(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
培地固定板と、
該培地固定板の下に配置された水平方向の断面がほぼ正方形の上部培地と、
該上部培地の下方に配置された水平方向の断面がほぼ正方形の下部培地と、
前記上部培地と前記下部培地を培地固定板に固定するために上部培地および下部培地の４隅付近に着脱可能に設けられた固定部材と、
前記上部培地と前記下部培地の間に空間を設けるために前記上部培地と前記下部培地の間に配置されたスペーサと、
を有することを特徴とする水耕栽培用培地。
【請求項２】
請求項１記載の水耕栽培用培地において、前記下部培地の下に配置した網状保持板をさらに有し、該網状保持板が前記固定部材により固定されることを特徴とする水耕栽培用培地。
【請求項３】
請求項１記載の水耕栽培用培地において、前記固定部材は、培地保持スタッドと下端締め付け具の組み合わせ、または、培地保持ピンと下端キャップの組み合わせからなることを特徴とする水耕栽培用培地。
【請求項４】
請求項１記載の水耕栽培用培地において、前記培地固定板は２分割された分割部分からなり、分割部分は折り曲げ可能に連結されていることを特徴とする水耕栽培用培地。
【請求項５】
請求項１記載の水耕栽培用培地において、前記上部培地にはほぼ中央を横切る方向でほぼ半分の深さの位置までスリ割りが形成されていることを特徴とする水耕栽培用培地。
【請求項６】
請求項２記載の水耕栽培用培地において、前記上部培地および前記下部培地は通気性で弾性があり、下部培地は上部培地より目が粗く、前記網状保持板は柔らかく弾性があり、前記下部培地より目が細かい、ことを特徴とする水耕栽培用培地。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、水耕栽培槽の上部蓋（天蓋）の所定の位置に設けられた培地固定穴に装着させて使用する水耕栽培用培地に関する。本発明は、特に、果菜類、豆類、果樹、観賞用の花類、樹木等の高速で多収穫することを目的とした植物の栽培に適した水耕栽培用培地に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
植物工場等では、すでに管理し易く年間を通じて安定した収穫が得られるような栽培設備が普及している。工場内ではＬＥＤや蛍光灯を光源としたもの、また、温室内でもクリーン化した環境で栽培の歩留まりや効率化を目指している。
【０００３】
一方、葉菜類の栽培では自動化が進み、種々の設備や機械類が採用されているが、ややリスクの高い果菜類では、高速で果実の多収穫の技術は方法としてある程度確立されているが、細部の新技術の開発までは至らず、普及が遅れている。
【０００４】
培地に関しては、植物、特に、果菜類の生育の際、培地からの植物の生育に対する抵抗を減少させ、根の生長を促進し、丈夫で多収穫が可能な植物の育成でできる培地に対する要請がある。また、培地による抵抗の軽減に加えて、根を水平方向に穏やかに誘導する機能が求められていた。すなわち、水圧の抵抗を軽減させるために、浅い栽培槽内に水平方向に広く根を生長させる必要があるからである。
【０００５】
次に、培地に関する３つの従来例を図面を参照して説明する。図１６は第１の従来例の培地を示す。通気性で弾性である部材のスポンジ状の一個の培地１０２が植物１００の播種に用いられ、培地の内部に播種された植物の種は培地から下方に延びて根となり、上方に延びて茎、葉となる。
【０００６】
図１７は第２の従来例の培地を示す。培地として、薄いスポンジ状の培地１０４が用いられる。植物１００は培地１０４によって巻きつけられ、巻きつけた培地１０４は栽培槽の培地穴に差し込まれ、この状態で植物は生長させられる。
【０００７】
図１８は第３の従来例の培地を示し、図１８ａは培地の分解正面図であり、図１８ｂは培地の組立て図である。図１８ａに示すように、培地１２０は、プラスチック製または金属製の格子状や目の粗い網上の培地ケース１１０、通気性で弾性である部材のスポンジ状の上部培地（播種用培地）１１２、通気性で弾性である部材の目の粗いスポンジ状の下部培地１１４、上部蓋１１６から成る。そして、図１８ｂに示すように、培地ケース１１０内に上部培地１１２、下部培地１１４が上部蓋１１６によって押圧固定されて組立てられている。なお、上部培地１１２には種子を装着固定させるためのスリ割りが入っており、上部蓋１１６には、培地を押圧している面の中心に植物が発芽し上方に向けて生長していく際に通る穴が形成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
第１の従来例の培地では、一個の培地１０２に播種して植物を生長させるので、植物を安定して保持することができない。また、延びた根が安定しない。
【０００９】
第２の従来例の培地では、薄いスポンジ状の培地１０４を栽培槽の培地穴に差し込むため、培地穴の径を上回って生長する植物には適さない。
【００１０】
第３の従来例の培地では、第１の従来例の培地、第２の従来例の培地に伴う前述の問題はないが、下記のような種々の問題がある。上部培地１１２の中心部付近で植物は種子から発芽、発根した後、根は重力方向である下部培地１１４に向かって伸びていくが、上部培地１１２、下部培地１１４が接触しているため、上部培地１１２からでた根は、そのまま下部培地１１４内に入り込む。遅れて生えた根、枝分かれした根なども続いて同様に先に生長した根を避けながら下部培地１１４内に入っていく。これら後続の根は目の細かい上部培地１１２の抵抗のため、先に生えた根を回避する際、上方に一旦向かうことが困難である。このため、下部培地１１４の上面中央付近に根が集まり易く、生長を阻害する無理な曲りが生じることがある。
【００１１】
さらに、この個所から下部培地１１４内を下方に向けて延びていくため初期段階で生えた根だけでなく、後続の根も下部培地１１４の底面から培地ケース１１０の底面を抜け、栽培槽の底部方向に出てしまう現象が確認されている。
【００１２】
水耕栽培槽では水圧による抵抗を少なくし、内部の対流をよくするため、水深を浅くしているので、殆どの場合、培地ケース１１０の底部と栽培槽の底部は接近している。このため、根に垂直に当たる底面の抵抗により根の停滞が生じ、生長を阻害する要因となっていた。
【００１３】
図１８に示すように、培地ケース１１０内から根が外に出る面が全て格子状であったり、目の粗い網状であったりすると、植物の生長が進み、根の束が格子の大きさや網目の粗さを超えた場合、根が千切れたり、逆にプラスチック製などの場合は培地ケース１１０が破損することもある。また、上部に設けられた上部蓋を押し上げて開く力も働く。このような状況になると、多年草であるトマト、ピーマン、茄子等を温度管理して生長させるハウス内では、より大きな栽培槽に移植する必要がある。その際、植物を栽培槽から上方に引き上げるが、格子や網に根が引っかかり、切れたり、破損したりする。移植の際には、培地ケース１１０は生長した植物を破損することなく分解できないために培地ケース１１０自体を壊すしか方法がなく、培地ケースの再利用を行うことができなかった。また、新たな培地に移す作業も植物にストレスを与える。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の水耕栽培用培地は、培地固定板と、該培地固定板の下に配置された水平方向の断面がほぼ正方形の上部培地と、該上部培地の下方に配置された水平方向の断面がほぼ正方形の下部培地と、前記上部培地と前記下部培地を培地固定板に固定するために上部培地および下部培地の４隅付近に着脱可能に設けられた固定部材と、前記上部培地と前記下部培地の間に空間を設けるために前記上部培地と前記下部培地の間に配置されたスペーサと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、植物の根が停滞することなく、穏やかに水平方向に広がり、かつ根が大きなストレスを受けることなく生長でき、より大きな栽培槽への移植時にも根が破損しないで容易に分解、移植でき、再利用できる水耕栽培用培地が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の培地における植物の生長過程を説明するための図である。
【図２】本発明の培地における植物の生長過程を説明するための図である。
【図３】本発明の培地における植物の生長過程を説明するための図である。
【図４】本発明の培地における植物の生長過程を説明するための図である。
【図５】本発明の培地における植物の生長過程を説明するための図である。
【図６】本発明の培地における植物の生長過程を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例１の培地の全体を示す図であり、図７ａはその平面図であり、図７ｂはその正面図である。
【図８】本発明の実施例２の培地の全体を示す図であり、図８ａはその平面図であり、図８ｂはその正面図である。
【図９】本発明の培地における培地固定板を示す図であり、図９ａはその平面図であり、図９ｂはその正面図である。
【図１０】本発明の培地における他の実施例の培地固定板を示す図であり、図１０ａはその平面図であり、図１０ｂはその正面図であり、図１０ｃは播種の際の培地固定板の折り曲げ状態を示す正面図である。
【図１１】本発明の培地における上部培地を示す図であり、図１１ａはその平面図であり、図１１ｂはその正面図である。
【図１２】本発明の培地におけるスペーサを示す図であり、図１２ａはその正面図であり、図１２ｂはその平面図である。
【図１３】本発明の培地における下部培地を示す図であり、図１３ａはその平面図であり、図１３ｂはその正面図である。
【図１４】本発明の培地における網状保持板を示す図であり、図１４ａはその平面図であり、図１４ｂはその正面図である。
【図１５】本発明の実施例１の培地で用いられるスタッドボルトおよび実施例２の培地で用いられるピンを示す図である。
【図１６】１つの従来例（第１の従来例）の培地を示す図である。
【図１７】他の従来例（第２の従来例）の培地を示す図である。
【図１８】さらに他の従来例（第３の従来例）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の水耕栽培用培地は、培地固定板と、該培地固定板の下に配置された水平方向の断面がほぼ正方形の上部培地と、該上部培地の下方に配置された水平方向の断面がほぼ正方形の下部培地と、前記上部培地と前記下部培地を培地固定板に固定するために上部培地および下部培地の４隅付近に着脱可能に設けられた固定部材と、前記上部培地と前記下部培地の間に空間を設けるために前記上部培地と前記下部培地の間に配置されたスペーサと、を有する。
【実施例１】
【００１８】
最初に、本発明の培地の構造および主要な構成部品について図１を参照して簡単に説明し、次に、本発明の培地に播種された植物の生長過程を図１〜図６を参照して説明し、さらに、培地の構造および構成部品の詳細を図７〜図１５を参照して説明する。
【００１９】
図１は、実施例１の培地を示す図である。図１において、培地２０は、培地固定板１、上部培地４、スペーサ５、下部培地６、培地保持スタッド７、網状保持板８を有している。
上部培地４、スペーサ５、下部培地６、網状保持板８は、後述する下端締め付け具とともに用いられて固定部材として機能する培地保持スタッド７により培地固定板に図１に示す状態に固定されて保持される。
【００２０】
図１に示すように、植物の種１００ａは、上部培地４に播種され、培地固定板１が水耕栽培槽の上部蓋（天蓋）（図示せず）の所定の位置に設けられた培地固定穴（図示せず）に固定されて保持される。このとき、栽培槽の液肥のレベルは種に達するように設定されている。
【００２１】
図２に示すように、種から発根し、根１００ｂは上部培地中を下方に延びる。図３に示すように、根１００ｂは下方に延びて、スパーサ５によって形成された上部培地４と下部培地６の間のほぼ空間境域で根別れ（分かれた根を１００ｃで示す）するとともに根１００ｂは上方に延びて後述する発芽口を通して種１００ａを培地固定板１の上方の空気中にもたらす。
【００２２】
図４に示すように、分かれた根１００ｃは下部培地６に入ってさらに延び、それと同時に上方に延びて空気中へ出た根は茎１００ｄとなり、種は発芽して葉００ｅとなる。分かれた根１００ｃは液肥に与えられた水流によって水平方向に広がりながらさらに延びる。好ましいい水流は、培地の下方に設けられ、その下方位置から水平方向の四方に噴射する液肥噴射器（図示せず）によって与えられる。一方、空気中では、茎１００ｄはさらに上方に延び、多数の葉１００ｅがつく。図６は培地で生長した植物を示す。植物をさらに大きく育てるために、他の栽培槽に移し代えるときには、培地は植物を傷つけることなく、容易に分解される。
【００２３】
次に、図７を参照して、培地の構造および構成部品を説明する。培地２０は、ほぼ中央に円形の発芽口２が形成された培地固定板１、通気性で弾性のある部材の、例えば、網目の比較的細かいスポンジ状の上部培地４、スペーサ５、通気性で弾性のある部材の、例えば、網目の比較的荒いスポンジ状の下部培地６、上部にネジヘッド３を持ち、下端にボルト機能を持つ培地保持スタッド７、網状保持板８および下端締め付け具（ナット）９を有する。培地保持スタッド７と下端締め付け具９は組み合わされて固定部材として働く。上部培地４、スペーサ５、下部培地６、網状保持板８は、図７に示すように、この順序で、培地保持スタッド７と下端締め付け具９から成る固定部材によって培地固定板１に固定されている。
【００２４】
実施例１および後述する実施例２の培地は水平方向で正方形に形成されているが、培地の形状は正方形に限られず、長方形、円形、楕円形等の任意の適切な形状をとりうる。
【実施例２】
【００２５】
次に、図８を参照して、実施例２の培地の構造および構成部品を説明する。培地２０は、ほぼ中央に円形の発芽口２が形成された培地固定板１、通気性で弾性のある部材の、例えば、網目の比較的細かいスポンジ状の上部培地４、スペーサ５、通気性で弾性のある部材の、例えば、網目の比較的荒いスポンジ状の下部培地６、上部にピンヘッド１３を持つ培地保持ピン１７、網状保持板８および下端キャップ１９を有する。培地保持ピン１７と下端キャップ１９は組み合わされて固定部材として働く。上部培地４、スペーサ５、下部培地６、網状保持板８は、図８に示すように、この順序で、培地保持ピン１７と下端キャップ１９から成る固定部材によって培地固定板１に固定されている。
【００２６】
図９〜図１５は前述した培地の個々の構成部品を示している。図９において、培地固定板１の中央に形成された大きな穴は発芽口２であり、発芽口２は、上部培地に播種するとき種を通し、および植物が上部培地から発芽し、上方に向けて生長するとき通るためのものである。また、発芽口２の外側にある４つ（複数の）の穴は前述した培地保持スタッドまたは培地保持ピンを貫通させるためのものである。
【００２７】
図１０は他の実施例の培地固定板を示す。培地固定板１は、２分割された（好ましくは２等分された）分割部分１ａ、１ａから構成されており、ゴム、バネ等の弾性体１ｂが分割部分１ａ、１ａの双方を繋いでいる。すなわち、分割部分は折り曲げ可能に連結されている。培地固定板１の分割部分１ａ、１ａのそれぞれの下側には上部培地４が固定部材によって固定されていることになる。図１１を参照して後述するように、上部培地４には、ほぼ中央を横切る方向でほぼ半分の深さの位置までスリ割りが形成されている。このため、図１０ｃにおいて、矢印で示すように、それぞれの分割部分１ａ、１ａの外側を下方に押すことにより、上部培地４をスリ割りの部分で広げることができ、種を上部培地４のほぼ中心部に容易に播種することができる。
【００２８】
図１１は上部培地を示す。上部培地４には、ほぼ中央を横切る方向でほぼ半分の深さの位置までスリ割り４ａが形成されている。また、上部培地４には、固定部材を通す穴（例えば、４つの穴）が形成されている。上部培地の材質としてはスポンジが用いられるが、通気性で弾性のあるものであればよい。例えば、ナイロン糸を不規則な状態に重ね熱融着させたもの、布の多層構造、ヘチマ繊維等の通気性があり、発芽した芽と根が低摩擦抵抗で生長させ、倒れたり、曲ったりしないように適度に保持できる弾性のあるものであれば、上部培地の材質は任意のものでよい。また、上部培地にスリ割りを設けることに加えて、
上部培地の中央の下端からスリ割りの中央の下端までに、種子が落下しない程度の種子の大きさに合った適切な大きさの穴を形成して、種子の根の生長を助けてもよい。この穴は１つに限らず、スリ割りの中央下端に向かう方向で複数の穴を形成してもよい。複数の穴は根が広がって生長するのを助ける。
【００２９】
図１２はスペーサを示す。スペーサ５は上部培地４と下部培地６の間に隙間を空ける（空間を設ける）ためのものであり、その材質は、プラスチック、ゴム、ラバー、スポンジ、木等である。
【００３０】
図１３は、下部培地を示す。下部培地６は固定部材を通す穴（例えば、４つの穴）が形成されている。下部培地６は根の生長にとって抵抗が少ない形状（上部培地４より目の粗いもの）に作られる。下部培地の材質としてはスポンジが用いられるが、通気性で弾性のあるものであればよい。例えば、ナイロン糸を不規則な状態に重ね熱融着させたもの、布の多層構造、ヘチマ繊維等の通気性があり、発芽した芽と根が低摩擦抵抗で生長させ、倒れたり、曲ったりしないように適度に保持できる弾性のあるものであれば、下部培地の材質は任意のものでよい。
【００３１】
図１４は網状保持板を示す。網状保持板８は固定部材を通す穴（例えば、４つの穴）が形成されている。網状保持板８は下部培地６より細かい目の網状の固定板である。下部培地６で生長した根は重力方向である下方に向かって生長していく。水耕栽培では、根が水圧の抵抗を強く受けないように推進を浅く設定し、水平方向に根を広範囲に生長させることに重点を置いている。このため、網状保持板８は、下部培地６から下方に向かって伸び網状保持板８を通って下方に出ようとする根に対して僅かに抵抗を掛けこれを抑制し、水平方向に向かわせるようにしている。網目を通過した根は網目サイズ以上に太く育たないため、抑制効果が得られる。
【００３２】
また、網状保持板８は、柔らかく弾性のある上部構造（上部培地、下部培地等）を根の生長時の内部からの圧力で培地全体を破壊しないように強く保持させる機能を有している。
【００３３】
網状保持板８は、網状または格子状の板形状であることが適しており、その材質は弾性のある（柔らかさのある）プラスチック、ビニール、木製、竹、丈夫な植物繊維等が適している。また、これらの材料で被覆された金属（針金のようなもの）でもよい。栽培中途での移植（植え替え）等、栽培槽から生長した植物を引き上げたときに根に傷がつかないように弾力をもった材質を用いる。この網状保持板８は、培地固定板１と共に、培地全体を水平方向に変形することを防止して保持する機能を有する。
【００３４】
図１５は固定部材を示す。Ａには、実施例１で用いている培地保持スタッド７と下端締め付け具(ナット)９が示されている。培地保持スタッド７の下部にはネジ部があり、このネジ部に対してナット９が係合されて、上部培地４、スペーサ５、下部培地６、網状保持板８が培地固定板１に固定される。ナットとしては、蝶ナット、袋ナット、化粧ナット等も用いられてもよく、強固に固定するために、二重締め付け構造（ダブルナット）やロックナットが用いられてもよい。
【００３５】
Ｂには、実施例２で用いている培地保持ピン１７と下端キャップ１９が示されている。固定部材として、培地保持ピン１７と下端キャップ１９を用いる場合には、培地保持スタッド７と下端締め付け具(ナット)９の固定部材を用いるより安価であり、組立ても容易である（下端キャップ１９を下方から培地保持ピン１７の下端に嵌めこむので）。
【符号の説明】
【００３６】
２０  培地
１    培地固定板
４    上部培地
５    スペーサ
６    下部培地
７    培地保持スタッド
８    網状保持板
９    下端キャップ
１７    培地保持ピン
１９    下端キャップ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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