(57)【要約】【課題】枯死した地上部を切断部により地下部から切断するときに、地上部とともに地下部が切断部によって支持部から引き抜かれてしまうことを抑制し得る多年生植物の水耕栽培装置を提供する。【解決手段】水耕栽培装置９１は、多年生植物１０の地下部１０Ａを支持する支持部６Ａと、支持部６に地下部１０Ａが支持された多年生植物１０の地上部１０Ｂを切断する切断部４とを備えている。また、水耕栽培装置９１は、支持部６Ａが地下部１０Ａを支持する力を調整する調整部７と、切断部４に地上部１０Ｂを切断させる場合に、調整部７に支持部６が地下部１０Ａを支持する力を増加させる制御部８とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多年生植物の地下部を支持する支持部と、
前記支持部に前記地下部が支持された前記多年生植物の地上部を切断する切断部と、
前記支持部が前記地下部を支持する力を調整する調整部と、
前記切断部に前記地上部を切断させる場合に、前記調整部に前記支持部が前記地下部を支持する力を増加させる制御部とを備えた、水耕栽培装置。
【請求項２】
多年生植物の地下部を支持する支持部と、
前記支持部に前記地下部が支持された前記多年生植物の地上部を切断する切断部とを備え、
前記支持部は、
前記地下部が配置される内部空間を構成する下部構造と、
前記内部空間から前記支持部の外部空間まで延び、前記地上部は通過できるが前記地下部は通過できない大きさの連通路を有する上部構造とを含む、水耕栽培装置。
【請求項３】
前記切断部は、刃物である、請求項１または２に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記切断部により切断された前記地上部を回収する回収部を備えた、請求項３に記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
前記切断部は、前記地上部の位置へ向かう気流を生じさせる送風機および吸引機のうちの少なくともいずれか一方である、請求項１または２に記載の水耕栽培装置。
【請求項６】
多年生植物の地下部を支持する支持部と、
前記支持部に前記地下部が支持された前記多年生植物の地上部を切断する切断部とを備え、
前記切断部は、前記地上部の位置へ向かう気流を生じさせる送風機および吸引機のうちの少なくともいずれか一方を含む、水耕栽培装置。
【請求項７】
前記地下部は前記支持部から抜け出すことはないが、前記地上部のうち枯死した地上部は前記地下部から切断されるように、前記支持部が前記地下部を支持する力および前記気流の風圧が設定されている、請求項６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、多年生植物の水耕栽培のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多年生植物の中には、薬用植物であるものが多く存在する。また、多年生植物は、食用のみならず、壁面緑化用植物または観賞用植物としても利用することができる。そのため、近年、植物工場での多年性植物の栽培に注目が集まっている。
【０００３】
多年生植物は、一般に、地上部の茎や葉が枯死しても、地下茎や根などが休眠状態で地中に残り、翌年、残存する地下茎や根から再び茎や葉を伸ばす。この多年生植物の栽培において、枯死した地上部を除去しない場合、カビや藻が発生したり、病気が蔓延したりする場合がある。この場合、休眠状態にある地下部に悪影響を及ぼすことがある。したがって、枯死した地上部を除去することが望ましい。しかしながら、多年生植物の地上部を人手によって除去すると、多大な手間がかかってしまう。
【０００４】
上記した植物の地上部の除去に関連した技術として、たとえば、次の特許文献１および２には、葉物野菜の地上部を刃物で切り取り、その切り取られた地上部を回収する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３２２４０８号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８３２３０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、多年生植物の枯死した地上部を刃物により地下部から切断する場合には、地上部とともに地下部が刃物によって支持部から引き抜かれてしまうおそれがある。
【０００７】
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、枯死した地上部を切断部により地下部から切断するときに、地上部とともに地下部が切断部によって支持部から引き抜かれてしまうことを抑制し得る多年生植物の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】
【０００８】
本発明の第１の態様の水耕栽培装置は、多年生植物の地下部を支持する支持部と、前記支持部に前記地下部が支持された前記多年生植物の地上部を切断する切断部とを備えている。また、その装置は、前記支持部が前記地下部を支持する力を調整する調整部と、前記切断部に前記地上部を切断させる場合に、前記調整部に前記支持部が前記地下部を支持する力を増加させる制御部とを備えている。
【０００９】
本発明の第２の態様の水耕栽培装置は、多年生植物の地下部を支持する支持部と、前記支持部に前記地下部が支持された前記多年生植物の地上部を切断する切断部とを備えている。前記支持部は、前記地下部が配置される内部空間を構成する下部構造と、前記内部空間から前記支持部の外部空間まで延び、前記地上部は通過できるが前記地下部は通過できない大きさの連通路を有する上部構造とを含んでいる。
【００１０】
前記切断部は、刃物であってもよい。この場合、水耕栽培装置は、前記切断部により切断された前記地上部を回収する回収部を備えていることが好ましい。
【００１１】
前記切断部は、前記地上部の位置へ向かう気流を生じさせる送風機および吸引機の少なくともいずれか一方であってもよい。
【００１２】
本発明の第３の態様の水耕栽培装置は、多年生植物の地下部を支持する支持部と、前記支持部に前記地下部が支持された前記多年生植物の地上部を切断する切断部とを備えている。この場合、前記切断部は、前記地上部の位置へ向かう気流を生じさせる送風機および吸引機のうちの少なくともいずれか一方を含んでいる。
【００１３】
前述の場合において、前記地下部は前記支持部から抜け出すことはないが、前記地上部のうち枯死した地上部は前記地下部から切断されるように、前記支持部が前記地下部を支持する力および前記気流の風圧が設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、枯死した地上部を切断部により地下部から切断するときに、地上部とともに地下部が切断部によって引き抜かれてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の一例の水耕栽培装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１の他の例の水耕栽培装置を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２の一例の水耕栽培装置を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２の他の例の水耕栽培装置を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態３の水耕栽培装置を示す模式図である。
【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】
（実施の形態１）
図１を用いて、本発明の実施の形態１の水耕栽培装置９１を説明する。本実施の形態の水耕栽培装置９１は、植物工場において、養液２を用いて多年生植物１０を水耕栽培するための装置である。
【００１８】
なお、多年生植物とは、個体として複数年にわたって生存する植物のことである。多年生植物の例としては、オタネニンジン（高麗人参または朝鮮人参）が挙げられる。ただし、本発明が適用され得る多年生植物は、これに限定されるものではない。
【００１９】
また、植物工場とは、光、温度、湿度、および水等の供給を管理することにより、植物の成長の促進および生産の安定化を実現し得る工場のことである。この植物工場によれば、植物の栽培を自動化することにより、極力少ない人手で、植物を栽培することが可能になる。
【００２０】
本実施の形態の水耕栽培装置９１は、図１に示すように、養液２を貯留する容器１を備えている。図１においては、多年生植物１０の根の先端のみが養液２に浸される程度の高さまで、養液２が容器１内に貯留されている植物の栽培方法が示されている。しかしながら、図１に示された植物の栽培方法の代わりに、多年生植物１０の根の全体および地下部１０Ａの下端側の一部が養液２に浸る程度の高さまで、養液２が容器１内に貯留されている植物の栽培方法が用いられてもよい。前述の２種類の植物の栽培方法は、以下に説明される各実施の形態においても適用され得る。
【００２１】
容器１内においては、支持部６が、養液２から上方へ延びる状態で、板状部材３を介して、間接的に容器１に取り付けられている。本実施の形態の板状部材３は、支持部６が挿入され得る貫通孔または溝を有している。支持部６は、弾性体であるため、板状部材３の貫通孔または溝に挿入されると、僅かに凹むように弾性変形する。それにより、支持部６は、板状部材３から受ける反発力および摩擦力を利用して、板状部材３によって保持される。図１に示される支持部６は、紙面奥行き方向に延びるように設けられている。そのため、紙面奥行き方向において、複数の地下部１０Ａが支持部６の複数の貫通孔内または溝内において支持部６によって支持されている。
【００２２】
また、支持部６は、たとえば、ゴム等の樹脂材料からなっており、弾性変形し得るものである。そのため、支持部６は、凹むように弾性変形した後は、その凹みによって生じた復元力を利用して、板状部材３および多年生植物１０の地下部１０Ａのそれぞれに対して押圧力をかける。したがって、支持部６は、板状部材３により保持されるとともに、多年生植物１０の地下部１０Ａを所定の支持力で支持することができる。そのため、支持部６の対向する部分が、地下部１０Ａを挟んだ状態で、地下部１０Ａを押圧することにより、多年生植物１０の位置が固定されている。本実施の形態においては、支持部６の対向する部分は、養液２から上方へ延びるように位置づけられ、多年生植物１０の根が養液２に浸されるように地下部１０Ａを挟持している。また、支持部６は、多年生植物１０の葉が支持部６の上方の空間に突出してその空間で光合成をすることができるように、地下部１０Ａを支持している。
【００２３】
また、水耕栽培装置９１は、支持部６に地下部１０Ａが支持された多年生植物１０の地上部１０Ｂを切断し得る切断部４を備えている。切断部４は、地上部１０Ｂを地下部１０Ａから切り離すことができるものであれば、いかなるものであってもよい。本実施の形態の水耕栽培装置９１においては、切断部４として刃物が用いられている。これによれば、簡易な手段で地上部１０Ｂを切断することが可能となる。また、刃を大きくすれば、大きな面積の土地において、多数の地上部１０Ｂを一回の切断動作で切り離すことができる。
【００２４】
上記したように、刃物で地上部１０Ｂを切断する場合には、切断部４により切断された地上部１０Ｂを回収する回収部５を備えていることが好ましい。回収部５は、刃物によって切断された地上部１０Ｂをその場から回収できるものであれば、いかなるものであってもよい。回収部５は、たとえば、箒のような構造を有しており、切断部４としての刃物が地上部１０Ｂを切断する経路において刃物を追随するものであってもよい。また、回収部５は、掃除機のような機器であって、切断された地上部１０Ｂを吸い込みながら、刃物を追随するものであってもよい。また、掃除機の機能を有する回収部５の代わりに、多年生植物１０に向かう気流を生じさせる送風機および吸引機の少なくともいずれか一方が、水耕栽培装置９１の一部として、植物工場のいずれかの位置に取り付けられていてもよい。この場合、送風機および吸引機のうち少なくともいずれか一方が生じさせる気流の風圧により、枯れた地上部１０Ｂが地下部１０Ａから切り離される。また、送風機および吸引機は、いずれも、切り離された地上部１０Ｂを風圧により吹き飛ばすことができるため、切断部として機能するだけでなく、回収部としても機能する。
【００２５】
また、水耕栽培装置９１は、地下部１０Ａを支持する力を調整し得る調整部７を備えている。調整部７は、地下部１０Ａが支持部６から引き抜かれてしまうことを抑制するように、地下部１０Ａに対して力を与えることができるものであれば、いかなるものであってもよい。たとえば、調整部７は、支持部６内に設けられた空気袋７Ａと、その空気袋７Ａに接続されたチューブと、そのチューブを介して、その空気袋７Ａに空気を送り込むことができるポンプ７Ｂとを有しているものであってもよい。この場合、支持部６による支持力を増加させるときには、空気袋７Ａ内の空気を送り込む。それにより、ゴム製の支持部６が膨らみ、支持部６同士による地下部１０Ａの挟持力を増加させることができる。
【００２６】
また、図１に示されるように、支持部６の上端部に空気袋７Ａが設けられていれば、空気袋７Ａが膨らむと、対向する支持部６の上部は、地下部１０Ａが挿入されている空間を先細りにする。そのため、支持部６は、地下部１０Ａが対向する支持部６により形成された空間から引き抜かれ難くい形状に変化している。
【００２７】
なお、調整部７は、支持部６が内部に空気袋７Ａの代わりに圧電素子を含み、電圧が印加された圧電素子の圧電効果による変形を利用して、支持部６同士が地下部１０Ａを挟持する力を増加させるものであってもよい。
【００２８】
本実施の形態の水耕栽培装置９１は、制御部８を備えている。制御部８は、調整部７を制御して、支持部６が地下部１０Ａを支持する力を変更し得る。また、制御部８は、切断部４の切断動作および回収部５の回収動作も制御し得る。
【００２９】
次に、図２を用いて、本実施の形態の水耕栽培装置９１の制御を説明する。
【００３０】
図２のステップＳ１において、切断部４を駆動させるための駆動スイッチがオンされたか否かが判定される。ステップＳ１において、駆動スイッチがオンされていれば、切断部４の切断に起因した地下部１０Ａの支持部６からの抜け出しを防止するために、ステップＳ２において、調整部７のポンプ７Ｂの駆動を開始させる（ポンプＯＮ）。
【００３１】
図１に示されたポンプ７Ｂは、空気袋７Ａに徐々に空気を送り込む。そのため、空気袋７Ａは徐々に膨らむ。その結果、２つの支持部６が地下部１０Ａを挟持する力が徐々に大きくなる。その後、図２のステップＳ３において、ポンプ７Ｂに設置されている圧力ゲージにより測定された空気袋７Ａ内の空気圧が所定値以上になったか否かが判定される。ステップＳ３において、空気袋７Ａ内の空気圧が所定値以上になっていれば、支持部６が、地下部１０Ａが支持部６から引き抜かれない程度の力で、地下部１０Ａを支持しているとみなして、調整部７のポンプ７Ｂを停止する（ポンプＯＦＦ）。ポンプ７Ｂが停止している状態では、空気袋７Ａ内には所定値以上の圧力を有する空気が残留している。そのため、支持部６が地下部１０Ａを支持する力は、支持部６から地下部１０Ａが抜け出さない程度の大きさの状態で維持されている。
【００３２】
その後、ステップＳ５において、切断部４の切断動作が開始される。次に、ステップＳ６において、切断部４による地上部１０Ｂの切断動作が終了したか否かが判定される。ステップＳ６において、切断部４による地上部１０Ｂの切断動作が終了していると判定されれば、調整部７のポンプ７Ｂにより空気袋７Ａに空気を送り込む必要がないとみなして、ポンプ７Ｂにより空気袋７Ａにかけられている圧力を下げる。つまり、空気袋７Ａ内の空気が外部へ放出される。一方、ステップＳ６において、切断部４による地上部１０Ｂの切断動作が終了していないと判定されれば、調整部７による支持部６が地下部１０Ａを支持する力の調整を継続する必要があるとみなして、ステップＳ３からステップＳ６までの処理が繰り返される。
【００３３】
以上のように、本実施の形態の水耕栽培装置９１は、切断部４が地上部１０Ｂを切断する場合に、調整部７に支持力を増加させる制御を実行し得る制御部８を備えている。この制御部８による制御は、切断部４が動作しているときに、調整部７に地下部１０Ａの支持力を増加させることができるものであれば、いかなるものであってもよい。たとえば、制御部８は、切断部４が動作を開始するのか否かを判定する手段を有していてもよい。この場合、判定する手段が切断部４による動作が開始されたと判定した場合に、制御部８は、調整部７による地下部１０Ａの支持力を増加させる。この切断部４の動作の開始は、図２のステップＳ１に示したように、水耕栽培装置９１の操作者による切断部４の駆動スイッチの操作の有無により検知されてもよい。また、水耕栽培装置９１に切断部４の動作状態を検知するセンサ（図示せず）が設置されていてもよい。この場合、そのセンサが切断部４の動作を検知したときに、制御部８が、そのセンサから送信されてきた検知信号に基づいて、切断部４が切断動作を実行していると判定する。切断部４が動作していることの検知は、切断部４の動作を直接検知するものだけではなく、回収部５の動作を検知することにより、切断部４が動作をしていることを間接的に検知するものであってもよい。制御部８による調整部７の制御は、地下部１０Ａに切断部４に起因した引き抜き力がはたらいている間に、支持部６が地下部１０Ａを通常よりも強い力で保持し、それにより、地下部１０Ａの引き抜きが抑制されるものであれば、いかなるものであってもよい。
【００３４】
また、制御部８は、切断部４が切断動作を終了すると、調整部７に支持部６が地下部１０Ａを挟持する力を低減させる。この切断動作の終了は、制御部８が切断部４を駆動するための信号を停止したことにより、検知されてもよい。また、制御部８による切断動作が終了した否かは、切断部４の動作を監視するセンサ（図示せず）により切断部４が元の位置に戻ってきたことが検出されたか否かにより判定されてもよい。
【００３５】
支持部６が地下部１０Ａを支持する力の大きさは、切断部４による地上部１０Ｂの切断によって地下部１０Ａが支持部６から抜け出さない程度の大きさであることが必要である。また、支持部６が地下部１０Ａを支持する力の大きさは、地下部１０Ａに損傷を負わさない程度の大きさであることが好ましい。この支持する力の大きさは、栽培される多年生植物１０の種類等に応じて、予め実験結果に基づいて、適切な値が決定されている。
【００３６】
上記の構成を有する本実施の形態の水耕栽培装置９１によれば、制御部８は、切断部４に地上部１０Ｂを切断させる場合に、調整部７に支持部６が地下部１０Ａを支持する力を増加させることができる。そのため、枯れた地上部１０Ｂを切断する場合に、地下部１０Ａが支持部６から抜け出してしまうことを抑制することができる。したがって、植物工場での多年生植物１０の効率的な栽培を実現することができる。
【００３７】
本実施の形態においては、多年生植物１０が紙面に垂直に一列に並んで設けられている、図１に示された水耕栽培装置９１が例示されている。しかしながら、本発明の水耕栽培装置は、多年生植物１０が平面視においてマトリックス状に配列されている、図３に示された水耕栽培装置９２であってもよい。図３に示す水耕栽培装置９２においては、破線で切断部４の刃物が地上部１０Ｂを切断する仮想線が示されている。この仮想線から分かるように、本実施の形態の水耕栽培装置９１および９２は、枯死した地上部１０Ｂとともに枯死していない地上部１０Ｂも除去する例として開示されている。枯死していない地上部１０Ｂを除去せずに、枯死した地上部１０Ｂのみを除去する水耕栽培装置については、次の実施の形態２において説明する。
【００３８】
（実施の形態２）
図４および図５を用いて、本発明の実施の形態２の水耕栽培装置９３または９４を説明する。本実施の形態の水耕栽培装置９３または９４は、実施の形態１の水耕栽培装置９１または９２とほぼ同様の構成を有している。そのため、図４および図５においては、実施の形態１および実施の形態２において、同一の構成には同一の参照符号を付し、それらの同一の構成の説明は繰り返さない。以下の本実施の形態の説明においては、実施の形態１と異なる点のみを説明する。
【００３９】
本実施の形態の水耕栽培装置９３または９４においては、実施の形態１の水耕栽培装置９１の切断部４および回収部５の代わりに、図４に示される切断部４１のみまたは図５に示される切断部４２のみが設けられている。図４に示される切断部４１は、多年生植物１０の位置に向かう気流を生じさせる送風機である。図４に示される切断部４２は、多年生植物１０の位置に向かう気流を生じさせる吸引機である。本実施の形態においては、制御部８は、切断部４１および切断部４２の切断動作を制御する。つまり、送風機および吸引機の送風動作を制御する。具体的には、制御部８は、送風機または吸引機のファンの回転動作を制御する。たとえば、制御部８は、ファンの回転数を増加させたり、減少させたりすることにより、気流の速度を増加させたり、低下させたりする。これにより、制御部８は、気流の風圧を増加させたり、低下させたりすることができる。
【００４０】
たとえば、制御部８が気流の速度をかなり大きな値になるように送風機または吸引機を制御すれば、切断された地上部１０Ｂは気流の風圧によって回収ボックスのある位置まで吹き飛ばされる。この場合、切断部４１または切断部４２は、切断部としての機能だけでなく、回収部としての機能も発揮することができる。したがって、本実施の形態の水耕栽培装置９３または９４によれば、別途回収部を設ける必要がなくなるため、水耕栽培装置の全体構成が簡素化される。また、送風機または吸引機により生じる気流の風圧を適切に調節することにより、生育途中にある強い茎を持つ地上部１０Ｂを切断することなく、枯死した地上部１０Ｂのみを切断することが可能になる。
【００４１】
なお、本実施の形態の水耕栽培装置９３または９４においては、送風機または吸引機は、多年生植物１０が並ぶ方向または多年生植物１０が配置された面と平行な方向に生じさせるものである。しかしながら、送風機または吸引機は、多年生植物１０が並ぶ方向または多年生植物が配置された面と垂直な方向に気流を生じさせるものであってもよい。また、送風機または吸引機は、移動することおよび姿勢を変更することができるものであってもよい。これによれば、様々な方向に気流を生じさせることができるため、枯死した地上部１０Ｂを確実に地下部１０Ａから確実に切り離すことができる。
【００４２】
水耕栽培装置９３の送風機および水耕栽培装置９４の吸引機の双方が、同一の水耕栽培装置に設けられていてもよい。この場合、たとえば、送風機および吸引機が、多年生植物１０がそれらの間に介在する状態で、互いに対向するように設置されれば、より効率的に切断された地上部１０Ｂを回収することができる。送風機および吸引機の双方が同一の水耕栽培装置に設けられる場合、制御部８は、送風機および吸引機のそれぞれの出力、たとえば、ファンの回転数を制御することにより、風圧を調節することができる。したがって、制御部８は、送風機および吸引機の少なくともいずれか一方の気流の風圧を、生育途中にある強い茎を持つ地上部１０Ｂを切断することなく、枯死した地上部１０Ｂのみを地下部１０Ａから切断するように、調節することができる。
【００４３】
図４および図５においては、空気袋７Ａとポンプ７Ｂとを有する調整部７が描かれている。したがって、図４および図５に示す水耕栽培装置９３または９４においては、調整部７が地下部１０Ａの支持部６Ａからの抜け出しを防止し得ることは、実施の形態１の水耕栽培装置９１または９２と同様である。しかしながら、切断部４が送風機および吸引機のうちの少なくともいずれか一方である場合、水耕栽培装置９３または９４に調整部７が設けられていなくてもよい。つまり、切断部４として送風機および吸引機のうち少なくともいずれか一方が用いられる場合、調整部７は、支持部６からの地下部１０Ａの抜け出しを防止するための必須の構成ではない。支持部６が地下部１０Ａにかける力を増加させなくとも、切断部４としての送風機および吸引機のうちの少なくともいずれか一方の風圧を適切な値に調節することにより、地下部１０Ａが支持部６から引き抜かれることを抑制することが可能であるからである。この場合、地下部１０Ａの支持力は、地下部１０Ａが支持部６から抜け出さない程度のある程度の大きさの支持力で地下部１０Ａを保持するように設定されている。この支持を実現するためには、支持部６Ａから地下部１０Ａへ与える支持力がある程度大きな弾性体が支持部６Ａの材料として用いられることが望ましい。また、支持部６Ａと地下部１０Ａとの間の摩擦力により、地下部１０Ａが支持部６Ａから引き抜かれることが防止されてもよい。
【００４４】
水耕栽培装置９３または９４が調整部７を有しない場合において、送風機および吸引機のそれぞれの風圧は、作業員によって調節され得るものであってもよい。この風圧、すなわち、送風機および吸引機のそれぞれの出力は、たとえば、印加電圧を増減することによって、調節され得る。この場合、多年生植物１０の枯れた地上部１０Ｂが地下部１０Ａから切断されており、かつ、支持部６Ａから地下部１０Ａが抜け出しそうでないことを、作業員が目視により確認しながら、地下部１０Ａの切断作業が実行される。風圧が大き過ぎ、支持部６Ａから地下部１０Ａが抜け出しそうな場合、作業員は、操作により送風機および吸引機のそれぞれの風圧を低下させる。一方、風圧が小さすぎ、枯死した地上部１０Ｂが地下部１０Ａから切断されない場合には、作業員は、操作により送風機および吸引機のそれぞれの風圧を増加させる。なお、送風機および吸引機のうちの少なくともいずれか一方の風圧を調節するために、それらの位置を移動させてよい。
【００４５】
一方、枯れた地上部１０Ｂが地下部１０Ａから切断され、かつ、地下部１０Ａが支持部６Ａから抜け出さない風圧の値が、実験や過去の栽培経験から分かっている場合がある。この場合には、前述のような風圧が生じるように、送風機および吸引機のうちの少なくともいずれか一方の出力が予め設定されていてもよい。一旦、送風機および吸引機のうちの少なくともいずれか一方の出力を設定すれば、地下部１０Ａの切断作業時には送風機および吸引機のうちの少なくともいずれか一方の出力を調節する必要はない。したがって、出力が設定されている場合には、作業員が切断作業の途中で出力調節する場合に比較して、枯死した地上部１０Ｂの切断作業の効率が高くなる。
【００４６】
以上から分かるように、本実施の形態においては、地下部１０Ａは支持部６から抜け出すことはないが、地上部１０Ｂのうち枯れた地上部１０Ｂは地下部１０Ａから切断される。そのための構成として、支持部６が地下部１０Ａを支持する力が設定されており、かつ、気流の風圧が調節され得るかまたは設定されていることが一例として考えられる。
【００４７】
上記においては、調整部７を有していない水耕栽培装置９３または９４を説明した。しかしながら、支持部６から地下部１０Ａが引き抜かれることをより一層確実に抑制することが必要である場合がある。この場合には、実施の形態１における調整部７および制御部８と同様の調整部７および制御部８が設けられていることが好ましい。
【００４８】
（実施の形態３）
図６を用いて、本発明の実施の形態３の水耕栽培装置９５を説明する。本実施の形態の水耕栽培装置９５は、実施の形態１および２の水耕栽培装置９１，９２，９３，９４のそれぞれとほぼ同様の構成を有している。そのため、図６においては、実施の形態１および２の水耕栽培装置９１，９２，９３，９４のそれぞれの構成と異なる構成のみが示されている。図６に示されていない水耕栽培装置９５の構成としては、図１〜図５を用いて説明した実施の形態１および２の水耕栽培装置９１，９２，９３，９４のそれぞれの構成と同一の構成が適用され得る。ただし、それらの同一の構成の説明は繰り返さない。以下の本実施の形態の説明においては、実施の形態１および２のそれぞれと異なる点のみを説明する。
【００４９】
本実施の形態においても、上記した実施の形態と同様に、支持部６は、養液２の上方に位置付けられているものである。また、支持部６は、多年生植物１０の根が支持部６から下方へ垂れ下がり、養液２に浸されるように、多年生植物１０の地下部１０Ａを支持している。さらに、支持部６は、地上部１０Ｂが支持部６から上方へ突出し、葉が光合成をし得るように、地下部１０Ａを支持している。
【００５０】
本実施の形態の水耕栽培装置９５においては、図６に示すように、支持部６は、地下部１０Ａが配置され得る内部空間６Ａを有している。また、支持部６は、内部空間６Ａから支持部６の外部空間まで延びる連通路６Ｂを有している。地上部１０Ｂは連通路６Ｂを通過することができるが、地下部１０Ａは連通路６Ｂを通過することができない大きさを有している。したがって、前述の切断部４，４１，４２が支持部６に地下部１０Ａが支持された地上部１０Ｂを切断するときに、地上部１０Ｂとともに地下部１０Ａが支持部６から抜け出すことが防止される。
【００５１】
図６においては、支持部６は、連通路６Ｂを規定する上部構造６Ｄと内部空間６Ａを規定する下部構造６Ｃとが同一材料により一体的に形成されている例が示されている。しかしながら、連通路６Ｂを規定する上部構造６Ｄと内部空間６Ａを規定する下部構造６Ｃとが異なる材料によって構成されていてもよい。
【００５２】
上記の場合、上部構造６Ｄは、地下部１０Ａの外形よりも小さい直径の孔または幅の溝を有する硬質体材料により構成されていることが好ましい。これは、地下部１０Ａが通過しない連通路６Ｂを容易に実現することができるからである。硬質体材料としては、たとえば、プラスチックが用いられることが好ましい。
【００５３】
また、上記の場合、下部構造６Ｃは、地下部１０Ａの成長に応じて柔軟に変形する弾性体により構成されていることが好ましい。このような柔軟構造を有する支持部６によれば、地下部１０Ａに損傷を与えることなく、地下部１０Ａを支持することができる。弾性体としては、ゴム等の樹脂材料が用いられ得る。
【００５４】
内部空間６Ａは、それぞれが直線上に延びる複数の溝であってもよいし、複数の空洞が一列に並べられるかまたはマトリックス状に配置されたものであってもよい。内部空間６Ａは、多年生植物１０を支持することが可能な形状であれば、いかなる形状であってもよい。内部空間６Ａは、円柱状または角柱状の空間であってもよいし、連続する溝状の空間であってもよい。この場合、ある程度育った多年生植物１０の地下部１０Ａが内部空間６Ａに挿入される。このとき、下部構造６Ｃの弾性変形により、内部空間６Ａは、広がりながら多年生植物１０の地下部１０Ａを受け入れる。
【００５５】
内部空間６Ａは、弾性体に設けられた切り込みが開くことによって形成された空間であってもよい。この場合、栽培の当初においては、種子が切れ込み内で支持部６により支持された状態で、多年生植物１０が栽培される。この栽培方法では、多年生植物１０の種子が切り込み内で成長するにつれて、切れ込みは、徐々に広がり、内部空間６Ａを構成する。内部空間６Ａは、地下部１０Ａの肥大するにつれて、徐々に大きくなる。それにより、地下部１０Ａは、その切れ込みが広がることによって形成された内部空間６Ａ内で、弾性変形した支持部６の下部構造６Ｃの復元力によって保持される。
【００５６】
図６においては、内部空間６Ａの下端は、支持部６の外部空間に開放されているが、内部空間６Ａの下端が外部空間に開放されないように、支持部６の下面に内部空間６Ａを覆う蓋部材が取り付けられてもよい。この場合、下部構造６Ｃが地下部１０Ａを挟持する力が弱くても、多年生植物１０が下方に落下することはない。地下部１０Ａが蓋部材によって支持されるからである。
【００５７】
また、連通路６Ｂは、溝または空洞の上側において、溝または空洞から支持部６の外部空間まで上方へ向かって延びるものでありさえすればよい。たとえば、連通路６Ｂは、スリット状の隙間であってもよいし、円柱状の貫通孔であってもよい。連通路６Ｂは、地上部１０Ｂが通過し得るが、地下部１０Ａが通過し得ない程度の大きさを有していれば、隙間または貫通孔以外のいかなる形状を有していてもよい。上部構造６Ｄは、多年生植物１０が地上部１０Ｂを上方へ伸ばすときに、地上部１０Ｂが連通路６Ｂを通過するように、多年生植物１０の栽培の当初から下部構造６Ｃの上面に固定されていてもよい。
【００５８】
ただし、上部構造６Ｄは、多年生植物１０の栽培の当初から支持部６として設けられていなくてもよい。多年生植物１０の栽培の当初においては、その種子を保持する下部構造６Ｃのみが設けられていてもよい。この場合、地上部１０Ｂが成長した段階で、地上部１０Ｂが連通路６Ｂ内に挿入された状態が形成されるように、上部構造６Ｄが下部構造６Ｃの上に固定される。そのような上部構造６Ｄとしては、たとえば、それぞれが１つの辺に半円形の切り欠き部を有する２枚の板状部材が考えられる。この場合、たとえば、２つの半円形の切り欠き部が、成長した多年生植物１０の茎を囲みながら、一体となって円形の貫通孔を形成するように、２枚の板状部材が接合される。なお、切り欠き部の形状は、半円形に限定されない。
【００５９】
図６においては、内部空間６Ａと連通路６Ｂとが、断面視において、段差を有する構造の空間として描かれている。しかしながら、内部空間６Ａおよび連通路６Ｂは、内部空間６Ａから連通路６Ｂまで連続的に形状が変化するものであってもよい。たとえば、内部空間６Ａと連通路６Ｂとは、一体的に形成された空間を構成するものであって、内部空間６Ａから連通路６Ｂへ徐々に直径または幅が変化するものであってもよい。このような空間としては、たとえば、くびれ部を有する花瓶の内部空間のようなものが考えられる。内部空間６Ａおよび連通路６Ｂは、地下部１０Ａが内部空間６Ａに配置され、かつ、地上部１０Ｂは連通路６Ｂを通過できるが連通路６Ｂを通過できない構造であれば、いかなる形状の空間であってもよい。
【００６０】
上記した本実施の形態の水耕栽培装置９５によれば、枯死した地上部１０Ｂを切断するときに、地下部１０Ａは、連通路６Ｂを通過することができない。そのため、地下部１０Ａに引き抜き力が生じても、地下部１０Ａが支持部６から抜け出してしまうことを抑制することができる。
【００６１】
本実施の形態においては、切断部４は、前述の実施の形態１において説明された刃物であってもよい。また、切断部４は、実施の形態２において説明された地上部１０Ｂの位置に向かう気流を生じさせる送風機および吸引機の少なくともいずれか一方であってもよい。ただし、切断部４が刃物である場合には、切断部４により切断された地上部１０Ｂを回収する回収部５が設けられていることが好ましいことは、上記した実施の形態１で説明したとおりである。
【００６２】
以上のような実施の形態１〜３の水耕栽培装置９１,９２,９３,９４,９５によれば、切断部４，４１，４２により地上部１０Ｂを地下部１０Ａから切断するときに、地上部１０Ｂとともに地下部１０Ａが支持部６から抜け出すことを抑制することができる。それにより、一度の切断動作により多数の地上部１０Ｂを除去することが可能となる。そのため、多年生植物１０の枯死した地上部１０Ｂにおいて、カビや藻が発生したり、害虫が蔓延したりすることを防止する作業を機械化および自動化することができる。その結果、植物工場での多年生植物１０の栽培のための人件費を削減することが可能になる。
【００６３】
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】
【００６４】
１  容器
２  養液
４，４１，４２  切断部
５  回収部
６  支持部
６Ａ  内部空間
６Ｂ  連通路
６Ｃ  下部構造
６Ｄ  上部構造
７  調整部
８  制御部
１０  多年生植物
１０Ａ  地下部
１０Ｂ  地上部
９１，９２，９３，９４，９５  水耕栽培装置
【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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