(57)【要約】【課題】安定した品質の葉菜類や果菜類等を比較的安価に栽培することが可能であり、また安定した栽培期間とすることが可能である植物栽培方法及び施設を提供する。【解決手段】安定した品質の葉菜類や果菜類等を比較的安価に栽培することが可能であり、また安定した栽培期間とすることが可能である植物栽培方法及び施設が提供される。苗を育成する第１工程と、前記苗を圃場に定植して栽培する第２工程を有する植物の栽培方法であって、前記第１工程は、人工光のみを使用して栽培し、前記第２工程は、太陽光のみを使用して栽培し、前記第１工程により生育した苗を、前記第２工程に順次植栽して栽培することを特徴とする植物栽培方法及び施設。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
苗を育成する第１工程と、前記苗を圃場に定植して栽培する第２工程を有する植物の栽培方法であって、
前記第１工程は、人工光のみを使用して栽培し、
前記第２工程は、太陽光のみを使用して栽培し、
前記第１工程により育成した苗を、前記第２工程の圃場に順次植栽して栽培することを特徴とする植物栽培方法。
【請求項２】
前記圃場は、少なくとも１つの栽培ベット槽と、養液を貯める親タンクと、該親タンクから養液が供給される少なくとも１つの子タンクとを備えており、
該子タンクから栽培ベット槽に養液を供給することを特徴とする請求項１に記載の植物栽培方法。
【請求項３】
前記栽培ベット槽で使用した養液を、当該栽培ベット槽に養液を供給した子タンクに戻すことを特徴とする請求項２に記載の植物栽培方法。
【請求項４】
前記栽培ベット槽は、勾配を持たせて設置されており、
該栽培ベット槽の上に、苗を植えるための多数の植え穴を有する定植パネルを配置し、
該植え穴に苗を配置し、
該栽培ベット槽の底面に養液を流すことにより苗を栽培することを特徴とする請求項２又は３に記載の植物栽培方法。
【請求項５】
前記栽培ベット槽で栽培される植物の栽培後期には、栽培ベット槽への養液の供給を停止し、栽培ベット槽に水を供給することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の植物栽培方法。
【請求項６】
前記第１工程を育苗装置内で行う植物栽培方法であって、
該育苗装置は、完全遮光された閉鎖型構造物を備えており、
該閉鎖型構造物の内部空間に、複数の育苗棚を有する育成モジュールが複数個配置され、
閉鎖型構造物の内部空間に空調装置が装備されており、
前記育成モジュールの育苗棚に、培地を入れたセルトレイを載置し、
該セルトレイの上側から人工照明装置で光を照射し、
各セルトレイにはその底面から自動灌水装置で灌水して育苗することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の植物栽培方法。
【請求項７】
植物を栽培するための植物栽培施設であって、
人工光のみを使用して前記植物の幼苗を栽培する幼苗育成エリアと、
太陽光のみを使用して前記幼苗育成エリアで生育した苗を栽培する苗育成エリアとを含むことを特徴とする植物栽培施設。
【請求項８】
前記苗育成エリアには、養液を貯める親タンクと、該親タンクから養液が供給される少なくとも１つの子タンクと、該子タンクから養液が供給される少なくとも１つの栽培ベット槽とが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の植物栽培施設。
【請求項９】
前記苗育成エリアには、更に前記栽培ベット槽で使用した養液を、前記子タンクに戻す戻し回路が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の植物栽培施設。
【請求項１０】
前記栽培ベット槽は、勾配を持たせて設置されており、
該栽培ベット槽の上に、苗を植えるための多数の植え穴を有する定植パネルを配置し、
該植え穴に苗を配置し、
該栽培ベット槽の底面に養液を流すことにより苗を栽培することを特徴とする請求項８又は９に記載の植物栽培施設。
【請求項１１】
前記栽培ベット槽で栽培される植物の栽培後期には、栽培ベット槽への養液の供給を停止し、栽培ベット槽に水を供給することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の植物栽培施設。
【請求項１２】
人工光のみを使用して苗の育成を幼苗育成エリア内で行う植物栽培施設であって、
該幼苗育成エリアは、完全遮光された閉鎖型構造物を備えており、
該閉鎖型構造物の内部空間に、複数の育苗棚を有する育成モジュールが複数個配置され、
閉鎖型構造物の内部空間に空調装置が装備されており、
前記育成モジュールの育苗棚に、培地を入れたセルトレイを載置し、
該セルトレイの上側から人工照明装置で光を照射し、
各セルトレイにはその底面から自動灌水装置で灌水して育苗することを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の植物栽培施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の養液栽培方法及び施設に関し、特に人工光を利用して苗の育苗を行う第１工程と、該第１工程で育苗した苗を圃場に定植し、太陽光を利用して栽培を行う第２工程とを有する植物の養液栽培方法及び施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の葉菜類や果菜類の栽培は、露地栽培およびハウス栽培が中心である。しかし、これらの栽培方法は、天候不順などの原因により安定した野菜供給ができない、気象や農業用水の条件で栽培場所が限定される、肥料の流出により自然環境への負荷がある、除草や病虫害予防のため農薬の使用が避けられない、などの問題を有している。
【０００３】
そこで、近年、水耕栽培によって葉菜類や果菜類の栽培を行うことが試みられている（特許文献３，４参照）。水耕栽培は、天候に左右されない安定した野菜の供給が可能であり、栽培場所が限定されない、肥料の流出が少ない、農薬を使用しない栽培が可能である、などのメリットを有している。さらに、野菜の品質をより安定化させることができ、また栽培期間を短縮することが可能である。このような水耕栽培によると、農業に従事していない作業者であっても比較的容易にある程度の品質を持った野菜の栽培ができるようになっている。
【０００４】
これらの水耕栽培においては、主に人工光を利用した栽培方法と、人工光と太陽光を利用したハイブリット型の栽培方法が採用されている。特許文献１（特開２００６−２６２７５０号公報）には、温度、湿度および炭酸ガス濃度を調整する空調手段を有する植物栽培用室内に、培養液を供給する貯水槽を有し、人工光を照射して光合成させる栽培装置が記載されている。特許文献２（特開２０１１−１７７１０７号公報）には、植物を生育させるために必要な光を照明器具からの光と、太陽からの太陽光とを併用して用いた植物を生育させる栽培方法が記載されている。このような人工光を利用した栽培方法は、従来の太陽光のみを利用した栽培と比べ、野菜等の栽培期間や生育状態をより安定させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６２７５０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７７１０７号公報
【特許文献３】特開平８−２０５７００号公報
【特許文献４】特開２００２−２９１３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
苗の状態から野菜を栽培して収穫するまでの圃場は、所定の広さを有した圃場が必要である。広い圃場内で人工光を利用して野菜を栽培すると、照明設備コスト及び電力コストが高額になる。
【０００７】
太陽光のみを使用する栽培（露地栽培やハウス栽培など）は、人工光を利用するものと比較して設備コスト及び電力コストが安価となる。しかし、従来の露地栽培やハウス栽培では、栽培する野菜等の生育を均一に管理することは難しく、野菜の収穫時期が不安定になる。
【０００８】
本発明は、安定した品質の葉菜類や果菜類等を比較的安価に栽培することが可能であり、また安定した栽培期間とすることが可能である植物栽培方法及び施設を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、苗を生産する第１工程においては人工光のみを利用し、苗を圃場に定植して栽培する第２工程においては、太陽光のみを利用し、育苗工程により生育した同一ステージの苗を、太陽光のみを利用する圃場に順次植栽して栽培することにより、安定した野菜等の栽培を行うものである。
【００１０】
すなわち、本発明は次を要旨とするものである。
【００１１】
［１］  苗を育成する第１工程と、前記苗を圃場に定植して栽培する第２工程を有する植物の栽培方法であって、
前記第１工程は、人工光のみを使用して栽培し、
前記第２工程は、太陽光のみを使用して栽培し、
前記第１工程により育成した苗を、前記第２工程の圃場に順次植栽して栽培することを特徴とする植物栽培方法。
【００１２】
［２］  前記圃場は、少なくとも１つの栽培ベット槽と、養液を貯める親タンクと、該親タンクから養液が供給される少なくとも１つの子タンクとを備えており、
該子タンクから栽培ベット槽に養液を供給することを特徴とする［１］に記載の植物栽培方法。
【００１３】
［３］  前記栽培ベット槽で使用した養液を、当該栽培ベット槽に養液を供給した子タンクに戻すことを特徴とする［２］に記載の植物栽培方法。
【００１４】
［４］  前記栽培ベット槽は、勾配を持たせて設置されており、該植え穴に苗を配置し、該栽培ベット槽の上に、苗を植えるための多数の植え穴を有する定植パネルを配置し、該栽培ベット槽の底面に養液を流すことにより苗を栽培することを特徴とする［２］又は［３］に記載の植物栽培方法。
【００１５】
［５］  前記栽培ベット槽で栽培される植物の栽培後期には、栽培ベット槽への養液の供給を停止し、栽培ベット槽に水を供給することを特徴とする［２］ないし［４］のいずれかに記載の植物栽培方法。
【００１６】
［６］  前記第１工程を育苗装置内で行う植物栽培方法であって、該育苗装置は、完全遮光された閉鎖型構造物を備えており、該閉鎖型構造物の内部空間に、複数の育苗棚を有する育成モジュールが複数個配置され、閉鎖型構造物の内部空間に空調装置が装備されており、前記育成モジュールの育苗棚に、培地を入れたセルトレイを載置し、該セルトレイの上側から人工照明装置で光を照射し、各セルトレイにはその底面から自動灌水装置で灌水して育苗することを特徴とする［１］ないし［５］のいずれかに記載の植物栽培方法。
【００１７】
［７］  植物を栽培するための植物栽培施設であって、人工光のみを使用して前記植物の幼苗を栽培する幼苗育成エリアと、太陽光のみを使用して前記幼苗育成エリアで生育した苗を栽培する苗育成エリアとを含むことを特徴とする植物栽培施設。
【００１８】
［８］  前記苗育成エリアには、養液を貯める親タンクと、該親タンクから養液が供給される少なくとも１つの子タンクと、該子タンクから養液が供給される少なくとも１つの栽培ベット槽とが配置されていることを特徴とする［７］に記載の植物栽培施設。
【００１９】
［９］  前記苗育成エリアには、更に前記栽培ベット槽で使用した養液を、前記子タンクに戻す戻し回路が配置されていることを特徴とする［８］に記載の植物栽培施設。
【００２０】
［１０］  前記栽培ベット槽は、勾配を持たせて設置されており、該栽培ベット槽の上に、苗を植えるための多数の植え穴を有する定植パネルを配置し、該植え穴に苗を配置し、該栽培ベット槽の底面に養液を流すことにより苗を栽培することを特徴とする［８］又は［９］に記載の植物栽培施設。
【００２１】
［１１］  前記栽培ベット槽で栽培される植物の栽培後期には、栽培ベット槽への養液の供給を停止し、栽培ベット槽に水を供給することを特徴とする［８］ないし［１０］のいずれかに記載の植物栽培施設。
【００２２】
［１２］人工光のみを使用して苗の育成を幼苗育成エリア内で行う植物栽培施設であって、該幼苗育成エリアは、完全遮光された閉鎖型構造物を備えており、該閉鎖型構造物の内部空間に、複数の育苗棚を有する育成モジュールが複数個配置され、閉鎖型構造物の内部空間に空調装置が装備されており、前記育成モジュールの育苗棚に、培地を入れたセルトレイを載置し、該セルトレイの上側から人工照明装置で光を照射し、各セルトレイにはその底面から自動灌水装置で灌水して育苗することを特徴とする［７］ないし［１１］のいずれかに記載の植物栽培施設。
【００２３】
本発明では、第１工程での育苗日数は、第１工程と第２工程とを合せた全栽培日数の２０〜６０％特に３０〜５０％程度が好ましい。ホウレンソウの場合、第１工程は約１２日、第２工程は約１４日（合計約２６日）、レタスの場合、第１工程は約２０日、第２工程は約４０日（合計約６０日）程度である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、第１工程において、人工光のみを使用して苗を生産し、第２工程においては、苗を圃場に定植し、太陽光のみを使用して栽培する。第１工程で生育した同一ステージの苗を第２工程に順次植栽して栽培する。これにより、１ブロック単位とした栽培単位で、種から苗までを育成する期間を安定化させることができ、苗を圃場に移植するまでの工程を一定の期間で栽培することができる。この苗を圃場で太陽光のみを使用して栽培することにより、安価に栽培することができる。１ブロック単位すべての野菜は、同じ生育状態で同時に出荷することが可能となる。
【００２５】
本発明によると、ホウレンソウ、レタス、小松菜、チンゲン菜、ルッコラ、ネギ、ハーブ類など各種の葉菜類を主に栽培することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態に係る多段棚式植物育成装置を備えた植物育成システムの平面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】実施の形態に係る多段棚式植物育成装置の正面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】実施の形態に係る多段棚式植物育成装置のトレイの平面図である。
【図６】図５のトレイの斜視図である。
【図７】図５のVII−VII線断面図である。
【図８】栽培ベット槽の斜視図である。
【図９】図８の凸部の断面図である。
【図１０】植物育成中の栽培ベット槽の断面図である。
【図１１】第２工程を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明の効果を奏する範囲であれば、下記実施形態に制限されるものではない。
【００２８】
［第１工程］
第１工程では、人工光のみを用いて苗を生産する。第１工程では、同一ステージの苗を生産することが重要である。ここで同一ステージとは、ほぼ同じ状態に生育した状態の苗のことをいう。たとえば、ホウレンソウの場合、葉の数は２〜３枚のことであったり、苗根鉢の根の生育状態で言えば、苗を育苗する各育苗孔から、苗を抵抗なく取り出せる程度の根の張り具合であり、かつ、苗を取り出した時、苗根鉢の培地が崩れず保持されている状態をいう。
なお、第１工程で生産する苗のことを「幼苗」と呼ぶこともある。また、第１工程で苗を育成する施設を「幼苗育成エリア」と呼ぶ。
【００２９】
同一ステージの苗を生産するには、特に限定するものではないが、完全遮光された閉鎖型構造物内に多段に育苗棚を配置した育苗装置で育苗することが好ましい。
【００３０】
閉鎖型構造物内には、複数の育苗棚を有する箱型の育成モジュールを複数個配置し、閉鎖型構造物の内部空間には空調装置を装備し、前記育成モジュールは、育苗棚の上下方向に配された棚に苗を育苗する培地を入れた複数個のセルトレイを載置し、育苗棚に載置したセルトレイの上側には植物に光を照射する人工照明装置が配置され、各セルトレイにはその底面から個別に灌水する自動灌水装置が配置されていることが好ましい。
【００３１】
このような育苗装置を用いることで、育苗を１ブロック単位で管理することができ、第２工程の植栽においても、この１ブロック単位で作業することができ、作業効率が良くなる。
【００３２】
図１〜７を参照して、第１工程に用いる育苗装置の好ましい構成を説明する。図１，２の通り、断熱性壁面で囲まれた完全遮光性とされた閉鎖型建物構造物１の部屋内に、箱形の複数個（図示の例では４個）の多段棚式育成モジュール３、４、５、６が設置されている。
【００３３】
図１では、２個の多段棚式育成モジュール３、４をそれらの開放前面が同方向を向くように配列して１列とし、２個の多段棚式育成モジュール５、６もそれらの開放前面が同方向を向くように配列して１列とし、開放前面が互いに対向するように二つの列を部屋内に配置している。これら二つの列の間に、一人または複数の作業者が作業できる程度の作業空間を設けてある。部屋の壁面と各多段棚式育成モジュール３〜６の背面との間に、５０〜５００ｍｍ程度の幅の空間を設けて、多段棚式育成モジュール３〜６を通過した空気の通路を形成する。
【００３４】
部屋に出入りするためのドア２の内側にエアーカーテンを設置すると、作業者が出入りする際に外気が入らないようにできるので好ましい。
【００３５】
部屋の壁面の上部には、部屋内の空気を調温調湿し、設定条件に調温調湿した空気を循
環させる機能を備えた空調装置７〜１０が設置されている。
【００３６】
多段棚式育成モジュール３〜６は、図３，４に示すように、それぞれ台座３ｃ、左右の側面パネル３ａ、背面の背面パネル３ｂ及び天頂部のトップパネル３ｅを有し、前面は開放した箱形構造体を備えている。この箱形構造体の内部に、複数の育苗棚１２が上下方向に一定間隔で多段に配置されている。
【００３７】
各多段棚式育成モジュール３〜６の高さは、作業者が作業できる程度の高さである２０００ｍｍ程度とし、育苗棚１２の幅は、数十から数百個のセル（小鉢）を格子状に配列させた樹脂製のセルトレイを複数枚並べて載置できるとともに、各棚１２の上側スペースの温度・湿度を一定に調節できる幅、例えば１０００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度とし、育苗棚１２の奥行きは５００ｍｍ〜１０００ｍｍとするのが好ましい。各育苗棚１２には複数枚のセルトレイ４０（図１，７参照）がほぼ水平に載置されている。１枚のセルトレイ４０の寸法は、一般的には幅が３００ｍｍ、長さが６００ｍｍ程度である。
【００３８】
最下段の育苗棚１２は、台座３ｃに載置されている。台座３ｃに設けたアジャスター（図示略）によって育苗棚１２の水平度を調整できるよう構成されている。
【００３９】
各育苗棚１２には、後述する潅水装置３０が設けられている。
【００４０】
下から２段目以上の各育苗棚１２及びトップパネル３ｅの下面には、発光体１３ｂが設置され、各発光体１３ｂの直下の育苗棚１２のセルトレイ４０で生育する植物に光を照射するよう構成されている。この実施の形態では、最上部以外の人工照明器１３は後述の潅水トレイ３１の下面に取り付けられている。
【００４１】
人工照明器１３は、ボックス１３ａと、該ボックス１３ａの下面に設置された発光体１３ｂと、該ボックス１３ａ内に設置された電源ユニット（図示略）等を備えている。人工照明器１３の発光体としては蛍光灯、ＬＥＤ等が好ましい。
【００４２】
図４の通り、各育苗棚１２同士の間、及び最上段の育苗棚１２と天板パネル３ｅとの間のスペース（育苗スペース）の後方の背面パネル３ｂに通気口が設けられ、各通気口にそれぞれ空気ファン１５が取り付けられている。空気ファン１５を稼働させることにより、部屋内に図２の矢印で示したような空気の循環流が生じる。すなわち、空調装置７〜１０によって調温調湿された空気は、多段棚式育成モジュール３〜６の開放前面側より育苗棚１２各段の育苗スペース内に吸引され、通気口から背面パネル３ｂの後方へ排出され、背面パネル３ｂの後方と建物壁面との間を通って上昇し、空調装置７〜１０に吸い込まれ、調温調湿されたのち、再び多段棚式育成モジュール３〜６の開放前面側に吹き出される。
【００４３】
図１，２のように、２列の多段棚式育成モジュール３、４と多段棚式育成モジュール５、６をそれらの間に作業空間が形成されるように配列した場合には、この作業空間が空気の循環路としても機能し、効果的な循環流が形成される。
【００４４】
循環流が多段棚式育成モジュール３〜６の各育苗スペースを通過する際に、潅水装置、培地、植物などから蒸発した水蒸気や人工照明器１３から放出される熱が循環流に同伴され、この循環流を空調装置７〜１０によって調温調湿して絶えず循環させることによって、部屋内を植物体生育に最適な温度湿度環境に保つことができる。育苗スペースを流れる空気の流速は、０．１ｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましく、０．２ｍ／ｓｅｃ以上であることがより好ましく、０．３ｍ／ｓｅｃ以上が更に好ましい。気流の速度が速すぎると、植物の育成に問題が生じるおそれがあるため、一般的には２．０ｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましい。
【００４５】
この実施の形態では、気流を育苗スペースの前面からファン１５を経て棚背面側へ負圧の状態で流しているが、逆に棚背面側から前面側へ正圧の状態で流してもよい。ただし、前面側から負圧の状態で棚背面側へ流す方が、育苗スペースにおける気流が均一になる。
【００４６】
この実施の形態では、人工照明器１３のボックス１３ａによって各育苗棚１２の棚板が構成され、該人工照明器１３に潅水トレイ３１を載置し、該灌水トレイ３１に載置されたセルトレイ４０の底面から潅水を行うよう構成されている。この潅水装置３０の構成例を図５〜７を参照して説明する。なお、図５は潅水装置の平面図、図６は斜視図、図７は図５のVII−VII線断面図である。
【００４７】
この潅水装置３０は、後辺及び左右両側辺に側壁３１ａ、３１ｂ、３１ｃが立設された底版３１ｄを有する四角形の潅水トレイ３１を備えている。潅水トレイ３１の側壁のない前辺には底版３１ｄに連接して排水溝３２が設けられており、排水溝３２の一端には排水口３２ａが形成されている。排水溝３２と底版３１ｄとは堰３４により仕切られ、堰３４の両端部の切欠部３４ａから養液が排水溝３２に流出するよう構成されている。また、潅水トレイ３１の後辺の側壁３１ａに沿って、養液を潅水トレイ３１内に供給する給水管３３が設けられており、給水管３３に設けた複数の小孔３３ａから養液がトレイ３１上に供給されるようになっている。
【００４８】
潅水トレイ底版３１ｄの上面に高さ約７ｍｍ程度の複数のリブ３５が、排水溝３２に向って互いに平行に延設されており、これらリブ３５の上にセルトレイ４０が載置されるようになっている。
【００４９】
この潅水装置３０は、図４の通り、潅水トレイ３１を多段棚式育成モジュール３〜６の育苗棚１２に載置したときに、排水溝３２が育成装置３〜６の開放前面から突出する寸法とされている。排水溝３２を育成装置の開放前面から突出させることにより、育苗棚１２各段に載置した潅水トレイ３１の排水溝３２の排水口３２ａから排出される養液を集めて建物構造物１外部へ排出しやすくなる。
【００５０】
潅水装置３０の給水管３３に設けた小孔３３ａから養液を連続的に供給すると、養液は堰３４によって堰き止められて所定水位まで溜まりプール状態となる。給水管３３から養液を供給している間、切欠部３４ａから養液が少しずつ排水溝３２へ流出する。養液供給量と切欠部３４ａからの流出量を調節することによって、潅水トレイ３１内に例えば１０〜１２ｍｍ程度の水位のプール状態が維持されるようにするのが好ましい。リブ３５の上に載置されているセルトレイ４０の各セル４１底面に形成されたセル穴４２からセル内の培地へ毛管作用により水が吸い上げられ、短時間ですべてのセル４１内の培地が水分飽和状態になる。
【００５１】
この潅水トレイ３１の底版３１ｄの下面に人工照明器１３が取り付けられている。
【００５２】
この潅水装置３０では、図７の通り、潅水トレイ３１の底版３１ｄの上面を排水溝３２の方向へ傾斜させている。これにより、潅水停止時に養液を排水溝３２へ短時間で排出させることができる。また、底版３１ｄの上面に傾斜をもたせた場合には、リブ３５の高さを変化させてリブの頂部３５ａが水平となるようにすることにより、リブ３５の上に載置したセルトレイ４０を水平に保持できる。
【００５３】
潅水トレイ３１に載置されるセルトレイ４０は、数十から数百のセル４１を格子状に配列させてトレイ形状に一体化したものである。
【００５４】
苗が光合成で消費する炭酸ガスを人為的に供給するために、図１に示すように、建物構造物１の外部に液化炭酸ガスボンベ１６を設置し、炭酸ガス濃度計測装置により計測した部屋内の炭酸ガス濃度が一定濃度となるように、炭酸ガスボンベ１６から炭酸ガスを供給する。
【００５５】
この育苗装置を使用して苗を育成することによって、苗の生育に好適な光量、温度、湿度、炭酸ガス、水分などの環境条件を自動的に調節することが可能である。各育苗棚の苗は全て同一環境下で生育することができるので、得られた苗質の均一性を高めることができる。
【００５６】
［第２工程］
第２工程では、第１工程で生育した苗を好ましくは栽培ベット槽に定植し、太陽光のみを使用して（即ち植物栽培用人工照明を用いることなく）栽培する。第２工程では、栽培用人工照明を用いないが、圃場室内作業用の照明を用いてもよいことは明らかである。
なお、第２工程で苗を育成する施設を「苗育成エリア」と呼ぶ。
【００５７】
第２工程を特に限定するものではないが、栽培ベット槽を勾配を持たせて配置し、栽培ベット槽の上面には、苗を植えるための多数の植え穴を有する定植パネルを配置し、栽培ベット槽の底面に養液を自然流下させ、栽培ベット槽の上に配置した苗の根に養液を吸収させることが好ましい。
【００５８】
栽培ベット槽の上面には、定植パネルの植え穴の下に、凸条が形成されていることが好ましい。凸条の幅は、使用される苗根鉢の径によって決められる。凸条の幅が苗根鉢の直径より狭いと、苗根鉢が畝状凸部からずれ落ちて傾く虞が生じる。好ましくは、凸条の幅は使用する苗根鉢の直径よりも大きく、苗根鉢の直径に対して４ｍｍ加えた幅よりも小さいことがより好ましい。
【００５９】
この栽培ベットの上面を流れる養液は、栽培ベット槽の凸条同士の間の凹条を流れる。植え穴に挿入された苗根鉢は、凸条の上面に載置される。苗根鉢が養液の流れに洗われないので、苗根鉢の培地が崩れたり、培地が流出することが抑制される。
【００６０】
この栽培ベット槽によると、水中で生育する水中根と、湿気中に維持され多数の根毛を有する湿気中根の２つの異なった形態・機能を持った根を発生させることができる。水中根は主に養液中の肥料と水を吸収し、湿気中根は主に湿気中から直接酸素を吸収する。
【００６１】
この栽培方法によれば、養液中の溶存酸素だけに頼らず植物を栽培することが可能であり、溶存酸素が不足しやすい高温期の栽培でも植物の根が酸素欠乏に陥ることがない。
【００６２】
この栽培ベット槽の好適な構成について図８〜１０を参照して説明する。
【００６３】
軽量な発泡スチロールで成型される定植パネル板５１には多数の植え穴５２が穿設されている。定植パネル板５１の大きさは、１例を示すと幅６００ｍｍ、奥行き１０００ｍｍ，厚み３５ｍｍである。植え穴５２の形状は逆円錐形でもよいが、上下同径の円筒形とする方がよく、大きさは使用される苗根鉢５４の径よりも大きくする。植え穴５２の間隔は、作物栽培上適正な間隔に決める。例えばホウレンソウの場合は、定植パネル板５１の大きさが上記のとおりとすると、直径２７ｍｍの円筒状の植え穴５２を１１８ｍｍの間隔で総数４５個菱形状に配列する。
【００６４】
上記した定植パネル板５１，５１が上面に載置される栽培ベット槽５３は、定植パネル板５１と同様、軽量な発泡スチロールにて成型される。図示の例では、栽培ベット槽５３の両側辺部に形成した段部５９，５９と、上面の中央に形成した受承部６０とによって、２枚の定植パネル板５１，５１を支持している。栽培ベット槽５３の大きさの１例を示すと、幅１２６０ｍｍ、奥行き１０００ｍｍ、側壁の高さ１００ｍｍである。
【００６５】
定植パネル板５１の植え穴５２の真下に当たる底面箇所に長手方向に連続する凸条５６が複数列形成されている。凸条５６，５６間の凹条５５に培養液Ｌが流下する。この凸条５６の高さは培養液Ｌの液深との関係で決められ、凸条５６の幅は使用される苗根鉢５４の径によって決められる。凸条５６の高さが低すぎると、凸条５６の上に載置した苗根鉢５４が培養液Ｌで洗われる虞が増すから好ましくなく、逆に高すぎると苗根鉢５４と培養液Ｌの液面との距離が離れ過ぎて苗根鉢５４への水分供給が不足し勝ちとなって成育を遅らせるから好ましくない。凸条５６の幅が苗根鉢５４の直径より狭いと、苗根鉢５４が畝状凸条５６からずれ落ちて傾く虞が生じる。望ましくは、凸条５６の高さは培養液Ｌの液深よりも約２〜３ｍｍ程度高いものであり、凸条５６の幅は使用する苗根鉢５４の直径よりも大きく、苗根鉢の直径に対して４ｍｍ加えた幅よりも小さいことがより好ましい。凸条５６の間隔は植え穴５２同士の間隔と等しい。
【００６６】
好ましくは、複数個の栽培ベット槽５３を長手方向に連設し、約１／８０程度の勾配となるように設置する。この場合、図９に示したように、連設された栽培ベット槽５３の上面全体をプラスチックシート５７で被覆して各連設箇所の漏水を防止し、プラスチックシート５７上に、布、紙等の親水性資材５８を敷設するのが好ましい。この親水性資材５８は毛管作用によって液を汲み上げるためのものである。
【００６７】
図１０に示すように、栽培ベット５３に定植パネル板５１を被せ、苗根鉢５４を植え穴５２から落し込む。苗根鉢５４は、植え穴５２の真下に対峙する栽培ベット５３の凸条５６上に載置される。ついで培養液Ｌを栽培ベット５３の上流側より下流側へ向けて凹条５５に流す。培養液Ｌの流量がベット当り１０リッター／分のときの溝内液面高さは略２〜３ｍｍとなる。これは凸条５６高さの約半分である。定植パネル板５１下面と溝内培養液Ｌの液面との間には高さ２５ｍｍ程度の湿気空間が形成されることになる。
【００６８】
第２工程に使用する圃場は、図１１に例示されるように、養液を貯める親タンク７０を有し、この親タンク７０から養液を供給する少なくとも１つ以上の子タンク７３が配置され、子タンク７３から養液が供給される少なくとも１つの栽培ベット槽５３を配置していることが好ましい。親タンク７０で調製された所定濃度の養液がポンプ７１及び配管７２を介して各子タンク７３に分配され、ポンプ７４及び配管７５を介して各栽培ベット槽５３に供給される。
【００６９】
図１１では、圃場に、前記栽培ベット槽５３が複数個配置され、葉菜類や果菜類等が栽培されている。この複数の栽培ベット槽５３には、前記の子タンク７３を通して親タンク７０で調製された養液が供給される。これにより、各栽培ベット槽５３に、親タンク７０で調製された均一の濃度の養液を常に供給することができる。
【００７０】
図１１では、複数の栽培ベット槽５３を勾配をつけて１列に配列した栽培ベット槽列６１を複数列（図示では４列）配列して栽培ベット槽群６２としている。１つの栽培ベット槽群６２に１個の子タンク７３が付随して設置されている。
【００７１】
各栽培ベット槽５３で栽培される苗は、栽培ベット槽群６２毎に、順次、第１工程で育苗された苗が植栽されていくため、各栽培ベット槽群６２により、栽培日数が１日目のもの、２日目のものと、順次栽培されている。親タンク７０で調製された同一の養液が、子タンク７３を介して各栽培ベット槽５３に供給されるため、同じ日に植栽された苗は、同じ生育状態で栽培されていく。
【００７２】
規定の栽培日数に達した栽培ベット槽群６２のすべての野菜を収穫する。この方法によれば、野菜を収穫する作業者は、最適な出荷時期に達成した野菜を見極める技量を身につける必要がない。
【００７３】
図１１のように、栽培ベット槽群６２毎に子タンク７３を設けることで、子タンク７３で栽培する養液を比較的に少量で管理することができる。収穫が終了すると、１つの栽培ベット槽群６２に使用していた養液は廃棄され、新しい養液で栽培を開始することが好ましい。
【００７４】
これにより、前期作の栽培によって養液内に流出した、根からの分泌物（有機酸など）や、根の表皮細胞の脱落などの影響を受けることがなく、次期で栽培される野菜も、安定して栽培が可能となる。
【００７５】
従来の工法では、共通のタンクにより各々の栽培ベット槽に養液を供給して栽培しているため、使用している養液は、新しい養液を都度、つけ足ししながら養液を使いまわすことになり、根からの分泌物や、根の表皮細胞が蓄積され、栽培が繰り返されるにつれて自家中毒と呼ばれる生育阻害を発生させてしまう。
【００７６】
従来工法の場合でも養液をすべて新しくすることはできるが、タンクと各々の栽培ベット槽のすべてを同時に養液を入れ替える作業となるため、大量の養液を同時に廃棄することが必要となり、さらにこの作業中は、すべての野菜栽培ができないことになる。
結果、この間は、野菜が出荷できず、定期的な野菜の出荷ができないという問題がある。
【００７７】
図１１では、１つの栽培ベット槽群６２で使用した養液を、配管７６を介して当該栽培ベット槽群６２の各栽培ベット槽５３に養液を供給した子タンク７３に戻して、養液を循環させる。子タンク７３内には、ボールタップ等によって親タンク７０から養液が追加供給され、子タンク７３内の養液は一定に保たれる。
【００７８】
図１１の圃場では、一部の栽培ベット槽群６２では栽培を続行している間に、他の栽培ベット槽群６２では清掃（収穫が終了した後の清掃）を行うなど、各栽培ベット槽群６２ごとに、別々に工程を進めることができる。
【００７９】
１つの栽培ベット槽群６２で病原菌が発生した場合にも、他の栽培ベット槽群６２への病原菌の感染を抑制することができる。即ち、親タンク７０まで養液を戻さないので、養液を循環させる閉鎖回路（栽培ベット槽群６２）内だけで汚染が止まる。
【００８０】
各子タンク７３は水を供給する給水装置７７を備えることが好ましい。各栽培ベット槽群６２で栽培している葉菜類や果菜類の栽培後期において、養液の供給から水の供給へ切り替えることにより、子タンク７３と栽培ベット槽５３を循環する養液の肥料濃度を低下させることができる。その結果、栽培後期において、植物体内の硝酸量を、徐々に削減させることが可能となり、硝酸量を減少させた状態で葉菜類や果菜類の収穫を行うことができる。
【００８１】
植物体内の硝酸は、人体に取り込まれるとアミド態の窒素と結合して、ニトロソアミンを生成する。栽培後期に養液の肥料濃度を低くすることにより、植物体内の硝酸濃度を低減することができる。また、使用していた養液中の窒素、リン酸、カリも栽培後期において低濃度とすることにより、収穫が終了した後、養液の廃棄においても、環境への負荷を大幅に軽減することができる。
【実施例】
【００８２】
＜実施例１：ホウレンソウの栽培方法の一例＞
本発明の栽培方法により、毎日一定量の野菜を出荷することが可能となる。その方法の一例をホウレンソウの栽培例で説明する。
【００８３】
第１工程で、種播きをする１ブロック単位を「ａ」とし、１日目に種まきをする１ブロックを「ａ１」、２日目に種まきする次の１ブロックを「ａ２」とし、毎日、決まったブロック単位で種まきをする。これにより、ブロックａ１、ａ２、ａ３、・・・・が形成される。
【００８４】
この実施例では、播種から１２日で育苗期間（第１工程）を終了するものとする。１２日目のホウレンソウの苗は、ほぼ同等のサイズに育っている。苗のサイズがほぼ同等とは、実質的に同じ生育状態であると言える状況の苗のことを意味し、たとえば、葉の数は２〜３枚、また、苗根鉢の根の生育状態であれば、前記セルトレイの孔から抵抗なく取り出せる程度の根の張り具合であり、かつ、取り出した時に苗根鉢の培地が崩れず保持されている状態をいう。
【００８５】
第１工程において、１日目に種まきをしたａ１ブロックの苗は、１２日目に第２工程の栽培ベット槽群６２の定植パネルに植栽される。なお、苗を移した後のａ１ブロックは、必要に応じて清掃後、再び播種される。
【００８６】
第２工程で栽培されるホウレンソウは、１４日間で栽培が終了し出荷することができる。前述したとおり、第１工程で育苗された各ブロックａ１、ａ２、ａ３、・・・・の苗が順次、第２工程に定植されていくため、毎日定期的に植栽を実施することができる。栽培開始時には、各子タンク７３に、親タンク７０から規定濃度の養液が供給される。
【００８７】
第２工程では、第１工程から順次植栽された１ブロックの苗は、同じ生育速度で育ち、所定の日数が経過したならば、収穫し、出荷する。
【００８８】
第２工程の各栽培ベット槽群の栽培ベット槽は、収穫作業を終えた後、清掃作業を行い、養液内に流出した、根からの分泌物（有機酸など）や、根の表皮細胞の脱落物などは取り除かれ、養液は、新しい養液に交換する。
【００８９】
この作業中においても、他の栽培ベット槽群の苗は、栽培を継続しているので、野菜の栽培は継続され、定期的に野菜を収穫することができる。
【００９０】
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
本出願は、２０１４年５月２１日付で出願された日本特許出願２０１４−１０５３７０に基づいており、その全体が引用により援用される。
【符号の説明】
【００９１】
１  閉鎖型建物構造物
３，４，５，６  多段棚式育成モジュール
７〜１０  空調装置
１２  育苗棚
１３  人工照明器
１５  空気ファン
１６  炭酸ガスボンベ
３０  潅水装置
３１  潅水トレイ
３３  給水管
３４  堰
３５  リブ
４０  セルトレイ
４１  セル
４２  セル穴
５３  栽培ベット槽
６１  栽培ベット槽列
６２  栽培ベット槽群
７０  親タンク
７３  子タンク
【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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【手続補正書】
【提出日】令和1年5月22日(2019.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
苗を育成する第１工程と、前記苗を圃場に定植して栽培する第２工程を有する植物の栽培方法であって、
前記第１工程は、人工光のみを使用して栽培し、
前記第２工程は、太陽光のみを使用して栽培し、
前記第１工程により育成した苗を、前記第２工程の圃場に、栽培ベット槽群毎に、順次植栽して規定日数栽培することを特徴とする植物栽培方法であって
前記圃場は、複数の栽培ベット槽群と、各栽培ベット槽群にそれぞれ設けられた子タンクと、養液を貯める親タンクとを備えており、
該栽培ベット槽群は、複数の栽培ベット槽列を有しており、該栽培ベット槽列は、１列に配列された複数の栽培ベット槽を有しており、
該親タンクで調製された同一の養液を各子タンクを介して各栽培ベット槽列に供給し、
前記規定の栽培日数に達した栽培ベット槽群のすべての野菜を収穫することを特徴とする植物栽培方法。
【請求項２】
植物を栽培するための植物栽培施設であって、
人工光のみを使用して前記植物の幼苗を栽培する幼苗育成エリアと、
太陽光のみを使用して前記幼苗育成エリアで生育した苗を、栽培ベット槽群毎に規定日数栽培する苗育成エリアとを含むことを特徴とする植物栽培施設であって、
前記苗育成エリアには、複数の栽培ベット槽群と、各栽培ベット槽群にそれぞれ設けられた子タンクと、養液を貯める親タンクとを備えており、
該栽培ベット槽群は、複数の栽培ベット槽列を有しており、該栽培ベット槽列は、１列に配列された複数の栽培ベット槽を有しており、
該親タンクで調製された同一の養液が各子タンクを介して各栽培ベット槽列に供給されることを特徴とする植物栽培施設。