(57)【要約】【課題】養液変更時に培養容器の移し変え作業が不要であり、かつ、前半の養液用タンクと後半の養液用タンクを別個に設置することが不要な、植物栽培装及び植物栽培方法の提供。【解決手段】植物を収容する培養容器２と、養液を貯留する養液タンク３と、養液を前記養液タンク３から前記培養容器２に送る供給路４１と、前記培養容器２から排出された余りの養液を回収して前記養液タンク３に返送する返送路４２と、前記供給路４１もしくは前記返送路４２の少なくとも何れかから分岐して再度合流するバイパス回路５を有し、前記バイパス回路５にイオン交換体を充填したイオン交換塔６を備える、植物栽培装置１。【選択図】図１
2019187412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を収容する培養容器と、
養液を貯留する養液タンクと、
養液を前記養液タンクから前記培養容器に送る供給路と、
前記培養容器から排出された余りの養液を回収して前記養液タンクに返送する返送路と、
前記供給路もしくは前記返送路の少なくとも何れかから分岐して再度合流するバイパス回路を有し、
前記バイパス回路にイオン交換体を充填したイオン交換塔を備える、植物栽培装置。
【請求項２】
前記供給路と前記返送路で循環回路を形成した、請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記イオン交換体が、カチオン交換体である、請求項１又は２に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記カチオン交換体が、温度２５℃の前記養液に対して、１ｍｏｌ／ｋｇ以上のカチオン交換能力を有する、請求項３に記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記カチオン交換体が、ゼオライトを１０〜１００質量％含有する、請求項３又は４に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
前記ゼオライトが、３Ａ型ゼオライト、４Ａ型ゼオライト、５Ａ型ゼオライト、１３Ｘ型ゼオライト、の少なくとも何れかである、請求項５に記載の植物栽培装置。
【請求項７】
植物を収容する培養容器と、
養液を貯留する養液タンクと、
養液を前記養液タンクから前記培養容器に送る供給路と、
前記培養容器から排出された余りの養液を回収して前記養液タンクに返送する返送路と、
前記供給路もしくは前記返送路の少なくとも何れかから分岐して再度合流するバイパス回路を有し、
前記バイパス回路にイオン交換体を充填したイオン交換塔を備える植物栽培装置を用いた植物栽培方法であって、
前記イオン交換体でイオン濃度を調整した養液を用いて栽培を行う工程を有する、植物栽培方法。
【請求項８】
前記イオン交換体がカチオン交換体である、請求項７に記載の植物栽培方法。
【請求項９】
前記カチオン交換体で調整するカチオン濃度が、カリウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオンの少なくとも何れかの濃度である、請求項８に記載の植物栽培方法。
【請求項１０】
カリウムイオン濃度が１１０〜１０００ｐｐｍの養液を用いて栽培を行う工程と、
前記養液を前記バイパス回路に導き、吸着塔でカリウムを吸着させ、カリウムイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に低減した養液を用いて栽培を行う工程を有する、請求項８又は９に記載の植物栽培方法。
【請求項１１】
前記イオン交換体がアニオン交換体である、請求項７に記載の植物栽培方法。
【請求項１２】
前記アニオン交換体で調整するアニオン濃度が、硝酸イオン、リン酸イオンの少なくとも何れかの濃度である、請求項１１に記載の植物栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培装置及び植物栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物の栽培方法として、土壌で栽培を行う方法（以下、土耕栽培という）の他に、生長に必要な栄養分を液肥として与える方法（以下、養液栽培という）が知られている。
養液栽培は、土耕栽培に比べ、植物に与える栄養素をコントロールしやすく生育の調整がしやすいという利点がある。また、土由来の障害（連作障害、菌や害虫の発生、根の酸素不足等）を減らすことができるという利点もある。
養液栽培は、任意のタイミングで養液の組成を変えることもできるため、特定成分の含有量をコントロールした機能性野菜（例えば、低カリウム野菜や、高カルシウム野菜等）の栽培にも適している。機能性野菜に関し、例えば近年、植物工場で栽培する高付加価値野菜として、低カリウム野菜が脚光を浴びている。人口透析患者、慢性腎臓病患者等、医師からカリウム摂取制限を受けている患者数はわが国だけでも３０万以上と言われ、低カリウム野菜には大きな潜在需要が見込まれる。
【０００３】
養液栽培による低カリウム野菜の製造方法に関し、栽培期間の前半の所定期間（５週間）はカリウム含有水耕液（以下、水耕液を養液ともいう）で栽培し、後半の所定期間（３週間）は、カリウムに代えてナトリウムを入れたカリウム不含有水耕液を用いて栽培する方法が開示されている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１には、その製造方法に用いる装置構成は開示されていないが、例えば、特許文献２等に、養液栽培用の植物栽培装置の構成が開示されている。具体的には、図６に示すように、植物を育成する培養容器１００を多段式の栽培棚の各段に積み重ねて多段栽培を行う栽培装置に関し、養液タンク１０３に貯留された養液を各段の培養容器１００に供給し、各段の培養容器１００から排出された余りの養液を回収して養液タンク１０３に戻す循環回路１０１を備え、当該循環回路１０１に設けられているポンプ１０２により養液を循環させることが開示されている。
【０００５】
図６の栽培装置を、特許文献１の製造方法に用いる場合、図７に示すように、カリウム含有養液を入れた養液タンク１０３に繋がる装置Ａと、カリウム不含有養液を入れた養液タンク１０４に繋がる装置Ｂを用意して、前半の所定期間経過後に、装置Ａ内に多段積みされていた培養容器１００を装置Ｂに移し変えて、後半の栽培を行うことが必要となる。
この場合、前半と後半の間に、培養容器１００を移し変える作業が必要であり手間がかかるという問題や、移し変え作業により植物の成長が不連続となり生産性が低下するという問題がある。また、２種類の養液タンクが必要となるため、既存の養液栽培装置を使用できない場合も多く新たな設備に手間やコストがかかるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６１５８７号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０４７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、養液栽培の途中で養液の切り替えを行う場合でも、養液の切り替え時に培養容器の移し変え作業が不要であり、かつ、複数の養液タンクも不要である、植物栽培装置及び植物栽培方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討の結果、培養容器に供給される養液の流路にバイパス回路を設け、該バイパス回路にイオン交換塔を備え、養液の組成変更が必要なタイミングで該バイパス回路に養液を導いて養液内のイオン濃度を調整することで、上記の課題を解決できることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成した。
【０００９】
本発明は、以下の〔１〕〜〔１２〕を提供する。
〔１〕  植物を収容する培養容器と、養液を貯留する養液タンクと、養液を前記養液タンクから前記培養容器に送る供給路と、前記培養容器から排出された余りの養液を回収して前記養液タンクに返送する返送路と、前記供給路もしくは前記返送路の少なくとも何れかから分岐して再度合流するバイパス回路を有し、前記バイパス回路にイオン交換体を充填したイオン交換塔を備える、植物栽培装置。
〔２〕  前記供給路と前記返送路で循環回路を形成した、〔１〕に記載の植物栽培装置。
〔３〕  前記イオン交換体が、カチオン交換体である、〔１〕又は〔２〕に記載の植物栽培装置。
〔４〕  前記カチオン交換体が、温度２５℃の前記養液に対して、１ｍｏｌ／ｋｇ以上のカチオン交換能力を有する、〔３〕に記載の植物栽培装置。
〔５〕  前記カチオン交換体が、ゼオライトを１０〜１００質量％含有する、〔３〕又は〔４〕に記載の植物栽培装置。
〔６〕  前記ゼオライトが、３Ａ型ゼオライト、４Ａ型ゼオライト、５Ａ型ゼオライト、１３Ｘ型ゼオライト、の少なくとも何れかである、〔５〕に記載の植物栽培装置。
〔７〕  植物を収容する培養容器と、養液を貯留する養液タンクと、養液を前記養液タンクから前記培養容器に送る供給路と、前記培養容器から排出された余りの養液を回収して前記養液タンクに返送する返送路と、前記供給路もしくは前記返送路の少なくとも何れかから分岐して再度合流するバイパス回路を有し、前記バイパス回路にイオン交換体を充填したイオン交換塔を備える植物栽培装置を用いた植物栽培方法であって、前記イオン交換体でイオン濃度を調整した養液を用いて栽培を行う工程を有する、植物栽培方法。
〔８〕  前記イオン交換体がカチオン交換体である、〔７〕に記載の植物栽培方法。
〔９〕  前記カチオン交換体で調整するカチオン濃度が、カリウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオンの少なくとも何れかの濃度である、〔８〕に記載の植物栽培方法。
〔１０〕  カリウムイオン濃度が１１０〜１０００ｐｐｍの養液を用いて栽培を行う工程と、前記養液を前記バイパス回路に導き、吸着塔でカリウムを吸着させ、カリウムイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に低減した養液を用いて栽培を行う工程を有する、〔８〕又は〔９〕に記載の植物栽培方法。
〔１１〕  前記イオン交換体がアニオン交換体である、〔７〕に記載の植物栽培方法。
〔１２〕  前記アニオン交換体で調整するアニオン濃度が、硝酸イオン、リン酸イオンの少なくとも何れかの濃度である、〔１１〕に記載の植物栽培方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、養液栽培の途中で養液の切り替えを行う場合でも、養液の切り替え時に培養容器の移し変え作業が不要であり、かつ、複数の養液タンクも不要である、植物栽培装置及び植物栽培方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る植物栽培装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る植物栽培装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係る植物栽培装置の構成を示す模式図である。
【図４】実施例の実験装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明のまた更に他実施形態に係る植物栽培装置の構成を示す模式図である。
【図６】従来技術の植物栽培装置の構成を示す模式図である。
【図７】従来技術による植物栽培装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態を用いて本発明を詳細に説明する。
下記の実施形態では、イオン交換体がカチオン交換体である形態について説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
［植物栽培装置］
図１に示すように、植物栽培装置１は、植物２１を収容する培養容器２と、養液を貯留する養液タンク３と、養液を養液タンク３と培養容器２との間で循環させる循環回路４と、前記循環回路４から分岐して再度合流するバイパス回路５を有し、前記バイパス回路５にカチオン交換体を充填したカチオン交換塔６を備える。
循環回路４は、養液を養液タンク３から培養容器２に送る供給路４１と、培養容器２から排出された余りの養液を回収して養液タンク３に返送する返送路４２から構成される。
【００１４】
図１に示すように、培養容器２を多段式の栽培棚７の各段に積み重ねた多段栽培用の植物栽培装置１とすることもできる。
栽培棚７は、照明装置８を備えてもよい。照明装置８は、例えばＬＥＤや蛍光灯などを用いることができる。
【００１５】
植物２１は、支持パネル２２に固定して培養容器２内に収容することが好ましい。
植物２１は、葉物野菜であることが好ましく、支持パネル２２の下側に根を配置することが好ましい。この場合、支持パネル２２の下側に養液を循環させて、根を養液と接触させて養分を供給することができる。
培養容器２の上流側の入口近くに、養液の導入量を調整可能な開閉バルブ９を備えることもできる。
【００１６】
循環回路４は、養液を搬送する手段としてのポンプ１３を備えることが好ましい。ポンプ１３を動かして、養液タンク３に貯留された養液を各段の培養容器２に供給し、各段の培養容器２から排出された余りの養液を回収して養液タンク３に戻す循環を行うことができる。
循環回路４のうち、培養容器２の下流側かつ養液タンク３の上流側に回収タンクとフィルタ装置を設けることもできる。この場合、各段の培養容器２から排出された余りの養液を回収タンクで回収し、フィルタ装置でろ過した後に、養液タンク３に戻すことができる。その他に、循環回路４に、加熱殺菌装置、冷却装置、ｐＨ調整装置等を設けることもできる。
【００１７】
本実施形態では、バイパス回路５を、循環回路４のうち、養液タンク３の下流側かつポンプ１３の上流側に設けているが、バイパス回路５を設ける位置は、これに限定されるものではない。
バイパス回路５の開閉は、循環回路４との接続箇所に設けた三方弁１０、１１の操作により行うことができる。
【００１８】
バイパス回路５に設けたカチオン交換塔６には、カチオン交換体が充填されている。
カチオン交換体は、カチオン交換体に含まれるカチオンと、養液に含まれるカチオンを交換して、養液中のカチオン濃度を調整できるものであれば特に限定されないが、温度２５℃の養液に対して、１ｍｏｌ／ｋｇ以上のカチオン交換能力を有することが好ましく、２ｍｏｌ／ｋｇ以上のカチオン交換能力を有することがより好ましく、４ｍｏｌ／ｋｇ以上のカチオン交換能力を有することが更に好ましい。
カチオン交換体として、例えば、イオン交換樹脂、天然ゼオライト、合成ゼオライト、モンモリロナイト等の粘土鉱物等が挙げられ、これらを混合して使用することもできる。
このうち、カチオン交換能力の高い合成ゼオライトが特に好適に用いられる。合成ゼオライトは、また、吸着容量が大きい点、構造が明確なのでイオン濃度制御が容易である点、化学的、熱的に安定である点においても、カチオン交換体として好適である。
合成ゼオライトは、各種カチオンを分子中に自在に存在させることができ、また各種カチオンをイオン交換により吸着できることから、カチオン交換体として合成ゼオライトを用いることで、養液栽培において植物中のカチオン種を簡便に制御できる植物栽培装置を提供することができる。
【００１９】
カチオン交換体は、合成ゼオライトを１０〜１００質量％含有することが好ましい。カチオン交換体中の合成ゼオライト含有量は、十分なカチオン交換能力を確保する観点から、好ましくは３０〜１００質量％、更に好ましくは５０〜１００質量％、より更に好ましくは７０〜１００質量％、最も好ましくは９０〜１００質量％である。
合成ゼオライトはパウダー、成型体のビーズ、ペレットいずれでも良いが、ゼオライト成分の養液への流出を防ぐという物理的観点より、ビーズやペレットのような成型体が好ましい。前記成型体は、合成ゼオライトにバインダー成分を混合して作成することができる。
【００２０】
前記合成ゼオライトは、イオン吸着能力の向上を図る観点から、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、の少なくとも何れかであることが好ましく、栽培する植物のカチオン量のニーズに合わせて適宜選択することができる。また、２種類以上の合成ゼオライトを併用することもできる。
これら合成ゼオライトのカウンターカチオンは、Ag、Na、NH4、Rb、Li、Zn、Ba、Ca、Co、Ni、Mg、K等の元素からなることが好ましい。前記元素のうち、アルカリ金属又はアルカリ土類金属からなることがより好ましく、アルカリ金属からなることがさらに好ましい。
カウンターカチオンがアルカリ金属からなる合成ゼオライトを５０質量％以上含むことが好ましく、７０質量％以上含むことがより好ましい。
本発明の用途に適した合成ゼオライトであって、容易に入手できる市販品として、３Ａ型ゼオライト、４Ａ型ゼオライト、５Ａ型ゼオライト、１３Ｘ型ゼオライトが挙げられる。
【００２１】
合成ゼオライトのシリカ／アルミニウム比は（以下、「Ｓｉ／Ａｌ比」ともいう）は、カチオン吸着能力の向上を図る観点から、好ましくは１〜１００、より好ましくは１〜１０、更に好ましくは１〜５である、最も好ましくは１〜２である。
【００２２】
合成ゼオライトの細孔径は、特に限定されないが、カチオン吸着能力の向上を図る観点から、好ましくは３．０〜２０．０Å、より好ましくは３．０〜１８．０Å、更に好ましくは３．０〜１５．０Å、更に好ましくは３．０〜１０．０Åである。
【００２３】
カチオン交換体は、合成ゼオライトの他に各種添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、pH調整剤等が挙げられる。
【００２４】
本実施形態では、養液を養液タンク３と培養容器２との間で循環させる循環回路４にバイパス回路５を設けたが、他の実施形態として、図２に示すように、循環回路を形成しない供給路４１にバイパス回路５を設けることもできる。また、図示は省略するが、循環回路を形成しない返送路４２にバイパス回路５を設けたり、循環回路を構成しない返送路４２から分岐して循環回路を構成しない供給路４１に再度合流するようにバイパス回路５を設けることもできる。
更に他の実施形態として、図３に示すように、循環回路４から三方弁１４を介して分岐して養液タンク３と繋がる分岐路１５を設け、この分岐路１５にバイパス回路５を設けることもできる。図３の実施形態によれば、用途に応じて、三方弁１０、１１、１４を適宜操作して、培養容器２から排出されて養液タンク３に送りこまれる養液をカチオン交換塔６に通したり、養液タンク３から培養容器２に送り出される養液をカチオン交換塔６に通したりすることができる。
本実施形態では、イオン交換体がカチオン交換体である形態について説明したが、本発明の趣旨は、イオン交換体を用いて養液中のイオン濃度を簡便に増減制御することを可能とするものであり、養液中で低減させたいイオンをイオン交換体に吸着させたり、また逆に、増加させたいイオンを、当該イオンを含むイオン交換体から放出させるものである。
イオン交換体に吸着させたイオンを、再度養液中に戻して再利用することで、イオンを無駄なく使用することができる。イオンを再利用することで、コスト削減を図ることができる。
【００２５】
［植物栽培方法］
本発明の植物栽培装置を用いて、養液栽培の途中で、養液の組成を変更し、植物中の特定成分の含有量をコントロールすることができる。具体的には、低カリウム野菜、高カルシウム野菜、低ナトリウム野菜、高カリウム野菜等を栽培することができる。
以下、図１の植物栽培装置１を用いて低カリウム野菜を栽培する方法について簡単に説明する。
【００２６】
（準備工程）
葉物野菜の種子を水に浸種して発芽させる。
【００２７】
（第１工程：カリウム含有栽培期）
発芽・発根を確認後、植物２１（野菜）を支持パネル２２に固定して、培養容器２内に収容する。
養液タンク３に養液を準備する。
養液は、カリウムを１１０〜１０００ｐｐｍ、より好ましくは１１０〜２２０ｐｐｍを含有しているものを使用することが好ましい。その他に、窒素を、全窒素量として８０〜１２０ｐｐｍ、リンを、リン酸として４０〜５０ｐｐｍ含有しているものが好ましい。
バイパス回路５を閉じた状態（すなわち、養液がカチオン交換塔６に流れ込まない状態）として、上記の養液を循環回路４に循環させながら一定期間栽培を行う。栽培は、一般的な栽培条件を用いればよいが、栽培する野菜の種類、照射する光、温度等の栽培条件によって適宜条件を設定することが好ましい。
【００２８】
（第２工程：低カリウム含有栽培期）
上記の一定期間を経た後に、三方弁１０、１１を操作してバイパス回路５を開いた状態（すなわち、養液がカチオン交換塔６に流れこむ状態）として、上記の養液からカリウムを選択的に吸着し、カリウム含有量が３０ｐｐｍ以下であって、窒素とリンは上記同様とした養液を用いて、一定期間栽培を行い、低カリウム野菜とすることができる。
【００２９】
上記のように、本発明の製造方法によれば、養液栽培の途中で養液の切り替えを行う場合でも、三方弁１０、１１を操作のみで養液の切り替えを行うことができる。すなわち、本発明の製造方法によれば、養液変更時に培養容器の移し変え作業が不要となり、移し変え作業の手間を省くことができる。また、移し変え作業に伴う生産性の低下も回避することができる。
また、上記のように、本発明の製造方法のために、前半の養液用と後半の養液用の別個のタンクの設置は不要であり、省スペース化を実現することができる。
カチオン交換塔６で除去したカリウムは、カリウム含有栽培期に、再度養液中に戻して再利用することで、無駄なく使用することもできる。このとき、不足するカリウム分のみを、新たにカリウム化合物として添加すればよく、コスト削減を図ることができる。
【実施例】
【００３０】
以下に本発明の実施例を示し、本発明をより詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例により何ら限定されるものではない。
【００３１】
図４に示す実験装置を用いて、カチオン交換塔６のカチオン交換能力を測定した。
【００３２】
［実験装置］
図４の実験装置は、養液タンク（容量１ｍ３）３、供給路４１、バイパス回路５、カチオン交換塔６、三方弁１０、１１、回収タンク１２で構成した。
カチオン交換塔６として、２Ｌのカチオン交換体充填用カラムを用いた。
【００３３】
［実験］
三方弁１０、１１を操作して、バイパス回路５を開き、養液を養液タンク３からカチオン交換塔６経由で、回収タンク１２に回収した。
回収タンク１２で回収した養液をＪＩＳ Ｋ０１０２年度に従って、フレーム原子吸光法（（株）日立ハイテクサイエンス社製  ZA3300型）で分析した。
【００３４】
（実施例１−３）
［養液］
養液栽培用肥料の「OATハウス1号（OATアグリオ(株)社製）」１５００ｇと「OATハウス2号（OATアグリオ(株)社製）」１０００ｇに水を加えて１０００Ｌの養液を調製した。この養液は、１０００Ｌ中に、Ｋ２Ｏを４０５ｇ含有している。
OATハウス1号、2号の組成を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
実施例１では、カチオン交換体充填用カラム中に、カチオン交換体として１ｋｇの「４Ａビーズ4x8、ユニオン昭和(株)社製」を充填し、図４に示す実験装置を用い、上記の実験方法に従ってカチオン交換塔６のカチオン交換能力を測定した。４Ａビーズは分子内にナトリウムを含有する合成ゼオライトである。
【００３７】
実施例２では、カチオン交換体充填用カラム中に、カチオン交換体として１ｋｇの「４Ａビーズ16x30、ユニオン昭和(株)社製」を充填し、図４に示す実験装置を用い、上記の実験方法に従ってカチオン交換塔６のカチオン交換能力を測定した。
【００３８】
実施例３では、カチオン交換体充填用カラム中に、カチオン交換体として１ｋｇの「モノプラスSP112、LANXESS(株)社製」を充填し、図４に示す実験装置を用い、上記の実験方法に従ってカチオン交換塔６のカチオン交換能力を測定した。モノプラスSP112は、Na型のカチオン交換樹脂である。
【００３９】
実施例１〜３の測定結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
表２に示すように、１ｍ３の養液に対して、１ｋｇの合成ゼオライトの使用で、カリウム含有量を４０５ｐｐｍから、３０ｐｐｍ以下に低減することができることが確認された（実施例１、２）。
また、カチオン交換体として合成ゼオライトを用いる（実施例１、２）ことで、イオン交換樹脂を用いた場合（実施例３）よりも、イオン交換能力の向上を図ることができることが確認された。
【００４２】
（実施例４−６）
［養液］
養液栽培用肥料の「OATハウス1号（OATアグリオ(株)社製）」１５００ｇに水を加えて１０００Ｌの養液を調製した。この養液は、１０００Ｌ中に、Ｋ２Ｏを４０５ｇ含有している。
OATハウス1号の組成は表１の通り。
【００４３】
実施例４では、カチオン交換体充填用カラム中に、カチオン交換体として１ｋｇの「５Ａビーズ  4x8、ユニオン昭和(株)社製」を充填し、図４に示す実験装置を用い、上記の実験方法に従ってカチオン交換塔６のカチオン交換能力を測定した。５Ａビーズは分子内にカルシウムを含有する合成ゼオライトである。
【００４４】
実施例５では、カチオン交換体充填用カラム中に、カチオン交換体として１ｋｇの「マグネシウムゼオライトビーズ  4x8、ユニオン昭和(株)社製」を充填し、図４に示す実験装置を用い、上記の実験方法に従ってカチオン交換塔６のカチオン交換能力を測定した。
【００４５】
実施例６では、カチオン交換体充填用カラム中に、カチオン交換体として１ｋｇの「亜鉛ゼオライトビーズ  4x8、ユニオン昭和(株)社製」を充填し、図４に示す実験装置を用い、上記の実験方法に従ってカチオン交換塔６のカチオン交換能力を測定した。
【００４６】
実施例４〜６の測定結果を表3に示す。
【００４７】
【表３】
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【００４８】
表３に示すように、１ｍ３の養液に対して、１ｋｇのカチオン交換体の使用で、カリウム含有量を４０５ｐｐｍから、３０ｐｐｍ以下に低減することができることが確認された（実施例４−６）。
実施例４では、カチオン交換体として合成ゼオライト５Ａを用いることで、養液中のカリウムを低減させるとともに、カルシウムの含有量を増大させることができた。
実施例５では、カチオン交換体としてマグネシウムゼオライトを用いることで、養液中のカリウムを低減させるとともに、マグネシウムの含有量を増大させることができた。
実施例６では、カチオン交換体として亜鉛ゼオライトを用いることで、養液中のカリウムを低減させるとともに、亜鉛の含有量を増大させることができた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
例えば、図５に示す構成の、520 cm×85 cm×深さ4cm×2列×4段の植物栽培装置で、1440株の野菜を育てるのに、必要な養液は、1225Lである。この養液がカリウムを含む原液（K2O含有量27質量％）150ｇを希釈して調製されたものである場合、1225Lの養液中に含まれるK2Oは、40.5ｇとなる。吸着剤として、例えば、4A型ゼオライト（K2O理論吸着能力3.5mol/kg）、13X型ゼオライト（K2O理論吸着能力3.2mol/kg）、イオン交換樹脂（K2O理論吸着能力1mol/kg）、を用いて、このK2O 40.5ｇを吸着するのに必要な最低吸着剤量を計算すると、以下のようになる。
4A型ゼオライト：123ｇ
13X型ゼオライト：134g
イオン交換樹脂：430g
従来技術では、例えば低カリウム野菜の栽培に際し、図７のように、２つの養液タンク１０３、１０４が必要であったが、本発明によれば、図５のように、栽培棚７と1225Lの養液の入る養液タンク３と110ｍｌ程度のコンパクトなカチオン交換塔６の組み合わせで、上記スケールの栽培が可能となり、1225Lの養液タンクを1つ分のスペースを削減することができる。
【００５０】
このように、本発明は、大きなスペースの確保が難しい生産者向けの養液栽培装置として最適である。
また、本発明は、既に１つの養液タンクでの養液栽培を行っている設備に小さなイオン交換塔を備えたバイパス回路を追加することで実現できるため、既に養液栽培装置を有している生産者が、新たに機能性野菜の栽培を行うためにも好適である。
なお、上記実施形態及び実施例では、イオン交換体がカチオン交換体である形態について説明したが、本発明は、イオン交換体がアニオン交換体である形態にも同様に好適に用いることができ、アニオン交換体により、養液栽培に用いる養液中の硝酸イオン濃度やリン酸イオン濃度を調整する用途に用いることができる。例えば、硝酸性窒素（ＮＯ３―）は体内で亜硝酸となり呼吸阻害やがんの原因になりうることが知られているが、本発明において、アニオン交換体を含むイオン交換体を充填したイオン交換塔を用いることで、養液中の硝酸アニオンを除去することもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１    植物栽培装置
２    培養容器
２１  植物
２２  支持パネル
３    養液タンク
４    循環回路
４１  供給路
４２  返送路
５    バイパス回路
６    カチオン交換塔
７    栽培棚
８    照明装置
９    開閉バルブ
１０  三方弁
１１  三方弁
１２  回収タンク
１３  ポンプ
１４  三方弁
１５  分岐路
１００  培養容器
１０１  循環回路
１０２  ポンプ
１０３  養液タンク
１０４  養液タンク
【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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