(57)【要約】【課題】毛管水耕栽培において作物の根を広く分布させることができる栽培床及び栽培装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る栽培床は、毛管水耕栽培に用いられる栽培床であって、作物を着生させる培地部と、底部に配設される遮根透水シートと、上記培地部及び上記遮根透水シート間に配設される積層部とを備え、上記積層部が、上記遮根透水シートより遮根性が弱い弱遮根透水層と、上記弱遮根透水層の底部側に積層され、上記弱遮根透水層より揚水力が低い低揚水層とを有する。【選択図】図１
2018099094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
毛管水耕栽培に用いられる栽培床であって、
作物を着生させる培地部と、
底部に配設される遮根透水シートと、
上記培地部及び上記遮根透水シート間に配設される積層部と
を備え、
上記積層部が、
上記遮根透水シートより遮根性が弱い弱遮根透水層と、
上記弱遮根透水層の底部側に積層され、上記弱遮根透水層より揚水力が低い低揚水層と
を有する栽培床。
【請求項２】
上記積層部が、２以上の上記弱遮根透水層及び上記低揚水層を交互に有している請求項１に記載の栽培床。
【請求項３】
上記遮根透水シート及び上記弱遮根透水層が織布であり、
上記弱遮根透水層の繊維間の隙間が上記遮根透水シートの繊維間の隙間より大きい請求項１又は請求項２に記載の栽培床。
【請求項４】
上記低揚水層が、不織布である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の栽培床。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の栽培床と、
上記栽培床の底面に栽培液を供給する栽培液供給機構と
を備える栽培装置。
【請求項６】
土台と、
上記土台の上面に配設され、上記栽培床の底部を支える低揚水部と
を備え、
上記栽培液供給機構が、
上記栽培床の底面及び上記低揚水部の上面間に栽培液を供給するシート体を有する請求項５に記載の栽培装置。
【請求項７】
上記栽培床の底部を支える懸架用パイプを備え、
上記栽培液供給機構が、
上記栽培床の底面及び上記懸架用パイプの上面間に栽培液を供給するシート体を有する請求項５に記載の栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、栽培床及び栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作物の毛管水耕栽培では、作物を着生させるロックウール等の培地の毛管現象を利用して、貯留槽に貯留される栽培液を作物の根に供給する。
【０００３】
毛管現象を利用した水耕栽培装置としては、例えば、槽内の栽培液に浮く浮き板と、この浮き板の上面を覆い、かつ端部が栽培液内に浸漬する吸水性シートと、この吸水性シートの上面に敷設する遮根透水シートと、この遮根透水シートの上面に載置される培地とを備えるものが知られている（特許文献１）。この水耕栽培装置では、槽内に貯留された栽培液が、吸水性シート、遮根透水シート及び培地を介して植物の根に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６０７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、特許文献１に開示された水耕栽培装置のような底面給水式の装置を用いると、作物の根が培地の側面に集中し、広く分布しないことを見出した。
【０００６】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、毛管水耕栽培において作物の根を広く分布させることができる栽培床及び栽培装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る栽培床は、毛管水耕栽培に用いられる栽培床であって、作物を着生させる培地部と、底部に配設される遮根透水シートと、上記培地部及び上記遮根透水シート間に配設される積層部とを備え、上記積層部が、上記遮根透水シートより遮根性が弱い弱遮根透水層と、上記弱遮根透水層の底部側に積層され、上記弱遮根透水層より揚水力が低い低揚水層とを有する。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る栽培装置は、上記栽培床と、上記遮根透水シートの底部に栽培液を供給する栽培液供給機構とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
当該栽培床及び当該栽培装置は、毛管水耕栽培において作物の根を広く分布させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る栽培装置を示す模式的断面図である。
【図２】図１の栽培装置の変形例を示す模式的断面図である。
【図３】図１の栽培装置の別の変形例を示す模式的断面図である。
【図４】図１の栽培装置で用いられる弱遮根透水層の表面を部分的に拡大した写真である。
【図５】図１の栽培装置で用いられる遮根透水シートの表面を部分的に拡大した写真である。
【図６】（左）培地部２、（中央）弱遮根透水層４及び（右）低揚水層５の内部の水相及び気相の割合を示す模式的グラフであり、縦軸は液面からの高さを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１２】
本発明の一態様に係る栽培床は、毛管水耕栽培に用いられる栽培床であって、作物を着生させる培地部と、底部に配設される遮根透水シートと、上記培地部及び上記遮根透水シート間に配設される積層部とを備え、上記積層部が、上記遮根透水シートより遮根性が弱い弱遮根透水層と、上記弱遮根透水層の底部側に積層され、上記弱遮根透水層より揚水力が低い低揚水層とを有する。ここで「遮根透水」とは、作物の根の通過を遮断し、かつ水が透過可能であることを意味する。また「遮根性」とは、作物の根の通過を遮断する程度を意味する。また「揚水力」とは、毛管現象によって栽培液を持ち上げる力を意味し、栽培液を揚水可能な高さが高いほど揚水力が高いことを意味する。
【００１３】
上述のような公知の水耕栽培装置では、吸水性シート、遮根透水シート及び培地が密着して配設されている。このため、培地の下中央部分が、槽から供給された栽培液で満たされ、作物の根の呼吸に必要な空気が不足していると考えられる。この傾向は培地の底面積を大きくした場合に特に顕著になると考えられる。本発明者らは、このような考察から、栽培液と空気とがバランスよく供給されている領域に作物の根が広がることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、当該栽培床は、底部から遮根透水シート、低揚水層、弱遮根透水層及び培地部を順に備えているので、底部から毛管現象によって栽培液が供給された場合に、低揚水層内の栽培液の含有量が弱遮根透水層内の栽培液の含有量より少なくなり、結果として低揚水層内に空気を多く含有する。つまり、当該栽培床は、栽培液を多く含んだ弱遮根透水層の下側に空気を多く含んだ低揚水層を配置することで、擬似的に空中に浮かした弱遮根透水層の底部から酸素を供給する系を実現できる。また、当該栽培床は、弱遮根透水層の遮根性が弱いため、遮根透水シート上に至る広い範囲に作物の根を広げることができる。したがって、当該栽培床は、作物の根に栽培液と空気とをバランスよく供給し、作物の根を広く分布させることができる。
【００１４】
上記積層部が２以上の上記弱遮根透水層及び上記低揚水層を交互に有しているとよい。このように積層部を形成すると、当該栽培床は、空気を多く含んだ層を複数形成でき、作物の根に栽培液と空気とをよりバランスよく供給できる。
【００１５】
上記遮根透水シート及び上記弱遮根透水層が織布であり、上記弱遮根透水層の繊維間の隙間が上記遮根透水シートの繊維間の隙間より大きいとよい。これにより弱遮根透水層の遮根性を遮根透水シートの遮根性より弱くできる。
【００１６】
上記低揚水層が、不織布であるとよい。内部の空隙が調整された不織布の準備は容易であるので、低揚水層が不織布であると低揚水層の揚水力を容易に調整できる。
【００１７】
また、別の本発明の一態様に係る栽培装置は、上記栽培床と、上記栽培床の底面に栽培液を供給する栽培液供給機構とを備える。
【００１８】
当該栽培装置は、上記栽培床を備え、栽培液供給機構が栽培床の底面に栽培液を供給するので、栽培床内において作物の根に栽培液と空気とがバランスよく供給されて、作物の根を広く分布させることができる。
【００１９】
当該栽培装置は、土台と、上記土台の上面に配設され、上記栽培床の底部を支える低揚水部とを備え、上記栽培液供給機構が、上記栽培床の底面及び上記低揚水部の上面間に栽培液を供給するシート体を有するとよい。これにより栽培床の底面にも栽培液及び空気をバランスよく供給できる。
【００２０】
当該栽培装置は、上記栽培床の底部を支える懸架用パイプを備え、上記栽培液供給機構が、上記栽培床の底面及び上記懸架用パイプの上面間に栽培液を供給するシート体を有していてもよい。このような構成であっても栽培床の底面に栽培液及び空気をバランスよく供給できる。
【００２１】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施形態に係る栽培床及び栽培装置を説明する。
【００２２】
図１に示す栽培装置の栽培床１は、毛管水耕栽培に用いられる栽培床であって、作物Ｐを着生させる培地部２と、底部に配設される遮根透水シート３と、培地部２及び遮根透水シート３間に配設される積層部とを備えている。また、積層部は、遮根透水シート３より遮根性が弱い弱遮根透水層４と、弱遮根透水層４の底部側に積層され、弱遮根透水層４より揚水力が低い低揚水層５とを有している。また、当該栽培装置は、栽培床１と、栽培床１の底面に栽培液６を供給する栽培液供給機構７とを備えている。
【００２３】
当該栽培床１は、毛管現象により底部から栽培液６を揚水した際に、低揚水層５に空気を多く含有させ、弱遮根透水層４に栽培液６を多く含有させる。また、弱遮根透水層４は遮根性が弱いため、作物Ｐの根の一部が弱遮根透水層４を通過してさらに下の低揚水層５へ到達可能である。これにより、当該栽培床１は、作物Ｐの根に栽培液６と空気とをバランスよく供給し、作物Ｐの根を広い領域に分布させることができる。また、当該栽培装置は、栽培床１を備え、栽培液供給機構７が栽培床１の底面に栽培液６を供給するので、栽培床１において作物Ｐの根に栽培液６と空気とがバランスよく供給され、作物Ｐの根を広く分布させることができる。したがって、当該栽培床１は、作物Ｐの根を広く分布させることで、作物の収量を増加させる。
【００２４】
当該栽培装置は、内部に栽培床１、栽培液６、栽培液供給機構７及び土台８を収容する水槽９をさらに備えており、装置本体が透明なビニール製のカバー１０に覆われている。土台８は、栽培床１の底部を支える土台であり、水槽９の底部に配置されている。なお、水槽９は、断面に垂直な方向を長手方向とする溝型の樋状に形成されており、土台８は、断面に垂直な方向を長手方向とする略直方体形状であって、断面に垂直な上部の２辺が角丸に形成されている。
【００２５】
当該栽培装置の栽培液供給機構７は、水槽９の底部に貯留されている栽培液６を栽培床１の底部を構成する遮根透水シート３に供給する機構である。栽培液供給機構７は、毛管現象を利用して揚水する機構であり、具体的には内部に毛管現象を発現可能な間隙を有する略矩形のシート体を用いて構成される。シート体としては、特に限定されないが、例えば、不織布、ロックウールシート、フェルトシート、ウレタンシート等のシート体を採用できる。これらのうち、吸水速度が速く、揚水力が高く、耐久性が高いものを得やすいという観点から、不織布が好ましい。シート体は、土台８の上面、上部の２辺の角丸及び側面に沿うように配設されている。そして、土台８の側面に位置するシート体の両端が水槽９内の栽培液６に浸されることで、栽培液６がシート体の両端から中央へ向けて揚水されて遮根透水シート３の底部に導かれる。
【００２６】
当該栽培装置は、図２に示す構成としてもよい。図２の栽培装置は、土台８と、土台８の上面に配設され、栽培床１の底部を支える低揚水部１１とを備え、栽培液供給機構７が、栽培床１の底面及び低揚水部１１の上面間に栽培液６を供給するシート体を有する構造である。つまり、土台８の上面と栽培液供給機構７を構成するシート体との間に低揚水部１１が配置される。低揚水部１１は、栽培液供給機構７を構成するシート体、遮根透水シート３及び弱遮根透水層４より揚水力が低い材質であり、後述する低揚水層５と同じ材質とすることができる。この栽培装置は、空気を多く含有する低揚水層５が遮根透水シート３の下面側に配設された構成であるので、遮根透水シート３の上面に沿って成長する根にも栽培液６と空気とがバランスよく供給される。
【００２７】
また当該栽培装置は、図３に示す構成としてもよい。図３の栽培装置は、栽培床１の底部を支える懸架用パイプ１２を備え、栽培液供給機構７が、栽培床１の底面及び懸架用パイプ１２の上面間に栽培液６を供給するシート体を有する構造である。つまり、栽培液供給機構７を構成するシート体を懸架用パイプ１１で支える構成である。支持懸架用パイプ１１は、断面に垂直な方向を長手方向とする円筒状のパイプであり、３本の懸架用パイプ１１が平行かつ同じ高さに配設されている。そしてこれらの懸架用パイプ１１を架け渡すようにシート体が配設され、シート体の両端が垂れ下がるように水槽９内の栽培液６に浸されている。この栽培装置は、遮根透水シート３の下面側に空気が存在するので、遮根透水シート３の上面に沿って成長する根にも栽培液６と空気とがバランスよく供給される。
【００２８】
栽培液６は、水を主成分とし、肥料を含むと好ましい。肥料は、水槽９において雑菌が繁殖することを抑制できる観点から、化学肥料を含むと好ましい。なお、肥料は、栽培液６により与えられるものに限定されず、栽培床１内に直接的に与えられるものであってもよい。
【００２９】
［栽培床］
栽培床１は、毛管水耕栽培に用いられる栽培床である。当該栽培床１は、作物Ｐを着生させる培地部２と、底部に配設される遮根透水シート３と、培地部２及び遮根透水シート３間に配設される積層部とを備えている。栽培床１は、断面に垂直な方向を長手方向とする略直方体形状に形成されており、土台８の上面に栽培液供給機構７を介して配設されている。なお、図１から図３においては、作物Ｐの根の図示が省略されている。
【００３０】
＜培地部＞
培地部２は、作物Ｐを着生させる培地である。培地部２は、積層部の最上部に配設される弱遮根透水層４上に形成される。培地部２は、密に充填されることで毛管現象を発現可能な粒子で構成されており、特に限定されないが、例えば、土壌、パミスサンド等の微粒軽石、多孔性の火山岩の粉砕粒、粒状のロックウール、コーラルサンド、サンゴ、木炭等を採用できる。また、これらの２種以上を混合して採用してもよい。これらの粒子のうち、毛管現象による揚水力が高く、また不要になった場合に自然土に返せるという観点から、土壌が好ましい。土壌としては、例えば、市販の園芸用の培土、バーミキュライト、ベントナイト、ゼオライト、砂、鹿沼土、赤玉土、真砂土等を採用できる。これらの土壌のうち、根病を発生し難いという観点から、一般的な培土に比べて有機物含量が低く微生物生息数も少ない砂が好ましい。
【００３１】
＜遮根透水シート＞
遮根透水シート３は、栽培液供給機構７により供給された栽培液６を底部から吸水し、毛管現象を利用してこの栽培液６を積層部へ揚水する機能と、上部から延伸する作物の根が下部に向けて通過するのを遮断する機能とを有している。遮根透水シート３は、内部に毛管現象を発現可能な間隙を有する略矩形のシートであり、シートの中央部分が栽培床１の底部となり、シートの中央部分より高い位置にある水槽９の縁にシートの対向する２辺が固定されることで溝型の樋状に形成されている。これにより、遮根透水シート３の中央部分は、栽培液供給機構７及び後述する低揚水層５間に挟まれるようにこれらと密着し、遮根透水シート３の両側部分は、空中にあって空気に触れている構成となっている。遮根透水シート３としては、特に限定されないが、例えば紙、織布、不織布等を採用できる。これらのうち、吸水速度が速く、揚水力が高く、耐久性が高いものを得やすいという観点から、遮根透水シート３が織布であると好ましい。
【００３２】
遮根透水シート３の平均厚さの下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．４ｍｍがより好ましい。一方、遮根透水シート３の平均厚さの上限としては、３ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。遮根透水シート３の平均厚さが上記下限に満たないと、作物の根の通過を十分に遮断できないおそれがある。逆に、遮根透水シート３の平均厚さが上記上限を超えると、コスト高を招くおそれがある。
【００３３】
＜積層部＞
積層部は、遮根透水シート３より遮根性が弱い弱遮根透水層４と、弱遮根透水層４の底部側に積層され、弱遮根透水層４より揚水力が低い低揚水層５とを有している。図１に示すように、当該栽培床の積層部は、２つの弱遮根透水層４及び低揚水層５を交互に有する構造となっている。積層部は、遮根透水シート３から供給された栽培液６を底部から吸水し、毛管現象を利用してこの栽培液６を培地部２へ揚水する機能と、上部から延伸する作物の根を内部において支持する機能とを有している。弱遮根透水層４及び低揚水層５は、少なくとも中央部分において互いに密着するように積層している。
【００３４】
（弱遮根透水層）
弱遮根透水層４は、下部から供給された栽培液６を吸水し、毛管現象を利用してこの栽培液６を上部へ揚水する機能と、上部から延伸する作物の根が下部に向けて通過するのを抑制する機能とを有している。弱遮根透水層４は、後述する低揚水層５より高い揚水力、保水力及び保肥力を有している。また、弱遮根透水層４は、遮根性が弱いため、作物の根の通過を抑制するが、作物の根の通過を完全には遮断しない。したがって、弱遮根透水層４は、作物の根の一部を通過させ、通過が抑制された根を上面に沿って広げることができる。つまり、積層部は、弱遮根透水層４を有するので、単に揚水力が異なる層を積層した場合に比べて、作物の根を弱遮根透水層４と平行な方向へ広げる機能が高い。
【００３５】
弱遮根透水層４は、内部に毛管現象を発現可能な間隙を有する略矩形のシートであり、シートの少なくとも中央部分が培地部２及び低揚水層５間又は２つの低揚水層５間に配設され、シートの中央部分より高い位置にある水槽９の縁にシートの対向する２辺が固定されることで溝型の樋状に形成されている。また、弱遮根透水層４の両側部分には密着する低揚水層５が存在しない。このため、弱遮根透水層４の両側部分は、少なくとも他の弱遮根透水層４と対向する側が空気に触れている。弱遮根透水層４としては、特に限定されないが、例えば、紙、織布、不織布等を採用できる。これらのうち、吸水速度が速く、耐久性が高いものを得やすいという観点、及び揚水力を調整しやすいという観点から、織布が好ましい。弱遮根透水層４は、遮根透水シート３と同じ素材であってもよい。
【００３６】
弱遮根透水層４の平均厚さの下限としては、０．０５ｍｍが好ましく、０．１０ｍｍがより好ましい。一方、弱遮根透水層４の平均厚さの上限としては、０．２０ｍｍが好ましく、０．１５ｍｍがより好ましい。弱遮根透水層４の平均厚さが上記下限に満たないと、作物の根の通過を十分に抑制できないおそれがある。逆に、弱遮根透水層４の平均厚さが上記上限を超えると、作物の根の通過を抑制し過ぎてしまい、作物の根を弱遮根透水層４の下側の低揚水層５まで広げられないおそれがある。
【００３７】
弱遮根透水層４及び遮根透水シート３を同じ素材の織布とした場合、弱遮根透水層４の繊維間の隙間が遮根透水シート３の繊維間の隙間より大きいと好ましい。つまり、弱遮根透水層４及び遮根透水シート３は、素材が同一であり、遮根性についての材質が異なる織布であるとよい。このような弱遮根透水層４及び遮根透水シート３を表面から見た写真を示す。図４の弱遮根透水層４は、繊維束で形成された縦糸及び横糸が略等間隔に編み込まれてシート状に形成されており、縦糸及び横糸間に数１０μｍ程度の隙間がある。このため、作物の根はこの隙間を広げて弱遮根透水層４を貫通する場合がある。これに対して、図５の遮根透水シート３は、同じ繊維束で形成されているが、隣接する縦糸の間隔が隣接する横糸の間隔よりも小さく、縦糸及び横糸間の隙間を埋めるように縦糸が編み込まれている。このため、縦糸及び横糸間の隙間が弱遮根透水層４よりも小さく、作物の根はこの隙間を広げて遮根透水シート３を貫通しにくい。
【００３８】
弱遮根透水層４は、遮根透水シート３と同じ材質であり、かつ遮根透水シート３より厚みの薄い遮根透水シートであってもよい。例えば、遮根透水シート３及び弱遮根透水層４として同一の織布を採用してもよい。この場合、各シートの厚みを変更するだけで遮根性を調整できる。
【００３９】
（低揚水層）
低揚水層５は、下部から供給された栽培液６を取り込み、毛管現象を利用してこの栽培液６を上部へ揚水する機能を有している。ただし、低揚水層５は、上述の弱遮根透水層４よりも揚水力が低い。低揚水層５は、内部に毛管現象を発現可能な間隙を有する略矩形のマットであり、２つの弱遮根透水層４間又は弱遮根透水層４及び遮根透水シート３間に配設されている。また、低揚水層５の両側部分は空気に触れている。低揚水層５としては、特に限定されないが、例えば不織布、ロックウールマット、フェルトマット、ウレタンマット等を採用できる。ただし、揚水力を調整しやすいという観点から、不織布が好ましい。栽培液６の拡散性及び吸水性を高めるという観点から、親水処理が施されたポリエステル繊維で形成された不織布が特に好ましい。
【００４０】
低揚水層５の平均厚さの下限としては、１．０ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましい。一方、低揚水層５の平均厚さの上限としては、５．０ｍｍが好ましく、３．０ｍｍがより好ましい。上記平均厚さが上記下限に満たないと、低揚水層５内に十分な量の空気を含ませることができないおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超えると、低揚水層５のコストが高くなるおそれがある。
【００４１】
低揚水層５が栽培液を揚水可能な高さの下限としては、４０ｍｍが好ましく、５０ｍｍがより好ましく、６０ｍｍがさらに好ましい。一方、上記揚水可能な高さの上限としては、１５０ｍｍが好ましく、１２０ｍｍがより好ましく、１００ｍｍがさらに好ましい。上記揚水可能な高さが上記下限に満たないと、低揚水層５の揚水力が不足して十分な厚みを有する積層部を形成できないおそれがある。逆に、上記揚水可能な高さが上記上限を超えると、低揚水層５の揚水力が高くなりすぎて低揚水層５内に十分な量の空気を含ませることができないおそれがある。
【００４２】
弱遮根透水層４が栽培液を揚水可能な高さに対する低揚水層５が栽培液を揚水可能な高さの割合の下限としては、１０％が好ましく、２０％がより好ましい。一方、上記割合の上限としては、６０％が好ましく、５０％がより好ましい。上記割合が上記下限に満たないと、低揚水層５の揚水力が不足して十分な厚みを有する積層部を形成できないおそれがある。逆に、上記割合が上記上限を超えると、低揚水層５の揚水力が高くなりすぎて低揚水層５内に十分な量の空気を含ませることができないおそれがある。
【００４３】
ここで、作物Ｐの根を広く分布させることができる仕組みを図６のグラフを用いて説明する。グラフの縦軸は、液面の高さを０としたときの液面からの高さを示し、各グラフにおける横方向の水相の幅及び気相の幅は、液面から上記高さまで連続するように構成材料を設けた場合における構成材料内部の水相及び気相の割合を示している。また、グラフの縦軸のａは、当該栽培装置における栽培液６の液面から最下層の低揚水層５の底面までの高さと同じ高さを示し、グラフの縦軸のｂは、上記液面から培地部２内までの高さと同じ高さを示している。また、図６の左のグラフは培地部２内の水相及び気相の割合を示し、中央のグラフは弱遮根透水層４内の上記割合を示し、右のグラフは低揚水層５内の上記割合を示す。なお、揚水力は、主に構成材料内部の間隙の大きさにより決定されるため、構成材料の材質に依存する。また、遮根透水シート３及び弱遮根透水層４を同じ材質とした場合は、遮根透水シート３についても弱遮根透水層４と同じグラフとなる。
【００４４】
図６に示すように、液面からの高さがａからｂとなる範囲において、培地部２及び弱遮根透水層４のグラフでは、水相の割合が大きい。つまり、培地部２及び弱遮根透水層４は、栽培液６の液面からの高さがａからｂとなる範囲に配設されると毛管現象により揚水された栽培液６を多く保持する。一方、液面からの高さがａからｂとなる範囲において、低揚水層５のグラフでは、気相の割合が大きい。つまり、低揚水層５は、液面からの高さがａからｂとなる範囲に配設されると毛管現象により揚水された栽培液６をわずかに保持するものの、内部に多くの空気を含有したままの状態となる。このため、低揚水層５は、栽培液６を上部へ揚水する機能を果たすとともに、内部に空気を含有する機能も果たす。
【００４５】
当該栽培床１は、栽培液６の液面からの高さがａからｂとなる範囲において、下から順に低揚水層５、弱遮根透水層４、低揚水層５、弱遮根透水層４、及び培地部２を有している。また、当該栽培床１は、培地部２両側部分及び積層部の両側部分が空気に触れる構成となっているので、両側から培地部２内及び積層部内に空気を取り込むことができる。したがって、当該栽培床１は、毛管現象により底部から栽培液６を揚水した際に、作物Ｐの根に栽培液６と空気とをバランスよく供給できる領域を内部に多く形成する。
【００４６】
［他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００４７】
上記実施形態では、栽培床１の積層部が、２つの弱遮根透水層４及び低揚水層５を交互に有するものについて説明したが、積層の数は２に限定されず、積層部が１以上の弱遮根透水層４及び低揚水層５を交互に有していればよい。ただし、栽培床１内に空気を多く含ませるために、積層部が２以上の弱遮根透水層４及び低揚水層５を交互に有していると好ましい。例えば、積層部が５つの弱遮根透水層４及び低揚水層５を交互に有していてもよい。
【００４８】
また、積層部が２以上の弱遮根透水層４及び低揚水層５を交互に有している場合、複数の弱遮根透水層４の平均厚さ又は複数の低揚水層５の平均厚さは、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、弱遮根透水層４の平均厚さが下に配設されるものほど小さく構成されてもよいし、低揚水層５の平均厚さが下に配設されるものほど大きく構成されてもよい。
【００４９】
また、積層部は、弱遮根透水層４及び低揚水層５のみを交互に有するものに限定されない。例えば、積層部が、低揚水層より揚水力が高い高揚水層をさらに有し、下から順に高揚水層、低揚水層、及び弱遮根透水層を循環的に有していてもよい。この場合、高揚水層が培地部と同じ材質であってもよい。このような構造であると、積層部内における栽培液６と空気とのバランスをより細かく調整することができる。
【００５０】
上記実施形態では、栽培装置が、遮根透水シート３の底部に栽培液６を供給する栽培液供給機構７を備えているものについて説明したが、このような構成に限定されない。例えば、栽培装置が、栽培液６を培地部２の上方から供給する栽培液補助供給機構をさらに備えていてもよい。
【００５１】
上記実施形態では、積層部の最上部に弱遮根透水層４を配設するものについて説明したが、このような構成に限定されない。例えば、積層部の最上部に低揚水層５を配設してもよい。この場合は、培地部２が最上部の低揚水層５上に直接形成される。
【００５２】
上記実施形態では、栽培床１が略直方体形状に形成されるものについて説明したが、このような形状に限定されず、栽培床１の形状は角錘台、円錐台、又は円筒形等の任意の形状とすることができる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５４】
栽培装置に用いた構成材料は以下の通りとした。
【００５５】
（培地部及び高揚水層）
ルナサンドＨ砂（ルナサンド社製）
（栽培液）
ＯＡＴハウス肥料ＳＡ処方（ＯＡＴアグリオ社製）
（栽培液供給機構）
アクアベールＳＲ１３０（ベル開発社製）：実測揚水可能高さ２６０ｍｍ
（遮根透水シート及び弱遮根透水層）
アクアベールＲＧ−Ｗ（ベル開発社製）：実測揚水可能高さ２６０ｍｍ
（低揚水層１）
アクアベールＳＲ２５０（ベル開発社製）：実測揚水可能高さ８０ｍｍ
（低揚水層２）
十和田砂（粒径２〜３ｍｍの軽石）：実測揚水可能高さ８０ｍｍ
【００５６】
栽培床は以下のように構成した。
［試験Ｎｏ．１］
遮根透水シート上に、２ｍｍ厚の低揚水層１及び０．２ｍｍ厚の弱遮根透水層を交互に５層ずつ積層し、最上部の弱遮根透水層上に１５ｍｍ厚の培地部を形成した。
［試験Ｎｏ．２］
遮根透水シート上に、１〜２ｍｍ厚の高揚水層、高揚水層の上面に対し約３０％の面積を覆うように略均一かつまばらに敷いた低揚水層２、及び０．２ｍｍ厚の弱遮根透水層を循環的に５層ずつ積層し、最上部の弱遮根透水層上に１５ｍｍ厚の培地部を形成した。
［試験Ｎｏ．３］
遮根透水シート上に３０ｍｍ厚の培地部を形成した。
【００５７】
上記試験Ｎｏ．１〜試験Ｎｏ．３の栽培床を備える栽培装置を用い、フェンロー型温室内においてトマト栽培による比較実験を行った。なお、栽培液の液面から遮根透水シートまでの高さを５０ｍｍとし、栽培床の底面積を１５０００ｍｍ２とした。
【００５８】
試験Ｎｏ．１及び試験Ｎｏ．２の実施例では、５つの弱遮根透水層上の広い領域及び遮根透水シート上の両端の領域にトマトの根がルートマットを形成した。一方、試験Ｎｏ．３の比較例では、遮根透水シート上の両端の領域にのみトマトの根がルートマットを形成した。また、試験Ｎｏ．１により栽培されたトマトの可販果収量、試験Ｎｏ．２により栽培されたトマトの可販果収量、及び試験Ｎｏ．３により栽培されたトマトの可販果収量の比は、４．１：４．８：３．２であった。また、試験Ｎｏ．１により栽培されたトマトの平均糖度は、５．６°Ｂｘであり、試験Ｎｏ．２により栽培されたトマトの平均糖度は、５．５°Ｂｘであり、試験Ｎｏ．３により栽培されたトマトの平均糖度は、５．６°Ｂｘであった。これらのことから、試験Ｎｏ．１及び試験Ｎｏ．２の実施例の栽培床は、トマトの根を広く分布させ、トマトの可販果収量を増加させることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の栽培床及び栽培装置は、毛管水耕栽培において作物の根を広く分布させることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  栽培床
２  培地部
３  遮根透水シート
４  弱遮根透水層
５  低揚水層
６  栽培液
７  栽培液供給機構
８  土台
９  水槽
１０  カバー
１１  低揚水部
１２  懸架用パイプ
Ｐ  作物
【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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