(57)【要約】【課題】  植物体に病気が生じた場合に、病気の拡大を抑制できる水耕栽培装置を提供する。【解決手段】  養液１１０を循環して植物体を栽培する水耕栽培装置であって、植物体１００を栽培する養液１１０を蓄える栽培槽１と、植物体１００を支持する支持部２と、栽培槽１に養液１１１を供給する養液供給部３と、栽培槽１に蓄えられた養液１１０を吐出する吐出部５と、栽培槽１に蓄えられた養液１１０のｐＨ値を検出するｐＨ値検出部６と、ｐＨ値検出部６により検出された養液１１０のｐＨ値が所定の閾値以上となった場合に、栽培槽１内の養液１１０の流速を高くするように吐出部５を駆動させる制御部７とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
養液を循環して植物体を栽培する水耕栽培装置であって、
前記植物体を栽培する養液を蓄える栽培槽と、
前記植物体を支持する支持部と、
前記栽培槽に養液を供給する養液供給部と、
前記栽培槽に蓄えられた養液を吐出する吐出部と、
前記栽培槽に蓄えられた養液のｐＨ値を検出するｐＨ値検出部と、
前記ｐＨ値検出部により検出された養液のｐＨ値が所定の閾値以上となった場合に、前記栽培槽内の養液の流速を高くするように前記吐出部を駆動させる制御部と
を備えることを特徴とする水耕栽培装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記栽培槽に蓄えられた養液の水面から所定の角度だけ傾斜して前記植物体を支持することを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記植物体を前記栽培槽に蓄えられた養液の水面から傾斜して支持可能な支持部材と、前記栽培槽に蓄えられた養液の水面に対する前記植物体の傾斜角度を調整するよう前記支持部材の傾斜角度を調整する角度調整部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記角度調整部は、前記ｐＨ値検出部により所定の閾値以上のｐＨ値を検出した場合に、前記養液の水面に対する前記植物体の傾斜角度を大きくすることを特徴とする請求項３に記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
前記栽培槽に蓄えられている養液には酸塩基指示薬が混合されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の水耕栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物体を育成する水耕栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
土を用いずに植物を栽培する水耕栽培は、多数の植物について共通した栽培槽を使用した場合、病気の拡大が問題となる。これに対して下記の特許文献１、２に記載された技術が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載された水耕栽培装置は、１又は複数の植物体ごとに栽培ベットを設けている。この水耕栽培槽値によれば、１又は複数の植物体ごとに栽培養液を分離する。これにより、喩え１つの植物体に病気が生じても、栽培ベット内に病気の拡大を防ぐことが可能である。
【０００４】
特許文献２に記載された浄化装置は、水耕栽培において、植物を育成するための養液をオゾンと紫外線光によって浄化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2013-111046号公報
【特許文献２】特開2013-103184号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の水耕栽培装置は、植物体の病気を検出する検出機構を備えていない。したがって、植物体に病気が発生した場合に、同じ栽培ベット内の他の植物体に病気が拡大してしまう。
【０００７】
特許文献２に記載の技術は、オゾンと紫外線により養液の浄化を行っているが、養液の浄化をしても病気となった植物体から生ずる細菌を全て防ぐことはできない。したがって、浄化装置によって養液を浄化しても必ずしも植物の病気が防止できるわけではない。したがって、浄化装置を用いても、一旦発生した植物体の病気の拡大を防ぐことはできない。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、植物体に病気が生じた場合に、当該病気の拡大を抑制できる水耕栽培装置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】
本発明の第１の態様に係る水耕栽培装置は、養液を循環して植物体を栽培する水耕栽培装置であって、前記植物体を栽培する養液を蓄える栽培槽と、前記植物体を支持する支持部と、前記栽培槽に養液を供給する養液供給部と、前記栽培槽に蓄えられた養液を吐出する吐出部と、前記栽培槽に蓄えられた養液のｐＨ値を検出するｐＨ値検出部と、前記ｐＨ値検出部により検出された養液のｐＨ値が所定の閾値以上となった場合に、前記栽培槽内の養液の流速を高くするように前記吐出部を駆動させる制御部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の態様に係る水耕栽培装置は、第１の態様の水耕栽培装置であって、前記支持部は、前記栽培槽に蓄えられた養液の水面から所定の角度だけ傾斜して前記植物体を支持することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る水耕栽培装置は、第１の態様の水耕栽培装置であって、前記支持部は、前記植物体を前記栽培槽に蓄えられた養液の水面から傾斜して支持可能な支持部材と、前記栽培槽に蓄えられた養液の水面に対する前記植物体の傾斜角度を調整するよう前記支持部材の傾斜角度を調整する角度調整部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の態様に係る水耕栽培装置は、第３の態様の水耕栽培装置であって、前記角度調整部は、前記ｐＨ値検出部により所定の閾値以上のｐＨ値を検出した場合に、前記養液の水面に対する前記植物体の傾斜角度を大きくすることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第５の態様に係る水耕栽培装置は、第１乃至第４の何れかの態様の水耕栽培装置であって、前記栽培槽に蓄えられている養液には酸塩基指示薬が混合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、植物体に病気が生じた場合に、当該病気の拡大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態として示す水耕栽培装置の構成を示す一部断面図である。
【図２】本発明の実施形態として示す水耕栽培装置の他の構成を示す一部断面図である。
【図３】本発明の実施形態として示す水耕栽培装置の他の構成を示す一部断面図である。
【図４】本発明の実施形態として示す水耕栽培装置の他の構成を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明の実施形態として示す水耕栽培装置は、例えば図１に示すように構成される。この水耕栽培装置は、植物体１００の育成のために土を使わない水耕栽培を行うものである。なお、図１の水耕栽培装置は単一の植物体１００を示しているが、多数の植物体１００であってもよい。
【００１８】
水耕栽培装置は、植物体１００のうち少なくとも側根１０２に養液を供給して、植物体１００を栽培する。この養液としては、水や水に栄養分を加えた培養液が挙げられる。
【００１９】
本実施形態として示す水耕栽培装置は、植物体１００として、地上部で合成した養分を地下部に蓄積する植物、例えば根物作物を育成するものについて説明する。この根物作物としては、例えば図１に示す植物体１００としてのオタネニンジン（朝鮮人参、高麗人参）が挙げられる。この植物体１００において、本実施形態では、例えばオタネニンジンを示すが、これに限定したものではない。
【００２０】
この水耕栽培装置は、栽培槽１を備える。この栽培槽１は、植物体１００を栽培するためのものである。栽培槽１は、底部に養液１１０を蓄えている。水耕栽培装置は、栽培槽１に植物体１００の主根１０１を支持する支持部２を設ける。水耕栽培装置は、植物体１００を支持した状態で、植物体１００の側根１０２に潅水を行う。
【００２１】
支持部２は、栽培槽１の上方に植物体１００を支持する。支持部２は、栽培槽１の上方を塞ぐように設けられたスポンジ等からなる。
【００２２】
支持部２は、植物体１００のための貫通穴によって構成される。支持部２は、植物体１００が成長しても、当該植物体１００の側面に摩擦力を生じて植物体１００を支持する。なお、植物体１００を支持できるものであれば、地上部をひも状のもので吊るなど、支持部２の手段は問わない。
【００２３】
支持部２によって支持されている植物体１００は、主根１０１の上端が支持部２から露出している。主根１０１の上端からは茎及び葉１０３が生じている。植物体１００の葉１０３は、図示しない光源からの光を受けて光合成を行うことができる。
【００２４】
さらに水耕栽培装置は、養液供給部３を備える。養液供給部３は、図示しない養液タンクに蓄えられた養液が供給される配管によって構成される。養液供給部３は、支持部２の上部に貫通している。養液供給部３は、支持部２の下方に養液供給口が設けられている。養液供給部３は、養液タンクから供給された養液１１１を栽培槽１に滴下する。
【００２５】
さらに水耕栽培装置は、養液排出部４を備える。養液排出部４は、栽培槽１から養液１１０を排出する。養液排出部４は、図示しない開閉弁が設けられていてもよい。また、養液排出部４には排出量を制限するよう絞り加工が施されていてもよい。さらに、養液排出部４は、例えば栽培槽１における所定の高さに開口が設けられた配管により構成されていてもよい。養液１１０は、養液排出部４に蓄えられた養液１１０を所定の流量で廃液１１２として排出される。これにより水耕栽培装置は、栽培槽１内の養液１１０を循環させる。
【００２６】
さらに水耕栽培装置は、栽培槽１に蓄えられた養液１１０を吐出する吐出部５を備える。吐出部５は、栽培槽１に接続された配管５ａを含む。吐出部５における配管５ａには、栽培槽１に対する排出口付近に開閉弁５ｂが設けられている。開閉弁５ｂは、栽培槽１に対する養液の排出を調整する。この水耕栽培装置は、栽培槽１に蓄えられた養液１１０を吐出する時に、開閉弁５ｂを開状態に制御する。
【００２７】
さらに吐出部５には、例えば栽培槽１に蓄えられた養液１１０に吐出圧力を与えるポンプ５ｃが配管５ａに接続されていてもよい。ポンプ５ｃは、栽培槽１に蓄えられた養液１１０に与える吐出圧力を調整する。この水耕栽培装置は、栽培槽１に蓄えられた養液１１０を吐出する時に、ポンプ５ｃの駆動量が調整される。
【００２８】
さらに水耕栽培装置は、栽培槽１に蓄えられた養液１１０のｐＨ値を検出するｐＨ値検出部６を備える。ｐＨ値検出部６は、そのセンサ部を栽培槽１に蓄えられた養液１１０に浸漬するよう配置される。ｐＨ値検出部６は、検出したｐＨ値を、制御部７に供給する。
【００２９】
養液１１０のｐＨ値は、主根１０１や側根１０２が腐敗して発生するアンモニアによって上昇する。したがって、ｐＨ値検出部６により検出されるｐＨ値は、腐敗がない通常時には所定の閾値より小さくなる。一方で、植物体１００が腐敗した異常時にはｐＨ値は所定の閾値以上の値となる。
【００３０】
なお、水耕栽培装置は、植物体１００の病気、腐敗等の育成不調を検出できれば、ｐＨ値ではなく、他の値を検出してもよい。例えば、水耕栽培装置は、養液のＥＣ値(導電率)といった値を検出してもよい。さらに、水耕栽培装置は、ｐＨ値に加えて養液のＥＣ値を検出してもよい。さらに、後述するように養液の変色を検出してもよい。
【００３１】
さらに水耕栽培装置は、各部の動作を制御する制御部７を備えている。制御部７は、養液１１０のｐＨ値に基づいて制御を行う。制御部７は、ｐＨ値検出部６により検出された養液１１０のｐＨ値が所定の閾値以上となったか否かを監視する。
【００３２】
制御部７は、ｐＨ値検出部６により検出された養液１１０のｐＨ値が所定の閾値以上ではない場合には通常の栽培動作を行わせる。この通常の栽培動作は、養液供給部３から栽培槽１に対して所定量の養液１１１を供給する。これにより水耕栽培装置は、主根１０１及び側根１０２に潅水を行う。また、水耕栽培装置は、所定量の養液１１０を養液排出部４から排出させる。
【００３３】
制御部７は、養液１１０のｐＨ値が所定の閾値以上となった場合に、栽培槽１内の養液１１０を高い流速で循環させるよう吐出部５を駆動させる。このとき、制御部７は、開閉弁５ｂを開状態にして養液１１０を吐出させてもよい。さらに制御部７は、ポンプ５ｃを駆動して養液１１０を吐出させてもよい。
【００３４】
吐出部５によって吐出圧力が与えられると、養液１１０は、栽培槽１内における流速が高まる。これにより、水耕栽培装置は、植物体１００に生じた腐敗根を除去する。例えば植物体１００の側根１０２のうち一部の側根１０２が腐敗したとする。この場合、水耕栽培装置は、養液１１０の流速上昇によって養液１１０が側根１０２に与える力を上昇させる。この力によって腐敗した側根１０２を植物体１００から除去する。
【００３５】
また、水耕栽培装置は、単一の栽培槽１によって複数の植物体１００を栽培する場合、複数の植物体１００の側根１０２に養液１１０を潅水する。水耕栽培装置は、吐出部５によって養液１１０を吐出させることによって、健康な植物体１００の主根１０１や側根１０２に付着した菌を除去する。
【００３６】
水耕栽培装置は、植物体１００の腐敗根や菌を除去するために通常時よりも養液１１０の流速を高くする。養液１１０の流速の上昇度合いは、植物体１００の大きさ等により適宜設定される。例えば、通常時における養液１１０の流量は０〜１０リットル／分程度とする。これに対し、ｐＨ値検出部６のｐＨ値により異常が検出された場合、水耕栽培装置は、植物体１００の流量を、１０〜１００リットル／分程度とする。なお、この例では、養液１１０の流量を数倍に増加させているが、これに限るものではない。
【００３７】
さらに水耕栽培装置は、植物体１００における異常の状態に応じて養液１１０の流速増加度合いを制御してもよい。植物体１００に腐敗根が生じてｐＨ値の異常を検出した場合、水耕栽培装置は、先ず吐出部５を駆動して、一定時間（数分程度）に亘り養液１１０の流速が高い状態に維持する。これにより水耕栽培装置は、植物体１００の腐敗根を除去する。
【００３８】
その後、水耕栽培装置は、健康な植物体１００に付着した菌を除去すべく、養液１１０の流速をある程度低下させる。水耕栽培装置は、健康な植物体１００に付着した菌が除去できる時間に亘り吐出部５を駆動させる。その後、水耕栽培装置は、吐出部５による養液１１０の吐出を停止する。これにより水耕栽培装置は、養液１１０の流量を通常時に戻す。
【００３９】
また、制御部７は、吐出部５を間欠的に駆動させてもよい。水耕栽培装置は、ｐＨ値が異常となる度に、養液１１０を吐出する。間欠的に養液１１０を吐出することによって、養液１１０に流速に増加及び減少の変化を生じさせることができる。
【００４０】
以上のように、上述した水耕栽培装置は、養液１１０を循環して植物体１００を栽培する。この水耕栽培装置は、植物体１００を栽培する養液を蓄える栽培槽１を備える。さらに水耕栽培装置は、植物体１００を支持する支持部２を備える。さらに水耕栽培装置は、栽培槽１に養液１１１を供給する養液供給部３を備える。さらに水耕栽培装置は、栽培槽１に蓄えられた養液１１０を吐出する吐出部５を備える。さらに水耕栽培装置は、栽培槽１に蓄えられた養液１１０のｐＨ値を検出するｐＨ値検出部６を備える。さらに水耕栽培装置は、ｐＨ値検出部６により検出された養液１１０のｐＨ値が所定の閾値以上となった場合に、栽培槽１内の養液１１０の流速を高くするように吐出部５を駆動させる制御部７を備える。
【００４１】
このような水耕栽培装置によれば、養液１１０のｐＨ値が高くなった時に養液１１０の流速を高くして、植物体１００の腐敗根や菌を除去することができる。これにより、この水耕栽培装置によれば、植物体１００に病気が生じた場合に、当該病気の拡大を抑制できる。
【００４２】
つぎに、本発明の他の実施形態としての水耕栽培装置について説明する。
【００４３】
この水耕栽培装置は、例えば図２に示すように構成される。この水耕栽培装置における支持部２は、栽培槽１に蓄えられた養液１１０の水面から所定の角度だけ傾斜して植物体１００を支持する。
【００４４】
このような支持部２は、植物体１００の側面に接触する貫通部を、栽培槽１に蓄えられた養液１１０の水面から所定の角度だけ傾斜して形成する。図２において、植物体１００Ａ，１００Ｂを支持部２に貫通させている貫通部２ａ、２ｂが、養液１１０の水面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。
【００４５】
例えば植物体１００Ｂが病気に感染したとする。この場合、植物体１００Ｂは主根１０１が腐敗して柔らかくなり、主根１０１及び側根１０２が養液１１０の水面に垂れ下がる。この状況において、植物体１００Ｂからはアンモニアが発生して養液１１０に混入する。すると、ｐＨ値検出部６により検出されたｐＨ値は異常となり、吐出部５は、養液１１０を吐出する。
【００４６】
すると、養液１１０の流速は通常時よりも高くなり、養液１１０の流速によって植物体１００Ｂの腐敗根を貫通部２ｂから除去することができる。
【００４７】
このような水耕栽培装置によれば、養液１１０の水面に対して傾けて植物体１００を支持する。これにより、水耕栽培装置は、養液１１０を吐出したときに腐敗根を効果的に除去することができる。また、この水耕栽培装置によれば、植物体１００を密植することができる。
【００４８】
更に他の実施形態としての水耕栽培装置は、例えば図３に示すように構成してもよい。この水耕栽培装置において、支持部２Ａ，２Ｂは、植物体１００Ａ，１００Ｂの傾斜角度を変更可能に支持する。支持部２Ａ，２Ｂは、支持部材１１と、角度調整部１２と、土台部１３とを有する。
【００４９】
支持部材１１は、栽培槽１に蓄えられた養液１１０の水面から傾斜して植物体１００を支持する。角度調整部１２は、栽培槽１に蓄えられた養液１１０の水面に対する植物体１００の傾斜角度を調整するよう支持部材１１の傾斜角度を調整する。支持部材１１及び角度調整部１２は、土台部１３によって養液１１０の水面上に配置される。
【００５０】
角度調整部１２は、手動又は自動により、支持部材１１の傾斜角度を調整する。角度調整部１２は、支点を中心に支持部材１１を回動可能としている。自動で支持部材１１の傾斜角度を調整する場合、角度調整部１２は、支点位置に内蔵されたアクチュエータ等により構成される。
【００５１】
このような水耕栽培装置は、植物体１００Ｂが腐敗した場合に、植物体１００Ｂを支持する支持部材１１の養液１１０の水面に対する傾斜角度を大きくする。これにより、植物体１００Ｂの傾斜角度は、養液１１０の水面に対して大きくなる。一方で、健康な植物体１００Ａを支持する支持部材１１は、養液１１０の水面に対する傾斜角度が小さくなっている。
【００５２】
自動で支持部材１１の角度を調整する場合、制御部７は、ｐＨ値検出部６により検出されたｐＨ値を取得する。制御部７は、ｐＨ値検出部６により所定の閾値以上のｐＨ値を検出した場合に、養液１１０の水面に対する植物体１００Ｂの傾斜角度を大きくするよう角度調整部１２を駆動する。
【００５３】
植物体１００Ｂの養液１１０の水面に対する傾斜角度を大きくすると、主根１０１及び側根１０２が養液１１０の水面に垂れ下がる。この状況において、吐出部５は、養液１１０を吐出する。すると、養液１１０の流速は通常時よりも高くなり、養液１１０の流速によって植物体１００Ｂの腐敗根を除去することができる。
【００５４】
このような水耕栽培装置によれば、養液１１０の水面に対して傾けて植物体１００を支持し、腐敗根が養液１１０に垂れ下がるようにする。これにより、水耕栽培装置は、養液１１０を吐出したときに腐敗根を効果的に除去することができる。
【００５５】
また、この水耕栽培装置によれば、植物体１００の大きさや成長に合わせて養液１１０の水面に対する傾斜角度を調節してもよい。例えば植物体１００が成長するほど、養液１１０の水面に対する傾斜角度を大きくする。これにより、喩え成長した植物体１００が腐敗しても、当該腐敗根を養液１１０により流れやすくすることができる。
【００５６】
更に他の実施形態としての水耕栽培装置は、図４に示すように構成してもよい。この水耕栽培装置は、栽培槽１に蓄えられている養液１２０に酸塩基指示薬を混合している。この酸塩基指示薬は、例えば、ニュートラルレッド(ｐＨ値が６．８以上で変色)を用いることができる。
【００５７】
このような水耕栽培装置によれば、植物体１００Ｂが腐食して養液１１０のｐＨ値が高くなると、当該ｐＨ値の高くなった養液１２０部分が変色する。これにより、水耕栽培装置は、養液１２０が変色することによってｐＨ値の異常を検出することができる。これにより、水耕栽培装置のユーザは変色した近傍の植物体１００Ｂを支持する支持部材１１の傾斜角を変更できる。
【００５８】
このような水耕栽培装置であっても、養液１２０の水面に対して傾けて植物体１００を支持でき、養液１１０を吐出したときに腐敗根を効果的に除去することができる。
【００５９】
また、この水耕栽培装置によれば、停電時に、目視によりｐＨ値の異常が分かる。さらに水耕栽培装置によれば、ｐＨ値検出部６が故障してｐＨ値の異常を検出しない場合でも、養液１２０が変色したことによってｐＨ値の異常が分かる。
【００６０】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６１】
１  栽培槽
２  支持部
３  養液供給部
５  吐出部
６  ｐＨ値検出部
７  制御部
１１  支持部材
１２  角度調整部
【図１】
2015073461.tif 000003
【図２】
2015073461.tif 000004
【図３】
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【図４】
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