(57)【要約】【課題】  植物の根に塩ストレスを与え、植物可食部位の内的品質（糖度、食味、栄養価、果実硬度等）を高める方法において、効率的に塩ストレスおよび肥料分となるミネラルを与える培養液原水および培養液添加物によって、植物可食部位の内的品質向上に有効な作用を及ぼす。【解決手段】  温泉水を、植物に、培養液添加物あるいは培養液原水として、もしくは温泉水由来成分として、供することで温泉水に含まれる各種のミネラルを植物に与える。このミネラルの植物への供給によって、植物に塩ストレスと肥料分となる各種のミネラルを与え、植物の生育を調整し、可食部位の内的品質を高める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温泉水もしくは、温泉水由来の成分を植物に与えることを特徴とする栽培の方法。
【請求項２】
温泉水を肥料として与えることを特徴とする水耕栽培の方法。
【請求項３】
培養液の原水として温泉水を利用することを特徴とする水耕栽培の方法。
【請求項４】
培養液の原水に温泉水を加えることを特徴とする水耕栽培の方法。
【請求項５】
培養液の原水に温泉水由来の成分を加えることを特徴とする水耕栽培の方法。
【請求項６】
植物を栽培する植物栽培部と、
前記植物に温泉水を供給する温泉水供給部とを、
備えたことを特徴とする水耕栽培システム。
【請求項７】
植物を栽培する植物栽培部と、
前記植物における培養液の原水として温泉水を供給する温泉水供給部とを、
備えたことを特徴とする水耕栽培システム。
【請求項８】
植物を栽培する植物栽培部と、
前記植物における培養液の原水に温泉水を加える温泉水供給部とを、
備えたことを特徴とする水耕栽培システム。
【請求項９】
植物を栽培する植物栽培部と、
前記植物における培養液に温泉水由来の成分を加える由来成分供給部とを、
備えたことを特徴とする水耕栽培システム。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか１つに記載の水耕栽培システムであって、
前記植物における培養液の含有肥料分およびｐＨを調整する培養液調整部を、
備えたことを特徴とする水耕栽培システム。
【請求項１１】
前記植物栽培部が、水を通さない可撓性防水部材と支持体とを用いて構成されており、前記可撓性防水部材の両端を抱合するように撓ませ、前記抱合部材を前記支持体で支持し、前記可撓性素材で囲まれた空間に、水耕栽培植物の根部分が、配設されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか１つに記載の水耕栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水耕栽培において培養液を調整する方法にかかり、特にこの方法について、温泉水を植物培養液として用い栽培を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
わが国には、３０００カ所を超える温泉地があり、温泉法によって、温泉源から採取されるときの温度が２５℃以上であるか、また未満であっても、定められている物質の内、いずれか一成分を規定量含んでいれば温泉として認められている。温泉水は、多量のミネラルを含む場合が多く、その中でも、含有している成分と含有量などにより一定の効能が認められるものを療養泉と呼ぶ。
【０００３】
前記温泉水に含まれる各種のミネラルとは、温泉水に含まれるすべての電解質を含む。
【０００４】
近年、トマトは収量重視の栽培から、消費者ニーズの変化に伴い、外的品質に加えて内的品質も求められるようになった。求められる内的品質とは、甘さ、栄養価、果皮および肉質が輸送および様々な調理・加工に耐えうるだけの固さ、特徴的な栽培方法によって他のトマトと差別化されていること等がある。例えば、高糖度トマトやフルーツトマト、塩トマトなどである。
【０００５】
従来技術としては、水耕栽培で高糖度トマトの栽培を目的に培養液濃度を高めて塩ストレスを与える方法がある。具体的には、標準培養液の原液を加えて濃度を高める方法（例えば、非特許文献１）、廃液を濃縮して再利用する方法（例えば、非特許文献１）、塩化ナトリウムを培養液に添加する方法（例えば、非特許文献２）、海洋深層水および表層水を添加する方法がある（例えば、非特許文献３）。
【非特許文献１】「一段密植栽培(保水シート耕方式) による高糖度トマトの周年安定生産技術」（第６頁）http://www.vegetea.affrc.go.jp/joho/manual/ichidantomato.pdf
【非特許文献２】「養液栽培における培養液への塩化ナトリウム添加によるトマトの食味向上」農業・園芸総合所  http://www.pref.miyagi.jp/res_center/hukyuuniutusu/no.79/gujutu/1-07.pdf
【非特許文献３】「海水添加培養液を用いた高糖度トマトの養液栽培」http://www.agri-exp.pref.shizuoka.jp/dogear/tomatokaisui.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、
非特許文献１に示される、廃液を濃縮して再利用し、水耕栽培植物に塩ストレスを与える方法は、培養液中の肥料成分の主体は硝酸であることから、植物体中の硝酸濃度が高まりやすく、その植物体中の高濃度の硝酸は、摂食した人体に悪影響を与える。
【０００７】
また、非特許文献１に示される、標準培養液の原液を加えて培養液濃度を高めて、塩ストレスを与える方法は、生育に必要な肥料分以上の肥料を使用するが、植物に対し塩ストレスを与えるのみで、その肥料としての効果は発揮されることなく無駄に消費されてしまう。
【０００８】
また、非特許文献１に示される、廃液を濃縮して再利用する方法および、標準培養液の原液を加えて培養液濃度を高めて、塩ストレスを与える方法は、使用済みの培養液を排出する際、周辺環境の富栄養化を招く。
【０００９】
さらに、標準培養液の原液を加えて培養液濃度を高めて、塩ストレスを与える方法は、慣行の水耕栽培に比べ、肥料コストがかかることも問題となる。
【００１０】
非特許文献２に示される、培養液へ塩化ナトリウムを添加し、水耕栽培植物に塩ストレスを与える方法は、植物体に対し塩ストレスを与えることができるが、塩化ナトリウムは、肥料分としては植物の生育を促す効果は期待できない。
【００１１】
非特許文献３に示される、培養液へ表層水を添加し、水耕栽培植物に塩ストレスを与える方法は、非特許文献２の効果に加え、表層水に含まれる様々なミネラル分を植物に供給することができるメリットがある。しかしながら、表層水は、産業排水や生活排水の影響を受けるため、多種多様な細菌が含まれており、衛生的に問題のない表層水を安定して供給することは難しい。
【００１２】
非特許文献３に示される、培養液へ海洋深層水を添加し、水耕栽培植物に塩ストレスを与える方法は、非特許文献２の効果に加え、海洋深層水に含まれる様々なミネラル分を植物に供給することができるメリットがある。しかしながら、海洋深層水は、表層水に比べ細菌数は非常に少ないが、水深２００ｍ以下から汲み上げる必要があり、それを汲み上げ、水耕栽培生産に活用することは容易ではない。
【００１３】
非特許文献２および３に示される、食塩および海水の主成分である塩化ナトリウムによって、栽培植物に塩ストレスを与える方法では、植物体中のナトリウム濃度が高まりやすく、その植物体中の高濃度のナトリウムは、現在の食生活において過剰に摂取されていることから、健康上問題となる。
【００１４】
このことから、消費者の購買意欲は、非特許文献２および３に示された方法で栽培された植物を食すると、塩分の過剰摂取につながると考え低下する。
【００１５】
植物が生育するうえで、必要な肥料分の内、微量なもの、あるいは植物によっては必ずしも必要ではないが、供給されれば、前記植物の栄養価を向上させることができる成分を微量要素といい、鉄、モリブデン、ホウ素、塩素、ニッケル、マンガン、銅、亜鉛などがある。慣行土耕栽培では、有機肥料を用いることで、前記微量要素が容易に供給されるが、慣行水耕栽培においては、標準培養液以外の微量要素を、個々に培養液に溶かし込む必要がある。そのため、慣行水耕栽培では、微量要素の供給によって収穫物の食味および栄養価向上を図ることは、土耕に比べ多くの作業工程を必要とし、また、コストの面からも困難である。
【００１６】
前記、微量要素が不足しやすい生育環境となる慣行水耕栽培で、生産される収穫物は、食味、栄養価ともに、微量要素が供給される環境で育った慣行土耕栽培収穫物に比べ劣る。
【００１７】
このことから、慣行水耕栽培の収穫物は、衛生的ではあるが、栄養価が低く不健康であり、食味が劣るというイメージが消費者に形成されている。
【００１８】
さらに、慣行水耕栽培では、培養液原水としての軟水の利用が、水耕栽培用培養液製造元から推奨されており、原水として必要な量の軟水が入手しにくい水耕栽培施設では、高価な軟水化装置を設置しなくてはならず、栽培システムが複雑化し、前記栽培システムが高価になる。
【００１９】
植物の可食部位の栄養価および、含有ミネラルの種類とその量の向上による食品としての高機能化、および糖度や食味の向上により嗜好性を高めることを課題とする。
【００２０】
温泉水に含まれる各種ミネラル分を植物に与えて、植物の生育を促進すること、および、各種ミネラル分の欠乏による栽培植物の生理障害を防ぐことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
発明１の栽培において、温泉水もしくは、温泉水由来の成分を植物に与えることを特徴としている。
【００２２】
発明２の水耕栽培において、温泉水を肥料として与えることを特徴としている。
【００２３】
発明３の水耕栽培において、培養液の原水として温泉水を利用することを特徴としている。
【００２４】
発明４の水耕栽培において、培養液の原水に温泉水を加えることを特徴としている。
【００２５】
発明５の水耕栽培において、培養液の原水に温泉水由来の成分を加えることを特徴としている。
【００２６】
発明６にかかる水耕栽培システムは、上記課題を解決するためになされたものであって、
植物を栽培する植物栽培部と、
前記植物に温泉水を供給する温泉水供給部とを
備えたことを特徴としている。
【００２７】
発明７にかかる水耕栽培システムは、上記課題を解決するためになされたものであって、
植物を栽培する植物栽培部と、
前記植物における培養液の原水として温泉水を供給する温泉水供給部とを、
備えたことを特徴としている。
【００２８】
発明８にかかる水耕栽培システムは、上記課題を解決するためになされたものであって、
植物を栽培する植物栽培部と、
前記植物における培養液の原水に温泉水を加える温泉水供給部とを、
備えたことを特徴としている。
【００２９】
発明９にかかる水耕栽培システムは、上記課題を解決するためになされたものであって、
植物を栽培する植物栽培部と、
前記植物における培養液に温泉水由来の成分を加える由来成分供給部とを、
備えたことを特徴としている。
【００３０】
請求項６から１０のいずれか１つに記載の水耕栽培システムであって、
前記植物における培養液の含有肥料分およびｐＨを調整する培養液調整部を、
備えたことを特徴としている。
【００３１】
請求項６から１１のいずれか１つに記載の水耕栽培システムであって、
前記植物栽培部が、水を通さない可撓性防水部材と支持体とを用いて構成されており、前記可撓性防水部材の両端を抱合するように撓ませ、前記抱合部材を前記支持体で支持し、前記可撓性素材で囲まれた空間に、水耕栽培植物の根部分が、配設されることを特徴としている。
【００３２】
このような構成によれば、温泉水、培養液原水としての温泉水、温泉水が加えられた培養液、温泉水由来の成分が加えられた培養液のいずれかを植物に供しかつ、培養液の含有肥料分およびｐＨを調整することができ、前記植物体の根部分の生育環境をつくることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明１では、温泉水もしくは、温泉水由来の成分を植物に与える栽培の方法
により、温泉水に含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００３４】
本発明２では、温泉水を肥料として与える水耕栽培の方法により、温泉水に
含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００３５】
本発明３では、温泉水を培養液の原水として与える水耕栽培の方法により、温泉水に
含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００３６】
本発明４では、温泉水を培養液に加えて与える水耕栽培の方法により、温泉水に
含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００３７】
本発明５では、培養液に温泉水由来の成分を加える与える水耕栽培の方法により、温泉水に含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００３８】
本発明６では、植物を栽培する植物栽培部と、前記植物に温泉水を供給する温泉水供給部とを、備えたことを特徴とする水耕栽培システムにより、温泉水に含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００３９】
本発明７では、植物を栽培する植物栽培部と、前記植物における培養液の原水として温泉水を供給する温泉水供給部とを、備えたことを特徴とする水耕栽培システムにより、温泉水に含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００４０】
本発明８では、植物を栽培する植物栽培部と、前記植物における培養液の原水に温泉水を加える温泉水供給部とを、備えたことを特徴とする水耕栽培システムにより、温泉水に含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００４１】
本発明９では、植物を栽培する植物栽培部と、前記植物における培養液に温泉水由来の成分を加える由来成分供給部とを、備えたことを特徴とする水耕栽培システムにより、温泉水に含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００４２】
本発明１０では、請求項６から９のいずれか１つに記載の水耕栽培システムであって、前記植物における培養液の含有肥料分およびｐＨを調整する培養液調整ユニットを、備えたことを特徴とする水耕栽培システムにより、温泉水に含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００４３】
本発明１１では、前記植物栽培部が、水を通さない可撓性防水部材と支持体とを用いて構成されており、前記可撓性防水部材の両端を抱合するように撓ませ、前記抱合部材を前記支持体で支持し、前記可撓性素材で囲まれた空間に、前記植物体の根部分が、配設されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか１つに記載の水耕栽培システムにより、温泉水に含まれる各種のミネラルを植物に与えることができた。
【００４４】
本発明は、温泉水のミネラルを植物へ供給することによって、植物に塩ストレスを与えることができる。塩ストレスを受けた植物は、自らの浸透圧を高め、水分を吸収しようとするが、ここで果実の濃縮が起こる。この果実の濃縮の結果、慣行栽培トマトに比べ、果実の含有ミネラルが増えることで栄養価が高まり食味に優れたトマトができる。また、皮および肉質が輸送および様々な調理・加工に耐えうる硬度になる。さらに果実は、高濃度の水分を取り込むために、デンプンやタンパク質を、水にとけるアミノ酸やブドウ糖に分解し、浸透圧を高めようとする。さらには、この浸透圧に耐えきれず、ミトコンドリアが破壊されてしまうため、ミトコンドリアが消費するはずだった糖分までもが果実中に残り、高糖度の果実になる。
【００４５】
さらに、温泉水に含まれるミネラルの内、カリウム、アンモニア、マグネシウム、カルシウム、マンガン、亜鉛、リン酸等は、肥料分として植物に活用されることから、標準培養液から温泉水に含まれる分のミネラルを除くことができる。
【００４６】
また、温泉水を用いて栽培されたという、特徴的な栽培方法によって他のトマトと差別化が図られ、市場性が向上する。
【００４７】
また、培養液中の硝酸濃度とは無関係に、温泉水に含まれる各種のミネラルによって、塩ストレスを与えることから、植物体中の硝酸濃度の上昇はなく、収穫物を摂食する人体への硝酸による悪影響を抑えることができる。
【００４８】
また、標準培養液に温泉水を加えて培養液濃度を高めて、塩ストレスを与える方法に比べて、生育に必要な肥料分以上の肥料を使用することなく、植物に対し塩ストレスを与え、肥料が無駄に消費されることを抑えることができる。
【００４９】
また、廃液を濃縮して再利用する方法および、標準培養液に温泉水を加えて培養液濃度を高めて、塩ストレスを与える方法に比べて、培養液中の硝酸濃度を低く抑えることができる。このことから、使用済みの培養液を排出する際、周辺環境への富栄養化を最小限に抑えることができる。
【００５０】
また、標準培養液の原液を加えて培養液濃度を高めて、塩ストレスを与える方法に比べて、肥料コストを抑えることができる。
【００５１】
また、培養液へ塩化ナトリウムを添加し、水耕栽培植物に塩ストレスを与える方法に比べて、温泉水に含まれる各種のミネラル分を肥料分としては植物に供し生育を促すことができる。
【００５２】
また、培養液へ表層水を添加し、水耕栽培植物に塩ストレスを与える方法に比べて、種々の雑菌や、生活排水等由来の汚染物質を含まないことから、より衛生的な栽培環境にすることができ、安全な収穫物を得ることができる。
【００５３】
また、培養液へ海洋深層水を添加し、水耕栽培植物に塩ストレスを与える方法に比べて、水深２００ｍ以下から汲み上げる工程を必要としないことから、より容易に、細菌数が非常に少なく塩ストレス効果と肥料分となるミネラルを併せ持った水を、水耕栽培に活用することができる。
【００５４】
また、食塩および海水の主成分である塩化ナトリウムによって、栽培植物に塩ストレスを与える方法に比べて、塩化ナトリウム以外の複数の様々なミネラル分で塩ストレスをかけることから、植物体および植物体の可食部位のナトリウム濃度の上昇を抑えることができる。
【００５５】
また、消費者の購買意欲について、非特許文献２および３に示された方法で栽培された植物を食する場合に比べ、塩分の過剰摂取につながるという考えに基づく低下を抑えることができ、購買意欲を向上させることができる。
【００５６】
また、前記微量要素の内、温泉水に含まれる成分を、慣行水耕栽培より少ない作業工程で、また、安価に、植物もしくは水耕栽培植物に供給することができ、植物もしくは水耕栽培植物の生育を良好にしその収穫物の栄養価を高めることができる。
【００５７】
また、温泉水に含まれる微量要素を前記水耕栽培植物に供給することで、慣行水耕栽培に比べ、生産される収穫物の食味・栄養価について向上させることができる。
【００５８】
また、温泉水に含まれる微量要素を前記水耕栽培植物に供給することで、慣行水耕栽培植物の衛生的ではあるが、栄養価が低く不健康であり、味覚として劣るという消費者イメージを改善することができる。また、前記消費者イメージの改善は、療養泉を用いることで効果が高い。
【００５９】
また、培養液原水を得るための軟水化装置等を必要としない単純、安価な栽培システムで、水耕栽培を行うことができる。
【００６０】
また、収穫物の内的品質を向上させることができる。
【００６１】
また、温泉水に含まれる多量のミネラルを、前記植物に与えることで、植物に塩ストレスを与え、果実の含有糖度、含有ミネラル、食味の向上を図ることができる。併せて、各種ミネラル分の欠乏により発生する栽培植物の生理障害を防ぐことができる。
【００６２】
また、温泉水が持っている健康イメージが、前記温泉水を利用した水耕栽培植物の収穫物の消費者イメージを向上させ、消費拡大に結びつけることができる。また、前記消費者イメージの改善は、療養泉を用いることで効果が高い。
【００６３】
また、温泉水に含まれる、炭酸水素イオンを植物に供することができる。前記植物に供された炭酸水素イオンは光合成の材料になり、植物の生育を促すことができる。さらに、前記植物に供された炭酸水素イオンは、前記植物に塩ストレスを与え、収穫物を高糖度化することができる。島原温泉水は、炭酸水素イオン（HCO3-）を856.2mgと特に多く含むことから、島原温泉水を植物に供すれば、植物に塩ストレスを効果的に与えることができる。さらに、炭酸水素イオンを多く含む温泉水を培養液に添加あるいは、培養液の原水とすることで、ｐＨ濃度がそのほかの肥料分の増減によって変化することに対して緩衝作用を発揮する。
【００６４】
また、植物細胞内の浸透圧の調節などをする成分であるカリウムイオンを含む温泉水を植物に供することができる。前記植物に供されたカリウムイオンは、前記植物の生育を促すことができる。島原温泉水は、カリウムイオン（K+）を25.0mg と特に多く含むことから、島原温泉水を、植物に供すれば、植物にカリウムイオンを効果的に与えることができる。
【００６５】
また、植物体内に取り込まれグルタミン合成酵素とグルタミン酸合成酵素によってグルタミン酸などのアミノ酸合成に利用されるものであるアンモニウムイオンを含む温泉水を植物もしくは植物に供することができる。このことから、前記植物に供されたアンモニウムイオンは、植物の生育を促すことができる。
【００６６】
また、植物に供すると塩ストレスを与えることができるナトリウムイオンを含む温泉水を植物もしくは水耕栽培植物に供することができる。このことから、前記植物に供されたナトリウムイオンは、前記植物に塩ストレスを与えることができる。島原温泉水は、ナトリウムイオン（Na+）を142.9mgと含むことから、島原温泉水を植物もしくは水耕栽培植物に供すれば、植物に塩ストレスを与えることができる。
【００６７】
また、温泉水に含まれるケイ酸を、植物に供することができる。前記植物に供されたケイ酸は、養分吸収力増進、光合成能力の向上、耐倒伏性の向上、病害虫耐性の向上等、前記植物の生育を良好にすることができる。島原温泉水は、メタけい酸（H2SiO3）を118.7mg/kgと特に多く含むことから、島原温泉水を、植物に供すれば、植物にケイ酸を効果的に与えることができる。
【００６８】
また、冬季において、培養液や栽培空間を栽培に適する温度とするために、前記培養液や前記栽培空間の加熱が必要な場合、泉温が常温と同程度、あるいは常温以上の温泉水を、利用することで、前記塩ストレス効果と肥料分となるミネラルの供給効果に加えて、加温効果を得ることができる。
【００６９】
また、夏季において、培養液や栽培空間を栽培に適する温度とするために、前記培養液や前記栽培空間の冷却が必要な場合、泉温が常温以下の温泉水を、利用することで、前記塩ストレス効果と肥料分となるミネラルの供給効果に加えて、冷却効果を得ることができる。
【００７０】
また、従来技術に比べて安価、容易、少ない資材、短時間で、温泉水を活用した水耕栽培システムをつくることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００７２】
水耕栽培システムは、具体的には、温泉水調整装置１００と培養液装置２００と植物栽培装置３００によって構成した。
【００７３】
温泉水調整装置１００は、温泉水供給部１１０と水供給部１２０によって構成した。
【００７４】
温泉水供給部１１０は、温泉水タンク１１４と、温泉水タンク１１４上部を覆う開閉式のふた１１３と、温泉水タンク１１４内に貯蔵される温泉水１１５と、一方が温泉水タンク１１４に接続され、他方が培養液タンク２１３に接続された温泉水供給管１１２と、温泉水供給管１１２の途中に設置された温泉水供給弁１１１によって構成した。
【００７５】
水供給部１２０は、井戸水や上水等の衛生的な水源に接続され培養液タンク２１３に接続された注水管１２１と、前記注水管１２１の途中に設置された水供給弁１２２と、前記注水管１２１を流れる水１２３によって構成した。
【００７６】
温泉水供給弁１１１と水供給弁１２２は、手動で任意に開閉できるほか、培養液２１２の水位に連動し開閉する機能を有している。
【００７７】
培養液装置２００は、培養液貯蔵部２１０と培養液調整部２２０と培養液供給部２３０によって構成した。
【００７８】
培養液貯蔵部２１０は、培養液タンク２１３と、培養液タンク２１３上部を覆う開閉可能なふた２１１と、培養液タンク２１３内に貯蔵される培養液２１２によって構成した。
【００７９】
培養液調整部２２０は、電気伝導度計連動肥料供給ユニット２２１とｐＨ計連動酸・アルカリ供給ユニット２２２によって構成した。
【００８０】
電気伝導度計連動肥料供給ユニット２２１は、培養液２１２に溶解している肥料分の総量を電気伝導度で測定し、設定された電気伝導度の値になるように電気伝導度計連動肥料供給ユニット２２１が作動し、培養液２１２中に不足している肥料分を溶液中に補う。
【００８１】
ｐＨ計連動酸・アルカリ供給ユニット２２２は、培養液２１２のｐＨを測定し、設定されたｐＨにするためにｐＨ計連動酸・アルカリ供給ユニット２２２が作動し、培養液２１２中に酸性もしくはアルカリ性溶液を供給し、水耕栽培植物３２０に適するｐＨ濃度の培養液２１２とする。
【００８２】
培養液供給部２３０は、培養液吸引ポンプ２３１と、培養液管a２３２と、培養液管ｂ２３３と、培養液散布管２３４によって構成した。
【００８３】
培養液管a２３２は培養液タンク２３１と培養液散布管２３４に接続されている。培養液管a２３２の途中には培養液吸引ポンプ２３１が設置されている。前記培養液吸引ポンプ２３１の圧力によって、培養液２１２を培養液散布管２３４へと送りだす。
【００８４】
植物栽培装置３００は、植物栽培部３１０と、水耕栽培植物３２０によって構成した。
【００８５】
植物栽培部３１０は、支持体３１１と、可撓性防水部材３１２によって構成した。
【００８６】
可撓性防水部材３１２の両端を抱合するように撓ませ、支持体３１１で支持することで、可撓性防水部材３１２で囲まれた空間を形成する。
【００８７】
培養液散布管２３４は、培養液吸引ポンプ２３１の水圧に耐える強度を持ち、かつ微細な孔を多数持ち、前記孔から培養液２１２を、可撓性防水部材３１２で囲まれた空間に散布する。
【００８８】
水耕栽培植物３２０の根は、可撓性防水部材３１２で囲まれた空間に配設される。
【００８９】
水耕栽培植物３２０は、培養液散布管２３４により、可撓性防水部材３１２で囲まれた空間内に供給された培養液２１２を根から吸収し成長する。
【００９０】
可撓性防水部材３１２は、遮光能力を有し、植物栽培部３１０を流れる培養液２１２に光を当てないことを目的としている。
【００９１】
可撓性防水部材３１２内には、水耕栽培植物３２０の生理的特性に合わせて、網目構造台３１４を設置し排水性を高めたり、湿潤部材３１３を設置し保水性を高めたりすることが可能である。
【００９２】
網目構造台３１４は、可撓性防水部材３１２内に設置されていることから、可撓性防水部材３１２で囲まれた空間内の培養液全重量を支える強度は不要であり、水耕栽培植物３２０の根部の重量を支える強さがあればよい。湿潤部材３１３を設置する場合は、水耕栽培植物３２０の根部と湿潤部材３１３が保持する水分の重量を支える強さがあればよい。
【００９３】
培養液管ｂ２３３は、一方が可撓性防水部材３１２の底面に接続されている。接続位置については水耕栽培植物３２０の配設数や植物栽培装置３００を設置する場所の高低差等を勘案し、可撓性防水部材３１２の末端か中央が想定される。培養液管ｂ２３３の他方は、培養液タンク２１３に接続されており、水耕栽培植物３２０が吸収しなかった培養液２１２について、培養液タンク２１３に戻し循環利用する。
【００９４】
最小限の可撓性防水部材３１２で、水耕栽培植物３２０の栽培数を多く確保しようとする場合、可撓性防水部材３１２は直線に設置されたワイヤー状の支持体３１１に、可撓性防水部材３１２の上部を抱合したうえで、固定することが好ましい。
【００９５】
前記支持体３１１は、ワイヤー状のほか棒状、あるいは、可撓性防水部材３１２上部の固定が必要な部分のみ上部から垂らしたひも状のもので牽引することもできる。
【００９６】
前記抱合部材を前記支持体３１１で支持する場合、反重力方向、すなわち通常であれば上方に支持することが望ましい。ただし、水耕栽培植物３２０の根部体積により、抱合部材が、可撓性防水部材３１２に堪る培養液２１２液面より高く位置する場合、上方に支持する必要はいことから、支持体３１１を用いない構成もできる。
【００９７】
前記撓ませ両端を抱合した可撓性防水部材３１２を、斜めもしくは垂直に設置し、前記可撓性防水部材３１２の抱合部と、他２カ所以上を支持し、前記可撓性防水部材３１２で囲まれた空間をつくってもよい。
【００９８】
以上のように構成された水耕栽培システムは、次のような効果を有する。
培養液タンク２１３内に温泉水供給部１１０から温泉水１１５を供給し、培養液２１２の原水としたり、培養液２１２を希釈する等、培養液２１２に含まれる温泉水１１５の量を調整することができる。
【００９９】
培養液調整部２２０は、肥料分を培養液２１２に追加し、培養液２１２を水耕栽培植物３２０に適する肥料含有量に調整できる。また、酸もしくはアルカリ成分の追加によって、水耕栽培植物３２０に適するｐＨ濃度に調整できる。
【０１００】
水耕栽培植物３２０に温泉水成分を供給でき、前記水耕栽培植物３２０の収穫物の可食部位の内的品質、特に栄養価および、含有ミネラルの種類とその量の向上による食品としての高機能化、および糖度や食味の向上させることができる。
【０１０１】
植物栽培部３１０の可撓性防水部材３１２により、培養液２１２に光が当たることを防ぎ、培養液２１２の劣化を抑制することができる。
【０１０２】
培養液タンク２１３内の水位の低下を感知し開閉する、温泉水供給管１１２途中の温泉水供給弁１１１と注水管１２１途中の水供給弁１２２は、水耕栽培植物３２０の生育ステージに応じて、温泉水供給弁１１１か水供給弁１２２のどちらか一方、あるいは双方が開き、水耕栽培植物３２０によって消費された培養液２１２の水位を適正に保つことができる。
【０１０３】
本実施形態にかかる温泉水調整装置１００と培養液装置２００と植物栽培装置３００を備えた水耕栽培システムは、図３〜７に示すような効果を得ることができる。
【０１０４】
図３は、島原温泉水を利用し栽培したトマトの収穫果の総ビタミンＣ量を調べて、示したグラフであり、慣行区のトマトに比べ、島原温泉水を利用したトマトの方が収穫果に含まれるの総ビタミンＣ量が多いことがわかる。このことから、島原温泉水を利用することで、トマトのビタミンＣ含量を増加させることができる。
【０１０５】
図４は、島原温泉水を利用し栽培したトマトの収穫果を水に浸けて収穫果の比重を調べたものであり、島原温泉水を利用し栽培したトマトの収穫果は沈みやすいことを示す。トマトは、糖度が高いほど沈みやすいことから、島原温泉水を利用したトマトは、糖度が高いものが多いといえる。
【０１０６】
図５は、培養液に島原温泉水を加えて塩ストレスを与えたトマトと、大塚標準培養液で塩ストレスを与えたトマトと、塩ストレスを与えずに育てたトマト、それぞれの果実の、糖度・ミネラル・酸味を調べたものである。大塚標準培養液で塩ストレスを与えたトマトは、培養液に島原温泉水を加えて塩ストレスを与えたトマトより糖度、ミネラル含有量がやや多い。しかし、大塚標準培養液で塩ストレスを与えたトマトは、栽培初期から徐々に培養液濃度を高めていき、第１花房開花から１５日後をめどに、標準培養液の４倍の濃度としている。このことを考えあわせると、島原温泉水を塩ストレス源として栽培したトマトは、少ない肥料分で、高い糖度・ミネラル・酸味向上効果があることがわかる。
【０１０７】
図６は、培養液の原水を島原温泉水とし栽培したトマトの仕立て方と糖度の関係を調べたものであり、１本仕立て多段栽培（摘心なし）の方が第１果房から第３果房になるほど甘くなり、第３果房以後から糖度はほぼ同じ値になっている。２本仕立て（第３果房までで摘心）では、果房間の糖度の差がほとんどない。このことから、島原温泉水を利用し栽培したトマトは、第３果房までで摘心することにより、安定した糖度にすることができる。
【０１０８】
図７は、培養液の原水を島原温泉水とし栽培したトマトの仕立て方と果実重の関係を調べたものであり、１本仕立て多段栽培（摘心なし）の方は、第１果房から小さくなってていき、２本仕立て（第３果房までで摘心）では、第１〜３果房の果実重の差が小さい。このことから、島原温泉水を利用し栽培したトマトは、第３果房までで摘心することにより果房間の果実重の差が小さくなり、１果あたりの重量も重くなる。
【０１０９】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されず、必要に応じて、種々の変更を行うことが可能である。
【０１１０】
例えば、温泉水供給管１１２は、温泉水タンクと接続する代わりに、温泉水の水源と直接、接続してもよい。この構成であれば、湧出時の泉温が高い場合、常温もしくは常温以上の泉温を維持したまま、接続すれば、培養液の加温にも利用できる。また逆に、湧出時の泉温が低い場合、常温以下の泉温を維持したまま、接続すれば、培養液の冷却にも利用できる。
【０１１１】
例えば、培養液管a２３２は培養液タンク２３１と培養液散布管２３４に接続されているが、培養液管a２３２の吐出側を分岐させセレクタ弁機構を備えさせることで、前記分岐の一方を、培養液散布管２３４へ接続し、一方を培養液廃液タンクに接続することで、培養液を排出する機構をつけることもできる。前記培養液廃液タンクに排出した培養液は、堆肥の水分調整のために堆肥に散水して培養液中の残存肥料分を堆肥に付加させたり、栽培植物に葉面散布する等の活用を行うことができる。
【０１１２】
例えば、網目構造台３１４は、湿潤部材３１３および水耕栽培植物３２０を底上げすることで、散布された培養液２１２で湿潤部材３１３および水耕栽培植物３２０の根部が湿った後、培養液２１２が培養液管ｂ２３３に戻ること助ける働きがある。この働きを助ける構造を持つものなら、網目構造台３１４に代替できる。それには凹凸構造台や、孔を多数持つ筒状の部材を設置してもよい。
【０１１３】
例えば、培養液２１２の供給方法は、培養液散布管２３４による散布としているが、培養液管a２３２を可撓性防水部材３１２に接続し、培養液２１２を可撓性防水部材３１２で囲まれた空間に湛液してもよい。
【０１１４】
例えば、培養液貯蔵部２１０を設置することなく、可撓性防水部材３１２と温泉水供給部１１０を接続し、温泉水１１５を水耕栽培植物３２０の根部に供給してもよい。
【０１１５】
例えば、培養液調整部は、温泉水タンク１１４内に設置したり、可撓性防水部材３１２内に設置してもよい。
【０１１６】
例えば、可撓性防水部材３１２の外側の底面は、架台に載せるほか、地面に直接設置することが可能であり、可撓性防水部材３１２の外側の底面を架台もしくは地面に設置し、可撓性防水部材３１２そのものと、可撓性防水部材３１２の内部を含めた重量を、前記架台もしくは地面に担わせる場合、支持体３１１の支持する強さは、可撓性防水部材３１２そのものの重量のみに耐える構造でよい。さらに可撓性防水部材３１２で囲まれた空間に培養液２１２が散水された後、堪る液量の容積に合わせて、前記架台もしくは地面を、可撓性防水部材３１２の外側の底面に対し、Ｕ字型、Ｖ字型、半円形、多角形等に窪ませ形成した場合、支持体３１１の重量負担はさらに軽減できることから、支持体３１１を用いず、可撓性防水部材３１２の両端を抱合するよう固定するだけでもよい。
【０１１７】
例えば、培養液２１２に加えた、温泉水に含まれる炭酸水素イオンの緩衝作用により、培養液２１２のｐＨ濃度の変動が抑えられることから、ｐＨ計連動酸・アルカリ供給ユニット２２２を用いることなく、水耕栽培植物３２０の栽培ができる。
【０１１８】
例えば、温泉水１１５は、上記構成で根部から植物に供給する方法以外にも、葉面散布等によって、水耕栽培植物３２０を含めた栽培植物の地上部に供給することもできる。トマト栽培において、カルシウム欠乏によって尻腐れ果や葉の黄化等の生理障害が発生することがあるが、この場合、カルシウムを多く含む温泉水を葉面散布することで、これらの症状を改善できる。さらに、塩ストレスを加えるトマト栽培において、蒸散が抑えられることから栽培空間の湿度が乾燥しがちであり、うどんこ病が発生しやすい環境になるが、温泉水を葉面散布することで、うどんこ病の発生を抑制することができる。
【０１１９】
例えば、水耕栽培植物３２０について、温泉水１１５が与える塩ストレスに耐えられる生育ステージおよび生育ステージに合った植物体の理想的大きさまでに、可撓性防水部材３１２内に配設する以前に、育苗施設等の別環境で生育させた場合は、温泉水を水で希釈することなしに、培養液原水を温泉水としても栽培可能であることから、水供給部１２０を用いることなく水耕栽培植物３２０の栽培ができる。
【０１２０】
例えば、土耕栽培において、根部に温泉水を点滴等によって供給することで、同様の効果を得ることができる。このような構成によれば、温泉水と、培養液を混合することなく別系統で植物に供することが可能であり、温泉水を中心とした塩ストレス作用と、培養液等を中心とした肥料分供給による作用を、別々に植物の状態に合わせて調整することができる。
【０１２１】
例えば、温泉水供給部１１０が供給する温泉水の代わりに、温泉水由来の成分を、培養液２１２に直接混合する由来成分供給部を設けることで、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、トマトの栽培のほか、パプリカの栽培などに活用できる。
【０１２３】
本発明は、温泉水の内、植物の生育に悪影響を及ぼす成分の含量が少ないかほとんどない温泉水（例えば、島原温泉水）等を用いることで効果が高く、同様の泉質の温泉水が湧出する温泉地での栽培に活用できる。
【０１２４】
本発明は、温泉水の成分を濃縮させることで輸送性と貯蔵性を高め、温泉水の湧出地から離れた場所での栽培でも活用できる。
【０１２５】
本発明は、温泉水の成分のすべてか、あるいはその一部を再現し温泉水の代替に用いることで、温泉水そのものを用いずとも、上記の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明にかかる水耕栽培システムの温泉水調整装置と培養液装置と植物栽培装置の詳細構成図である。
【図２】植物栽培装置の構成を示す図である。
【図３】島原温泉水を利用のトマトと、慣行区のトマトの収穫果実の総ビタミンＣ量を比較した図である。各区の培養液濃度について、島原温泉水を利用したトマトは、第１花房開花まで軟水を原水とした標準培養液濃度（２．２ms/ｃｍ）とし、その後、軟水の供給を絶ち、培養液原水に島原温泉水（１．７ms/ｃｍ）のみを用い、植物の蒸散による温泉水の濃縮によって、培養液濃度を徐々に上昇させ、収穫時には７．０ms/ｃｍの濃度とした。慣行区は、軟水を原水とした標準培養液濃度（２．２ms/ｃｍ）とした。
【図４】島原温泉水を利用し栽培したトマトの収穫果実の比重を示す図である。培養液濃度は、第１花房開花まで軟水を原水とした標準培養液濃度（２．２ms/ｃｍ）とし、その後、軟水の供給を絶ち、培養液原水に島原温泉水（１．７ms/ｃｍ）のみを用い、植物の蒸散による温泉水の濃縮によって、培養液濃度をその後、徐々に上昇させ収穫時には７．０ms/ｃｍの濃度とした。
【図５】島原温泉水で塩ストレスを与えたトマトと大塚標準培養液で塩ストレスを与えたトマトと塩ストレスのない状態で育てたトマトの収穫果実を比較した図である。培養液の濃度について、塩ストレスなしの区分は、全生育期間において軟水を原水とした標準培養液濃度（２．２ms/ｃｍ）。塩ストレスを与えた区分は、第１花房開花まで軟水を原水とした標準培養液濃度（２．２ms/ｃｍ）とし、その後、軟水の供給を絶ち、培養液原水に島原温泉水（１．７ms/ｃｍ）のみを用い、植物の蒸散による温泉水の濃縮によって、培養液濃度をその後、徐々に上昇させ収穫時には７．０ms/ｃｍの濃度とした。
【図６】培養液の原水として島原温泉水を利用し育てたトマトの仕立て方と収穫果実の糖度の関係を示した図である。培養液濃度は、第１花房開花まで軟水を原水とした標準培養液濃度（２．２ms/ｃｍ）とし、その後、軟水の供給を絶ち、培養液原水に島原温泉水（１．７ms/ｃｍ）のみを用い、植物の蒸散による温泉水の濃縮によって、培養液濃度をその後、徐々に上昇させ収穫時には７．０ms/ｃｍの濃度とした。
【図７】培養液の原水として島原温泉水を利用し育てたトマトの仕立て方と収穫果実の果実重の関係を示した図である。培養液濃度は、第１花房開花まで軟水を原水とした標準培養液濃度（２．２ms/ｃｍ）とし、その後、軟水の供給を絶ち、培養液原水に島原温泉水（１．７ms/ｃｍ）のみを用い、植物の蒸散による温泉水の濃縮によって、培養液濃度をその後、徐々に上昇させ収穫時には７．０ms/ｃｍの濃度とした。
【図８】島原温泉水の成分について示した図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００  温泉水調整装置
１１０  温泉水供給部
１１１  温泉水供給弁
１１２  温泉水供給管
１１３  温泉水タンクふた
１１４  温泉水タンク
１１５  温泉水
１２０  水供給部
１２１  注水管
１２２  水供給弁
１２３  水
２００  培養液装置
２１０  培養液貯蔵部
２１１  培養液タンクふた
２１２  培養液
２１３  培養液タンク
２２０  培養液調整部
２２１  電気伝導度計連動肥料供給ユニット
２２２  ｐＨ計連動酸・アルカリ供給ユニット
２３０  培養液供給部
２３１  培養液吸引ポンプ
２３２  培養液管a
２３３  培養液管ｂ
２３４  培養液散布管
３００  植物栽培装置
３１０  植物栽培部
３１１  支持体
３１２  可撓性防水部材
３１３  湿潤部材
３１４  網目構造台
３２０  水耕栽培植物
【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】
2008301714.tif 000009
【図８】
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