植物栽培装置１の正面図である。図１においては、後述する筐体３の前壁３５を省略している。また、図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示した植物栽培装置１をＩＩ方向から見た平面図である。図２（ｂ）においては、後述する筐体３の上壁３１を省略している。さらに、図３は、図１に示した植物栽培装置１のＩＩＩ−ＩＩＩ部での断面図である。
なお、以下の説明では、図１において、紙面の上および下を、それぞれ植物栽培装置１の上および下と呼ぶ場合がある。また、図１において、紙面の左および右を、それぞれ植物栽培装置１の左および右と呼ぶ場合がある。さらに、図１において、紙面の奥側および手前側を、それぞれ植物栽培装置１の後および前と呼ぶ場合がある。
【０００９】
本実施の形態の植物栽培装置１は、例えば、植物苗を育成するための育苗装置として用いられる。植物栽培装置１は、植物を栽培する栽培棚２が上下方向に複数段（この例では３段）形成された所謂多段式の植物栽培装置である。詳細については後述するが、植物栽培装置１は、複数のセル２１が格子状に形成された栽培トレイ２０がそれぞれの栽培棚２に設置され、この栽培トレイ２０において植物苗を栽培する。この例では、図１に示すように、それぞれの栽培棚２に、３個の栽培トレイ２０が左右に並べて設置される。
【００１０】
植物栽培装置１は、全体として直方体状の外形状を有している。そして、植物栽培装置１は、複数段の栽培棚２をまとめて囲む筐体３を備えている。
筐体３は、栽培棚２の上方に位置する上壁３１と、栽培棚２の左右に位置する左壁３２および右壁３３と、栽培棚２の後側に位置する後壁３４と、栽培棚２の前側に位置する前壁３５とを有している。
詳細については省略するが、本実施の形態では、前壁３５は、上壁３１、左壁３２および右壁３３に対して開閉可能となっており、前壁３５を開けることでそれぞれの栽培棚２に作業等ができるようになっている。
【００１１】
筐体３を構成する上壁３１、左壁３２、右壁３３、後壁３４および前壁３５は、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ（acrylonitrilebutadiene styrene）樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂製シート、アルミニウム板、表面に樹脂がコーティングされた鋼板、表面に金属が蒸着された合成樹脂板等により構成される。
筐体３を構成する上壁３１、左壁３２、右壁３３、後壁３４および前壁３５は、少なくとも栽培棚２に対向する面が、後述する光照射装置６により照射される光を反射する材料により構成されることが好ましい。
【００１２】
筐体３の後壁３４には、後述する送風装置８により発生する気流を栽培棚２へ供給するための生育側通気口３４ａおよび給水側通気口３４ｂが形成されている。それぞれの生育側通気口３４ａは、栽培棚２の後述する生育領域Ｓ１に対向する位置に設けられている。また、それぞれの給水側通気口３４ｂは、栽培棚２の後述する給水領域Ｓ２に対向する位置に設けられている。
この例では、生育側通気口３４ａおよび給水側通気口３４ｂは、それぞれ、栽培棚２に設置される栽培トレイ２０の位置に対応して、左右に３個ずつ、上下に３列、合計９個設けられている。
【００１３】
また、筐体３の前壁３５には、生育側通気口３４ａを介して生育領域Ｓ１を通過した気流を、植物栽培装置１の外部へ排出する生育側排気口３５ａと、給水側通気口３４ｂを介して給水領域Ｓ２を通過した気流を、植物栽培装置１の外部へ排出する給水側排気口３５ｂとが形成されている。それぞれの生育側排気口３５ａは、栽培棚２の生育領域Ｓ１に対向する位置に設けられている。また、それぞれの給水側排気口３５ｂは、栽培棚２の給水領域Ｓ２に対向する位置に設けられている。
この例では、生育側排気口３５ａおよび給水側排気口３５ｂは、それぞれ、栽培棚２に設置される栽培トレイ２０の位置に対応して、左右に３個ずつ、上下に３列、合計９個設けられている。
【００１４】
植物栽培装置１は、筐体３の上壁３１、左壁３２、右壁３３、後壁３４および前壁３５により囲まれる空間を複数段の栽培棚２に仕切り、それぞれの栽培棚２の底面を構成する底板４を備えている。この例では、植物栽培装置１は、間隙を介して上下に並ぶ３個の底板４を備えている。そして、植物栽培装置１は、底板４により、上下方向に３段の栽培棚２に区切られている。
それぞれの底板４には、後述する給水装置７により供給された養液を植物栽培装置１の外へ排出するための排水口４ａが形成されている。また、底板４は、排水口４ａからの養液の排出を促すために、排水口４ａが形成されていない側（図３における左側、植物栽培装置１の後方）から、後述する給水領域Ｓ２に対向する面が、排水口４ａが形成されている側（図３における右側、植物栽培装置１の前方）に向かって、下方に傾斜していることが好ましい。
【００１５】
さらに、植物栽培装置１は、それぞれの栽培棚２に、栽培トレイ２０が載置される載置部５を備えている。植物栽培装置１は、それぞれの栽培棚２内の空間が、載置部５によって、載置部５より上方に位置し栽培トレイ２０の植物が生育する生育領域Ｓ１と、載置部５より下方に位置し給水装置７による栽培トレイ２０への養液の供給が行われる給水領域Ｓ２とに区切られている。
【００１６】
それぞれの載置部５は、平板状の形状を有しており、生育領域Ｓ１と給水領域Ｓ２との間で液体および気体が通過可能な部材により構成される。それぞれの載置部５は、例えば、金網やパンチングメタル等の複数の穴を有する部材により構成される。なお、載置部５は、給水装置７により供給される養液による酸化や溶解等の劣化が生じない材料により構成されることが好ましい。
【００１７】
さらにまた、植物栽培装置１は、それぞれの載置部５に載置される栽培トレイ２０に対して光を照射する光照射部の一例としての光照射装置６を備えている。光照射装置６は、上壁３１および底板４のうちそれぞれの栽培棚２における生育領域Ｓ１に対向する面に設けられている。
光照射装置６は、栽培トレイ２０に対して植物苗の生育に必要な光を照射する。光照射装置６は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いて光を照射することが好ましい。
光照射装置６は、それぞれが左右方向に延びる直管状の形状を有し、前後方向に間隙を介して並ぶ複数（この例では、それぞれの栽培棚２に対して４個）のＬＥＤランプ６１により構成される。それぞれのＬＥＤランプ６１としては、青色の光を出射する青色ＬＥＤ、赤色の光を出射する赤色ＬＥＤ、白色の光を出射する白色ＬＥＤを用いることができる。これらの中でも、色の光を出射する青色ＬＥＤおよび赤色の光を出射する赤色ＬＥＤを用いることが、植物苗の生育を良好にする観点で好ましい。本実施の形態のＬＥＤランプ６１は、青色の光を出射する複数の青色ＬＥＤ素子と、赤色の光を出射する複数の赤色ＬＥＤ素子とが、回路基板上にアレイ状に配置されている。
【００１８】
青色ＬＥＤ素子としては、例えば波長４００ｎｍ〜５１５ｎｍの光を出射する素子を用いることができる。また、赤色ＬＥＤ素子としては、例えば波長５７０ｎｍ〜７３０ｎｍの光を出射する素子を用いることができる。
【００１９】
また、ＬＥＤランプ６１の青色ＬＥＤ素子により照射される青色光の光量は、例えば、植物の栽培面上における光合成有効光量子束密度で、４０μｍｏｌ／（ｍ2・ｓ）〜２００μｍｏｌ／（ｍ2・ｓ）の範囲とすることができる。また、ＬＥＤランプ６１の赤色ＬＥＤ素子により照射される赤色光の光量は、例えば、植物の栽培面上における光合成有効光量子束密度で、４０μｍｏｌ／（ｍ2・ｓ）〜５００μｍｏｌ／（ｍ2・ｓ）の範囲とすることができる。光合成有効光量子束密度が上記範囲より低い場合には、植物苗等の生育が悪くなる場合がある。また、光合成有効光量子束密度が上記範囲より高い場合には、植物苗等の生育には影響しない一方で、エネルギー消費量が増大する傾向がある。なお、本実施の形態の説明において、植物の栽培面とは、栽培トレイ２０のセル２１に充填した培養土の上面（図３において符号２０ａで示す。）を意味し、光量は、栽培面にセンサを載せて測定する。
【００２０】
詳細については後述するが、本実施の形態では、光照射装置６は、青色光を連続的に照射する期間（Ａ）を有し、且つ、この青色光を連続的に照射する期間（Ａ）の一部が、青色光と赤色光との双方を連続的に照射する期間（Ａ−１）となるように、ＬＥＤランプ６１の青色ＬＥＤ素子および赤色ＬＥＤ素子による照射を行うことが好ましい。これにより、植物栽培装置１にて栽培する植物の徒長が抑制される。
なお、光照射装置６としては、上述したＬＥＤランプ６１の他、例えば蛍光灯やＬＤ（Laser Diode）ランプ等を用いてもよい。なお、蛍光灯は、ＬＥＤと比較して消費電力が大きく、発熱量が大きいため、栽培トレイ２０の培養土や植物苗が乾燥しやすい傾向がある。したがって、光照射装置６としては、ＬＥＤランプ６１を用いることが好ましい。
【００２１】
また、植物栽培装置１は、それぞれの載置部５に載置される栽培トレイ２０に対して養液を供給する給水部の一例としての給水装置７を備えている。給水装置７は、底板４のうちそれぞれの栽培棚２における給水領域Ｓ２に対向する面に取り付けられている。この例では、給水装置７は、それぞれが左右方向に延び、上方向に向けて養液を放出する放出部７２が左右方向に複数形成された複数（この例では、それぞれの栽培棚２に対して３個）の管部材７１により構成されている。この例では、それぞれの管部材７１は、栽培トレイ２０の前後方向に並ぶ２列のセル２１に対向するように配置されている。
【００２２】
図４は、給水装置７の構成を説明するための図であって、給水装置７の管部材７１を図３のＩＶ方向から見た図である。なお、図４の左右方向が植物栽培装置１の左右方向に対応する。図４に示すように、管部材７１は、左右方向に間隙を介して並びそれぞれが上方向に向けて養液を放出する複数の放出部７２を備えている。
それぞれの放出部７２は円形状を有している。そして、それぞれの放出部７２には、放出部７２を貫通し、上方向に向けて開口する複数の孔７２ａが形成されている。
【００２３】
図３に戻り、給水装置７は、養液をそれぞれの管部材７１から放出する。具体的には、給水装置７では、養液をそれぞれの管部材７１に供給する。これにより、それぞれの管部材７１に形成された放出部７２から、養液が上方に向けてシャワー状に放出される。
なお、給水装置７による養液の供給については、後段にてより詳細に説明する。
【００２４】
さらに、植物栽培装置１は、それぞれの栽培棚２に気流を送るための乾燥部の一例としての送風装置８を備えている。送風装置８は、それぞれの生育側通気口３４ａに取り付けられ、回転することでそれぞれの栽培棚２の生育領域Ｓ１に気流を送る複数の生育側ファン８１を備えている。また、送風装置８は、それぞれの給水側通気口３４ｂに取り付けられ、回転することでそれぞれの栽培棚２の給水領域Ｓ２に空気を送る複数の給水側ファン８２を備えている。
【００２５】
送風装置８は、予め定めた時間に、生育側ファン８１および給水側ファン８２を回転させ、空気をそれぞれの栽培棚２の生育領域Ｓ１および給水領域Ｓ２に送る。
送風装置８は、植物栽培装置１において植物の栽培を行っている期間、または植物栽培装置１において植物の栽培を行っている期間のうち予め定めた期間、生育側ファン８１を回転させて生育領域Ｓ１に空気を送る。これにより、生育領域Ｓ１に気流が生じ、生育領域Ｓ１で生育する植物苗の葉の裏等に付着した水分が乾燥しやすくなり、植物苗の光合成を促すことができる。
【００２６】
また、送風装置８は、給水装置７による栽培トレイ２０への養液の供給が終了した後、一定の時間、給水側ファン８２を回転させて給水領域Ｓ２に空気を送る。これにより、給水領域Ｓ２に気流が生じ、底板４、載置部５または栽培トレイ２０の表面等が乾燥する。
なお、送風装置８の給水側ファン８２による送風については、後段にてより詳細に説明する。
【００２７】
さらにまた、植物栽培装置１は、光照射装置６による光の照射、給水装置７による養液の供給、および送風装置８による送風等の植物栽培装置１の各部の機能を制御する不図示の制御装置を備えている。
また、図示は省略するが、植物栽培装置１は、植物栽培装置１の内部や外部に、栽培棚２内の温度、湿度、二酸化炭素濃度等を調整するための設備を備えていてもよい。
【００２８】
続いて、栽培トレイ２０の構成について説明する。図２（ａ）、（ｂ）、図３等に示すように、栽培トレイ２０は、上方に向けて開口する凹形状を有し、格子状に配置される複数のセル２１を有している。この例では、それぞれの栽培トレイ２０には、左右方向に５個ずつ、前後方向に６個ずつ、合計３０個のセル２１が形成されている。また、それぞれのセル２１の底面（下側の面）には、給水装置７による供給された養液等を培養土に染み込ませるための底穴２１ａが形成されている。
なお、栽培トレイ２０におけるセル２１の個数は、栽培する植物の種類や植物の生育状況等によって異なるが、通常、数十個から数百個程度である。
【００２９】
続いて、本実施の形態の植物栽培装置１を用いて植物を栽培する方法について説明する。ここでは、植物栽培装置１を用いて、ナス科のミニトマトの苗を栽培する方法を例に挙げて説明する。
植物栽培装置１を用いてミニトマトの苗を栽培する場合、まず、栽培トレイ２０の各セル２１の中に、培養土を充填する。なお、培養土には、植物の生育に必要な肥料等が含まれていてもよい。そして、各セル２１に充填した培養土の上面に窪みを形成し、この窪みにミニトマトの種を１粒ずつ播いた後、種の上に培養土を被せる。なお、本実施の形態の説明において、以上の工程を、播種と表記する場合がある。
【００３０】
次いで、播種を行った栽培トレイ２０を、予め定めた温度および湿度（例えば２８℃、ＲＨ８０％）に調整された不図示の催芽器に収容する。その後、栽培トレイ２０の各セル２１に播種した種からわずかに芽が出たら、栽培トレイ２０を植物栽培装置１に移す。付言すると、栽培トレイ２０を、植物栽培装置１の栽培棚２に設けられた載置部５上に載置する。
ミニトマトの種の場合、およそ７２時間（３日間）で、種からわずかに芽が出る。「種からわずかに芽が出る」とは、ミニトマトの場合、例えば、培養土の間から芽（双葉）が視認できる一方で、この双葉を有する苗が完全には立っていない状態を意味する。
【００３１】
そして、植物栽培装置１では、予め定めた条件で、光照射装置６による光の照射、給水装置７による養液の供給、および送風装置８による送風を行う。図５および図６は、植物栽培装置１の動作を説明するための図であって、図５は、給水装置７による養液の供給を行っている状態を示しており、図６は、送風装置８の給水側ファン８２による送風を行っている状態を示している。なお、図５および図６は、図１における植物栽培装置１のＩＩＩ−ＩＩＩ部での断面図に対応する。
【００３２】
光照射装置６は、予め定めたタイミングで、栽培トレイ２０に対して、青色ＬＥＤ素子による青色光および赤色ＬＥＤ素子による赤色光の照射を行う。
光照射装置６は、上述したように、例えば青色光を連続的に照射する期間（Ａ）を有し、且つ、この青色光を連続的に照射する期間（Ａ）の一部が、青色光と赤色光との双方を連続的に照射する期間（Ａ−１）となるように、ＬＥＤランプ６１の青色ＬＥＤ素子および赤色ＬＥＤ素子による照射を行うことが好ましい。
より具体的には、光照射装置６は、青色光を連続的に照射する期間（Ａ）を行う時間の３０％以上８０％未満が、青色光と赤色光との双方を連続的に照射する期間（Ａ−１）となるように、ＬＥＤランプ６１の青色ＬＥＤ素子および赤色ＬＥＤ素子による照射を行うことが好ましい。
【００３３】
なお、本実施の形態の説明において「連続的に照射する」とは、青色光または赤色光等の照明光を通常は連続照射する場合の他、短い時間であれば照明光を照射しない時間を有している場合も含む。ここで、短い時間とは、通常は３０分以下、好ましくは５分以下、より好ましくは１分以下を意味する。
【００３４】
また、光照射装置６は、照明光を照射しない期間（Ｂ）（暗期）を有するように、ＬＥＤランプ６１による照射を行ってもよい。植物栽培装置１にて栽培する植物の種類によっては、常に光を照射しながら栽培を行うと、連続光障害を発生する場合がある。このような植物の場合には、照明光を照射しない期間（Ｂ）を設けることが好ましい。例えば、植物栽培装置１においてミニトマトの苗を栽培する場合には、照明光を照射しない期間（Ｂ）を設けることが好ましい。
【００３５】
給水装置７は、予め定めた条件で、栽培トレイ２０に対して養液を供給する。具体的には、給水装置７は、予め定めた条件で、それぞれの管部材７１に養液を供給する。これにより、それぞれの管部材７１に形成された放出部７２の孔７２ａ（図４参照）から栽培トレイ２０に向けて養液がシャワー状に放出される。
【００３６】
上述したように、管部材７１の上方には、載置部５が設けられており、この載置部５は、金網やパンチングメタル等の液体が通過可能な部材により構成されている。これにより、それぞれの管部材７１からシャワー状に放出された養液は、載置部５を通過して、載置部５に乗せられた栽培トレイ２０の底に到達する。そして、栽培トレイ２０の各セル２１に形成された底穴２１ａを介して、各セル２１に充填された培養土に養液が染み込むことで、それぞれのセル２１に養液が供給される。
【００３７】
ここで、本実施の形態の給水装置７では、上述したように、それぞれの管部材７１が、栽培トレイ２０の前後方向に並ぶ２列のセル２１に対向するように配置されている。そして、図５に示すように、管部材７１に形成されたそれぞれの放出部７２は、栽培トレイ２０の複数のセル２１に向けて養液を放出する。言い換えると、本実施の形態では、管部材７１における一の放出部７２により、栽培トレイ２０の複数のセル２１に養液を供給している。
【００３８】
また、管部材７１の放出部７２から放出された後、各セル２１の培養土に染み込まなかった養液の一部は、重力によって下方の底板４へ落下する。そして、底板４へ落下した液体は、図５に示すように、底板４に形成された傾斜によって底板４上を後方から前方へ流れた後、排水口４ａを介して植物栽培装置１の外部へ排出される。
【００３９】
給水装置７により供給される養液としては、例えば、水と植物の成長に必要な肥料等とを混合したものを用いることができる。また、給水装置７によって培養土に水のみを供給し、肥料については、不図示の点滴装置等を用いて、各セル２１に充填された培養土の上側から供給するものとしてもよい。
【００４０】
ここで、給水装置７が養液を供給する際の条件としては、給水装置７により養液を供給する時間（時刻）や頻度、それぞれの管部材７１から放出する養液の量、それぞれの管部材７１から養液を放出する時間の長さ等の条件が挙げられる。
給水装置７により養液を供給する時間（時刻）や頻度は、栽培する植物の種類や植物の生育状況等に基づいて決定される。植物栽培装置１においてミニトマトの苗を栽培する場合、給水装置７は、例えば、１日当たり１回、午前中に養液を供給する。
【００４１】
また、給水装置７がそれぞれの管部材７１から放出する養液の量、およびそれぞれの管部材７１から養液を放出する時間の長さは、管部材７１の径、放出部７２に形成された孔７２ａの径や数、管部材７１から栽培トレイ２０までの距離、放出部７２が対向するセル２１の数等に基づき、各セル２１の培養土に染み込む養液の量が所望の量となるように決定される。例えば、給水装置７がそれぞれの管部材７１から放出する養液の量、およびそれぞれの管部材７１から養液を放出する時間の長さは、各セル２１の培養土に染み込む養液の量が、各セル２１にて生育する植物苗等が次の養液の供給までの期間に吸収する養液の量とほぼ等しくなるように決定される。
【００４２】
ところで、従来の植物栽培装置１では、灌水トレイ上に栽培トレイ２０を載置し、この灌水トレイに養液を溜めてプール状態とすることで、各セル２１の培養土に養液を供給する場合がある。このように灌水トレイに養液をプール状態にして各セル２１に養液を供給する場合、各セル２１の培養土に染み込む養液の量が過剰となりやすい。具体的には、各セル２１の培養土に染み込む養液の量が、各セル２１で生育される植物苗が光合成に要する養液の量と比べて過剰となりやすい。そして、例えば植物苗が光合成を行わずに呼吸を行う夜間等に、各セル２１の培養土において根の周囲に養液が多く残存した状態となる。この場合、各セル２１内の根が呼吸をしにくくなり、植物苗の成長が阻害される場合がある。
【００４３】
これに対し、本実施の形態の給水装置７では、上述したように、各管部材７１の放出部７２から養液を上方に向けて放出し栽培トレイ２０に供給している。そして、各管部材７１の放出部７２から放出された養液は、液滴の状態で各セル２１の底面に到達する。これにより、本実施の形態では、栽培トレイ２０が載置される灌水トレイに養液をプール状態とする場合と比べて、養液が各セル２１の培養土にゆっくりと染み込む。この結果、各セル２１の培養土に染み込む養液の量が過剰となることが抑制される。
【００４４】
また、給水装置７では、それぞれの管部材７１から放出する養液の量等の各種条件を変更することで、各セル２１の培養土に染み込む養液の量を、例えば各セル２１で生育される植物苗が光合成に要する養液の量と近くなるように調整することができる。
これにより、本実施の形態の植物栽培装置１では、例えば植物苗が光合成を行わずに呼吸を行う夜間等に、各セル２１の培養土において根の周囲に養液が残存しにくくなる。そして、各セル２１内の根の呼吸が阻害されることが抑制され、植物苗の成長を促進することができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態の給水装置７では、各管部材７１により養液を上方に向けて放出することで、養液をプール状態にして各セル２１に養液を供給する場合と異なり、いずれかのセル２１に付着した養液が他のセル２１に付着しにくい。このため、例えば複数のセル２１のうちいずれかのセル２１で生育する植物苗に病害やカビ等が発生した場合であっても、他のセル２１で生育する植物苗に伝染しにくい。これにより、本実施の形態の植物栽培装置１によれば、より良好な植物苗を得ることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、給水装置７により養液をシャワー状に放出することで栽培トレイ２０の各セル２１に養液を供給する例について説明したが、給水装置７により放出する養液の形態はシャワー状に限られるものではない。すなわち、給水装置７は、栽培トレイ２０に向けて下方から上方へ養液を放出すれば、養液の形態は、シャワー状の他、ミスト状、ストレート状等であってもよい。ただし、各セル２１の培養土に染み込む養液の量が過剰となることを抑制する観点からは、給水装置７は、養液をシャワー状に放出することが好ましい。
【００４７】
また、給水装置７は、例えば各管部材７１の放出部７２に、液体の放出口が複数の方向へ分岐されたノズルを設けてもよい。そして、このノズルの放出口を介して養液を上方へ放出することで、栽培トレイ２０の複数のセル２１に養液を供給してもよい。
さらに、給水装置７は、養液に空気等を混合した状態で放出してもよい。
【００４８】
続いて、送風装置８は、給水側ファン８２を回転させることで、空気をそれぞれの栽培棚２の給水領域Ｓ２に供給する。具体的には、送風装置８は、上述した給水装置７による養液の供給が終了した後、給水側ファン８２の回転を開始することで、給水側通気口３４ｂを介して、それぞれの栽培棚２の給水領域Ｓ２に空気を供給する。この例では、図６に示すように、空気は、それぞれの栽培棚２の給水領域Ｓ２を、植物栽培装置１の後側から前側に向けて流れる。
この結果、給水装置７により放出された後、排水口４ａから排出されずに、底板４、載置部５または栽培トレイ２０の表面に残存した養液が、給水領域Ｓ２に供給された空気の流れによって乾燥する。
【００４９】
ここで、給水装置７による養液の供給が終了した後、底板４、載置部５または栽培トレイ２０の表面に養液が残存した状態が維持されると、この残存した養液に向かって、各セル２１にて生育する植物苗の根が伸びる場合がある。そして、各セル２１の底穴２１ａから栽培トレイ２０の外側まで植物苗の根が到達する場合がある。この場合、例えば植物栽培装置１による植物苗の栽培が終了した後、栽培トレイ２０の各セル２１から植物苗を取り外す際等に、根が切れやすくなる。特に、本実施の形態では、栽培トレイ２０が載置される載置部５が網やパンチングメタル等により構成されるため、各セル２１から伸びた根が載置部５に絡みやすく、切れやすい。
【００５０】
また、本実施の形態の植物栽培装置１では、光照射装置６のＬＥＤランプ６１により光を照射しているため、例えば消費電量が大きく、発熱量が多い蛍光灯等を用いる場合と比べて、残存した養液が乾燥しにくい傾向がある。
【００５１】
これに対し、本実施の形態では、給水装置７による養液の供給が終了した後に、送風装置８により給水領域Ｓ２に空気を送る構成とすることで、底板４、載置部５または栽培トレイ２０の表面に残存した養液が乾燥しやすくなる。これにより、栽培トレイ２０の各セル２１から根が伸びることが抑制され、各セル２１の外側で根が切れたり絡んだりすることが抑制される。この結果、本圃に定植した場合の活着が良好な植物苗を得ることができる。
【００５２】
送風装置８が給水領域Ｓ２に空気を送る時間や風量等の条件は、給水領域Ｓ２の広さや給水装置７に供給された養液の量等によって決定される。また、例えば給水領域Ｓ２に不図示の水分センサや湿度センサ等を設け、送風装置８は、この水分センサや湿度センサによる検出値に基づいて、給水側ファン８２による送風を行ってもよい。
【００５３】
本実施の形態の送風装置８は、給水側ファン８２を回転させ送風を行うことで、給水領域Ｓ２に気流を生成しているが、例えば給水側ファン８２を回転させ吸気を行うことで、給水領域Ｓ２に気流を生成してもよい。
また、本実施の形態の送風装置８は、給水側ファン８２により空気を給水領域Ｓ２に送っているが、例えば不図示の除湿装置により除湿した乾燥空気を給水領域Ｓ２に送ってもよい。この場合、送風装置８が給水領域Ｓ２に空気を送る場合と比べて、底板４、載置部５または栽培トレイ２０の表面に残存した養液の乾燥をより促すことができる。
送風装置８の生育側ファン８１についても同様である。
【００５４】
さらにまた、本実施の形態の植物栽培装置１では、後壁３４の給水側通気口３４ｂを介して給水側ファン８２により給水領域Ｓ２に空気または乾燥空気を送っているが、これに限られるものではない。例えば、給水装置７による養液の供給が終了した後、それぞれの管部材７１に空気または乾燥空気を供給し、管部材７１の放出部７２を介して給水領域Ｓ２に空気または乾燥空気を送ってもよい。この場合であっても、上述した形態と同様に、底板４、載置部５または栽培トレイ２０の表面に残存した養液の乾燥を促すことができる。
また、給水装置７の管部材７１を介して給水領域Ｓ２に空気または乾燥空気を送る構成とすることで、管部材７１の内部を乾燥させることが可能となり、管部材７１での雑菌等の繁殖を抑制することができる。
【００５５】
また、本実施の形態の植物栽培装置１では、栽培トレイ２０を、生育領域Ｓ１と給水領域Ｓ２との間で液体および気体が通過可能な載置部５上に載せているが、これに限定されるものではない。すなわち、植物栽培装置１は、給水装置７によりシャワー状に放出される養液を栽培トレイ２０の各セル２１に供給することが可能なように、給水装置７の上方に栽培トレイ２０が配置されていればよい。例えば、植物栽培装置１は、載置部５を設けずに、筐体３（左壁３２、右壁３３、後壁３４、前壁３５）の内面にリブを設け、このリブに栽培トレイ２０の外縁等を引っかけて、給水装置７の上方に栽培トレイ２０を支持してもよい。
【００５６】
本実施の形態の植物栽培装置１による栽培で得られた植物苗は、植物の種類にもよるが、ロックウール、ヤシガラ、ウレタン樹脂、土壌等の支持体に定植し、圃場にて栽培を行うことができる。
上述したように、本実施の形態の植物栽培装置１によれば、活着が良い植物苗を得ることができるため、この植物苗を圃場に定植した後の生育も良好となる。そして、例えばミニトマト等の収穫を伴う植物である場合、その収量を向上させることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、植物栽培装置１において栽培する植物としてナス科のミニトマトを例に挙げて説明したが、植物の種類は特に限定されるものではなく、例えば以下の植物の苗が挙げられる。
植物としては、葉菜類、果菜類、根菜類、果樹類、穀類、コケ類、シダ類、観葉植物、薬草類等が挙げられる。植物栽培装置１は、これらの植物の中でも、果菜類の苗を栽培するのに適しており、中でもナス科の植物の苗を栽培するのにより適している。
【００５８】
［実施の形態２］
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。図７は、実施の形態２が適用される植物栽培装置１の構成を説明するための図であって、実施の形態２が適用される植物栽培装置１の部分断面図である。図７は、図１に示した実施の形態１の植物栽培装置１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ部での断面図に対応する。なお、実施の形態１と同様の構成については同様の符号を用い、ここでは詳細な説明は省略する。
実施の形態２の植物栽培装置１は、給水装置７の構成が実施の形態１の植物栽培装置１とは異なっている。
【００５９】
具体的に説明すると、実施の形態２の給水装置７は、図７に示すように、栽培トレイ２０に前後方向に形成された６列のセル２１に対向するように、６個の管部材７１を備えている。また、それぞれの管部材７１には、栽培トレイ２０のそれぞれのセル２１に対向するように、複数（この例では６個）の放出部７２が形成されている。
なお、図示は省略するが、それぞれの放出部７２には、放出部７２を貫通し、上方向に向けて開口する複数または一個の孔が形成されている。
【００６０】
そして、実施の形態２の給水装置７では、図７に示すように、それぞれの放出部７２は、対向する栽培トレイ２０のそれぞれのセル２１に向けて養液を放出する。言い換えると、本実施の形態では、管部材７１における一の放出部７２により、栽培トレイ２０の一のセル２１に養液を供給している。
これにより、実施の形態２の給水装置７では、それぞれの放出部７２から放出される養液の量を調整することで、それぞれのセル２１に充填される培養土に所望の量の養液を供給しやすくなる。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない限りにおいては様々な変形や組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【００６２】
１…植物栽培装置、２…栽培棚、３…筐体、４…底板、５…載置部、６…光照射装置、７…給水装置、８…送風装置、９…除湿装置、２０…栽培トレイ、２１…セル、６１…ＬＥＤランプ、７１…管部材、７２…放出部、７２ａ…孔、８１…生育側ファン、８２…給水側ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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