(57)【要約】  本発明は、低コストで比較的高精度で地温を制御できる栽培装置を提供するものである。本発明の一態様に係る栽培装置は、作物を着生させる培地部と、この培地部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であって、上記培地部が毛管現象により栽培液が供給される領域を有し、上記培地部に供給する栽培液の温度を調節する温度調節機構をさらに備える。上記栽培液供給機構が、栽培液を貯留する栽培液槽、この栽培液槽から供給される栽培液を一次貯留する貯留槽及びこの貯留槽から培地部に栽培液を流通する送液部を有し、上記温度調節機構が上記栽培液槽又は送液部に付設されているとよい。上記栽培液槽の栽培液を上記培地部の上方から供給する栽培液補助供給機構をさらに備え、上記温度調節機構が上記栽培液槽に付設され、上記栽培液補助供給機構により培地部に供給された栽培液を上記貯留槽を介して栽培液槽に循環するとよい。
2016098414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作物を着生させる培地部と、
この培地部に栽培液を供給する栽培液供給機構と
を備える栽培装置であって、
上記培地部が毛管現象により栽培液が供給される領域を有し、
上記培地部に供給する栽培液の温度を調節する温度調節機構をさらに備える栽培装置。
【請求項２】
上記栽培液供給機構が、栽培液を貯留する栽培液槽、この栽培液槽から供給される栽培液を一次貯留する貯留槽及びこの貯留槽から培地部に栽培液を流通する送液部を有し、
上記温度調節機構が上記栽培液槽又は送液部に付設されている請求項１に記載の栽培装置。
【請求項３】
上記栽培液槽の栽培液を上記培地部の上方から供給する栽培液補助供給機構をさらに備え、
上記温度調節機構が上記栽培液槽に付設され、
上記栽培液補助供給機構により培地部に供給された栽培液を上記貯留槽を介して栽培液槽に循環する請求項２に記載の栽培装置。
【請求項４】
上記栽培液供給機構が、栽培液を貯留する栽培液槽及びこの栽培液槽から供給される栽培液を保持する貯留槽を有し、
上記温度調節機構が上記栽培液槽に付設されている請求項１に記載の栽培装置。
【請求項５】
上記栽培液供給機構が、栽培液槽内の栽培液温度と培地部内の栽培液温度との差が５℃以内になるよう構成されている請求項２、請求項３又は請求項４に記載の栽培装置。
【請求項６】
上記貯留槽における栽培液の水位を検出する機構をさらに備える請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の栽培装置。
【請求項７】
上記温度調節機構が、サーモスタット及びヒーターを有している請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の栽培装置。
【請求項８】
上記培地部が、枠体及びこの枠体内に充填される粒子を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の栽培装置。
【請求項９】
上記充填される粒子の毛管上昇高さが、３ｃｍ以上３００ｃｍ以下である請求項８に記載の栽培装置。
【請求項１０】
上記粒子が、粒径０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の単粒を５０質量％以上含む請求項８又は請求項９に記載の栽培装置。
【請求項１１】
上記粒子のタップ密度が、１．００ｇ／ｃｍ３以上３．００ｇ／ｃｍ３以下である請求項８、請求項９又は請求項１０に記載の栽培装置。
【請求項１２】
作物を着生させた培地部に栽培液を供給する栽培方法であって、
上記培地部が毛管現象により栽培液が供給される領域を有し、
上記培地部に供給する栽培液の温度を調節する栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、栽培装置及び栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
作物の栽培において、作物にはそれぞれ生育に適した温度があるため、生育に適した温度となるよう温度調節が行われることが多い。特に作物の地上部の生育をよくするためには、根を広く深く張らせる必要があるため、根の生育に適した地温を確保する必要がある。現状の農業では、一般的にこの地温の温度調節をエアコンや温湯管による気温制御により行っている。【０００３】
このような気温制御において温室内の冷房及び暖房効率を向上させるために、温室内に上部内屋根と、この上部内屋根のさらに内側に下部内屋根とを備え、上部内屋根と下部内屋根との間に宙空間を形成した冷暖房装置が考案されている（特開２００１−２１１７５７号公報参照）。この冷暖房装置は、上記宙空間を形成することで宙空間の下方の栽培空間が外気の影響を受け難いようにし、栽培空間に配設した空調機による冷房及び暖房効率を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１１７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のエアコンや温湯管による気温制御で地温を調節する栽培装置は、設備コストが高く、また気温制御に要する光熱費も嵩むため、作物の栽培コストが増加するという不都合がある。また、従来の気温調節による地温調節では、気温の変化に対する地温の変化に一定のタイムラグがある。さらに、地温を所望の温度とすることも困難である。【０００６】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、低コストで比較的高精度で地温を制御できる栽培装置及び栽培方法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】
【０００７】
発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、培地部の地温が温室内の気温よりも栽培液の温度に密接に連動することを見出した。これは、空気よりも液体である栽培液の方が熱伝導率が高いためと考えられる。つまり、発明者らは、従来のエアコン等による温室内の気温調節に連動させる地温調節よりも、培地部へ供給する栽培液の温度調節に連動させる地温調節の方が、培地部の地温を効率よく調節できることを見出した。【０００８】
この知見に基づいて考案した本発明の一態様に係る栽培装置は、作物を着生させる培地部と、この培地部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であって、上記培地部が毛管現象により栽培液が供給される領域を有し、上記培地部に供給する栽培液の温度を調節する温度調節機構をさらに備える栽培装置である。【０００９】
また、本発明の一態様に係る栽培方法は、作物を着生させた培地部に栽培液を供給する栽培方法であって、上記培地部が毛管現象により栽培液が供給される領域を有し、上記培地部に供給する栽培液の温度を調節する栽培方法である。
【発明の効果】
【００１０】
当該栽培装置及び栽培方法は、低コストで比較的高精度で地温を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る栽培装置を示す模式図である。
【図２】図１の栽培装置の構成例を示す模式的平面図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る栽培装置を示す模式図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る栽培装置を示す模式図である。
【図５】温室内気温、貯留槽内液温及び培地部温度の温度変化を示すグラフである。
【図６】温室内気温、貯留槽内液温及び培地部温度と日照量との関係を示すグラフである。
【図７】作物による吸水量と培地部の冷却効果との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一実施形態に係る栽培装置は、作物を着生させる培地部と、この培地部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であって、上記培地部が毛管現象により栽培液が供給される領域を有し、上記培地部に供給する栽培液の温度を調節する温度調節機構をさらに備える栽培装置である。
【００１３】
当該栽培装置は、培地部に供給する栽培液の温度調節機構を備え、温度調節された栽培液を毛管現象により上記領域から培地部へ供給する。培地部の地温は、外気温よりも栽培液の温度により密接に連動して変化するので、当該栽培装置は、このように栽培液の温度調節により培地部温度を比較的高精度に調節することができる。また、当該栽培装置は、空気よりも放熱及び拡散の小さい流体である栽培液を用いて熱を輸送するので、効率よく培地部の温度を調節でき、従来のエアコン等で気温調節する場合に比べて、培地部の温度調節のための設備コスト及びランニングコストを低減できる。
【００１４】
また、当該栽培装置は、作物を着生させる培地部が、毛管現象により栽培液が供給される領域を有することで、栽培液の過剰な供給が避けられ、作物の根部に安定的に適度な水分ストレスをかけることができる。また、毛管現象により栽培液が供給される上記領域は、気相が液相に比べて大きく、通気性に優れる。これにより、当該栽培装置は、酸素供給構造がなくとも、酸素不足による根腐れを効果的に抑制することができ、設備コスト及び運転コストを削減できる。ここで、「水分ストレス」とは、例えば作物が低湿度の状態に曝されることによる乾燥ストレス、及び作物を取り囲む環境が高濃度の塩分のため高浸透圧となることによる浸透圧ストレスを意味する。
【００１５】
上記栽培液供給機構が、栽培液を貯留する栽培液槽、この栽培液槽から供給される栽培液を一次貯留する貯留槽及びこの貯留槽から培地部に栽培液を流通する送液部を有し、上記温度調節機構が上記栽培液槽又は送液部に付設されているとよい。栽培液供給機構がこのような貯留槽及び送液部を有することで、培地部と貯留槽とを隔離しても培地部内に栽培液を容易かつ確実に供給することが可能となる。また、上記温度調節機構が栽培液槽に付設される場合、例えば栽培液槽から複数の貯留槽へ供給する栽培液を同時に温度調節できる。また、上記温度調節機構が送液部に付設される場合、栽培液が供給される培地部の上記領域と温度調節機構との距離が小さくなり、温度調節後の栽培液が短時間で培地部へ供給されるので、培地部の温度変化のタイムラグを低減できる。
【００１６】
上記栽培液槽の栽培液を上記培地部の上方から供給する栽培液補助供給機構をさらに備え、上記温度調節機構が上記栽培液槽に付設され、上記栽培液補助供給機構により培地部に供給された栽培液を上記貯留槽を介して栽培液槽に循環するとよい。このように、温度調節機構が付設された栽培液槽の栽培液を培地部の上方から供給する栽培液補助供給機構を備えることで、培地部を流通する温度調節された栽培液の流速を大きくできるため、培地部の温度調節作用を促進できる。これにより、例えば栽培初期や夜間などの作物の吸水量が小さい場合でも、より確実に培地部の温度を調節できる。また、栽培液補助供給機構により培地部に供給された栽培液を栽培液槽に循環させるので、培地部は栽培液が過剰な状態とならず作物の根部へ適度な水分ストレスがかかる状態を維持させることができる。
【００１７】
上記栽培液供給機構が、栽培液を貯留する栽培液槽及びこの栽培液槽から供給される栽培液を保持する貯留槽を有し、上記温度調節機構が上記栽培液槽に付設されていてもよい。このように、貯留槽へ栽培液を供給する栽培液槽に温度調節機構が付設されていることで、例えば栽培液槽から複数の貯留槽へ栽培液を供給する場合、複数の貯留槽へ供給する栽培液の温度を同時に調節することができると共に、貯留槽毎に温度調節するよりも栽培液の温度調節に要するエネルギーを抑制でき、ランニングコストをより低減できる。
【００１８】
上記栽培液供給機構が、栽培液槽内の栽培液温度と培地部内の栽培液温度との差が５℃以内になるよう構成されているとよい。このように、栽培液槽内の栽培液温度と培地部内の栽培液温度との差が上記上限以内となるよう栽培液供給機構を構成することで、培地の温度をより精度よく所望の温度に調節できる。
【００１９】
上記貯留槽における栽培液の水位を検出する機構をさらに備えるとよい。このように、貯留槽内の栽培液の水位を検出する機構を備えることで、検出される水位から作物の根部にかかる水分ストレスを判定できるので、貯留槽内の栽培液の水位の調節により作物の根部に適切な水分ストレスをかけることができる。その結果、収穫する作物の糖度をより高めることができる。
【００２０】
上記温度調節機構が、サーモスタット及びヒーターを有しているとよい。このように、サーモスタット及びヒーターを有する温度調節機構とすることで、設備コストをより低減できると共に、簡易な構成で栽培液の温度調節ができる。
【００２１】
上記培地部が、枠体及びこの枠体内に充填される粒子を有するとよい。このように、培地部の枠体に粒子を充填することで、毛管現象により栽培液が供給される上記領域における気相の液相に対する比をより高めることができ、酸素供給能力を効果的に高めることができる。また、上記領域で毛管現象が発現できる量の土壌等の粒子が枠体内に充填されればよいので、従来の土壌栽培に比べて土壌の使用量を大幅に低減でき、培地部を軽量化できる。これにより、樹脂パイプ等の安価な材料で形成した足場の上に農地を設ける構成とでき、足場の調節により農地の高低差を容易に調整できる。
【００２２】
上記充填される粒子の毛管上昇高さとしては、３ｃｍ以上３００ｃｍ以下が好ましい。このような毛管上昇高さとすることで、装置設計の自由度を高められるほか、農作業の作業性を向上させることができる。
【００２３】
上記粒子は、粒径０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の単粒を５０質量％以上含むことが好ましい。上記粒子をこのような構成とすることで、培地部における毛管現象をより効果的に発揮させることができ、かつ上記領域における気相の液相に対する比をさらに高めることで酸素不足による根腐れをより効果的に抑制することができる。ここで、「粒径」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１（２００６）に規定される篩を用い、目開きの大きい篩から順に粒子をかけて篩上の粒子数と各篩の目開きとから算出される粒子の平均径である。
【００２４】
上記粒子のタップ密度としては、１．００ｇ／ｃｍ３以上３．００ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。このように粒子のタップ密度を上記範囲内とすることで、培地部の粒子が毛管現象をより効果的に発揮することができ、かつ上記領域における気相の液相に対する比をより高めることで酸素不足による根腐れをより効果的に抑制することができる。ここで、「タップ密度」とは、粉体の嵩密度を意味し、ＪＩＳ−Ｚ２５１２（２０１２）に準拠して測定される値である。
【００２５】
また、別の本発明の一態様に係る栽培方法は、作物を着生させた培地部に栽培液を供給する栽培方法であって、上記培地部が毛管現象により栽培液が供給される領域を有し、上記培地部に供給する栽培液の温度を調節する栽培方法である。
【００２６】
当該栽培方法は、培地部に供給する栽培液の温度を調節することにより、温度調節された栽培液を毛管現象により上記領域から培地部へ供給する。培地部の地温は、外気温よりも栽培液の温度により密接に連動して変化するので、当該栽培方法は、このように栽培液の温度調節により培地部温度を比較的高精度に調節することができる。また、当該栽培方法は、空気よりも放熱及び拡散の小さい流体である栽培液を用いて熱を輸送するので、効率よく培地部の温度を調節でき、従来のエアコン等で気温調節する場合に比べて培地部の温度調節のための設備コスト及びランニングコストを低減できる。
【００２７】
また、当該栽培方法は、作物を着生させる培地部が、毛管現象により栽培液が供給される領域を有することで、栽培液の過剰な供給が避けられ、作物の根部に安定的に適度な水分ストレスをかけることができる。また、毛管現象により栽培液が供給される上記領域は、気相が液相に比べて大きく、通気性に優れる。これにより、当該栽培方法は、酸素供給構造がなくとも、酸素不足による根腐れを効果的に抑制でき、設備コスト及び運転コストを削減できる。
【００２８】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る栽培装置及び栽培方法を説明する。
【００２９】
〔第一実施形態〕
図１に示す当該栽培装置１は、作物Ｑを着生させる培地部２と、この培地部２に栽培液Ｒを供給する栽培液供給機構３と、培地部２に供給する栽培液Ｒの温度を調節する温度調節機構４とを主に備える。培地部２は、枠体５と、この枠体５内に充填される充填粒子６とを有し、この充填粒子６の毛管現象により栽培液Ｒが供給される栽培液供給領域７を有する。また、栽培液供給機構３は、栽培液Ｒを貯留する栽培液槽８と、この栽培液槽８から供給される栽培液Ｒを一次貯留する貯留槽９と、この貯留槽９から培地部２に栽培液Ｒを流通する送液部１０とを有する。また、温度調節機構４は、サーモスタット１１及びヒーター１２を有し、これらは栽培液槽８に付設されている。また、当該栽培装置１は、遮根透水シート１６、第一防水シート１７ａ及び第二防水シート１７ｂを備える。
【００３０】
＜培地部＞
培地部２は、枠体５と、この枠体５内に充填される充填粒子６と、この充填粒子６が充填される層に毛管現象により栽培液Ｒが供給される栽培液供給領域７とを有し、作物Ｑを着生させる部分である。
【００３１】
（枠体）
枠体５は、充填される充填粒子６を保持すると共に、作物Ｑの根が枠体５外へ貫通することを防止する。
【００３２】
枠体５は有底筒状体である。枠体５の平面形状としては特に限定されないが、輸送の観点からは重ね合わせ可能な形状が好ましく、円形がより好ましい。また、枠体５の底部は遮根透水シート１６で構成される。このように枠体５の少なくとも底部を遮根透水シート１６とすることで、培地部２内の作物Ｑの根部が貯留槽９に浸漬することを防止できる。
【００３３】
なお、枠体５の底部だけでなく、側部及び上部も遮根透水シート１６とする構成としてもよいが、培地部２の保水性を高める観点からは底面のみを遮根透水シート１６とすることが好ましい。
【００３４】
枠体５の平均内径の下限としては、６ｃｍが好ましく、９ｃｍがより好ましい。一方、枠体５の平均内径の上限としては、２３ｃｍが好ましく、１５ｃｍがより好ましい。枠体５の平均内径が上記下限に満たない場合、作物Ｑの根部が十分に広がることができず生育不良となるおそれがある。逆に、枠体５の平均内径が上記上限を超える場合、培地部２の質量が大きくなりすぎるおそれがある。なお、「平均内径」とは、枠体５の平面視内面形状と同面積の円の直径（真円換算径）を枠体５の高さ方向で平均した値を意味する。
【００３５】
枠体５の底部（遮根透水シート１６）を除く部分を構成する材料としては特に限定されないが、通気性と透水性とを有する紙、シート状の樹脂等が挙げられる。シート状の樹脂は織布でも不織布でもよく、その中でも多孔質樹脂フィルムが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂製フィルムを延伸した多孔質樹脂フィルムがより好ましい。
【００３６】
遮根透水シート１６は、枠体５の底面部分のみに配設してもよいが、図１に示すように平面視で枠体５以外の領域にも敷設してもよい。遮根透水シート１６は、透水性を有するため、このように敷設することで栽培液の送液を邪魔せずに、防水、遮光等の機能を奏する。なお、枠体５の底部と遮根透水シート１６とは接着されていてもよいし、枠体５を遮根透水シート１６の上に載置してもよい。
【００３７】
遮根透水シート１６の素材としては、特に限定されないが、例えば紙、織布等が挙げられる。
【００３８】
遮根透水シート１６の平均厚みの下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．２ｍｍがより好ましい。一方、遮根透水シート１６の平均厚みの上限としては、５ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。遮根透水シート１６の平均厚みが上記下限に満たない場合、遮根性が損なわれるおそれがある。逆に、遮根透水シート１６の平均厚みが上記上限を超える場合、遮根透水シート１６のコストが高くなりすぎるおそれがある。
【００３９】
（充填粒子）
枠体５内に充填される充填粒子６の中層部及び下層部が、毛管現象を発現する栽培液供給領域７に含まれる。充填粒子６としては、充填により毛管現象を発現するものであれば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、木炭等が挙げられる。これらは２種以上を混合して用いてもよい。これらの充填粒子６のうち、良好な毛管現象が確保され、また不要になった場合に自然土に返せる観点から、土壌が好ましい。
【００４０】
上記土壌としては、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、真砂土等が挙げられる。これらの中でも、砂が好ましい。上記土壌として砂を用いることで、気相の液相に対する比をより高めて、酸素供給能力を効果的に高めることができる。これにより、酸素供給構造がなくとも、酸素不足による根腐れを効果的に抑制することができる。また、砂は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ので根病が起こり難い。
【００４１】
充填粒子６の単粒の粒径の下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．１５ｍｍがより好ましい。一方、上記粒径の上限としては、１ｍｍが好ましく、０．６ｍｍがより好ましい。上記粒径が上記下限に満たない場合、栽培液供給領域７の空隙部分が少なくなり過ぎて過湿になり雑菌が繁殖し易くなるおそれがある。逆に、上記粒径が上記上限を超える場合、栽培液供給領域７の空隙が大きくなりすぎて毛管現象が弱くなり、所定の量の栽培液Ｒを根部に給水できなくなるおそれがある。
【００４２】
充填粒子６の粒径０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の単粒の含有割合の下限としては、５０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましい。上記単粒の含有割合が上記下限に満たない場合、栽培液供給領域７が発揮する毛管現象が弱くなり、所定の量の栽培液Ｒを根部に給水できなくなるおそれがある。
【００４３】
充填粒子６を構成する粒子のタップ密度の下限としては、１．００ｇ／ｃｍ３が好ましく、１．６５ｇ／ｃｍ３がより好ましく、１．７０ｇ／ｃｍ３がさらに好ましい。一方、上記粒子のタップ密度の上限としては、３．００ｇ／ｃｍ３が好ましく、１．８５ｇ／ｃｍ３がより好ましく、１．８３ｇ／ｃｍ３がさらに好ましい。上記粒子のタップ密度が上記下限に満たない場合、栽培液供給領域７の空隙が大きくなりすぎて毛管現象が弱くなり、所定の量の栽培液Ｒを根部に給水できなくなるおそれがある。逆に、上記粒子のタップ密度が上記上限を超える場合、栽培液供給領域７の空隙部分が少なくなり過ぎて過湿になり雑菌が繁殖し易くなるおそれがある。
【００４４】
充填粒子６の毛管上昇高さの下限としては、３ｃｍが好ましく、１０ｃｍがより好ましく、２０ｃｍがさらに好ましい。一方、充填粒子６の毛管上昇高さの上限としては、３００ｃｍが好ましく、２００ｃｍがより好ましく、４０ｃｍがさらに好ましい。充填粒子６の毛管上昇高さを上記範囲とすることで、装置設計の自由度を高められるほか、農作業の作業性を向上させることができる。充填粒子６の毛管上昇高さが上記下限に満たない場合、作物Ｑの根部に栽培液Ｒを給水できず作物Ｑが生育不良となるおそれがある。逆に、充填粒子６の毛管上昇高さが上記上限を超える場合、根部に水分ストレスを与え難くなるおそれがある。
【００４５】
なお、毛管上昇高さ［ｍ］ｈは、栽培液Ｒの表面張力［Ｎ／ｍ］をＴ、栽培液Ｒの接触角［°］をθ、栽培液Ｒの密度［ｋｇ／ｍ３］をρ、重力［ｍ／ｓ２］をｇ、充填粒子６の質量１０％粒子径［ｍ］をｒとすると、下記式（１）で求められる。ここで、「質量１０％粒子径」とは、ＪＩＳ−Ａ１２０４（２００９）「土の粒度試験方法」に準拠して、粒径加積曲線から読み取られる通過質量百分率が１０％のときの粒径Ｄ（１０％粒径Ｄ１０）を意味する。
ｈ＝２Ｔｃｏｓθ／ρｇｒ  ・・・（１）
【００４６】
１つの枠体５において、栽培液供給領域７の枠体５の底面からの高さが０ｃｍの位置における栽培液Ｒの平均流速の下限としては、０．２Ｌ／ｈｒが好ましく、０．３Ｌ／ｈｒがより好ましい。上記栽培液Ｒの平均流速が上記下限に満たない場合、作物Ｑが必要な吸水速度に満たないため、水切れにより作物Ｑが枯れるおそれがある。なお、平均流速とは、枠体５の底面を通過して栽培液供給領域７に至る栽培液Ｒの通過量［Ｌ］を５つ以上の独立した枠体５で測定して得られる数値の平均値である。
【００４７】
栽培液供給領域７における栽培液Ｒの平均流速が十分に大きい条件では、栽培液供給領域７に作物Ｑの吸水速度が平均流速以下となる地点が存在するため、作物Ｑは際限なく吸水する（このときの吸水量を最大吸水日量という）。この状態から後述する貯留槽９の液面の水位を少しずつ下げていくと、徐々に給水速度が低下して吸水に制限が掛かる（このときの吸水量を制限吸水日量という）。当該栽培装置１では作物Ｑの吸水日量は水消費日量から概算できるため、吸水量を任意の割合に制限できる。栽培液Ｒの平均流速が制限されても給水は継続するため、給水量を制限する場合と比べて培地部２は乾燥し難く、根部が傷むおそれは小さい。給水速度制限による培地部２の保水量の低下は、培地部２の重量の低下によっても計測できる。そのため、管理者は高価な水分センサーがなくとも水分を管理できる。
【００４８】
充填粒子６の充填高さの下限としては、１ｃｍが好ましく、３ｃｍがより好ましく、５ｃｍがさらに好ましい。一方、充填粒子６の充填高さの上限としては、５０ｃｍが好ましく、３０ｃｍがより好ましく、１５ｃｍがさらに好ましい。充填粒子６の充填高さが上記下限に満たない場合、作物Ｑの根が栽培液供給領域７の毛管構造を破壊することにより、生育不良となるおそれがある。逆に、充填粒子６の充填高さが上記上限を超える場合、培地部２の質量が大きくなりすぎるおそれがある。
【００４９】
栽培液供給領域７の栽培液Ｒの保水量の下限としては、０．０４Ｌが好ましく、０．０５Ｌがより好ましく、０．１０Ｌがさらに好ましい。一方、栽培液供給領域７の栽培液Ｒの保水量の上限としては、２Ｌが好ましく、１．５Ｌがより好ましく、０．６Ｌがさらに好ましい。栽培液供給領域７の栽培液Ｒの保水量が上記下限に満たない場合、当該栽培装置１の故障等で栽培液供給機構３による培地部２への給水が失われた場合に、作物Ｑが全滅するリスクが高くなる場合がある。逆に、栽培液Ｒの保水量が上記上限を超える場合、培地部２の質量が大きくなるおそれや、保水量の調節が困難となるおそれがある。なお、保水量とは、保水状態の培地部２の質量から乾燥状態の培地部２の質量を引いた値を体積換算したものをいう。
【００５０】
＜栽培液供給機構＞
栽培液供給機構３は、栽培液Ｒを貯留する栽培液槽８と、栽培液槽８から供給される栽培液Ｒを一次貯留する貯留槽９と、貯留槽９から培地部２に栽培液Ｒを流通する送液部１０とを有する。
【００５１】
（送液部）
送液部１０はシート体である。送液部１０は、培地部２及び貯留槽９間に、その一部が後述の貯留槽９内に浸漬されるように配設されており、貯留槽９の栽培液Ｒを毛管現象により揚水し、遮根透水シート１６を介して培地部２の底部に供給する。栽培液供給機構３が送液部１０を有することで、培地部２と貯留槽９とを隔離しても培地部２内に栽培液Ｒを容易かつ確実に供給することが可能となる。
【００５２】
送液部１０は、毛管現象により栽培液Ｒを揚水し、培地部２の底部に供給できるものであれば特に制限されないが、例えば不織布、ロックウールシート、フェルトシート、ウレタンシート等が挙げられる。これらのうち、適度な毛管現象の発現及び適切な吸水率を発揮させる観点から、不織布が好ましい。
【００５３】
送液部１０の透水率の下限としては、０．０１％が好ましく、１％がより好ましい。一方、送液部１０の透水率の上限としては、４０％が好ましく、３０％がより好ましい。送液部１０の透水率が上記下限に満たない場合、培地部２の底部に供給される栽培液Ｒの量が不十分となるおそれがある。逆に、送液部１０の透水率が上記上限を超える場合、送液部１０ひいては当該栽培装置１のコストが高くなりすぎるおそれがある。ここで、「透水率」とは、平面状の送液部１０の表面から水を散布した際に送液部１０の裏面へ通過した水の比率をあらわす。
【００５４】
送液部１０の平均厚みの下限としては、０．５ｍｍが好ましく、０．７ｍｍがより好ましい。一方、送液部１０の平均厚みの上限としては、２ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましい。送液部１０の平均厚みが上記下限に満たない場合、送液部１０の強度が低下し破断するおそれがある。逆に、送液部１０の平均厚みが上記上限を超える場合、送液部１０のコストが高くなるおそれがある。
【００５５】
送液部１０の揚水高さの下限としては、３ｃｍが好ましく、１０ｃｍがより好ましく、２０ｃｍがさらに好ましい。一方、送液部１０の揚水高さの上限としては、３００ｃｍが好ましく、２００ｃｍがより好ましく、４０ｃｍがさらに好ましい。送液部１０の揚水高さが上記下限に満たない場合、培地部２の底部に供給される栽培液Ｒの量が不十分となり水切れが起こるおそれがある。逆に、送液部１０の揚水高さが上記上限を超える場合、送液部１０のコストが高くなるおそれがある。ここで、揚水高さとは、以下の手法で測定される。まず、送液部１０を幅４ｃｍ、長さ１２０ｃｍに切断したシートを平均厚み０．０３ｍｍのポリエチレンフィルムで被覆（熱圧着で袋状としたフィルムにシートを挿入して周りを被覆）したものを測定サンプルとし、鉛直に測定サンプルを吊り下げられるようにした架台にセットする。このとき、上部及び下部を５ｃｍ開放して液面に接しておくようにする。そして、２４時間で液面から揚水した高さを５回測定した値の平均値を揚水高さとする。
【００５６】
（貯留槽）
貯留槽９は、培地部２へ供給する栽培液Ｒを一次貯留する槽であり、非透水性の材質で構成される。貯留槽９は培地部２と離間して配設される。具体的には図２に示すように、貯留槽９は、培地部２の下方かつ平面視で培地部２と重複しない領域に配設されている。このような領域に貯留槽９を配設することで、作物Ｑの根が貯留槽９に侵入することをより確実に防止できると共に、複数の培地部２で１つの貯留槽９を共有することができる。なお、貯留槽９は、上方が開放され栽培液Ｒの供給を容易にすると共に、底面及び側面には第二防水シート１７ｂが敷設され栽培液Ｒの漏出を防止している。第一防水シート１７ａと第二防水シート１７ｂとは一枚のシートから形成されてもよい。
【００５７】
貯留槽９内には送液部１０の一部が浸漬されており、栽培液Ｒはこの送液部１０を介して培地部２の底部に供給される。栽培液Ｒは貯留槽９から培地部２へ一方向的に送液されるため、水耕栽培に見られる貯留水を介した病害の水平伝播を防止できる。
【００５８】
貯留槽９の上部は、遮光材で遮光されていることが好ましい。この遮光材としては、例えば遮根透水シート１６、第一防水シート１７ａ等を使用できる。このように貯留槽９が遮光されることで、貯留槽９において藻が繁殖することを抑制することができる。加えて、当該栽培装置１においては、貯留槽９の保持する栽培液Ｒが作物Ｑの根に直接接触しない。これらの相乗効果で、貯留槽９は清潔な状態が保たれており、栽培液Ｒはフィルター処理せずとも雑菌の繁殖が抑制されている。
【００５９】
＜防水シート＞
第一防水シート１７ａは、培地部２設置領域以外の領域の遮根透水シート１６及び送液部１０の上面側に積層されるシートであり、栽培液Ｒの蒸発、漏出した栽培液Ｒ等が貯留槽９に混入すること等を防止する。また、上述したように、第一防水シート１７ａは、遮光材としての機能も発揮することができる。
【００６０】
第二防水シート１７ｂは、遮根透水シート１６と送液部１０又は貯留槽９との下面側に積層されるシートであり、当該栽培装置１を例えば地表と隔離することで、漏出した栽培液Ｒが地下に浸透することを防止できる。
【００６１】
第一防水シート１７ａ及び第二防水シート１７ｂとしては、水と作物Ｑの根とを通さないものであれば特に限定されないが、例えばポリオレフィン系フィルム、フッ素樹脂系フィルム、生分解性プラスチックフィルム等を使用することができる。
【００６２】
（栽培液槽）
栽培液槽８は、貯留槽９へ供給する栽培液Ｒを貯留する槽である。栽培液槽８に貯留される栽培液Ｒは、制御部１３によってポンプ１４が制御され、供給管１５を介して貯留槽９へ供給される。
【００６３】
栽培液槽８で貯留する栽培液Ｒは、肥料を含むことが好ましい。肥料は、貯留槽９において雑菌が繁殖することを抑制できる観点から、化学肥料を含むことが好ましい。なお、肥料は、栽培液Ｒだけでなく、培地部２内に直接与えてもよい。
【００６４】
＜温度調節機構＞
温度調節機構４は、サーモスタット１１及びヒーター１２を有する。サーモスタット１１は、栽培液槽８に貯留される栽培液Ｒの温度を検出する。ヒーター１２は、栽培液槽８内又は栽培液槽８の外側に配設され、栽培液槽８に貯留される栽培液Ｒを加熱する。
【００６５】
栽培液槽８に貯留される栽培液Ｒの温度がサーモスタット１１で設定される所定の下限温度未満になると、制御部１３がヒーター１２を制御し、栽培液Ｒの温度がサーモスタット１１で設定される所定の上限温度に達するまで栽培液Ｒを加熱する。作物Ｑに適した地温は、例えば昼間と夜間とで異なる場合が多いので、制御部１３は、例えば時間に応じてサーモスタット１１の設定温度を切り替え、栽培液Ｒが供給される培地部２の温度が作物Ｑに適した地温となるよう制御する。
【００６６】
なお、栽培液Ｒの温度を低下させる場合には、制御部１３がヒーター１２を制御し、栽培液Ｒの加熱を停止させる。これにより、周囲の温度の影響により栽培液槽８内の栽培液Ｒの温度が低下する。また、例えば制御部１３が低温の栽培液Ｒを栽培液槽８内に供給するよう制御し、栽培液槽８内の栽培液Ｒの温度を低下させてもよい。
【００６７】
当該栽培装置１において、栽培液供給機構３は、栽培液槽８内の栽培液Ｒの温度と培地部２内の栽培液Ｒの温度との差が５℃以内になるよう構成されていることが好ましく、上記差が３℃以内になるように構成されていることがより好ましい。上記差が上記上限を超える場合、培地部２の温度を精度よく調節できなくなり、十分な品質の作物Ｑを栽培できないおそれがある。
【００６８】
図２に、当該栽培装置１の栽培液槽８、貯留槽９及び培地部２の接続構成例を示す。図２の当該栽培装置では、１つの貯留槽９１と任意の数（ｍ個）の培地部２１、２２、…、２ｍとを送液部１０で接続し、１つの貯留槽９１から複数の培地部２１、２２、…、２ｍへ栽培液Ｒを送液する。また、１つの栽培液槽８から任意の数（ｎ個）の貯留槽９１、９２、…、９ｎへ供給管１５を介して栽培液Ｒを供給する。このような構成とすることにより、低い設置コストで多くの作物Ｑを栽培できると共に、各作物Ｑの地温を同時に制御できる。
【００６９】
栽培液槽８は、複数の貯留槽９１、９２、…、９ｎへ供給する栽培液Ｒを貯留するので、栽培液槽８の容量は、各貯留槽９１、９２、…、９ｎの容量よりも大きくすることが好ましい。栽培液Ｒを保持する槽の容量が大きいほど、内部に保持される栽培液Ｒは外部の温度による影響を受け難い。従って、図２のように栽培液槽８が貯留槽９よりも大きい場合、図１のように栽培液槽８内の栽培液Ｒの温度を調節する構成とすることで、栽培液Ｒの加熱及び保温に要するエネルギーを低減でき、温度調節に要するランニングコストを低減できる。
【００７０】
例えば図２の構成において、１株ずつトマト苗を植えた１２０個の培地部が長さ２４ｍの各貯留槽に略等間隔に配置される。つまり、培地部は１ｍ当たり５個配置される。この場合、各貯留槽のうち、栽培液槽８から最も遠い貯留槽９１までの距離は１０ｍ程度となる。このとき、各貯留槽に保持される容量の栽培液Ｒは、１時間以内に各培地部へ供給される。また、この時間内に栽培液槽８から各貯留槽へ供給される栽培液Ｒの合計量は２０Ｌ程度である。ここで、栽培液槽８から各貯留槽へ流通する栽培液Ｒの流速は、送液部１０で流通する栽培液Ｒの流速よりも速いので、各貯留槽への栽培液Ｒの流通時に外部の温度の影響を受け難く、栽培液槽８で温度調節された栽培液Ｒの温度は、各貯留槽への流通時に変化し難い。
【００７１】
栽培液Ｒの供給経路を構成する部材は、保温性の部材で構成することが好ましい。具体的には、培地部２、栽培液槽８及び貯留槽９は、例えば断熱シートで包むことにより断熱する。また、送液部１０は、例えば断熱シートで挟み、供給管１５は、例えば断熱材を巻いて断熱する。これらの部材を断熱することにより、栽培液槽８から培地部２までの供給経路における栽培液Ｒの温度変化を抑制でき、培地部２の温度調節がし易くなると共に、栽培液Ｒの温度調節のためのランニングコストを低減できる。なお、上記断熱シート及び断熱材としては、発泡プラスチックが低コストで好ましい。
【００７２】
また、栽培液槽８及び貯留槽９は、地中に埋めて配設することが好ましい。これらを地中に埋めることにより、栽培液Ｒの保温効果が高まり、栽培液Ｒの温度調節のためのエネルギーを低減できる。また、作物Ｑの栽培に適した地温は昼間と夜間とで異なり、夜間よりも昼間の地温を高くする方が作物Ｑの栽培に適している。一方、地中の温度は、自然な状態で夜間よりも昼間の方が高くなるよう変化する。このように、地中の温度の昼夜間の変化の傾向は作物Ｑの栽培に適した地温の昼夜間の相違の傾向と合っているので、地中の温度は昼夜間を通じて作物Ｑの栽培に適した地温に近づくように変化する。従って、栽培液槽８及び貯留槽９を地中に埋めて配設することにより、栽培液Ｒの温度調節幅を小さくでき、エネルギーコストを低減できるという効果も得られる。
【００７３】
また、栽培液槽８及び貯留槽９を太陽光の当たる地上に設置する場合、栽培液槽８及び貯留槽９の外面を濃い色、例えば黒色に着色することが好ましい。外面を濃い色に着色することで、太陽光が当たる際に栽培液槽８及び貯留槽９内の栽培液Ｒの加温効果が得られる。
【００７４】
なお、図１の当該栽培装置１では、温度調節機構４を栽培液槽４に付設しているが、作物Ｑへ供給する栽培液Ｒの温度を調節できれば、温度調節機構４を栽培液槽４以外の部位に付設してもよい。例えば図１の栽培装置１において、送液部１０に沿って温度調節機構を構成する電熱線などのヒーターを付設してもよい。この場合、栽培液槽４よりも培地部２に近い位置で栽培液の温度を調節するので、より精度よく培地部２内における栽培液Ｒの温度を調節することができる。また、例えば貯留槽９に温度調節機構を構成するヒーターを付設し、貯留槽内の栽培液Ｒの温度を調節する構成としてもよい。
【００７５】
［栽培方法］
当該栽培方法は、図１の当該栽培液装置１を用いて行える。当該栽培方法は、作物Ｑを着生させた培地部２に栽培液Ｒを供給する栽培方法であって、上記培地部２が毛管現象により栽培液Ｒが供給される栽培液供給領域７を有し、上記培地部２に供給する栽培液Ｒの温度を調節する栽培方法である。
【００７６】
当該栽培方法は、より具体的には、栽培液供給機構３によって培地部２に栽培液を供給する工程（栽培液供給工程）と、温度調節機構４によって培地部２に供給する栽培液Ｒの温度を調節する工程（温度調節工程）とを備える。
【００７７】
＜栽培液供給工程＞
栽培液供給工程では、送液部１０が貯留槽９で一次貯留される栽培液Ｒを培地部２の底部まで送液する。この栽培液Ｒは、枠体５内の充填粒子６の毛管現象により培地部２の栽培液供給領域７へ供給される。具体的には、貯留槽９から送液部１０の毛管現象により栽培液Ｒを揚水し、遮根透水シート１６を介して培地部２の底部へ供給する。そして、培地部２の底部へ送液された栽培液Ｒは、充填粒子６の毛管現象によって栽培液供給領域７を介して作物Ｑの根部へ供給される。
【００７８】
栽培液供給工程では、培地部２への栽培液Ｒの供給状態に従って作物Ｑに適した供給量の栽培液Ｒを栽培液槽８から貯留槽９に継ぎ足す。具体的には、例えば培地部２内の水分量を検出する水分センサー（図示せず）を付設し、制御部１３がこの検出結果に基づいてポンプ１４を作動させ、栽培液Ｒを貯留槽９へ継ぎ足し供給する。これにより、作物Ｑに連続的に栽培液Ｒを供給することができる。また、貯留槽９内の栽培液Ｒの水位を検出する機構を例えば貯留槽９内に備えてもよい。この場合、制御部１３が貯留槽９内の水位の変化に基づいて貯留槽９に継ぎ足し供給する栽培液Ｒの供給量を求め、栽培液Ｒを貯留槽９へ供給する。
【００７９】
＜温度調節工程＞
温度調節工程では、貯留槽９へ継ぎ足し供給するための栽培液槽８内の栽培液Ｒの温度を調節する。具体的には、サーモスタット１１により栽培液槽８に貯留される栽培液Ｒの温度を検出し、制御部１３がサーモスタット１１の温度検出動作に基づいてヒーター１２を制御し、栽培液槽８内の栽培液Ｒの温度を調節する。このときの栽培液Ｒの調節設定温度は、培地部２の温度を作物Ｑに適した地温にさせるような温度に設定される。例えば、栽培液槽８内の栽培液Ｒの温度が作物Ｑに適した地温よりもｔ℃高いときに培地部２の温度を上記作物Ｑに適した地温にできる場合には、調節設定温度は作物Ｑに適した地温よりもｔ℃高い温度に設定される。
【００８０】
＜利点＞
当該栽培装置は、温度調節機構により温度調節した栽培液を毛管現象により供給される領域から培地部へ供給する。培地部の地温は、外気温よりも栽培液の温度により密接に連動して変化するので、当該栽培装置は、このように栽培液の温度調節により培地部温度を比較的高精度に調節できる。
【００８１】
また、当該栽培装置は、空気よりも放熱及び拡散の小さい流体である栽培液を用いて熱を輸送するので、効率よく培地部の温度を調節できる。また、当該栽培装置は、従来のエアコン等で気温調節する場合に比べて、培地部の温度調節のための設備コスト及びランニングコストを低減できる。
【００８２】
また、当該栽培装置は、作物を着生させる培地部が、毛管現象により栽培液が供給される栽培液供給領域を有することで、栽培液の過剰な供給が避けられ、作物の根部に安定的に適度な水分ストレスをかけることができる。また、上記栽培液供給領域は、気相が液相に比べて大きく通気性に優れるので、当該栽培装置は、酸素供給構造がなくとも酸素不足による根腐れを効果的に抑制することができ、設備コスト及び運転コストを削減できる。
【００８３】
また、当該栽培装置は、栽培液供給領域で毛管現象が発現できる量の土壌等の粒子を枠体内に充填すればよく、従来の土壌栽培に比べて土壌の使用量を大幅に低減できるので、培地部を軽量化できる。これにより、当該栽培装置は、樹脂パイプ等の安価な材料で形成した足場の上に農地を設ける構成とすることができ、足場の調節により農地の高低差を容易に調整できる。
【００８４】
また、当該栽培装置は下方灌水であるため、上方灌水より節水である。これは培地部の上層の保水量が比較的低く蒸発が起こり難いためである。このように蒸発が起こり難いため、温室の湿度管理と灌水管理とが干渉し難い。当該栽培装置は貯留槽が非透水性であるためさらに節水であり、排水のない完全閉鎖的な栽培装置が構築可能である。また、蒸発による水分の流亡が極めて小さいため、栽培液の消費量をほぼ正確に計測でき、吸水量を通じた植物生育の定量化が可能となる。さらに、このように培地部からの蒸発量が小さく、培地部に保たれた水分に塩類が溶出するため、上方灌水や毛管水耕に比べ塩類集積が起こり難いというメリットがある。また、培地部をフラッシングすることも容易である。
【００８５】
また、当該栽培装置は、培地量を最小化することで、培地部に保持される栽培液の消費速度を高めることができ、貯留槽中の栽培液と培地部中の栽培液とがほぼ均質となる。これにより他の培地耕に比べて栽培液の変更の影響も即座に得ることができ、培地部中のｐＨの調製等が容易となる。
【００８６】
〔第二実施形態〕
図３に示す当該栽培装置３１は、作物Ｑを着生させる培地部３２と、この培地部３２に栽培液Ｒを供給する栽培液供給機構３３と、培地部３２に供給する栽培液Ｒの温度を調節する温度調節機構３４とを主に備える。培地部３２は、枠体３５と、この枠体３５内に充填される充填粒子３６とを有し、この充填粒子３６の毛管現象により栽培液Ｒが供給される栽培液供給領域３７を有する。また、栽培液供給機構３３は、栽培液Ｒを貯留する栽培液槽３８と、この栽培液槽３８から供給される栽培液Ｒを保持する貯留槽３９とを有する。また、温度調節機構３４は、サーモスタット４１及びヒーター４２を有し、これらは栽培液槽３８に付設されている。また、当該栽培装置３１は、貯留槽３９内の栽培液Ｒの水位を検出する水位検出機構を備える。
【００８７】
第一実施形態の栽培装置１は、貯留槽９と培地部２とが隔離されていたのに対し、当該栽培装置３１は、貯留槽３９と培地部３２とを隔離せず、栽培液供給機構３３が送液部を有していない点が第一実施形態の栽培装置１と異なる。また、当該栽培装置３１は、水位検出機構を備える点が第一実施形態の栽培装置１と異なる。なお、当該栽培装置３１は、送液部を有していないので、栽培装置１が備える遮根透水シート１６、第一防水シート１７ａ及び第二防水シート１７ｂなどは備えない。以下、第一実施形態の栽培装置１と異なる点について説明する。
【００８８】
＜培地部＞
培地部３２は、枠体３５と、この枠体３５内に充填される充填粒子３６と、この充填粒子３６が充填される層に毛管現象により栽培液Ｒが供給される栽培液供給領域３７とを有し、作物Ｑを着生させる部分である。
【００８９】
枠体３５は、栽培液Ｒが通過し充填粒子３６は通過しない複数の微小な貫通孔が底部に形成されており、貯留槽３９の底に配設された複数の台４０の上に載置されている。この枠体３５は、底部が栽培液Ｒに浸漬しており、充填粒子３６の浸漬部分は栽培液Ｒが侵入した栽培液浸潤層となり、充填粒子３６の栽培液浸潤層の上方が全て栽培液供給領域３７となる。当該栽培装置３１は、栽培液浸潤層において酸素が不足しがちであるため、作物Ｑの根は栽培液浸潤層に伸長し難い。
【００９０】
なお、枠体３５を構成する材料としては、特に限定されないが、第一実施形態の枠体５と同様のものを用いることができる。すなわち、通気性と透水性とを有する紙、シート状の樹脂等が挙げられる。シート状の樹脂は織布でも不織布でもよく、その中でも多孔質樹脂フィルムが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂製フィルムを延伸した多孔質樹脂フィルムがより好ましい。
【００９１】
＜栽培液供給機構＞
栽培液供給機構３３は、栽培液Ｒを貯留する栽培液槽３８と、この栽培液槽３８から供給される栽培液Ｒを保持する貯留槽３９とを有する。
【００９２】
貯留槽３９は、底に複数の台４０が配設され、これらの台４０の上に培地部３２が載置される。貯留槽３９には、所定の水位の栽培液Ｒが保持され、枠体３５の底部がこの栽培液Ｒに浸漬するように培地部３２が貯留槽３９内に載置される。なお、１つの貯留槽３９内に複数の培地部３２が載置されることが好ましい。１つの貯留槽３９内に複数の培地部３２を載置することで、これらの複数の培地部３２に対する乾燥ストレスを同時かつ同等に調節できる。
【００９３】
＜水位検出機構＞
水位検出機構は、貯留槽３９内に付設された水位計４５で構成される。制御部４３によって、水位計４５で検出される水位に基づいて貯留槽３９への栽培液Ｒの供給量が調節される。
【００９４】
水位計４５は、貯留槽３９内の栽培液Ｒの水位を検出し、その検出結果を制御部４３へ通知する。
【００９５】
制御部４３は、水位計４５で検出された水位に基づいて貯留槽３９へ補充すべき栽培液Ｒの供給量を求め、ポンプ４４を作動させて栽培液Ｒを供給管４６を介して貯留槽３９へ供給する。例えば、貯留槽３９内の水位が常に一定になるように制御部４３が栽培液Ｒの供給量を制御することで、栽培液Ｒを自動供給でき、管理者の水やりの手間の省力化を図ることができる。
【００９６】
また、制御部４３による貯留槽３９への栽培液Ｒの供給量の制御により、乾燥ストレスをかけるように貯留槽３９の水位を調節してもよい。貯留槽３９内の栽培液Ｒの水位を上下させることで毛管上昇後の培地部３２内の液面高さを調節できるので、貯留槽３９への栽培液Ｒの供給量を制御することで、作物Ｑに対して適切な乾燥ストレスをかけることができる。
【００９７】
また、制御部４３により、貯留槽３９へ供給する栽培液Ｒに添加する塩分の量を調節してもよい。制御部４３は、水位計４５で検出された水位から貯留槽３９内に保持される栽培液Ｒの量を検出できるので、この栽培液量から作物Ｑに適した浸透圧ストレスがかかるような塩分の添加量を求めることができる。これにより、作物Ｑの根部に対する栽培液Ｒの浸透圧を調節でき、作物Ｑに対して適切な浸透圧ストレスをかけることができる。
【００９８】
＜温度調節機構＞
温度調節機構３４は、サーモスタット４１及びヒーター４２を有する。サーモスタット４１は、栽培液槽３８に貯留される栽培液Ｒの温度を検出する。ヒーター４２は、栽培液槽３８内又は栽培液槽３８の外側に配設され、栽培液槽３８に貯留される栽培液Ｒを加熱する。
【００９９】
温度調節機構３４は、第一実施形態の温度調節機構４と同様に、制御部４３が、サーモスタット４１で検出される温度に基づいてヒーター４２を制御し、栽培液槽３８に貯留される栽培液Ｒの温度を調節する。
【０１００】
＜利点＞
当該栽培装置は、栽培液供給機構として送液部を有していないので、簡易な構成とでき、設備コストをより低減できる。また、当該栽培装置は、水位検出機構を備えるので、貯留槽内の栽培液の水位を上下させることにより作物Ｑの根部にかかる乾燥ストレスを調節できる。
【０１０１】
〔第三実施形態〕
図４に示す当該栽培装置５１は、作物Ｑを着生させる培地部５２と、この培地部５２に栽培液Ｒを供給する栽培液供給機構５３と、培地部５２に供給する栽培液Ｒの温度を調節する温度調節機構５４と、栽培液Ｒを培地部５２の上方から供給する栽培液補助供給機構６６とを主に備える。培地部５２は、凹状に形成された透水シート５５と、この透水シート５５の内部に充填される充填粒子５６とを有し、この充填粒子５６の毛管現象により栽培液Ｒが供給される栽培液供給領域を有する。また、栽培液供給機構５３は、栽培液Ｒを貯留する栽培液槽５８と、この栽培液槽５８から供給される栽培液Ｒを一次貯留する貯留槽５９と、この貯留槽５９から培地部５２に栽培液Ｒを流通する送液部６０とを有する。また、温度調節機構５４は、サーモスタット６１及びヒーター６２を有し、これらは栽培液槽５８に付設されている。また、当該栽培装置５１は、培地部５２及び貯留槽５９を設置する基台６９と、これらの部材を覆う農業用ビニール７０とを備える。以下、第一実施形態の栽培装置１と異なる点について説明する。
【０１０２】
＜培地部＞
培地部５２は、曲折により凹状に形成された透水シート５５と、この透水シート５５の内部に充填される充填粒子５６と、この充填粒子５６の毛管現象により栽培液Ｒが供給される栽培液供給領域とを有し、作物Ｑを着生させる部分である。
【０１０３】
（透水シート）
透水シート５５は、透水性及び防根性を有する帯状のシートである。この透水シート５５の両側縁部が、後述する基台６９が有する平行な一対の固定棒７２に弛みを持たせて架け渡されると共に、曲折により凹状に形成されている。
【０１０４】
透水シート５５の素材としては、特に限定されないが、例えば紙、織布、不織布等が挙げられる。
【０１０５】
透水シート５５の平均厚さの下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．２ｍｍがより好ましい。一方、透水シート５５の平均厚さの上限としては、５ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。透水シート５５の平均厚さが上記下限に満たないと、防根性が損なわれるおそれがある。逆に、透水シート５５の平均厚さが上記上限を超えると、透水シート５５のコストが高くなりすぎるおそれがある。
【０１０６】
（充填粒子）
充填粒子５６は、凹状に形成された透水シート５５の内部に充填される。充填粒子５６としては、充填により毛管現象を発現するものであればよく、第一実施形態で用いる充填粒子６と同種のものを用いることができる。
【０１０７】
＜栽培液供給機構＞
栽培液供給機構５３は、栽培液Ｒを貯留する栽培液槽５８と、栽培液槽５８から供給される栽培液Ｒを一次貯留する貯留槽５９と、貯留槽５９から培地部５２に栽培液Ｒを流通する送液部６０とを有する。また、栽培液供給機構５３は、第１ポンプ６４及び給排水管６５を有する。
【０１０８】
（栽培液槽）
栽培液槽５８は、貯留槽５９及び培地部５２に栽培液Ｒを貯留する槽である。制御部６３によって第１ポンプ６４が制御されることにより、栽培液槽５８に貯留される栽培液Ｒは給排水管６５を介して貯留槽５９へ供給される。また、制御部６３によって第２ポンプ６７が制御されることにより、栽培液槽５８に貯留される栽培液Ｒは、供給管６８を介して培地部５２へ上方から供給される。なお、第１ポンプ６４は双方向ポンプであり、後述するように栽培液補助供給機構６６により培地部５２の上方から栽培液Ｒを供給する際には、給排水管６５を介して貯留槽５９内の栽培液Ｒを栽培液槽５８へ移送する。なお、給排水管６５は、図４に示すように貯留槽５９の下部に接続されるとよい。このように給排水管６５を貯留槽５９の下部に接続することにより、貯留槽５９内の栽培液Ｒをより効率よく栽培液槽５８へ移送することができる。
【０１０９】
（貯留槽）
貯留槽５９は、樋状に形成されており、後述する基台６９が有する支持棒７１により支持される。貯留槽５９は、培地部５２から透水シート５５を透過して流出する栽培液Ｒが内部に入る位置に配設される。すなわち、貯留槽５９は、図４に示すように培地部５２の鉛直下方に配設される。
【０１１０】
貯留槽５９の形状は、透水シート５５を透過して滴下する栽培液Ｒが入る開口を有していれば特に限定されないが、図４に示すように、帯状の開口を有する上部と、この上部の下方に位置し、上部より内部平均幅が小さい下部とを有する形状が好ましい。下部の内部平均幅が小さい形状とすることにより、作物Ｑの吸水量に対して貯留槽５９の貯水量を小さくし易く、これにより古い栽培液Ｒが貯留槽５９内に残留し難いので、新鮮な栽培液Ｒを作物Ｑに供給し易くなる。また、上部より下部の内部平均幅が小さい形状とすることにより、上記下部において貯水量の変化に対する水位の変化量が大きくなるので貯留槽５９内の貯水量を精度よく検出でき、作物Ｑへの栽培液Ｒの供給量が調節し易くなる。ここで「内部平均幅」とは、横断面において左右方向に対向する側壁間の水平方向の距離の平均を意味する。
【０１１１】
（送液部）
送液部６０は、帯状のシート体である。送液部６０は、上記透水シート５５の外面に当接されると共に、一端側の縁部が貯留槽５９の下部に浸漬されるように配設されており、貯留槽５９に貯留される栽培液Ｒを毛管現象により揚水し、透水シート５５を介して培地部５２内に供給する。なお、送液部６０は、図４に示すように、透水シート５５と貯留槽５９を支持する支持棒７１に固定される一対の固定棒７２との間に挟むことで、透水シート５５に下方から当接される。
【０１１２】
送液部６０は、毛管現象により栽培液Ｒを揚水し、透水シート５５を介して培地部５２内に供給できるものであれば特に制限されないが、例えば不織布、ロックウールシート、フェルトシート、ウレタンシート等が挙げられる。これらのうち、適度な毛管現象の発現及び適切な吸水率を発揮させる観点から、不織布が好ましい。
【０１１３】
送液部６０の透水率の下限としては、０．０１％が好ましく、１％がより好ましい。一方、送液部６０の透水率の上限としては、４０％が好ましく、３０％がより好ましい。送液部６０の透水率が上記下限に満たないと、培地部５２の底部に供給される栽培液Ｒの量が不十分となるおそれがある。逆に、送液部６０の透水率が上記上限を超えると、送液部６０のコストが高くなりすぎるおそれがある。
【０１１４】
送液部６０の平均厚さの下限としては、０．５ｍｍが好ましく、０．７ｍｍがより好ましい。一方、送液部６０の平均厚さの上限としては、２ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましい。送液部６０の平均厚さが上記下限に満たないと、送液部６０の強度が低下し破断するおそれがある。逆に、送液部６０の平均厚さが上記上限を超えると、送液部６０のコストが高くなるおそれがある。
【０１１５】
送液部６０の揚水高さの下限としては、３ｃｍが好ましく、１０ｃｍがより好ましく、２０ｃｍがさらに好ましい。一方、送液部６０の揚水高さの上限としては、３００ｃｍが好ましく、２００ｃｍがより好ましく、４０ｃｍがさらに好ましい。送液部６０の揚水高さが上記下限に満たないと、培地部５２の底部に供給される栽培液Ｒの量が不十分となり水切れが起こるおそれがある。逆に、送液部６０の揚水高さが上記上限を超えると、送液部６０のコストが高くなるおそれがある。ここで、揚水高さとは、以下の手法で測定される。まず、送液部６０を幅４ｃｍ、長さ１２０ｃｍに切断したシートを平均厚さ０．０３ｍｍのポリエチレンフィルムで被覆（熱圧着で袋状としたフィルムにシートを挿入して周りを被覆）したものを測定サンプルとし、鉛直に測定サンプルを吊り下げられるようにした架台にセットする。このとき、下部を５ｃｍ開放して液面に接しておくようにする。そして、２４時間で液面から揚水した高さを５回測定した値の平均値を揚水高さとする。
【０１１６】
送液部６０が当接する透水シート５５の底面と貯留槽５９に貯留される栽培液Ｒの水面との距離の下限としては、６０ｍｍが好ましく、９０ｍｍがより好ましい。一方、上記距離の上限としては、１６０ｍｍが好ましく、１３０ｍｍがより好ましい。上記距離が上記下限に満たないと、水位の調節による送液部６０の給水量の調節ができなくなり、適切な水分ストレスをかけられないおそれがある。逆に、上記距離が上記上限を超えると、十分な量の栽培液Ｒを培地部５２に供給できないおそれがある。貯留槽５９に貯留される栽培液Ｒの水位の変化幅を考慮して、透水シート５５の底面と栽培液Ｒの水面との距離が上記範囲となるよう、透水シート５５及び貯留槽５９を設置する。
【０１１７】
なお、帯状の送液部６０は、透水シート５５の外面に当接されると共に、両端側の縁部が貯留槽５９の下部に浸漬されるように配設されてもよい。送液部６０の両端側の縁部を送液部６０の下部に浸漬させることで、一端側の縁部のみを送液部６０の下部に浸漬させる場合に比べて送液部６０による揚水効率を向上できる。
【０１１８】
＜栽培液補助供給機構＞
栽培液補助供給機構６６は、第２ポンプ６７及び供給管６８を有する。栽培液補助供給機構６６は、制御部６３によって第２ポンプ６７が制御され、栽培液槽５８に貯留される栽培液Ｒを供給管６８を介して培地部５２の上方から供給する。
【０１１９】
栽培液補助供給機構６６により上方から供給された栽培液Ｒが培地部５２内を下方へ向かって流通することで、栽培液Ｒの温度により培地部５２の温度が調節される。栽培液補助供給機構６６により培地部５２に供給された栽培液Ｒは、透水シート５５を透過して培地部５２外へ流出する。このようにして培地部５２外へ流出した栽培液Ｒは、重力により送液部６０を介して培地部５２の鉛直下方に配設される貯留槽５９内に入る。
【０１２０】
栽培液補助供給機構６６により栽培液Ｒを培地部５２の上方から供給する際には、制御部６３によって第２ポンプ６７が制御され、給排水管６５を介して貯留槽５９内の栽培液Ｒを栽培液槽５８へ移送する。これにより、栽培液補助供給機構６６により培地部５２の上方から供給された栽培液Ｒは、貯留槽５９を介して栽培液槽５８に循環する。
【０１２１】
なお、ここでは第１ポンプ６４として双方向ポンプを用いることとしたが、栽培液Ｒを栽培液槽５８及び貯留槽５９間で双方向に流通させる構成であれば、双方向ポンプを用いなくてもよい。例えば栽培液槽５８及び貯留槽５９間に一方向ポンプを２つ併設する構成としてもよく、一方向ポンプと三方弁などとの組合せにより栽培液Ｒの移送方向を切り替える構成としてもよい。
【０１２２】
また、給排水管６５及び供給管６８は、第１ポンプ６４及び第２ポンプ６７による栽培液Ｒの移送停止後も流路が繋がりサイフォン現象による水の移動が起こる可能性があるため、この水の移動を防止するために、栽培液Ｒの移送停止後に流路を遮断する電磁弁を備えることが好ましい。また、給排水管６５及び供給管６８は、サイフォンブレーカー及び逆止弁を備えることにより、上記水の移動を防止してもよい。また、第１ポンプ６４及び第２ポンプ６７として、サイフォン現象による水の移動が構造上起こらないチューブポンプやベリスタポンプ（登録商標）を用いてもよい。第１ポンプ６４及び第２ポンプ６７としてチューブポンプやベリスタポンプを用いることで、電磁弁やサイフォンブレーカー及び逆止弁を設置する場合に比べて設備コストを安価にできる。
【０１２３】
＜基台＞
基台６９は、貯留槽５９の長手方向に沿って左右両側に配設される枠壁と、これらの枠壁の間に上記長手方向と垂直な方向で水平に固定される複数の支持棒７１とを有する。これらの複数の支持棒７１は、上記枠壁の最上位置及び高さ方向中間位置に固定される。また、上記基台６９は、枠壁の最上位置に固定された複数の支持棒７１に架け渡すように、これらの支持棒７１の上に上記長手方向と平行に固定される２本の固定棒７２を有する。また、上記基台６９は、枠壁の中間位置に固定された複数の支持棒７１に架け渡すように、これらの支持棒７１の上にも上記長手方向と平行に固定される２本の固定棒７２を有する。
【０１２４】
上記支持棒７１及び固定棒７２として、金属製や樹脂製のものを用いることができる。これらの中でも、強度及び耐久性が高い点において金属製のものが好ましく、さらに軽量である点において金属製のパイプが好ましい。また、金属製のパイプとして、入手が容易かつ安価な点において農業パイプが好ましい。
【０１２５】
［栽培方法］
当該栽培方法は、図４の当該栽培液装置５１を用いて行える。当該栽培方法は、作物Ｑを着生させた培地部５２に栽培液Ｒを供給する栽培方法であって、上記培地部５２が毛管現象により栽培液Ｒが供給される栽培液供給領域を有し、温度を調節した栽培液Ｒを培地部５２の上方から供給する栽培方法である。
【０１２６】
当該栽培方法は、より具体的には、栽培液供給機構５３によって培地部５２に栽培液Ｒを供給する工程（栽培液供給工程）と、温度調節機構５４によって培地部５２に供給する栽培液Ｒの温度を栽培液槽５８で調節する工程（温度調節工程）と、栽培液補助供給機構６６によって栽培液槽５８の栽培液Ｒを培地部５２の上方から栽培液Ｒを補助的に供給する工程（栽培液補助供給工程）とを備える。
【０１２７】
栽培液供給工程及び温度調節工程は、第一実施形態のこれらの工程と同様の処理を行うので説明を省略する。
【０１２８】
＜栽培液補助供給工程＞
栽培液補助供給工程では、上記温度調節工程で温度が調節された栽培液槽５８の栽培液Ｒを培地部５２の上方から供給する。具体的には、例えば上記栽培液供給工程に加えてさらに培地部５２の温度調節が必要な場合に制御部６３が第２ポンプ６７を作動させ、栽培液槽５８の栽培液Ｒを供給管６８内に流通させて供給管６８出口より培地部５２の上方へ供給する。
【０１２９】
ここで、さらに培地部５２の温度調節が必要な場合とは、例えば栽培液供給工程での栽培液Ｒの供給による温度調節作用だけでは、培地部５２の温度を十分に調節できない場合又は培地部５２の温度調節に長時間を要するような場合である。より具体的には、作物Ｑの吸水量が小さい栽培初期や夜間、気温が異常に高い又は低いため培地部５２の温度調節するための温度差が大きい場合などである。
【０１３０】
また、制御部６３は、第１ポンプ６４を作動させ、培地部５から流出し貯留槽５９内に入った栽培液Ｒを給排水管６５内に流通させて、栽培液槽５８へ循環させる。
【０１３１】
このように、栽培液補助供給工程により培地部５２内での栽培液Ｒの流量が増加するので、培地部５２の温度調節効果が促進される。
【０１３２】
＜利点＞
当該栽培装置は、栽培液槽の栽培液を培地部の上方から供給する栽培液補助供給機構を備えるので、培地部を流通する栽培液の流速を大きくできるため、培地部の温度調節作用を促進できる。これにより、当該栽培装置は、例えば栽培初期や夜間などの作物の吸水量が小さい場合でも、より確実に培地の温度を調節できる。従って、当該栽培装置により、苗の生育時期や昼夜を問わず培地部の地温の調節が可能となる。
【０１３３】
また、当該栽培装置は、培地部が透水シートを有するので、上方から供給された栽培液が速やかに外部に流出するため、培地部は栽培液が過剰な状態とならず、適度な水分ストレスが作物の根部にかかる状態を維持させることができる。従って、一般に地温調節の目的で大量の水を灌水すると根腐れや裂果など作物への悪影響が生じ易いが、当該栽培装置ではこのような悪影響を抑制できる。
【０１３４】
また、当該栽培装置は、培地部の上方から栽培液を供給するので、塩類を多く含む乾燥地や塩害地域の農業用水を作物栽培に用いた場合に、栽培液の水流による除塩（リーチング）効果により塩類集積を抑制することができる。
【０１３５】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全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。
【０１３６】
上記実施形態では、温度調節機構としてヒーターを用い栽培液を加熱する構成について説明したが、栽培液の温度を調節できるものであればよく、温度調節機構としてヒーター以外のものを用いてもよい。例えば温度調節機構として熱交換器を用いることにより、冷却により栽培液の温度を迅速に低下させるように調節することができる。ここで、従来の冷房による温度調節は、細霧冷房（ミスト冷却）が用いられ、湿度の変動を伴うため過湿による病害発生が起き易かった。これに対し、当該栽培装置は、湿度の変動を伴わずに培地部の温度を低下させることができるので、培地部の温度を低下させる際の過湿による病害発生が起き難い。このように栽培液の温度を低下させるように調節することで、培地部の温度を低下させることができ、作物に適した地温よりも高い地温を有する土地でもその作物を栽培することができる。
【０１３７】
上記実施形態では、温度調節機構が貯留槽内に貯留される栽培液の温度に基づいて栽培液の温度を調節する構成について説明したが、温度調節機構が貯留槽内の栽培液の温度以外の温度に基づいて栽培液の温度を調節する構成としてもよい。例えば培地部内の充填粒子の温度を検出する温度計を付設し、温度調節機構が培地部の温度に基づいて栽培液の温度を調節してもよい。このように、培地部の温度に基づいて栽培液の温度を調節することで、より精度よく作物に適した培地部の温度となるように栽培液の温度を調節できる。
【０１３８】
また、上記第一実施形態において、貯留槽９内の栽培液Ｒの水位を検出する機構を貯留槽９内に付設し、検出される水位に基づいて作物Ｑに対する水分ストレスを調節するようにしてもよい。例えば第二実施形態の栽培装置と同様に、制御部が貯留槽９への栽培液Ｒの供給量を制御することにより貯留槽９内の栽培液Ｒの水位を上下させることで作物Ｑの根部にかかる乾燥ストレスを調節できる。また、制御部が、検出される水位から貯留槽９内に保持される栽培液Ｒの量を検出し、この栽培液量から作物Ｑに適した浸透圧ストレスがかかるような量の塩分を添加した栽培液を貯留槽９へ供給させることで、作物Ｑの根部にかかる浸透圧ストレスを調節できる。
【０１３９】
また、上記第一実施形態では送液部１０としてシート体を用いたが、貯留槽９内の栽培液を培地部２に供給できれば送液部１０はシート体に限定されない。例えば、送液部１０として貯留槽９と培地部２とに接続される板状や筒状の供給路を用いてもよい。また、送液部１０として、上記充填粒子６として好適に用いられるものを含む構造体を用いてもよい。つまり、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、木炭等の板状や筒状等への成形や、筒状の枠内への充填等により栽培液の通過で崩れない形状の構造体とし、この構造体を介して貯留槽９と培地部２の底部とを接続してもよい。
【０１４０】
また、上記第一実施形態では、遮根透水シート１６、第一防水シート１７ａ及び第二防水シート１７ｂを備える栽培装置１について説明したが、これらを備えない構成の栽培装置も本発明の意図する範囲内である。
【０１４１】
また、上記第三実施形態では、温度調節効果を促進するために培地部の上方から栽培液を供給することとしたが、他の方法により温度調節効果を促進させてもよい。例えば図４の栽培装置５１の構成において、送液部６０と同様の追加マットを一端が培地部５２に挿入されるよう配置する。このように配置した追加マットの他端は、通常は貯留槽５９の栽培液Ｒ内に垂らさずに、温度調節効果を促進する際に、貯留槽５９の栽培液Ｒ内に垂らすとよい。このように追加マットの他端が貯留槽５９の栽培液Ｒ内に垂らすことで、追加マットを介して貯留槽５９から培地部５２への栽培液Ｒの流入が生じ、培地部５２内での栽培液Ｒの流量が増加するため、培地部５２の温度調節効果が促進される。また、他端が貯留槽５９の栽培液Ｒ内に入らず貯留槽５９の水面上方に位置するよう上記追加マットを配置しておき、例えば３時間に１回以上、貯留槽５９の栽培液Ｒの水位を上下させることにより、追加マットの他端が間欠的に栽培液Ｒ内に入るよう制御してもよい。これにより、貯留槽５９の水位が上昇したとき、追加マットを介した貯留槽５９から培地部５２への栽培液Ｒの流入が生じ、培地部５２の温度調節効果が促進される。
【実施例】
【０１４２】
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。【０１４３】
第一実施形態の栽培装置１を用いて、温室内の気温、培地部２の温度及び貯留槽９内の栽培液Ｒの温度を測定し、培地部２の温度と温室内の気温及び貯留槽９内の栽培液Ｒの温度との関係を調査した。栽培装置１を用いてトマト苗を栽培し、収穫直前の５．５日間におけるこれらの温度の経時的変化を図５に示す。【０１４４】
図５の結果より、培地部２の温度は、温室内の気温よりも栽培液Ｒの温度に密接に連動していることがわかった。従って、図１の栽培装置１で培地部２に供給する栽培液Ｒの温度を調節することで、従来のようなエアコン等による温室内の気温調節よりも、培地部温度を調節し易いといえる。【０１４５】
また、第一実施形態の栽培装置１を用いて、温室内の気温、培地部２の温度及び貯留槽９内の栽培液Ｒの温度を測定すると共に、このときの日照量及び作物Ｑによる吸水量を測定した。具体的には、栽培装置１を用いて、七段摘心のトマトについて６月初旬の９日間、上記温度、日照量及び吸水量を測定した。これらの温度と日照量との関係を図６に示す。また、栽培液Ｒの温度調節による培地部２の冷却効果と吸水量との関係を図７に示す。なお、図７の「冷却効果」は、培地部２の温度から温室内の気温を減じた温度差を示したものである。【０１４６】
図６の結果より、昼間の日照により気温が急上昇しても、培地部２の温度は貯留槽９内の栽培液Ｒの温度程度に維持されており、培地部２の地温の上昇が抑制されていることがわかる。【０１４７】
図７より、作物Ｑによる吸水量は、１株あたり１日に１Ｌ程度であった。また、図７の結果より、最大で−８℃程度の冷却効果が得られること、及び冷却効果は作物Ｑの吸水量に依存していることがわかる。また、図６より、気温と栽培液Ｒとの温度差が大きいほど、冷却効果が大きいことがわかる。【０１４８】
これらの結果より、栽培装置１を用いることで、培地部２に対して大きな温度調節効果が得られることが確認できた。なお、ここでは、培地部２を冷却する場合の温度調節について確認したが、培地部２を加温する場合も、栽培装置１により培地部２の温度調節効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明の栽培装置及び栽培方法により、低コストで比較的高精度で地温を制御できるので、高品質な作物を低コストで栽培することができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１、３１、５１  栽培装置
２、２１、２２、２ｍ、５２  培地部
３、３３、５３  栽培液供給機構
４、３４、５４  温度調節機構
５、３５  枠体
６、３６、５６  充填粒子
７、３７  栽培液供給領域
８、３８、５８  栽培液槽
９、９１、９２、９ｎ、５９  貯留槽
１０、６０  送液部
１１、４１、６１  サーモスタット
１２、４２、６２  ヒーター
１３、４３、６３  制御部
１４、４４  ポンプ
１５、４６、６８  供給管
１６  遮根透水シート
１７ａ  第一防水シート
１７ｂ  第二防水シート
３２  培地部
３９  貯留槽
４０  台
４５  水位計
５５  透水シート
６４  第１ポンプ
６５  給排水管
６６  栽培液補助供給機構
６７  第２ポンプ
６９  基台
７０  農業用ビニール
７１  支持棒
７２  固定棒
Ｑ  作物
Ｒ  栽培液
【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】
2016098414.tif 000009
【国際調査報告】
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2016098414.tif 000011
2016098414.tif 000012
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