(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の一端に設けられる給水口と、
植物が栽培される領域である栽培領域と、
当該栽培領域に連結されるように上記長手方向の他端に設けられ、排水口を有する排水領域と、
を備え、上記長手方向に養液が循環する水耕栽培用プランターにおいて、
上記栽培領域の内底部は、長手方向で高低差がなく、短手方向端部に向かって下り傾斜させることにより、栽培領域の全域に渡って養液の深さを略一定とするものであり、
上記排水領域の内底面は、上記栽培領域の内底面よりも低い位置にあり、
上記排水口は、上記排水領域の内底面に突出せずに設けられた
ことを特徴とする水耕栽培用プランター。
【請求項２】
上記栽培領域の内底面と上記排水領域の内底面の高低差が１ｃｍ以上である
ことを特徴とする請求項１ に記載の水耕栽培用プランター。
【請求項３】
上記栽培領域は、短手方向端部に上記排水領域に向かって下り傾斜した溝を有し、
上記栽培領域の内底部は、短手方向において上記溝に向かって下り傾斜している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の水耕栽培用プランター。
【請求項４】
上記栽培領域の長手方向長さが、５．７ｍ以上である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水耕栽培用プランター。
【請求項５】
上記排水口近傍に養液含有成分濃度を検知するセンサーを設けた
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の水耕栽培用プランター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水耕栽培用プランターに関するものであり、特に、養液を入れ替える際の洗浄を容易に行える水耕栽培用プランターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土耕栽培は、害虫駆除や除草、土づくりといった管理面に手間を要し、また、天候に大きく左右されるという問題がある。そのため、水耕栽培は従来の土耕栽培に代わるものとして注目されている。水耕栽培のメリットは他にも数多くあり、植物の成長スピードを速め、収穫量を向上させたり、有機農耕として、付加価値の高い農産物を生産したりすることも容易である。また、植物を最適な条件下で栽培することが可能であり、養液成分や照明条件を最適化することで、栄養価を高めた農産物や、機能性農産物を作ることも可能である。
【０００３】
例えば、生育させた野菜を、その収穫直前に養液を水に置き換え且つ日長時間を１７時間以上とし該日長時間における光強度の上限を２００００ｌｕｘとして、１日以上７日以内の期間水耕栽培することで、アスコルビン酸含有量や糖度や全糖含有量等の有用成分の含有量を高め、硝酸イオン含有量を低減させることができる調整栽培法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このように多くの特長を持つ水耕栽培は、農産物の大量栽培にも用いられるようになり、水耕栽培用プランターは、栽培効率を高めるため大型化が進んでいる。野菜工場で使用されるプランターは、長手方向が１０ｍを越えるものも珍しくない。このような、大型のプランターにおいては、養液の排水等を円滑に行うために、長手方向に傾斜を付けることは困難である。なぜなら、わずかな角度の傾斜であっても、長手方向の両端においてはかなりの高低差が生じてしまうため、養液深さに大きな差が生じてしまうからである。
【０００５】
そこで、長手方向で養液深さが一様になるプランターが提案されている。このプランターにおいては、隣接している複数個の凹状栽培槽を相互に上下方向から嵌入し、一方の凹状栽培槽の第１の堰部と、他方の凹状栽培槽の第２の堰部とを当接させ、上記第１の堰部の上面に、第２の堰部外方突出部の底面を重ね合わせる状態で連結させることにより、各凹状栽培槽間に、連結部による高さを持つ、堰が形成される。そして、連結された凹状栽培槽の第１の堰部側に、第１の堰部側蓋を嵌合させ、連結された凹状栽培槽の第２の堰部側に、第２の堰部側蓋を嵌合させ、連結された凹状栽培槽の両端を封じている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
特に、敷地面積当たりの収量を増加させるために、プランターを多段にし、縦長のプランターが用いられる（例えば、特許文献３）。縦長のプランターを用いる理由は、横幅を短くすることで、側方からのメンテナンスを容易にするためである。横幅は、側方から腕を入れて、手が届く程度の長さであり、例えば４０ｃｍから１００ｃｍ程度である。また、縦の長さを長くすることで、給排水機構の数を減らし、設備の製造コストを抑えることができる。縦の長さは、例えば、１０ｍあるいは２０ｍ程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１９２６８２
【特許文献２】特開平１０−１７８９４６
【特許文献３】特開２０１２−１５２１７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示されたプランターは、養液高さを一定にできるという特長を有するものの、一方で、プランターの洗浄が困難であるという問題がある。中央段部内に排水溝が形成されているため、中央段部の両側の養液は排水されず、養液成分を完全に洗浄することが難しい。
【０００９】
先進の水耕栽培においては、特許文献１に示すように、育成時期に応じて養液を変えることが行われており、その際に、プランターを完全に洗浄し、前の養液の成分を完全に洗い流すことが必要である。例えば、農産物に残存する硝酸塩を大幅に減少させるためには、収穫前の一定期間、窒素成分を含まない養液が用いられる。そして、この窒素成分を含まない養液に入れ替える際には、それまで用いていた養液の硝酸塩を非常に微量なレベルになるまで減少させることが必要である。
【００１０】
土耕栽培に比べて数多くの特長を持つ水耕栽培は、近年、本格的な農法として実用化が進み、また、大規模化する傾向にある。そして、養液や光照射といった諸栽培条件も細かく制御されるようになってきた。栽培技術が高度化され、栄養価や味覚が向上した、あるいは人体に悪影響を持つ成分の減少した農産物を栽培可能となり、高い付加価値を持つ農産物の栽培が可能となった。
したがって、大型のプランターであっても、プランター全体で均一な特性を持つ農産物が栽培可能であり、且つ細かな養液成分等の制御ができるプランターが必要とされている。
【００１１】
一方、敷地面積当たりの収量を増加させ、且つ設備の製造コストを低減させるために、特許文献３に開示されているような、縦長のプランターが広く用いられている。例えば、１０ｍを越えるような長さのプランターが用いられているが、このようなプランターでは、養液を入れ替える際に、洗浄を行っても、前の養液成分が残留してしまい、細かな養液成分制御ができないという問題が顕著となる。
【００１２】
本発明は、上記のような問題点や先進の栽培技術において求められる要求を満足するためになされたものであり、大型のプランターであっても、プランター内の洗浄が容易に行え、使用していた養液の残存量を充分に減少させることができる水耕栽培用プランターを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る水耕栽培用プランターは、
長手方向の一端に設けられる給水口と、
植物が栽培される領域である栽培領域と、
当該栽培領域に連結されるように上記長手方向の他端に設けられ、排水口を有する排水領域と、
を備え、上記長手方向に養液が循環する水耕栽培用プランターにおいて、
上記栽培領域の内底部は、長手方向で高低差がなく、短手方向端部に向かって下り傾斜させることにより、栽培領域の全域に渡って養液の深さを略一定とするものであり、
上記排水領域の内底面は、上記栽培領域の内底面よりも低い位置にあり、
上記排水口は、上記排水領域の内底面に突出せずに設けられた
ことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る水耕栽培用プランターは、
上記栽培領域の内底面と上記排水領域の内底面の高低差が、１ｃｍ以上である
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る水耕栽培用プランターは、
上記栽培領域は、短手方向端部に上記排水領域に向かって下り傾斜した側溝を有し、
上記栽培領域の内底部は、短手方向において上記側溝に向かって下り傾斜している
ことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る水耕栽培用プランターは、
上記栽培領域の長手方向長さが、５．７ｍ以上である
ことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る水耕栽培用プランターは、
上記排水口近傍に養液含有成分濃度を検知するセンサーを設けた
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る水耕栽培用プランターは上記のように構成されているので、第一に、大型のプランターであっても、養液の洗浄を容易に且つ充分に行うことができる。したがって、栽培時期に応じて養液を切り替える高度化された栽培方法に対応可能である。残存硝酸塩を低下させたり、特定の栄養価を著しく上げたり、あるいは味覚を向上させたりして、高付加価値を持つ農産物を栽培するためには、極微量な残存成分が問題となることが通常であり、養液のほぼ完全な洗浄を可能としたことは、高度化した水耕栽培技術を実用化する上で極めて重要な意味を持つ。
【００１９】
第二に、大型のプランターであっても、プランター全面に渡って高低差が生じないようにしたことで、均一な栄養価や味覚を持つ農産物を大量に栽培できる。水耕栽培においては、植物の根が浸かる養液の深さは、植物の生育に大きく影響する。したがって、プランター全面に渡って高低差が生じないようにすることは必須であり、これを大型のプランターで実現したことで、農産物の歩留まりを高め、大量栽培においても栽培効率を最大化できる。
【００２０】
第三に、プランターを廉価に作製できる。これまでは、プランターの内底面に、局所的に養液が残存することがあった。内底面が完全な平面ではなく、微妙な凹凸があると、凹部に養液が残ることがあった。したがって、これを防止するためには、内底面をできるだけ平滑に作製することが必要になり、プランターの製造コストが高くなっていた。本発明においては、排水領域を設けたことで、さらには側溝を設けたことで、栽培領域に養液が残存しないようになり、プランター内底面の平滑精度が緩和され、製造コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る水耕栽培用プランターの斜視図である。
【図２】本発明に係る水耕栽培用プランターの養液および洗浄液の給排水機構を説明するための図である。
【図３】本発明に係る水耕栽培用プランターの洗浄方法のフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る水耕栽培用プランターの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態１．
本発明に係る水耕栽培用プランターの構成およびその使用方法等に関して、以下において、図面を用いて説明する。なお、以下の説明は本発明に関する良好な一例を開示するものであり、本発明が当該実施の形態に限定されるものではない。
【００２３】
＜プランター栽培部の構成＞
図１は、本発明のプランター１の斜視図である。プランター１は、給水口２と、植物が栽培される領域である栽培領域３と、当該栽培領域に連結され、排水口５を有する排水領域４とを備え、上記排水領域４の内底面は、上記栽培領域３の内底面よりも低い位置にあり、上記排水口５は、上記排水領域４の内底面に設けられたことを特徴としている。
【００２４】
プランター１の大きさは、長さＬが数ｍから２０ｍであり、幅Ｗは０．４ｍから数ｍである。特に、側方からメンテナンスを行う場合には、幅Ｗは、側方から腕を入れて手が届く程度の長さが良い。すなわち、幅Ｗは０．８ｍ以下が望ましい。
また、通常、長手方向である長さ方向に養液が流れるように、給排水される。
また、プランター１の深さは、数１０ｃｍ程度である。プランター１に入れる養液の深さは、栽培する植物や生育段階によっても変わり、２０ｃｍから６０ｃｍ程度である。
【００２５】
給排水が適正に行われることを考慮すると、給水側から排水側に緩やかな傾斜を付けることが望ましい。例えば、排水の際に、傾斜により排水側に残らずに水が流れるためには、１°以上の傾斜が必要である。また、プランターの製造精度として１°程度の傾斜は可能である。しかし、１°の傾斜を設けると、栽培領域３の長さが１０ｍの場合で、栽培領域３の両端において、１７．５ｃｍの高低差が生じてしまう。例えば、養液深さとして２０ｃｍが適正な際には、許容できない高低差である。
【００２６】
プランター全面に渡って植物が均一に生育するためには、現実に許容できる高低差は１０ｃｍ程度である。したがって、傾斜角が１°の場合、栽培領域３の長さとして５．７ｍが限界であり、それ以上の長さのプランターでは、傾斜を設けることは現実的ではない。
本実施の形態においては、このような観点から、長さ方向の傾斜に代えて、排水領域４を設け、その内底面を、栽培領域３の内底面よりも低い位置にしている。また、排水口５は、排水領域４の内底面に設けている。排水口５は開閉機構を有している。このように、排水領域４を設けることで、養液の洗浄の際に、残存する養液は排水領域４に導かれ、栽培領域３に残存する養液を著しく減少させることが可能となる。
【００２７】
また、図１においては図示していないが、排水口近傍に養液含有成分濃度を検知するセンサーを設けている。窒素やリン、カリウムといった養液の主要成分を検知できるセンサーである。例えば、残存硝酸塩濃度を減少させるために、収穫前に、窒素成分を含まない養液に代える耕法の場合には、窒素を検知するセンサーを設ける。
【００２８】
＜プランターの養液および洗浄液の給排水機構＞
次に、プランターの養液や洗浄液の給排水機構について、図２を用いて説明する。本実施の形態においては、養液として、養液Ａと養液Ｂの２種を用い、それを入れ替える工程について主に説明する。
【００２９】
養液Ａは養液Ａのタンク１１ａに、養液Ｂは養液Ｂのタンク１１ｂに、それぞれ貯蔵されている。また、洗浄液は、洗浄液のタンク１１ｃに貯められている。洗浄液として水道水を用いる場合には、洗浄液のタンク１１ｃに代えて、水道を用いてもよい。
【００３０】
養液Ａ、養液Ｂ，あるいは洗浄水の選択は、三方バルブ１２ａと１２ｂを用いて行われる。三方バルブ１２ａと１２ｂにより選択された養液あるいは洗浄水は、ポンプ１３により、給水口２よりプランター１内に給水される。
【００３１】
養液は、一定時間に定量が循環する。給水口２よりプランター１に導入された養液は、排水口５より排水され、フィルター１４を通過した後、それぞれの養液タンク１１ａまたは１１ｂに戻る。
一方、洗浄水は循環せず、三方バルブ１２ｃによりドレイン１５に導かれ、ドレイン１５から排水される。
【００３２】
次に、図３を用いて、養液Ａから養液Ｂに、養液を入れ替える際の洗浄工程の一例について説明する。図３は洗浄工程のフロー図である。
まず、排出口５を開け養液Ａを排水する（Ｓ１，Ｓ２）。
次に、排出口を閉じ（Ｓ３）、洗浄水を給水する（Ｓ４）。洗浄水は、養液Ａの深さより深くすることが望ましい。養液Ａを完全に洗い流すためである。そして、検知したい養液成分濃度をセンサーで測定する（Ｓ５）。
【００３３】
次に、排水口を開き、洗浄水を排水する（Ｓ６，Ｓ７）。
Ｓ５で測定した養液成分濃度が規定値以下であれば、洗浄は完了し、規定値よりも大きければ、Ｓ３に戻り、洗浄が再び行われる（Ｓ８）。養液成分濃度が規定値以下になるまで、Ｓ３からＳ７の洗浄工程が繰り返し行われる。
以上のようにして、養液Ａの成分が規定濃度以下になった後に、養液Ｂがプランター１内に供給される。
【００３４】
＜実施例＞
本実施の形態のプランターを用いた場合の養液の残留成分を測定し、従来のプランターとの比較実験を行った。
養液Ａとして、一般的な液肥（大塚ＳＡ処方）を用い、洗浄水として市水を用いた。また、残留成分として、ＮＯ３−、Ｋ＋、およびＣＡ２＋を測定した。実験は、図３に示した工程にしたがって洗浄を行い、Ｓ３からＳ７の工程を２回行い、１回目および２回目のＳ５工程における養液Ａの残留成分を測定した。測定結果を表１に示す。数値の単位はｐｐｍである。
【００３５】
【表１】
0006732179.tif 000002
【００３６】
従来のプランターにおいては、Ｓ３からＳ７の工程を２回行っても、かなりの残留成分があった。一方、本実施の形態のプランターにおいては、Ｓ３からＳ７の工程を２回行うことで、洗浄水である市水と等価なレベルまで残留成分をなくすことができた。
以上のように、栽培領域３の内底面よりも低い位置に排水領域４を設け、その内底面に排水口５を設けることで、養液の残留成分をほぼ完全に除去することができた。
なお、栽培領域３の内底面と排水領域４の内底面との高低差は、水の表面張力を考慮し、１ｃｍ以上とすることが望ましい。高低差が１ｃｍより小さいと、水の表面張力により、排水領域４に溜まった養液や洗浄水の一部が、栽培領域３に戻るためである。
【００３７】
実施の形態２．
本実施の形態について、図４を用いて説明する。図４は、プランター１ａの斜視図である。
実施の形態１で説明したプランター１と異なる点は、栽培領域３ａに側溝６を設けた点と、栽培領域３を短手方向（幅Ｗ方向）に傾斜させた点である。
【００３８】
すなわち、プランター１ａは、栽培領域３ａが、短手方向端部に排水領域４に向かって下り傾斜した側溝６を有し、栽培領域３ａの内底部は、短手方向において側溝６に向かって下り傾斜していることを特徴とするものである。
【００３９】
側溝６および栽培領域３ａの内底部の傾斜角は１°以上が望ましい。
側溝６の傾斜角を１°以上としても、栽培領域３ａの内底部は、長手方向で高低差がないため、栽培領域３ａ全域に渡って、養液深さは略一定になる。
また、栽培領域３ａの内底部に短手方向に傾斜角を設けても、短手方向の長さＷは数１０ｃｍから数ｍであり、大きな高低差は生じない。
【００４０】
ただし、短手方向の長さが５．７ｍを超えるような大きなプランターの場合には、栽培領域３ａの短手方向両端部に排水領域４に向かって下り傾斜した側溝６を設けても良い。そして、栽培領域３ａの内底部に、短手方向中心から短手方向両端に向かって下り傾斜を設ける。このようにすることで、短手方向の高低差を半分にすることができる。
【００４１】
以上のように、側溝６を設けることで、洗浄の際に、栽培領域３ａに残存する養液をさらに減少させることができる。
【００４２】
＜本発明のまとめ＞
以上、２つの実施の形態において、本発明の水耕栽培用プランターについて、代表的な構成例を示した。これらの構成例から分かるように、本発明は、大型のプランターにおいて、特にその効果を顕著に発揮するものである。
【００４３】
土耕栽培に比べて数多くの特長を持つ水耕栽培は、近年、本格的な農法として実用化が進み、また、大規模化する傾向にある。そして、養液や光照射といった諸栽培条件も細かく制御されるようになってきた。栽培技術が高度化され、栄養価や味覚が向上した、あるいは人体に悪影響を持つ成分の減少した農産物を栽培可能となり、高い付加価値を持つ農産物の栽培が可能となった。
したがって、大型のプランターであっても、プランター全体で均一な特性を持つ農産物が栽培可能であり、且つ細かな養液成分等の制御ができるプランターが必要とされている。
【００４４】
本発明は、このような水耕栽培の現状を踏まえてなされたものであり、現在および近未来の農業において必要とされる、最適な水耕栽培用プランターを提供するものである。以下において、本発明の持つ特長を具体的に説明する。
【００４５】
第一に、大型のプランターであっても、養液の洗浄を容易に且つ充分に行うことができる。したがって、栽培時期に応じて養液を切り替える高度化された栽培方法に対応可能である。残存硝酸塩を低下させたり、特定の栄養価を著しく上げたり、あるいは味覚を向上させたりして、高付加価値を持つ農産物を栽培するためには、極微量な残存成分が問題となることが通常であり、養液のほぼ完全な洗浄を可能としたことは、高度化した水耕栽培技術を実用化する上で極めて重要な意味を持つ。
【００４６】
第二に、大型のプランターであっても、プランター全面に渡って高低差が生じないようにしたことで、均一な栄養価や味覚を持つ農産物を大量に栽培できる。水耕栽培においては、植物の根が浸かる養液の深さは、植物の生育に大きく影響する。したがって、プランター全面に渡って高低差が生じないようにすることは必須であり、これを大型のプランターで実現したことで、農産物の歩留まりを高め、大量栽培においても栽培効率を最大化できる。
【００４７】
第三に、プランターを廉価に作製できる。これまでは、プランターの内底面に、局所的に養液が残存することがあった。内底面が完全な平面ではなく、微妙な凹凸があると、凹部に養液が残ることがあった。したがって、これを防止するためには、内底面をできるだけ平滑に作製することが必要になり、プランターの製造コストが高くなっていた。本発明においては、排水領域を設けたことで、さらには側溝を設けたことで、栽培領域に養液が残存しないようになり、プランター内底面の平滑精度が緩和され、製造コストの低減が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１、１ａ  プランター
２  給水口
３、３ａ  栽培領域
４  排水領域
５  排水口
６  側溝
１１ａ  養液Ａのタンク
１１ｂ  養液Ｂのタンク
１１ｃ  洗浄水のタンク
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  三方バルブ
１３  ポンプ
１４  フィルター
１５  ドレイン
【図１】
0006732179.tif 000003
【図２】
0006732179.tif 000004
【図３】
0006732179.tif 000005
【図４】
0006732179.tif 000006