(57)【要約】少なくとも一つのコンテナー内で育成されるプラントのための水有効利用水管理方法およびシステムを開示する。少なくとも一つの取水口および少なくとも一つの排水開口部が各コンテナーに設けられ、排水開口部がコンテナー内に含まれた微粒子物質を下方満水（飽和）層と上方の比較的乾燥層とに分割している。底部に存在する水の層の深さを計測する水位計測手段が各コンテナーに設けられ、さらに水位計測手段の読みの結果として各コンテナーへの水を付加する水制御手段も備えており、これによって塩化物レベル内の有害物を生ぜしめることなく被計測コンテナーの底部で水の所望レベルを維持する。斜向的に成長する根毛が微粒子物質の満水層内に延長するとともにこれに絡み合ってバイオマス（生物量）を形成する。
2004532650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのコンテナー内で植物を成長させるための水有効利用方法であって、
ａ．微粒子物質で充填された少なくとも一つのコンテナーを用意するステップと；
ｂ．前記コンテナーの各々に少なくとも一つの取水口および少なくとも一つの排水開口部を設けるステップであって、前記少なくとも一つの排水開口部が前記微粒子物質を下方飽和（満水）層と上方の相対的乾燥層に分離するステップと；
ｃ．一つまたはそれ以上の前記コンテナーにおいて、水位計測手段を設けて前記少なくとも一つまたはそれ以上のコンテナーの底部に存在する水の層の深さを正確に計測するステップと；
ｄ．前記コンテナー内で植物を育成するステップと；
ｅ．前記水位計測手段の読みの結果として前記コンテナーの各々に水を付加し、これによって被計測コンテナーの底部における所望の水位を維持するステップと；
からなる水有効利用方法。
【請求項２】
二つまたはそれ以上のコンテナーが計測され、また前記二つまたはそれ以上のコンテナー内の水位が所定平均化ルールに基づいて平均化されたときに、第一所定値に達するように水が付加される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第二所定値よりも大きい深さを有する排水オリフィスを提供するステップをさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
水位計測手段がセンサーである請求項３に記載の方法。
【請求項５】
センサーが制御弁に連結されており、センサーが第一所定水位以下の水を検出したときに前記制御弁が水を付加するように作動可能である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
センサーが第二所定水位以下の水を検出したときに前記制御弁が水の付加を阻止するように作動可能である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
センサーがレベルスイッチである請求項４に記載の方法。
【請求項８】
センサーが相間センサーである請求項４に記載の方法。
【請求項９】
センサーが容量性導入センサーである請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
制御弁が配水管を介する一連のコンテナーへの給水を制御するように作動可能である請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
水位計測手段が複数のセンサーからなり、各センサーが異なるコンテナーに配備されている先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
各センサーが制御装置に連絡されており、前記制御装置が前記センサーから要求されたデータを処理し、これによって制御弁の作動を制御する請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
制御装置が複数の制御弁の作動を制御し、前記制御弁の各々が異なる一連のコンテナーに水を付加するように作動可能である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
各制御弁が異なる配水管からの水を付加するように作動可能である請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
所望の水位が１から７ｃｍである請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
液体肥料を一連のコンテナーの取水口にポンピングするステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
制御装置が肥料と水の所定比率を維持する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
水がスプリンクラー灌漑、滴下灌漑または地下水灌漑から選択された一つまたはそれ以上の方法によって各コンテナーに供給され、前記水層が各コンテナーの底部に沿って植物の根によって吸収されないあるいは微粒子物質によって吸収されない過剰水の蓄積によって形成される請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
微粒子物質が毛管性である請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
塩化物の微粒子物質への浸透を許容させるステップと所望の水位内に塩化物レベル内における有害物の発生を回避するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ａ）一つまたはそれ以上のコンテナー内に、少なくとも２００重量％の吸水性を有する微粒子物質を伴っている微粒子物質の上段および下段を提供するステップと；
ｂ）塩化物の前記上段への凝縮を許容させるステップと；
ｃ）植物の成長シーズンの終了時に前記上段を除去するステップと；
ｄ）次の成長シーズン中に前記下段を再使用するステップと；
ｅ）異なる上段を設けるステップと；
ｆ）前記異なる上段に別の植物を栽培するステップと；
をさらに含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
上段が４０から１７０ｋｇ／ｍ３の範囲の見かけの密度を有しており、また植物成長シーズンの終了時に手持ち機器によって除去される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも一つのコンテナー内で植物を成長させるための水効率水管理システムであって：
ａ）各々微粒子物質のベッドを包含するのに適した少なくとも一つのコンテナーと；
ｂ）前記コンテナーの各々への少なくとも一つの取水口および前記微粒子物質を下方飽和層と相対的上方乾燥層に分割している少なくとも一つの排水口と；
ｃ）一つまたはそれ以上の前記コンテナーに設けられ前記一つまたはそれ以上のコンテナーの底に存在する水の層の深さを計測する水位計測手段と；
ｄ）前記水位計測手段の読みの結果により前記コンテナーに水を付加し、被計測コンテナーの底における所望の水位を維持する水量制御手段と；
からなる水効率水管理システム。
【請求項２４】
コンテナーの各々が微粒子物質のベッドを収容している請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
所定の平均化ルールに基づいて二つまたはそれ以上のコンテナー内の水のレベルを平均化する手段からなる請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
マイクロプロセッサからなる請求項２３から２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
マイクロプロセッサが水位計測手段からの水位データを受信する請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
マイクロプロセッサが水位データに基づいて水制御手段を制御する請求項２３から２７に記載のシステム。
【請求項２９】
水制御手段が少なくとも一つの制御弁であり、また水位計測手段が少なくとも一つのセンサーであり、前記少なくとも一つの制御弁が前記少なくとも一つのセンサーに応答して作動し、水位が第一所定値以下に降下したときに所定持続期間ので所定流量を対応するコンテナーに付加水量の供給を許容する請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
センサーの感度が、対応するコンテナーへの水の流入率が水位低下率に実質的に等しくなるようになっている請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
センサーによって伝送された信号に応答して各制御弁の作動を制御する制御装置をさらに含む請求項２９に記載のシステム。
【請求項３２】
センサーがレベルスイッチである請求項２９に記載のシステム。
【請求項３３】
レベルスイッチがフロート、ケーブルおよびセンサーハウジングからなり、前記センサーハウジングがその底部で部分的に開しており、これによって水のハウジング内への流入が許容され、従ってハウジング内の水位に応答して前記フロートがその中で上昇、下降する請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
センサーが相間センサーである請求項２９に記載のシステム。
【請求項３５】
センサーが土壌水分センサーである請求項２９に記載のシステム。
【請求項３６】
センサーが容量導入センサーである請求項２９に記載のシステム。
【請求項３７】
内部および外部電極が、可変高さを有する水柱と接触せず、前記水柱の水が対応するコンテナーの底部に存在する水の層から、電極ハウジング内に形成され前記内部および外部電極間に配置された溝へ収容され、これによってセンサーが前記内部および外部電極間の瞬時容量を検知し前記瞬時容量を出力電圧に変換する請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
第一および第二プラスチック仕切りが水柱をそれぞれ内部および外部電極から分離する請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
水の層を加熱する手段をさらに含む請求項２３に記載のシステム。
【請求項４０】
加熱手段がコンテナーの各々への取水口へ流入する水を加熱するヒーターからなる請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
少なくとも一つの排水オリフィスをさらに含み、水位が第二所定値以上に上昇したときに排水が許容されるように前記少なくとも一つの排水オリフィスがコンテナー壁内の位置に配備される請求項２３に記載のシステム。
【請求項４２】
排水ユニットをさらに含み、前記排水ユニットが回転可能な要素を有するステムによって対応するコンテナーからの排水がこの要素を通過するように各オリフィースに挿入可能である請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
排水ユニットが回転可能であり、これによって一つの回転位置で排水が可能であり、第二の回転位置で対応するコンテナーからの排水が阻止され、また中間回転位置で部分的排水が実行される請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
コンテナーの各々がコンテナー底部を備えている請求項２３に記載のシステム。
【請求項４５】
各コンテナーの底部に少なくとも一つの閉止可能排水アパーチャが設けられており、水の層の完全な排出を許容する請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
微粒子物質が毛管性である請求項２４に記載のシステム。
【請求項４７】
微粒子物質が、ピート、凝灰岩、パーライト、レカ、砂またはこれらの物質の混合物ないしブレンドしたものである請求項２４に記載のシステム。
【請求項４８】
微粒子物質の保水容量が少なくとも０．０３５である請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
微粒子物質が少なくとも二つの段からなる請求項４０に記載のシステム。
【請求項５０】
下段が上段よりも大きい粒子サイズを有している請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
最上段が少なくとも約２００重量％の吸水性を有している請求項４９に記載のシステム。
【請求項５２】
最上段が４０から１７０ｋｇ／ｍ３の範囲の見かけ密度を有している請求項５１に記載のシステム。
【請求項５３】
各コンテナーへの取水口が、微粒子物質の面より低い所定高さに埋設された可撓性穿孔ホースからなる請求項２３に記載のシステム。
【請求項５４】
肥料ポンプをさらに含み、前記ポンプが肥料を一連のコンテナーの取水口に配送する請求項３１に記載のシステム。
【請求項５５】
制御装置がセンサーによって伝送された信号に応答して肥料ポンプの作動を制御する請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
植物育成容器への水の供給を前記容器内の大量の水の水位指示に応答して制御するのに適した水供給制御装置であって、前記容器が容器壁、容器底部、前記容器内に収容された多孔性物質のベッドおよび植物からなり、植物の根が前記多孔性物質のベッドに延長し、前記制御装置が前記制御装置の底部に存在する水位を感知するのに適した水位計測手段からなる水供給制御装置。
【請求項５７】
前記水位指示に応答して制御弁の作動を制御するように作動する請求項５６に記載の水供給制御装置。
【請求項５８】
マイクロプロセッサ、所定方法でアクチュエータをプログラミングするためのソフトウエア、ローカルメモリおよび制御弁アクチュエータと水位計測手段とを連絡する手段からなる請求項５７に記載の水供給制御装置。
【請求項５９】
水位計測手段がレベルスイッチ、相間センサー、容量導入センサーおよび土壌水分センサーのグループから選択されたセンサーである請求項５８に記載の水供給制御装置。
【請求項６０】
制御弁が所定持続時間で所定流量で複数の容器に水の付加量の供給を許容するように作動される請求項５７に記載の水供給制御装置。
【請求項６１】
複数のセンサーから信号を受信するとともに、信号を処理し、これによって制御弁アクチュエータに命令してプログラムに基づいて容器への流水を調整するように作動し、前記センサーの各々が異なる容器内に配置されている請求項６０に記載の水供給制御装置。
【請求項６２】
複数の制御弁の作動を制御するように作動し、前記制御弁の各々が異なる一連の容器への水を付加するように作動可能である請求項５７に記載の水供給制御装置。
【請求項６３】
根変化植物において、幹根が枝根に枝分かれし、この枝根が斜向性に伸長し、すなわちひげ根系によって特徴付けられる根毛に横方向に成長しており、前記枝根が所定水位の制御可能に維持された底部で容器内に収容された多孔性物質のベッドを通って成長し延長することができ、前記根毛が前記水位によって充満された前記多孔性物質の層に延長するとともにこれに絡み合うことができ、これによって前記充満層内で生物量（バイオマス）を形成する根変化植物。
【請求項６４】
直（主）根系の幹根がひげ根系の根毛に枝分かれしている請求項６３に記載の根変化植物。
【請求項６５】
根変化植物であって、
ａ）微粒子物質で充填されたコンテナーと；
ｂ）前記コンテナーに設けられた少なくとも一つの取水口および少なくとも一つの排水口と；
ｃ）水を前記コンテナーに付加し、これによって被計測コンテナーの底部における所望の水位を維持する水制御手段とによって誘起され、幹根が枝根に枝分かれし、この枝根がひげ根系によって特徴付けられる根毛に対して斜向性に成長しており、前記枝根が前記微粒子物質を通って成長し、前記根毛が前記水位によって充満された前記多孔性物質の層に延長するとともにこれに絡み合うことができ、これによって前記充満層内で生物量を形成する根変化植物。
【請求項６６】
本質的に説明し図示した複数のコンテナー内で植物を育成するための水有効利用方法。
【請求項６７】
本質的に説明し図示した複数のコンテナー内で植物を育成するための水有効利用水管理システム。
【請求項６８】
本質的に説明し図示した根変化植物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の育成の分野に関する。より詳しくは、本発明は、植物の栽培される複数の容器内の水位を制御することによって、任意の植物の特定する必要量に対応し、塩化物中にいかなる有害物の発生もなく植物の成長に必要とされる水の使用量を低減する水量管理のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
灌漑農耕は最近の１０年に渡って食品の生産の重要源になっている。灌漑から得ることのできる最大の産出量は降雨供給から得ることのできる最大の産出量の二倍を超えている。灌漑の利点は植物の根の取水を極めて正確に制御する能力の結果である。
【０００３】
使用に当り現在基本的に灌漑には五つのタイプがある。
【０００４】
１）全作付面積が注水されることによる地表灌漑；
２）降雨を模倣したスプリンクラー灌漑；
３）水が根の部分の上部のみの土壌に滴下させる滴下灌漑；
４）土壌内に配置された穿孔管によって根部分への地中灌漑；
５）地下水レベルが根の部分を湿潤するのに十分に上昇される地下灌漑。
【０００５】
最初の二つ、すなわち地表灌漑およびスプリンクラー灌漑は従来の灌漑として知られている。地表灌漑は最も一般的な方法であり、またこれは複雑な水力機器の操作および保守を包含していないので小規模農家によって使用される。しかし、この方法および小規模のスプリンクラー灌漑では水が無駄になる。
【０００６】
滴下灌漑および地中灌漑は特定場所限定灌漑の例であり、これは水が必要とされるそれらの地域にのみ適用され、また比較的少ない量の水が無駄になるだけであるという理由で水効率が改善される。滴下灌漑は加圧システムに依存しており、地上を敷設される穿孔配管を介して水に、エミッター当り一時間当り１−１０リットルの割合で圧力が印加される。従来の灌漑から滴下灌漑に配水システムを変換した農家は３０％から６０％だけ水の使用量を削減した。たとえ技術が簡単であったとしても、滴下灌漑はエミッターが簡単に詰まってしまうので機器の注意深い保守を必要とする。
【０００７】
水は世界的規模で不足しているので、さらに水の効率を改善する必要がある。
【０００８】
水使用量削減で普及している一つの方法は、廃水を利用することが含まれる。処理された廃水には化学肥料として機能可能な栄養物の凝縮物が含まれている。また２０％を超える付加的な水の節約が達成できる。しかし、この方法は廃水を保有しておくタンク、水を循環させるためのポンプおよび配管システム等のような高い資本を必要とする。さらに大きな人件費が廃水の試験および処理に対して費やされる。
【０００９】
ＰＣＴ特許出願第ＷＯ  ９９／５１０８０号は平地上に耕作域を造成するための方法が開示されており、これを引用することによりここに一体化する。第ＷＯ  ９９／５１０８０号の方法は、変化する水の必要量に伴って異なる密度で成長する植物の種々のタイプに適用され、水の使用量が静的システム内で適切な方法で制御することが困難であるときに欠点が生じる。従って、特に農産物の大量生産において水の無駄を回避できる改良がなおも必要である。
【００１０】
コンテナー内の食野菜の成長が直面する別の問題は、野菜に供給される水に中和剤を添加する必要があるために不純物が増大し、またｐＨが変化することである。この不純物の増大およびｐＨの変化は有害な環境を作り出すことになり、野菜およびその果実に損傷を与える。これらの事実のために、コンテナーの洗浄および野菜の成長する微粒子物質の交換が周期的に必要である。
【００１１】
ここで驚いたことに、比較的少量の灌漑用水を使用し、一方で従来方法で達成される生産量を維持しつつ、さらにこれを改善するコンテナー内で多数のタイプの青葉を成長させることができることが分かった。
【００１２】
さらに、最も驚いたことに前述の目標を達成するとともに、塩化物および他の不純物内の有害物の発生を回避し、これによってより便利な耕作方法となり、また費用を削減することになった。
【特許文献１】
ＰＣＴ特許出願第ＷＯ  ９９／５１０８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って、本発明の目的は、植物の成長のための水利用を改善する方法およびシステムを提供することにある。
【００１４】
本発明の付加的な目的は、従来のシステムの欠点を克服する水管理システムを提供することにある。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、塩化物および他の不純物内に有害物の発生することがない水管理システムを提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的および利点は、説明を進行するにしたがって明白となろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以下に、説明の目的で参照例は植物としてトマトおよびきゅうりのような家庭野菜に適用するが、これは好ましい実施例でり、本発明が野菜、ハーブ、草、花、穀物、綿花および木を含むいずれのタイプの植物の成長にも適しているので、これに限定するのもではないことを理解しなければならない。
【００１８】
本発明は、少なくとも一つのコンテナー内で植物を成長させるための水有効利用方法に関し、この方法が：
ａ）微粒子物質で充填された少なくとも一つのコンテナーを用意するステップと；
ｂ）前記コンテナーの各々に少なくとも一つの取水口および少なくとも一つの排水開口部を設けるステップであって、前記少なくとも一つの廃水開口部が前記微粒子物質を下方満水層と上方の相対的乾燥層に分離するステップと；
ｃ）一つまたはそれ以上の前記コンテナーにおいて、水位計測手段を設けて前記少なくとも一つまたはそれ以上のコンテナーの底部に存在する水の層の深さを正確に計測するステップと；
ｄ）前記コンテナー内で植物を育成するステップと；
ｅ）前記水位計測手段の読みの結果として前記コンテナーの各々に水を付加し、これによって被計測コンテナーの底部における所望の水位を維持するステップと；
からなる。
【００１９】
植物の成長する多孔性ベッドが微粒子不活性物質または活性物質から作られ、また二つまたはそれ以上の異なる物質の合成ないし混合したものから作ることもできる。乾燥多孔性ベッドの重量に対する微粒子物質の孔に充填される水の重量の比は、以後「保水容量」というが、少なくとも０．０３５である。例えば、多量のレカおよびパーライトの混合物の保水容量は０．３２６であり、一方パーライトおよびピートの混合物の保水容量は１．８４０である。
【００２０】
本発明の好ましい実施例によれば、微粒子物質は毛管現象を有する基材である。前記基材は植物が栽培されるコンテナーの底部での塩化物の有害な堆積を回避する。
【００２１】
垂直方向上方に浸透する水の毛管現象の割合が、少なくとも２ｃｍ／日、また好ましくは少なくとも２．５ｃｍ／日であれば、基材は「毛管性」であると考えられる。
【００２２】
排水開口部は多孔性ベッドの上部と底部の中間レベルに設けられ、前記ベッドを液体を含んでいる底部層（概して水または水溶液である）、以後「満水層」というと、液体が相対的に存在せず、かつ相対的に解放され空気にさらされており、換言すれば、ガスないし蒸気で満たされている上部層、以後「相対的乾燥層」というとに機能的に分離している。植物の根は下方層に延長し、下方層に絡みついている。
【００２３】
上述したように、前記多孔性ベッドは二つの明確な層からなり、かつ好ましくは所定のおよび制御されたレベルまで水で、または水溶液で満たされている。液位調整装置が、所望の植物のための液体の最適レベルに維持するのに使用される。排水手段、例えば排水口が前記所定レベルに前記ベッドから水を排出するために設けられており、これによって前記多孔性ベッドの上層を相対的に解放され空気にさらされた孔を有する層に維持する。例えば、３．５ｃｍの水位がトマトおよびきゅうりの成長のために維持される。水位がこの値よりも低ければ、水が蒸発し野菜の成長が妨げられ、一方水位がこのレベルよりも高ければ、根が腐敗し始め、また約５ｃｍのレベルにおいて植物は腐敗する。驚いたことに分かったこと、またこれが本発明の目的であるのは、液体レベル調整装置の利用を伴う前記多孔性ベッド内での植物の成長に必要とする水の使用量が、使用される灌漑のタイプに関係なく従来の方法による野菜の成長に必要な水の使用量の約１／４から１／５の範囲にあることである。
【００２４】
もちろん、飽和水層から浸透し、また蒸発するために多孔性ベッドの前記相対的乾燥層は湿らせることができ、さらに多孔性ベッドはその物理的特性に依存して異なる水の量を吸収できる。従って、層が空気にさらさているという事実はいかなる湿気レベルにも無関係であるということではない。提供されるべき域の地表が、適切な方法で例えばプラスチックの底シートまたはその上に微粒子物質の配備された他の浸透性物質を施すことによって、またはこれを浸水性物質の層に適用することによって浸水性にすることができる。
【００２５】
ここで使用された用語「コンテナー」は、その中に水を保有することができ、従って水を保有する多孔性ベッドを保持するいかなる想像できる表面域を有するあらゆる構造を示していることを理解しなければならない。この種の要素はａ）底壁およびこれに連結された側壁、すなわち水ばち状構造からなり、ｂ）耐水性材料のシートおよびその回りに形成された縁のような独立した底部によって、例えば水ばち状空間を規定する多数の縁壁によって構成され、ｃ）栽培されるべき野菜が入っており、底部を構成している耐水性表面域およびこれの回りに形成された縁、例えば多数の縁壁によって構成され、ｄ）あるいは栽培されるべき植物の入っている表面域上に、底部および縁を有するくぼみによって形成される。この明細書および請求の範囲内の用語「コンテナー」は常に上述した派生語全てを含み、またその中に水を保持でき、従って水で満たされた多孔性ベッドを維持できる概していずれの構造または手段（一般的に水ばち状空間を規定する）、さらに用語のより狭い構成が特定されない限り、ここでさらに説明するように所定高さでオリフィスのような排水手段からなる。
【００２６】
コンテナーが底部および縁からなる水ばち状構造を有しておれば、所望の温室を提供することは多孔性ベッドおよびその中にある野菜を配置し、従って水平方向に平衡されレベルにある限りいかなる所望の位置においても地表上にコンテナーを配置することによって実行される。別の方法として、多孔性ベッドおよび（または）野菜の成長部は、コンテナーが地表上に配置された後、コンテナー内に配備される。これまでに説明したように地表は構成表面となる。また構成表面以外の人工の表面にもなり、あるいは作られたレベルかまたは作られるレベルを有する自然の表面である。コンテナーが構造的に連結されていない底部と縁によって規定されておれば、底部が耐水性シートであるかまたは構成表面の域である場合のように、必要ならば縁壁を設けることによって完成し、また多孔性ベッドおよび野菜は完成されたコンテナー内に配備されることになる。
【００２７】
本発明の特に好ましい実施例によれば、多孔性ベッドの上段は小さい域を有するメッシュ構造内に設けられている。この方法において、上段は表面の設定を容易にするように並置して微粒子ベッドの小さい域をモジュラーにすることができる。さらに、上段は本質的にメッシュ構造内に含まれているので、野菜の根はこの構造内に入り、また結局はこれに絡み合うことになる。
【００２８】
正しい場所に配置された後に野菜に施される処理は、前記多孔性ベッドを透過するのに必要とする水位を提供する以外に、従来方法で栽培されるときの一般的に同様の野菜に適用される処理が含まれる。施肥に加えて、除草剤および（または）殺虫剤のような保護化学剤を野菜に適用することもできる。肥料は肥料ポンプによって給水管に付加される液体であって、その流量は水中で肥料の所定濃度が維持されるのが好ましい。本発明の使用による水の使用量の削減は肥料使用量の付随した削減となる。
【００２９】
上述したように、さらに驚くべき発見は、水の層が実質的によどんで悪臭を放っていても、肥料の結果としての有機物の解放にもかかわらず、毛管性基材が使用されれば塩化物レベル内に有毒物の発生がないことである。水位が植物によって必要とされる実際の水の吸収に対応するので、塩化物および硝酸塩内の急上昇を普通に引き起こす過剰な水はない。周知のように、種々のタイプの塩化物がタップ水内に分解しており、通常よどんだ水内で陰イオンと陽イオンに分離し、水の導電性が高くなる。通常の状況下で、水が蒸発し続けている間、塩化物が水よりもずっと高い気化点を有しているので、残りの水の塩化物レベルが増大する。しかし、本発明および毛管性基材を使用することにより、塩化物が基材の上部に蓄積し、一方塩化物濃度が飽和層内で最小であり、ここに大きな根の固まりが成長する。本発明によって反映される現象の説明に基づいて、関連する塩化物と一緒に水が微粒子物質に浸透し、毛管力が塩化物に作用して基材の上面に上方向に向ける。水の制御可能レベル内の塩化物レベルは著しく増大しない。これは毛管現象の割合が水の対応するコンテナーへの流れ込みの割合に実質的に等しく、従って水の中の溶融塩化物のターンオーバーが塩化物レベル内の有毒物の発生を阻止しているからである。
【００３０】
上段が少なくとも２００重量％の吸水性を有する微粒子物質で設けられているときは、特に上段が４０から１７０ｋｇ／ｍ３の範囲にある見かけ密度を有してれば、塩化物は前記上段内に凝縮した後で容易に除去することができる。従って、前記上段は植物の成長シーズンの終わりに除去するのが好ましく、また異なる上段が設けられるとともに別の植物が前記別の上段に栽培された後で、下段は次の成長シーズン中に再使用することができる。
【００３１】
本発明はさらに少なくとも一つのコンテナー内で植物を成長させるための水有効利用水管理システムに関し：このシステムが、
ａ）各々微粒子物質のベッドを包含するのに適した少なくとも一つのコンテナーと；
ｂ）前記コンテナーの各々への少なくとも一つの取水口および前記微粒子物質を下方飽和層と相対的上方乾燥層に分割している少なくとも一つの排水口と；
ｃ）一つまたはそれ以上の前記コンテナーに設けられ前記一つまたはそれ以上のコンテナーの底に存在する水の層の深さを計測する水位計測手段と；
ｄ）前記水位計測手段の読みの結果により前記コンテナーに水を付加し、被計測コンテナーの底における所望の水位を維持する水量制御手段と；
からなる。
【００３２】
水量制御手段は少なくとも一つの制御弁であり、また水位計測手段は少なくとも一つのセンサーであるのが好ましく、前記少なくとも一つの制御弁は前記少なくとも一つのセンサーに応答して作動し、水位が第一所定値以下に低下したときに付加的な水量を所定流量で対応するコンテナーに供給する。
【００３３】
所望ならば、温室を灌漑するために使用される水の温度を制御し、適切な制限内で野菜の成長の温度を維持するすることができる。またこの目的で、過熱手段を設けることもでき、また適切な季節に作動させ根の温度が低くなり過ぎることを阻止することができる。
【００３４】
コンテナーは第一セットの排水アパーチャが設けられ、コンテナー内部の水を所定レベル以下に維持し、これによって多孔性材料の上層が上述したように液体のない空気にさらされた細孔を有するようになる。第二セットの「常閉」排水アパーチャを、もし所望するならば、コンテナーからの水の完全な排出のために前記コンテナーの底内に設けることができる。
【００３５】
本発明はさらに植物育成容器への水の供給を前記容器内の大量の水の水位指示に応答して制御するのに適した水供給制御装置に関し、前記容器が容器壁、容器底部、前記容器内に収容された多孔性物質のベッドおよび前記多孔性物質のベッド内に配置された植物からなる。水供給制御装置は前記水位指示に応答して制御弁の作動を制御するように作動し、マイクロプロセッサ、好ましい方法でアクチュエータをプログラミングするためのソフトウエア、ローカルメモリおよび制御弁アクチュエータと水位指示を連絡する手段からなる。
【００３６】
本発明はさらに根変化植物に向けられており、幹根が枝根に枝分かれし、この枝根が斜向性に伸長し、すなわちひげ根系によって特徴付けられる根毛に横方向に成長しており、前記枝根が所定水位の制御可能に維持された底部で容器内に収容された多孔性物質のベッドを通って成長し延長することができ、前記根毛が前記水位によって飽和された前記多孔性物質の層に延長するとともにこれに絡み合うことができ、これによって前記飽和層内で生物量を形成する。
【００３７】
一つの観点において、直（主）根系の幹根がひげ根系の根毛に枝分かれしている。
【００３８】
本発明はさらに根変化植物に向けられており、
ａ）微粒子物質で充填された容器と；
ｂ）前記容器に設けられた少なくとも一つの取水口および少なくとも一つの廃水口と；
ｃ）水を前記容器に付加し、これによって被計測容器の底部における所望の水位を維持する水制御手段とによって誘起され、
幹根が枝根に枝分かれし、この枝根がひげ根系によって特徴付けられる根毛に対して斜向性に成長しており、前記枝根が前記微粒子物質を通って成長し、前記根毛が前記水位によって充満された前記多孔性物質の層に延長するとともにこれに絡み合うことができ、これによって前記充満層内で生物量を形成する。
【００３９】
さらに、本発明によって得られる変化する根を有する植物も本発明に包含される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の上述した特徴と他の特徴および利点は、添付図面を参照してその好ましい実施例の次に示す実例となるが、これに限定しない詳細な説明によってよりよく理解できるであろう。
【００４１】
本発明の水管理システムの一つの好ましい実施例を図１に概略的に示す。弁１が開していると、水が導水管５を介して直列に一連のコンテナー２１に流れ、各コンテナーは互いに並置されている。導水管５は可撓性ホースであり、分岐して各コンテナーの灌漑手段への連結を許容しているのが好ましい。隣り合うコンテナーは、例えばボルトによってまたは接着剤によって互いに締め付けられている。図２に示したように、導水管５は、コンテナー壁２４を越えて通過し、コンテナー底部２２の上方を所定高さで微粒子物質７内に埋設されるか、または微粒子物質面６の上部上に載置させるような形状に折り曲げることができる。別の方法として、導水管５は例えば鋳鉄またはプラスチックで作られたパイプであり、一つのコンテナーから別のコンテナーに開口部（図示省略）を通過し、開口部は水の損失を最少にするためにシールされるのが好ましい。温室または他の従来の機構内で育成されるとき、種々のコンテナー２１は一般的に育成域内に個々に配置され、また互いに連結されることはない。この形態を図３に示す。この図において種々のコンテナー２１は互いに接触していない。給水管１６が種々のコンテナーを通過するか、または岐路１８に副分割される主管１７を通って別々に通過している。各岐路１８は水を対応するコンテナー２１に供給する。各コンテナーへの給水口が対応する灌漑手段に連結されている。
【００４２】
本発明の本実施例による装置の一部を形成する各コンテナー２１は、深い水鉢状本体をなし、図４に示すように矩形状平面を有している。コンテナーはプラスチック、発泡ポリスチレン等のような何か適切な物質から作ることができる。コンテナーの形状は使用しようとする特定機構に依存し、例えば円形のようないずれ好ましい断面をもたせることができる。同様にして、コンテナーの表面積および高さは可変であり、また使用とする適用例によって決まる。例えば、野菜のために０．５ｍ２の表面積および２０ｃｍの高さを有するコンテナーが、ぶどうの木のために０．３ｍ２の表面積および８０ｃｍの高さのコンテナーが、またメロンのための表面積スパニング１０００ｍ２がこれらの特定植物のための多孔性ベッドを収容するのに使用することができる。
【００４３】
コンテナー２１は以下に説明する水位調整のためのセンサーを備えている。本実施例において、センサーは参照符号１３で示したレベルスイッチであり、フロート８、ケーブル１２およびセンサーハウジング９からなる。キャビティを有するとともに図示したシリンダー形態のようないずれの好ましい形状をとることができるセンサーハウジング９は、その底部で一部が開放されており、ここから水の浸入が可能になっている。フロート８はセンサーハウジング９内の水位に応答してこの中で上昇および下降する。センサーハウジング９内の水位センサーのふらつきに対するレベルスイッチ１３の感度は選択することができ、コンテナー２１への水の流入率がその減少する水位の率と質的に等しいことが好ましい。これについては次に説明する。ケーブル１２はアラームに接続されて水位が許容範囲内にあるか否かを指示することができる。水位が許容範囲内にあれば、弁１は閉しているのが好ましい。
【００４４】
図５に示すように、各コンテナー２１は、本実施例においては微粒子、多孔性かつ不活性物質で充填され、例えばピート、凝灰岩またはレカ、あるいはこれらを混合したものからなる。表Ｉは本発明の水管理システムと併用するのに適した図示ベッディングの種々のタイプの密度を以下に示したのもである。ここで用語について説明すると、「凝灰岩」は粉状磁気岩石物質であり、「大きい凝灰岩」は４〜２０ｍｍのサイズの分布範囲を有する粒子として規定され、また「小さい凝灰岩」は４〜８ｍｍのサイズの分布範囲を有する粒子として規定される。ここで用語を参照すると、「レカ」は軽量砕石に拡大されるように回転がま内で乾燥され焼成された粘土のことであり、「大きいレカ」とは約１５ｍｍのサイズを有する粒子として規定され、また「小さいレカ」とは約５ｍｍのサイズを有する粒子として規定される。ここで用語を参照すると、「パーライト」とは珪土質ロックをその軟化範囲にある適切な点まで加熱してその元の容積の４倍から２０倍に拡大されて形成される白色鉱石のことである。
【００４５】
２００１年３月２３〜２５日の間、データが種々のタイプのベッディングの保水容量（ＷＨＣ）に関して編集された。ＷＨＣはどれだけの水がベッディング内で育成される植物に、特にその根が水の層内に拡張されない苗木に容易に利用可能であるかを示すのもである。これについては後で説明する。ベッディングの１リットルだけ吸収される水の重量は乾燥ベッディングから飽和ベッディングの重量を差し引くことによって決定された。ＷＨＣは吸収水と乾燥ベッディングとの比として規定される。ＷＨＣ内の特徴のある増大はピートを付加することによって明白になった。植物は少なくとも０．０３５のＷＨＣを有するベッディング内で成長可能であった。例えば、大きいレカとピートをブレンドした保水容量は０．３２６であり、一方パーライトとピートのブレンドした保水容量は１．８４０である。植物は非多孔性土地で成長しなかった。これは根が微粒子ベッディング物質に侵入できなかったからである。
【００４６】
前記微粒子物質は、混合物が使用されたときに、均質な配合を有する単一段７に配備することができる。例えば、２３１グラム／リットルの密度を有するパーライトとピートの混合物が野菜の育成のために使用でき、また６１９グラム／リットルの密度を有する凝灰岩とピートの混合物がぶどうの育成のために使用することができる。しかし、微粒子物質も２段に構成され、各段は異なる粒子サイズを有している。例えば、物質が凝灰岩であれば、底段２５は約１０〜２０ｍｍのサイズを有する粒子からなり、また約３ｃｍの深さを有している。一方最初の上部に配備された第２段２６は約４ｃｍの深さを有し、また４ｍｍまでのサイズの粒子からなる。底段はリットル当り８５０〜９５０グラムの密度を有しており、上部段はリットル当り１３００〜１４００グラムの密度を有している。多孔性物質がパーライトであれば、段の深さは凝灰岩の場合と同じであるが、底段は約０．４ｍｍのサイズを有し、その密度はリットル当り約１０グラムを有する粒子から作られ、また上部段は約０．２ｍｍのサイズを有し、その密度はリットル当り約５グラムを有する粒子から作られる。しかし、上述の数値は一例のみを構成し、決してこれに限定するものではないことを理解しなければならない。
【００４７】
表Ｉ
2004532650.tif 000003
苗木１１が各コンテナー２１内に植えられた。導水管５が微粒子物質面６の僅か下に埋設され小さいサイズの根に対して適切な灌漑を提供している。苗木１１によって吸収されない水はコンテナーの底部２２に収集され、収集された水が所定値よりも高いレベルに達すると、一つより多いオリフィス３２が使用されたときにオリフィスを通って排水される。オリフィス２３を通る水の排出の結果、微粒子物質７が二つの層、すなわち多量の水が収集されるオリフィスの下の飽和層と、オリフィスの上の比較的乾燥層に機能的に分割される。植物が約１４日の周期中に成熟するにつれて、幹根が付加的な第二根に分岐し、その末端が根毛に発達し、飽和層内に延長するとともにこれに絡み合い、ここから根が水および無機栄養素を吸収する。植物が急速に成熟するために必要とされる水を適切に供給する調査において根が下方向に延長し発達する従来の根の発達とは対照的に、本発明の使用によって発達する根は、水が容易に利用可能な供給のために下方向に延長することはない。根が水と酸素取入間の適切なバランス状態にあり、根毛がコンスタントに水に満たされるという事実のために、根は下方向に発達する必要がなく、また根の下方向成長が阻止される。しかし、根は横方向に成長し、また多孔性ベッドの全容積に点在され、微粒子物質と絡み合い、厚い固まりを形成する。図６は本発明を使用して成長させた成熟植物の根の写真であり、微粒子物質に点在されている。図７は育成された根をコンテナーから除去したときの根を示す。図８は微粒子物質が除去された後の根の状態を示し、この状態で植物の新芽を根から分離させずに保持できるような十分構造的に強度がある。
【００４８】
図９は多量の水１５に対する多孔性ベッドの配置を示し、コンテナー２１全体を通して水面１９が推定される。微粒子物質７は、遮断弁が開されて水のコンテナーへの流入が許容される前に正しい位置に配置することができ、または別の方法として多量の水１５がすでに形成された後で多孔性ベッドを正しい位置に配置することができる。この時間周期の後、水が微粒子物質によって吸収されるか、または多孔性ベッドに浸透する。レベル１９の代わりに、付加的な水の流入なしに水位がコンテナー２１内でレベル２９に達するまで降下する。水位１９と２９間の差はコンテナー２１内に配置された微粒子物質のＷＨＣ、周囲温度および植物の種類に依存する。水の蒸発は微粒子物質の上部の空気とさらされ、かつ比較的乾燥層の影響のために最少化される。
【００４９】
短い時間周期の後、コンテナー２１内の水位が安定化し、野菜のために例えば３．５ｃｍに制御される均一レベルに達する。水位がこの値よりも低くなれば、水の蒸発および野菜の成長が止まり、一方水位がこのレベルよりも高ければ、根が多量の水と根幹の空気の減少のために腐敗し、また野菜に対して別のレベル例えば約５ｃｍにおいて、植物が腐敗する。従って、低い水位２９が所定レベルより低ければ、フロートスイッチ１３（図４）が警報信号を発する。こうして各コンテナーの水面１９が上がり、所定均一レベルに達するまで、弁１が開され付加的な水量のコンテナー内への流入を許容する。水が各コンテナーに再充填される頻度は周囲温度および湿度、太陽輻射強度、水分発散作用および蒸発に作用する多量の植物の群葉によって決まる。
【００５０】
水管理システムの別の好ましい実施例を図１０に示す。水位調整ユニット３５が制御弁３６およびコンテナー３１内の水位を検知するように作動する単一センサー３７を含んでいる。センサー３７によって検知される水位はコンテナー３１全ての水位のサンプルであることに注意しなければならない。遮断弁３０が開された後、水が給水管３２から制御弁３６に流れ、制御状態が次に詳述するような流れを可能にし、図１および３をそれぞれ参照して説明したような方法で直列または並列に少なくとも一つのコンテナー３１に注入される。肥料２８が肥料ポンプ３８によって第２管３３を介して給水管３２に付加される。例として、野菜の育成に適した肥料のタイプは、冬期栽培のためにはシェファー３、（苗木に対して）シェファー６６６および夏期栽培のためにはシェファー１（５８７）が適している。全てイスラエルのデッシャニム・インコーポレイテッドによって製造されたものである。センサー３７、例えば、専用レベルスイッチまたはインターフェースセンサー（水と空気の二つの相間の転位をモニターする）が、コンテナー内の水位を検出するとともに制御装置３９と連絡する。次に、制御装置３９が制御弁アクチュエータ３４、例えば、ソレノイドアクチュエータおよび肥料ポンプ３８と連絡する。水位が所定の低スイッチ点以下に降下すると、制御装置がアクチュエータ３４によって制御弁３６に命令して水の流入を許容する。同様にして、水位が所定の高いスイッチ点以上に上昇すると、制御弁３６が命令を受けて水の水位調整ユニット３５への流入を阻止する。イスラエル・プロフェショナル・アグリカルチャル・インストラクション・サービスが、作物と気候に依存して水１０００ｍ３当り１．２〜１．７リットルの範囲の肥料濃度の使用を推奨しているので、制御装置３９が肥料ポンプ３８に命令して所定肥料濃度が達成される特定持続時間で肥料のある一定流量を給水管３２に配送する。従って、従来技術の農業水管理システムと対照的に水の利用の削減は必然的に肥料の利用の削減となる。結局、水の節約に対する以後のいずれの参照例も暗黙のうちに肥料の節約をも意味する。スイッチ点が適切な水位を全てのコンテナー３１を通して維持することを保証するために選択される。
【００５１】
別の代表的なセンサーを図１１〜１４に示す。参照数字５３によって概略的に示した容量変換センサーを図１１Ａに示し、平面図を図１１Ｂに示す。センサー５３は電極ハウジング５４、制御および測定回路カードのハウジング５５、カバー５６、電極ハウジング５４の底部に配備された水柱インレット５７およびケーブル接続部５８を備えている。電極ハウジング５４、回路ハウジング５５および水柱インレット５７は一つの一体化ユニットとして製造され、またポリウレタン、ナイロン６６または当該技術に習熟した人に周知である他のタイプのような強固なプラスチックから生成される。
【００５２】
ここで図１２を参照して、コンテナー２１がコンテナーの前壁５９から窪んだ部分５１内に容量変換センサーが受承されるように適用されている。部分５１にアパーチャ４４が形成されており、ここに水柱インレット５７が挿入可能になっている。水柱インレット５７（図１１Ａ）は、電極ハウジング５４から離れるにつれて直径が小さくなる円錐形状の外壁と、水を流すためのインレット５７の軸と平行な管（図示省略）を備えている。従って、水柱インレット５７は圧力嵌めによってアパーチャ４４と係合し、またこれによってセンサー５３がコンテナー２１に取り付けられ、図１３に示したように電極ハウジング５４が垂直に配備されその上方に配置されたカバー５６によって覆われている。
【００５３】
図１４はセンサー５３の長手方向断面図である。電極ハウジング５４には凹所７９が設けられており、ここに矩形状内部電極７４が配置されている。電極ハウジング５４にも、例えば内部電極７４を取り巻く厚み２ｍｍを有する二つのボックス状溝が設けられている。例えば厚み３ｍｍを有する溝７６は、水柱インレット（図１１Ａ）から水を導入するために適用され、電極ハウジング５４の底部から実質的に延長している。第２溝が溝７６を取り巻いており、また外部電極７２が第２溝内に配置されている。好ましくは銅から作られる電極７２および７４は、溝７６は底なしで、結局一方を取り巻き、他方は物理的なインターフェアレンスを受けない。仕切り９４が外部電極７２を溝７６から分離しており、また仕切り９５が溝７６を内部電極７４から分離している。両仕切り９４および９５は電極ハウジング５４と一体形成されている。
【００５４】
水がコンテナーインレット７２（図１３）に導入され、かつコンテナー２１内に所定高さに達するにつれて、水は水中インレット５７（図１１Ａ）を介して溝７６に収容される。溝７６に収容された水は本質的に水柱であり、またその高さはコンテナー２１（図１３）内の水位に対応している。従って、水柱は変化することがあり、またコンテナー内で瞬時的水位を指示することがある。
【００５５】
これまでに説明したように、センサー５３は容量性変換タイプであり、また外部電極７２と内部電極７４間の誘電率の変化を測定することによって水柱の高さの変化を決定するのに適用される。センサー５３が、例えば１２Ｖの電圧を有するＤＣ励起によって付勢されると、電極７２と７４間の静電容量を測定することができる。電極７２と７４間の誘電率は、仕切り９４と９５の固定値および水柱の可変値によって決まる。仕切り９４と９５間のギャップが、溝７６の底部より上の高さで空気が充填され、それより下は水柱の上部になる。
【００５６】
ハウジング５５内に収容された制御および測定回路カードが、出力電圧に正比例する瞬時静電容量を測定する。水柱が所定レベル、例えば３ｍｍに達するにつれて、制御および測定回路カードが所定閾値より高い出力電圧の変化を識別し、制御弁３６（図１０）を閉する命令信号を発生する。同様にして、静電容量における低下が水柱のレベルの低下に追従する。出力電圧が所定閾値以下に降下すると、信号が発生され制御弁を開する。センサーの静電容量は、例えば２．５〜３．５ｃｍ内の水の制御可能層の深さに置ける範囲に対して２８〜６０ｐＦの範囲である。
【００５７】
センサー５３は可動部材がなく、また付加的に水と電極間で直接接触するのもはない。結局、センサー５３は、測定されるべきレベルにある水によって運ばれた泥が概してフロートスイッチの可動部分に蓄積し、センサーの有効性を阻止する農耕環境に特に適している。さらに、湿気、光および電位差の存在が従来の容量変換センサーの電極を腐食させるだけでなく、測定されるべき深さのある液体内に菌類を発生させることになる。水柱と電極間に直接接触がないので、センサー５３は電極７２および７４の腐食の発生を防止する。
【００５８】
複数のセンサー５０が使用された水管理システムの別の実施例を概略的に図１５に示す。遮断弁４１が開されるにつれて、水が管４２を通って流れ、制御弁４３を通り、次に一連のコンテナーに流れる。例によれば、５個のコンテナー４５〜４９を示しているが、他の数のコンテナーも利用することができる。各コンテナーは互いに直列に並置されている。説明したように、コンテナーは互いに隔置することもでき、また水の供給は適切な配管システムを介して実行される。
【００５９】
センサー５０が、例えばコンテナー４５および４９に配置され、また対応するコンテナー内の水位を検出する。各センサーはフロートスイッチ、水と微粒子物質の二つの相間の転位をモニターする場合の相間センサー、多孔性ベッドによって吸収された含水分をモニターする場合の土壌水分センサー、容量変換センサーまたはいずれの他の適切なセンサーでよい。フロートスイッチのような直接レベルゲージ以外のセンサーが使用されれば、検知値と適切なコンテナー内の水位間に相関関係が生じることになる。各コンテナー内の検知値は異なる。水を付加する必要性を決定するために、センサーが例えばコンテナー内に制御弁４３に最も近いおよび最も遠いところに配置される。図１５の例において、コンテナー４５および４９である。同様にして、センサーのセットポイントおよび感度は、対応するコンテナー内に栽培される特定する野菜の水の利用量に基づいて決定することができる。例えば、センサーの感度は、対応するコンテナーへの水の流入率が水位の低下率に実質的に等しいように好都合に選択される。例えば、各トマトの苗は一日当り１．５リットルの水が必要である。コンテナーが２０ｃｍの深さと１．５ｍ２の表面積を有しておれば、最適な水位は３．５ｃｍの深さである。水位が３．４ｃｍのセットポイント以下になれば、センサーが信号を送信する。次に、制御弁が開して、８秒の持続時間でコンテナー当り２２個の穿孔を有するホースを通って２リットル／時の流量を許容し、これで各植物が二つの穿孔から十分な灌漑用水を受ける。水位が３．６ｃｍよりも高ければ、水はオリフィスから排出される。制御装置５２が各センサーからデータ入力を得て、相対的値を比較し、情報を処理し、また制御弁４３のアクチュエータに命令してコンテナー４５〜４９への流入を調節する。
【００６０】
制御装置５２の構造は、当該技術に習熟した人にとって明白であうが、使用されたセンサーの特定するタイプに依存することは当然である。本発明の特定する実施例において、制御装置は四つのサブユニットからなる：すなわち、マイクロプロセッサ、好ましい方法でアクチュエータをプログラミングするためのソフトウエア（もちろん、ハードウエアによって実行することができる）、ローカルメモりおよび制御弁アクチュエータとセンサーと連絡する手段である。これらのサブユニットも当該技術に習熟した人にとって明白でろう、従って説明を簡潔にする目的で、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６１】
周知のように、制御弁は所定流量で所定の水量を許容するように作動可能である。従って、図１０および１５の実施例は、スプリンクラー灌漑、ドリップ灌漑および地下水灌漑のような全てのタイプの灌漑に適している。非制限的例として、図１６は水管理システム６０を示し、ドリップ灌漑の適用のための本発明の実施例であり、その制御弁はセンサーによって伝送された信号に応答して作動される。遮断弁６１が開されると、水が管６２を通って流れ、制御弁６３を通り、次に可撓性ホース６５に流入し、ここで少量の水がコンテナー６６〜７０内で成長する植物の根の近接する特定場所に連続的に滴下されることを多数のドリップエミッタが保証する。可撓性ホース６５が一つのコンテナーから別のコンテナーに通っている。二列の可撓性ホース６５を示しているが、いずれの数の列のホースも使用して、例えばコンテナー当り２２個のホールから水を滴下させてコンテナー内で成長する全ての植物に適切な水の供給を提供する。同様にして、可撓性ホースが曲がりくねったあるいは曲線状のような一連のコンテナー内にあらゆる形態に敷設することができる。可撓性ホースは多孔性ベッドの上面上に配置することができ、あるいはコンテナー内で栽培される植物の成長を遅らせないような位置、例えば微粒子物質の表面層より下７ｃｍに埋設することもできる。
【００６２】
制御装置７１がセンサー７３から入力を受信する。センサーの一つはケーブル７５を介して、または別の方法として無線方式で、かつ所定プログラムに基づいて対応するコンテナー６６〜７０内に配置され、センサー７３からの入力信号に依存して制御弁アクチュエータに命令して好ましい圧力と流量で、また所定持続時間の間、水を供給し、これによってコンテナー内の水位が所定値以下にさがることがない。エミッタから滴下する水は野菜の根に直接、あるいは他の都合のよい位置に向けられ、また根によって、あるいは微粒子物質によって吸収されない余剰水は、各コンテナーの底部に沿って蓄積される。この水のある部分は蒸発するか、または上層に浸透する。微粒子物質が完全に飽和した後、野菜の根によって吸収されない水が対応するコンテナーの底部に下がる。短時間後、最適成長条件および水の有効使用を提供するために各コンテナーの底部にある水が後述するように制御されるべき均一レベルに達する。
【００６３】
図１７は別の好ましい実施例を示す。この実施例において制御装置７７が複数の制御弁７８の動作を制御する。各制御弁７８はコンテナー８０、８１および８２の対応するセットへの水の流入を許容する。コンテナーの各セットのセンサーが制御装置７７と連絡し、選択されたプログラムの結果として水位が所定値以上であるかどうかを決定し、以上でなければ、対応する制御弁アクチュエータへの命令を初期化して、付加的な水の量を許容する。好ましくは、各制御弁７８は異なる時刻に対応する一連のコンテナーに水を供給し、これによって最適の流量および水圧で水がコンテナーに供給される。数セットのコンテナーに同時に供給しなければならない情状酌量の状況が指示されれば、制御装置７７がアクチュエータに命令して、可能な限り好ましい操作条件に近づけるようにする。
【００６４】
図１８は、別の実施例を示す。この実施例において、制御装置が二つの別々の制御弁８９と９５の動作に命令し、水がそれぞれ二つの別々の配水管９０と９６に流れる。この形態により、流量および水圧がコンテナー８３のセクターのための水位を維持するのに十分である。例えば、各セクターは四つのセットのコンテナーからなり、各々五つのコンテナーを備えている。
【００６５】
これまでに説明したように、排水オリフィスのレベルは微粒子物質を二つの層すなわち液体を伴う下方の層と、比較的乾燥した上層（これまでに規定したように）に分割する。異なる微粒子物質の二つ（またはそれ以上）の段が設けられたときは、段は排水オリフィスが二つの段間のレベルにあるかまたは異なるレベルにあるかどうかに基づいて前記二つの層と一致していることになる。従って、「段」間の区別はそれが構成されている微粒子物質（もし一つの物質のみが使用されておれば、ただ一つの段があるだけである）に基づいており、一方「層」間の区別は微粒子物質の粒子間に規定されたスペース内に液体が存在するか存在しないかに基づいており、従って排水オリフィスのレベルに基づいていることを理解する必要がある。繰り返すが、水分はこれまでに説明したように微粒子物質の排水層内にも存在することに注意しなければならない。
【００６６】
微粒子物質が毛管性であるとき、塩化物が物質に浸透し、上段の上部に蓄積する。通常の状況下で、微粒子物質は成長シーズンの終わりに交換する必要がある。あるいは別の方法として、蓄積した塩化物の高濃度を除去するために完全に洗浄する必要がある。驚くべきことに、毛管性微粒子物質の下段はパーライトのような異なるタイプの毛管性物質の上段が使用されたときは、多数の成長シーズンで再利用できるということが分かった。
【００６７】
この上段は微粒子物質の飽和層の上方に配置され、この飽和層を通って延長する根毛によって形成された生物量とは無関係に残留し、その除去が可能であることを保証する。この上段は比較的低密度であるのが好ましく、これによって上方向に浸透した塩化物の吸収後、比較的容易に除去することができる。浸透した水および塩化物が凝固するときに、パーライトと一緒に砂利（砕石）を形成する。この主の砂利は見ることができ、また塩化物の除去はさらに簡潔化される。微粒子物質がその中で植物の成長に貢献する限り、前記パーライトに付加して多数の他の毛管性微粒子物質も塩化物の吸収および後ほどの除去のために使用することができる。好ましいが、非制限的であるこの種の物質は、４０から１７０ｋｇ／ｍ３の範囲、またより好ましくは８０ｋｇ／ｍ３未満の見かけの密度を有しており、さらに少なくとも約２００重量％の吸水率を有している。上段は手持式機器によって容易に除去することができる。
【００６８】
各コンテナー２１の壁２４は、水の排出のための少なくとも一つのオリフィス２３（図４）を備えているが、オリフィスの数が多くなればコンテナーからの排水率が高くなる。各オリフィスは、コンテナー内の好ましい水位に依存して高く配置される。オリフィス２３がコンテナー壁２４を通過しており、水の水平方向排出が許容される。オリフィスの寸法およびそのコンテナー内の配置は、適切な排水を保証するようなものではければならない。スクリーンまたは耐水性繊維のような保持手段をオリフィスを覆うようにしてコンテナー内に配置して排水オリフィスからの流出を阻止し、および（または）パーライトによる前記オリフィスの詰まりを阻止する。耐水性繊維の網目が微粒子物質の前記上層内、またはその真上に配置される。第二セットの「常閉」排水オリフィス２７（図９）がコンテナー底部２２に配備され、所望ならば多量の水１５を完全に排出することができる。
【００６９】
この目的で例をあげて説明すると、排水オリフィスの直径は５から２０ｃｍであり、また二つの連続するオリフィス間の距離は、例えばコンテナーの２．５ｍ２当り二つぐらいの開口部を設けることができる。それらは数センチメートル、好ましくは１から７ｃｍの高さに配置され、また好ましくは多数の適用例に対してはコンテナーの底部から約４ｃｍであり、低い多孔性層を生成し、前記高さに等しい深さを有しており、そのレベルまでまたその上部まで水または水溶液が充填され、好ましくは５から１２ｃｍの深さを有する上方液体のない多孔性層は境界材料の高さによって決まる（さらに、上述したように、湿気から解放されている必要はないが、水の層を含んでいないことである）。従って、本発明の装置は、多孔性ベッドから所定レベルよりそれぞれ上および下に成長する野菜まで浸透する水のレベルを維持するための手段を備えている。
【００７０】
図４に示すように、排出ユニット２７はコンテナー２１から水の排出がこれを通過するようなコンテナー２１を備えることができる。排出ユニット２７は、先端がノズルになっている短いシリンダー状コンジットからなる。排出ユニット２７は、回転可能要素を有するステム手段によってオリフィス２３を通って挿入可能であり、これによって一つの回転可能位置において排出が可能であり、第二の回転可能位置においてコンテナーからの排出が阻止され、また中間位置において部分的な排出が実行される。排出ユニット２７を中間位置に置くことによって、水は設定点において、すなわち、排出ユニットが完全に開されていなければ達成される所定水位において、完全に排水されることはない。すなわち、この種の排出ユニットを備えたコンテナーは、異なる時期に、各々異なる水位を必要とする数種のタイプの植物を栽培することができる。排出ユニット２７はコンテナー壁２４の底に配置されコンテナー２１の完全な排水を可能にする。
【００７１】
野菜は異なるシーズン、例えば概して温暖な月を表わす夏、および概して寒冷な月を表わす冬を通して成長が可能でなければならない。広がった根は適切な温度、概して１８℃から２２℃の範囲を保持する必要がある。冬において、水位調整ユニット５から排出される水は満足な結果を得るように加熱しなければならない。この理由により、図１０に概略示したように、加熱装置４０が設けられ、給水管３２を通ってコンテナー３１に流れる給水を加熱する。この加熱装置は、手動で操作してもよく、また温度検出装置（図示省略）からの入力に応答して自動的に制御してもよい。
【００７２】
加熱システムの第二の好ましい実施例を図１９に示す。加熱装置８６、熱交換機８７および例えば直径１２〜１６ｍｍを有するポリエチレンのパイプからなるパイプシステムは、コンテナー２１内に設けられている。例えば、このシステムは本実施例のように、くし状構造を有し、マニフォルド９２および多数の導出部９３からなり、各導出部が８８に概略的に示した地下アパーチャないしノズルに繋がっている。熱交換機からの水が前記パイプシステムを通る流れを生ぜしめ、所望の熱を広がった野菜に提供する。
【００７３】
コンテナーは人工的に用意された、例えば温室の床、または自然に発生した床の平坦面に配置することができる。特に草が本発明の使用で成長するとき、カーペット状に広がった野菜の特性が、草の生えている構築面の維持を容易にすることが重要である。例えば、一つまたは複数のコンテナーの底部が構築面のエリアによって構成され、また前記面が例えば更新ないし改善された耐水性を必要とすれば、カーペットを前記エリアに露呈する役割として十分であり、所望の維持操作（例えば、これを清潔にし、またこれをアスファルトまたはタールのフレッシュ層に適用する場合に）を実行し、次にカーペットをその元の位置に戻す役割を
すれば十分である。
【００７４】
（塩素実験）
例１
表ＩＩ−ＩＶは本発明の実行による植物の成長によって吸収される水の制御可能な層の水をｐｐｍで計測した容量で以下に詳細に示す。
【００７５】
次の表はコンテナーをゆすいだり、あるいは水を完全に排出することなしに対応するコンテナー内でプラントを６ヶ月間成長させた後、水の制御可能層の水量を反映したものである。従来技術のシステムにおいてコンテナーは１週間に少なくとも一回また普通一日に一回ゆすがれることを理解しなければならない。表ＩＩ−ＩＶに示された水量はそれぞれ２００１年５月５日、２００１年５月２４日および２００１年６月１日に計測されたものである。各々上の表はコンテナーに流入されるタップ水および滴下灌漑水のための水量を示し、一方各々下の表は制御可能な水の層の水量を示す。次のパラメータが測定された、すなわち、異なるタイプのベッディングおよび異なるタイプの作物に対する導電率（ＥＣ）、酸性度（ｐＨ）、亜硝酸塩（Ｎ−ＮＯ２）、亜硝酸塩（Ｎ−ＮＯ３）および塩化物（Ｃｌ）である。ＥＣはＣｌに依存し、かつ塩化物レベルが十分低いときに、低くなる。いちごのようなある一定の作物が、６０ｐｐｍ  を越える塩化物の増大に対して敏感であり、この結果、大きい凝灰岩とピートのような適切なタイプのベッディングの選択が必要となる。イスラエル・デパートメント・オブ・アグリカルチャによれば、６００ｐｐｍまでの絶対塩化物レベルを有する水がトマトの成長に適しており、従ってこれらの表に列挙されたタイプのベッディングはいずれも使用することができる。「Ｃ」で示される作物は、きゅうりが育成されたことを示し、また「Ｔ」で示される作物は、対応する基台に育成されたトマトを示す。微粒子物質の比は密接な関係が１：１であるときは、ｖ：ｖである。以下に示した実験４に関連して特定付けられたのもと同じ実験条件を使用した、すなわち同じタイプの作物を同じ作物濃度で成長させた。各コンテナーの面積は０．５ｍ２、各コンテナーの深さは２０ｃｍおよび制御可能な水の層の深さは、３．５ｃｍである。水は２００１年５月１２日にコンテナーに最初に流入された。実験の最初の２週間に対して、肥料のタイプはシェファー６６６であり、またその後、シェファー１が使用された。
【００７６】
例２
次の一連の実験に対して、トマトの苗がテルアヴィブの東１０ｋｍにあるバーレン大学の農園で２００１年４月から８月の期間中５０メッシュのネットハウスで育成された。この苗は本発明による３ｃｍの制御可能な水の層を有する１００  リットルの非排出コンテナー内で育成された。各コンテナーは次の七つの基台の一つで充填された。すなわち、大きいレカ、凝灰岩、凝灰岩とパーライト（１：１，ｖ：ｖ）、凝灰岩とピート（１：１，ｖ：ｖ）、レカとピート（１：１，ｖ：ｖ）、レカとパーライト（１：１，ｖ：ｖ）およびピートとパーライト（１：１，ｖ：ｖ）である。以下の実験５に関して特定したものと同じ実験条件を使用して、すなわち同じ作物濃度を使用した。最初の二週間の実験に対して、肥料のタイプはシェファー６６６であり、またその後、シェファー１が使用された。
【００７７】
表ＩＩ（１７／５／２００１）
2004532650.tif 000004
表ＩＩＩ（２４／５／２００１）
2004532650.tif 000005
表ＩＶ（１／６／２００１）
2004532650.tif 000006
図２０〜２６は時間周期に渡って前述基材内の塩化物蓄積量を示す。実験を行う前に、基材の全てを完全に洗浄し、塩化物レベルを測定した。次に、塩化物レベルは初期洗浄に続いて３日目、７日目、１１日目および１５日目に測定した。これらの実験のために、塩化物レベルが、「上部」と呼ばれる基材の上面の下７ｃｍに対応する位置、および「底部」と呼ばれる水の制御可能層内で測定された。
【００７８】
図２０および２１にそれぞれ示したように、レカおよび凝灰岩の非毛管性基材に対して、底部における増大する塩化物濃度が明らかになった。レカに対して、２５０から３００ｐｐｍまでの２５％の増大であった。また凝灰岩に対して、１７５から２５０ｐｐｍまでの４３％の増大であった。これとは逆に、上部における塩化物濃度は実質的に増大がなかった。レカに対して、１７５から２００ｐｐｍまでの１４％の増大であった。また凝灰岩に対して、０％の増大で１７５ｐｐｍが維持された。
【００７９】
異なる傾向が毛管性基材に関して判明した。図２２において、上部において１００％の段階的増大があり、これに反して底部において０％の増大であった。図２３において、上部において２５％の段階的増大があり、底部において０％の増大であった。図２４において、レカが前のシーズン中に使用されたものであるので、４２５ｐｐｍの初期の高い塩化物レベルを有する上部において３３８％の段階的増大があり、底部において４１％の低下であった。図２５において、上部において１２９％の増大があり、底部において１４％の低下であった。図２６において、上部において１５６％の増大があり、底部において３３％の低下であった。
【００８０】
従って、非毛管性基材に対して、上部におけるよりも底部における塩化物の蓄積が多く、一方毛管性基材に対して、底部におけるよりも上部における塩化物の蓄積が多くなると結論できる。周知のように、種々の塩化物のタイプがタップ水内で溶解され、また通常、停滞する水内で陽イオンおよび陰イオンに分離し、水の導電性が増大する。通常の状況下で、水が蒸発を続けている間、残留水の塩化物レベルが増大する。これは塩化物が水よりもずっと高い蒸発点を有しており、また水中に残留するからである。しかし、本発明と毛管性基材の使用により、塩化物が基材の上部に蓄積し、一方塩化物濃度が飽和層内で最少になり、ここで根の大きな固まりが成長する。本発明によって反映される現象の説明によれば、関連する塩化物と一緒に水が微粒子物質に浸透し、また毛管力が塩化物を基材の表面に向かって上方向に押しやる。制御可能な水位内の塩化物レベルはそう大きくは増大しない。これは毛管性の率が対応するコンテナーへの水の流入率と実質的に等しいからであり、従って水中での溶解塩化物の転換があり、これによって塩化物レベル内の有害物の発生が阻止される。
【００８１】
例３
次の一連の実験に対して、トマトの苗がテルアヴィブの東１０ｋｍに位置するバーイラン（Ｂａｒ−Ｉｌａｎ）大学の農園において２００２年の冬の間、５０メッシュのネットハウス内で育成させた。この苗は本発明に基づいて、長さ１ｍ、幅０．５ｍ、深さ３０ｃｍであり、３．５ｃｍの制御可能な水層を有する非排水コンテナー内で育成させた。各コンテナーは２段の微粒子物質で充填された。下段は２５ｃｍの深さであり、毛管性微粒子は凝灰岩およびピート（１：１，ｖ：ｖ）である。上段は５ｃｍの深さであり、毛管性微粒子物質はパーライトである。実験５に関して以下に特定したのと同じ作物濃度が使用された。最初の２週間の成長に対して、肥料のタイプはシェファー６６６であり、またその後はシェファー１が使用された。
【００８２】
プラントが２００２年３月中に根こそぎ引き抜かれ、コンテナーへの肥料の供給が直ちに閉止され、一方コンテナへの水の供給が続行された。塩化物濃度がトマトの苗の根の引き抜きに続いて６日の間、コンテナーの底部の上方の次の位置、すなわち５ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍおよび２９ｃｍで測定された。これらの位置で、水が多孔性セラミックヘッドでカバーされたシリンジによって微粒子物質から抽出され、土壌の流れが阻止された。真空がシリンジの端部に印加され、微粒子物質の上方の比較的乾燥層からシリンジへの水のゆっくりした通過が許容される。
【００８３】
実験の日０は、プラントが根から引き抜かれた日として指摘され、以後毛管性の低下した率を生じる。図２７に示したように、５ｃｍの高さにおける塩化物濃度は比較的一定であり、１日目から６日目まで３７％の減少のみである。これはこの位置が満水層内に配備されたからである。１５ｃｍの高さにおける塩化物濃度は１日目から６日目まで９５％の減少に対応して３８０から２０ｐｐｍに激減した。これは通常塩化物を上方向に押し上げる毛管中の減少のためである。２０ｃｍの高さにおける塩化物濃度は、１日目の間の４８０ｐｐｍから３日目中の５９０ｐｐｍまでのふらつきは、０日目以前の満水（飽和）層から浸透した毛管性の高い率および低下した毛管性の結果として６日目の間の１９０ｐｐｍのためであり、正味の低下は７０％である。２９ｃｍの高さにおける塩化物濃度は９５０ｐｐｍから１６００ｐｐｍまで１日目から６日目まで１６８％の増加を示す急増となった。１日目における高さ２９ｃｍと１５ｃｍにおける塩化物濃度の比が１１：１であるのに対して、６日目の比は５５：１である。
【００８４】
従って、上方向に浸透する塩化物の大半が上部パーライト段内に集中するという結論になる。パーライトの放出後、特にパーライトが６日よりもずっと長く維持されれば、塩化物のより長い集中期間がパーライトにたとえ引き寄せられている間においても微粒子物質の底段が比較的塩化物のない状態になる。
【００８５】
（野外試験）
本発明は温室で実行され、また野外試験では従来の水管理システムに関して約１／４から１／５の水消費量が歩留を低下させずに、また塩化物と汚染物の有害物を増大させることなしに達成できる驚くべき結果を示している。
【００８６】
例４
図２８は、五つの別々の基材内で水の毛管率を比較したグラフである。水の温度は２０〜３０℃の範囲である。２ｃｍの高さに満たされた各基材が、直径２０ｃｍ、高さ４０ｃｍの基材柱内に配置された。基材の上方にある水柱の高さは、３日の間隔の後で測定された。見れば分かるように、凝灰岩とピートから合成された基材の毛管率は約２．５ｃｍ／日を有しており、一方レカは約０．１ｃｍ／日の毛管率を有している。凝灰岩とレカは低い毛管率を示したが、ピートおよび（または）パーライトからなる基材は高揚した毛管率を呈した。この実験において、大きい凝灰岩および大きいレカが使用された。
【００８７】
例５
表Ｖは２０００年１０月２５日から２００１年２月２８日の周期の間、非加熱温室内で冬の間本発明の設備により作物を成長させるための概略水消費量を以下に詳細に示す。異なる作物に対して、イスラエル農業省によって編集されたデータ間で比較したものであり、平均の水消費量および本発明の設備によって得られた実際の水消費量を反映している。実験のために使用された作物は、「Ｂ＋Ｐ」はバジルおよびペッパー、「Ｔ」はトマト、「Ｃ」はきゅうりを意味する。
【００８８】
イスラエル農業省は夏および冬の月の間、種々の作物のために必要とする総水消費量をリストした。イスラエル農業省によって編集された統計から抽出された適切な値は、右側二つの欄に示し、また「夏」と記された欄は夏の月に成長する作物に対する値であり、一方「冬」と記された欄は冬の月に成長する作物に対する値である。夏は４〜５ヶ月として規定され、また冬は８〜９月ヶ月として規定される。評価は１ダナム内で育成された多数の作物を基準にして行われた。用語ダナムは１０００ｍ２の面積を表わす。
【００８９】
イスラエル農業省と同じ作物濃度が、比較のための基準として、例えばダナム当り１５，０００のバジルおよびダナム当り２５００のトマトが選択された。基準となる実験で「ＭＷ  Ｎｏ」と記された各水計量器に対して、ベッディングタイプの異なる組み合わせが使用され、例えば３個のコンテナーが各タイプのベッデングが使用され、また４個の作物がコンテナー内で育成された。例えば、４個の異なるタイプのベッデングが水計量器Ｎｏ．１に関して使用された。すなわち、小さいレカとパーライトの混合物、小さいレカとピートの混合物、小さいレカとパーライトの混合物および大きいレカとピートの組み合わせである。４種のベッディングに対して、１２個のコンテナーが使用され、また４８種類の作物が育成された。二つの作物、すなわちバジルおよびペッパーがこのグループで育成され、ダナム当りの水消費量は、各作物が異なる作物濃度を有しているので、外挿法によって推定されない。水計量器Ｎｏ．５において、２４作物のグループに対する一日の総消費量は０．００９ｍ３、ないし１作物当り０．０００３７ｍ３であった。この値に２５００の作物の植えつけ密度を乗算することによって、ダナム当りの０．９３８ｍ３の一日の推定値が計算され、冬の２７０日に対して２５３ｍ３であり、イスラエル農業省によって編集されたデータに関して水の消費量において７９％の減少である。
【００９０】
各コンテナーの面積は０．５ｍ２であり、各コンテナーの深さは２０ｃｍであり、また制御可能な水の層の深さは３．５ｃｍである。種々の作物が植えられたときに、水が最初にコンテナーに流入された。実験の最初の２週間に対して、肥料のタイプはシェファー６６６であり、またその後、シェファー１が使用された。
【００９１】
表Ｖ
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例６
表ＶＩは本発明の設備で育成された種々の作物の冬の収穫量をメートルトンで以下に要約したものである。この収穫量を冬および夏中の平均収穫量につきイスラエル農業省によって提供されたデータと比較した。例えば、１２ｋｇ／月の平均のきゅうり収穫量は各コンテナーにつき確認され、これはプラント当り１ｋｇ／月の収穫量に等しい。この値は、編集データ内のダナム当りに育成されたプラントの数、すなわち２０００プラントによって月当たりの月収穫量を乗算することでイスラエル農業省によって編集されたデータの結果と比較された。これは２メートルトンのダナム当たりの総月額収穫量、または８ヶ月の控えた基準で計算したときに１６トンの冬収穫量となり、１４％の増大である。
【００９２】
上述の実験５に関して特定したものと同じ実験条件を、すなわち、同じタイプの作物を同じ作物濃度を使用した。各コンテナーの面積は０．５ｍ２、各コンテナーの深さは２０ｃｍ、制御可能な水の層の深さは３．５ｃｍである。作物が各コンテナー内に植えこまれたときに、水が一日中コンテナーに初期注入された。実験の最初の２週間において、肥料のタイプはシェファー６６６であり、その後シェファー１が使用された。
【００９３】
表ＶＩ
冬の収穫量の概要（サンプル比較）
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例７
図２９は２００１年１月２８日から２月１１日までの期間中に本発明の設備で生産されたトマトの一般的な収穫量のグラフである。このグラフは収穫量が、使用した多孔性ベッドのタイプに依存していることを示している。以後グラフを参照するが、次の名称はベッディングの異なるタイプに使用される。
【００９４】
１−小さいレカおよびパーライト
２−小さいレカ
３−小さいレカおよびピート
４−大きいレカ
５−大きいレカおよびパーライト
６−大きいレカおよびピート
７−大きいピート
８−大きい凝灰岩およびパーライト
９−大きい凝灰岩およびピート
１０−小さい凝灰岩
１１−小さい凝灰岩およびパーライト
１２−小さい凝灰岩およびピート
１３−パーライトおよびピート
１４−大きい凝灰岩
１５−砂
全ての異なるタイプの混合物に対して、５０％のブレンドを使用した。上述の実験５に関して特定したものと同じ実験条件を使用した。すなわち同じタイプの作物を同じ作物濃度で育成させた。各コンテナーの面積は０．５ｍ２であり、各コンテナーの深さは２０ｃｍ、制御可能な水の層の深さは３．５ｃｍである。作物が各コンテナー内に植え込まれたときに、水が一日中コンテナーに初期注入された。実験の最初の２週間において、肥料のタイプはシェファー６６６であり、その後シェファー１が使用された。
【００９５】
例８
図３０〜３７は、２００１年の夏、４ヶ月の期間中本発明の設備を備えた非加熱温室内で育成した野菜に関する水消費量および収穫量を反映したものである。上述の実験５に関して特定したものと同じ実験条件を使用した。すなわち、同じタイプの作物を同じ作物密度で育成させた。各コンテナーの面積は、０．５ｍ２  であり、各コンテナーの深さは２０ｃｍ、制御可能な水の層の深さは３．５ｃｍ  である。発芽１ヶ月の苗が各コンテナー内に植え込まれたときに、水が一日中コンテナーに初期注入された。９個の異なる基材の一つが各コンテナーに植え込まれた。実験の最初の２週間において、肥料のタイプはシェファー６６６であり、その後シェファー１が使用された。
【００９６】
グラフの比較が、夏の月中、分離された基材内で種々の作物の水消費量に関するイスラエルの農業省の推薦に関してなされた。これらの推薦に基づいて、温室内のトマトの平均水消費量は、２５００プラント／デナムのプラント密度に対応する１２００ｍ３／デナムであり、また温室内で育成されたきゅうりの２０００プラント／デナムのプラント密度に対応する７００ｍ３／デナムである。被排出コンテナーが基材の上面に配置された滴下灌漑ホースで灌漑され、一方本発明に基づいて設けられた非排出コンテナーが、コンテナーの底部の上部１０ｃｍで基材に挿入された同様のホースで灌漑された。再度、必要とされる平均の水消費量は、従来方法の消費量の１／４から１／５であり、また関連する収穫量は従来方法と等価であり、またこれより僅かに高い。
【００９７】
図３０は１００日の育成期間中、トマトのハゼラ１８９種に対する総水消費量を比較したのもである。二つの異なるタイプのコンテナー間の水消費量において大きい違いは、プラント当たり４５０〜４８０リットルが本発明の方法による育成されたプラント当たり８０〜１５０リットルと比較して被排出コンテナー内で育成されたトマトによる１００日間で消費されたことが分ったことである。水の保存量は６９〜８３％の範囲である。種々の基材が水の消費で異なり、大きいレカでは最低の水消費量、すなわち８０リットルである。
【００９８】
図３１は１００日の育成期間中、きゅうりのハッサン種に対する総水消費量を比較したものである。二つの異なるタイプのコンテナー間の水消費量において大きい違いは、プラント当たり３２０リットルが本発明の方法による育成されたプラント当たり６４〜１０４リットルと比較して被排出コンテナー内で育成されたきゅうりによる１００日間で消費されたことが分ったことである。水の保存量は６７〜８０％の範囲である。
【００９９】
図３２および３３は、それぞれ二つの前述の作物に対する平均の一日の水消費量を比較したものである。
【０１００】
図３４および３５は、それぞれ二つの前述の作物に対する１００日間のプラント当たりの総収穫重量による収穫データを比較したものである。トマトについては、より高い収穫が９個の基材の５個に対する被排出コンテナー内で育成された作物よりも本発明の方法に基づいて育成された作物によって得られた。砂については、より少ない収穫が得られ、一方３個の基材に対して収穫は排出されたコンテナーおよび排出されていないコンテナーについて実質的に同じである。同様の結果がきゅうりの収穫で得られ、また砂は本発明に基づいて育成された作物に対する収穫を低下させるただ一つの基材である。大きいレカが最低収穫となった。最高の収穫は凝灰岩＋ピートによって得られた。
【０１０１】
図３６および３７は、それぞれ二つの前述の作物に対する収穫比を比較したものである。１００日間のプラントの総水消費量は、この周期中の総収穫量で割り算された。例えば、４５０／４．１＝１１０リットル／ｋｇの収穫比が、排出コンテナー内で育成されたトマトで得られ、また本発明に基づいて育成された１５０／４．３＝３５リットル／ｋｇが得られ、本発明の使用による水消費量の高いレベルを反映している。
【０１０２】
上述したように、水および肥料の相当な節約が、収穫量を減じることなく、かつ塩化物の有害な増大もなしに各々プラントの育成された複数のコンテナー内の水位を制御することによる本発明の設備により達成することができる。その地区の帯水層内の病原菌の増大を誘導することなくこの帯水層に還元ロードがあるために、本発明の生態学的衝撃も重要性が大である。
【０１０３】
本発明のある実施例は図示の方法で説明したが、本発明は多数の修正例、変形例および適用例で実際に実行することができ、当該技術に習熟した人の概念内にある多数の等価物または別の解決法を使用して、本発明の精神から逸脱することなく、または請求の範囲を越えることなく実行できることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】水管理システムの一つの好ましい実施例を概略的に示す平面図。
【図２】各コンテナー内で変化する高さにおける吸水口の配置を示す図４の平面Ａ−Ａに沿って切断した複数のコンテナーの断面図。
【図３】コンテナーが互いに分離され、また水が適切な配水管を通ってコンテナー内に流入する構成を示す図。
【図４】レベルスイッチおよび排水ユニットを示す空のときのコンテナーの平面図。
【図５】微粒子物質および野菜の成長を示す図４の平面Ｂ−Ｂに沿って切断したコンテナーの断面図。
【図６】本発明の使用によって成長するプラントの根の写真。
【図７】根がコンテナーから除去されたときの根の写真。
【図８】微粒子物質がそこから除去された後の根の形態を示す写真。
【図９】水位の変化を示す多量の水を示す図２の拡大図。
【図１０】単一制御弁およびセンサーが使用された本発明の別の好ましい実施例の概略図。
【図１１Ａ】本発明の水管理システムと関連して使用された容量性変換センサーを示す斜視図。
【図１１Ｂ】水柱インレットを示す容量性変換センサーを示す斜視図。
【図１２】容量性変換センサーの取り付け可能なコンテナーの斜視図。
【図１３】容量性変換センサーの取り付けられたコンテナーの斜視図。
【図１４】図１１Ｂの平面Ｃ−Ｃに沿って切断した容量性変換センサーの長手方向断面図。
【図１５】制御装置および複数のセンサーが使用された水の一連のコンテナー内への流入を制御する本発明の平面図におけるさらに別の好ましい実施例の概略図。
【図１６】センサーが各コンテナー内に配備された本発明のさらに別の実施例の概略図。
【図１７】制御装置が複数の制御弁の作動を制御する別の好ましい実施例の概略図。
【図１８】制御装置が二つの分離した配水管からコンテナーの複数のセクターへの水の流入を制御する本発明の付加的な実施例の概略図。
【図１９】コンテナー内に含まれた多量の水の水温の制御のための加熱システムの概略図。
【図２０】本発明に基づいてトマトの苗が育成される大きいレカの基材に対して時間周期で本発明の例２で得られた塩化物濃度の変化を示すグラフ。
【図２１】本発明に基づいてトマトの苗が育成される凝灰岩の基材に対して時間周期で本発明の例２で得られた塩化物濃度の変化を示すグラフ。
【図２２】本発明に基づいてトマトの苗が育成される凝灰岩とパーライト（１：１，ｖ：ｖ）の基材に対して時間周期で本発明の例２で得られた塩化物濃度の変化を示すグラフ。
【図２３】本発明に基づいてトマトの苗が育成される凝灰岩とピート（１：１，ｖ：ｖ）の基材に対して時間周期で本発明の例２で得られた塩化物濃度の変化を示すグラフ。
【図２４】本発明に基づいてトマトの苗が育成されるレカとピート（１：１，ｖ：ｖ）の基材に対して時間周期で本発明の例２で得られた塩化物濃度の変化を示すグラフ。
【図２５】本発明に基づいてトマトの苗が育成されるレカとパーライト（１：１，ｖ：ｖ）の基材に対して時間周期で本発明の例２で得られた塩化物濃度の変化を示すグラフ。
【図２６】本発明に基づいてトマトの苗が育成されるピートとパーライト（１：１，ｖ：ｖ）の基材に対して時間周期で本発明の例２で得られた塩化物濃度の変化を示すグラフ。
【図２７】本発明に基づいてトマトの苗が育成されるピートと凝灰岩（１：１，ｖ：ｖ）の下段およびパーライトの上段に対して時間周期で本発明の例３で得られたコンテナー底部の上方の異なる高さに各々対応する異なる位置における塩化物濃度の変化を示すグラフ。
【図２８】五つの別々の基材内で本発明の例４で得られた水の毛管率を比較したグラフ。
【図２９】本発明の例７で得られた典型的な冬の収穫量を示すグラフ。
【図３０】夏において育成されたトマトに対して、従来方法と本発明の方法の間において、本発明の例８で得られた総水消費量を比較した図。
【図３１】夏において育成されたきゅうりに対して、従来方法と本発明の方法の間において、本発明の例８で得られた総水消費量を比較した図。
【図３２】夏において育成されたトマトに対して、従来方法と本発明の方法の間において、本発明の例８で得られた平均一日の水消費量を比較した図。
【図３３】夏において育成されたきゅうりに対して、従来方法と本発明の方法の間において、本発明の例８で得られた平均一日の水消費量を比較した図。
【図３４】夏において育成されたトマトに対して、従来方法と本発明の方法の間において、本発明の例８で得られた収穫データを比較した図。
【図３５】夏において育成されたきゅうりに対して、従来方法と本発明の方法の間において、本発明の例８で得られた収穫データを比較した図。
【図３６】夏において育成されたトマトに対して、従来方法と本発明の方法の間において、収穫比を比較した図。
【図３７】夏において育成されたトマトに対して、従来方法と本発明の方法の間において、収穫比を比較した図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004532650.tif 000012
【図５】
2004532650.tif 000013
【図６】
2004532650.tif 000014
【図７】
2004532650.tif 000015
【図８】
2004532650.tif 000016
【図９】
2004532650.tif 000017
【図１０】
2004532650.tif 000018
【図１１Ａ】
2004532650.tif 000019
【図１１Ｂ】
2004532650.tif 000020
【図１２】
2004532650.tif 000021
【図１３】
2004532650.tif 000022
【図１４】
2004532650.tif 000023
【図１５】
2004532650.tif 000024
【図１６】
2004532650.tif 000025
【図１７】
2004532650.tif 000026
【図１８】
2004532650.tif 000027
【図１９】
2004532650.tif 000028
【図２０】
2004532650.tif 000029
【図２１】
2004532650.tif 000030
【図２２】
2004532650.tif 000031
【図２３】
2004532650.tif 000032
【図２４】
2004532650.tif 000033
【図２５】
2004532650.tif 000034
【図２６】
2004532650.tif 000035
【図２７】
2004532650.tif 000036
【図２８】
2004532650.tif 000037
【図２９】
2004532650.tif 000038
【図３０】
2004532650.tif 000039
【図３１】
2004532650.tif 000040
【図３２】
2004532650.tif 000041
【図３３】
2004532650.tif 000042
【図３４】
2004532650.tif 000043
【図３５】
2004532650.tif 000044
【図３６】
2004532650.tif 000045
【図３７】
2004532650.tif 000046
【国際公開パンフレット】
2004532650.tif 000047
2004532650.tif 000048
2004532650.tif 000049
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2004532650.tif 000153
2004532650.tif 000154
2004532650.tif 000155
2004532650.tif 000156
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004532650.tif 000157
2004532650.tif 000158
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月24日(2003.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのコンテナー内で植物を成長させるための水有効利用方法であって、
ａ．少なくとも一つの取水口を有する少なくとも一つのコンテナーを提供する工程と；
ｂ．前記コンテナーの各々に微粒子物質の多孔性ベッドを提供する工程と；
ｃ．前記多孔性ベッドの上部および底部間の中間のレベルに前記コンテナーの各々に少なくとも一つの排水口を提供し、前記微粒子物質を前記レベルの下方により低い飽和層と、前記レベルの上方に比較的乾燥した上層に分割する排水口を提供する工程と；
ｄ. 一つまたはそれ以上の前記コンテナーにおいて、水位計測手段を設けて前記少なくとも一つまたはそれ以上のコンテナーの底部に存在する水の層の深さを正確に計測するステップと；
ｅ. 前記コンテナー内で植物を育成するステップと；
ｆ. 前記水位計測手段の読みの結果として前記コンテナーの各々に水を付加し、これによって被計測コンテナーの底部における所望の水位を維持するステップと；
からなる水有効利用方法。
【請求項２】
微粒子物質が不活性物質である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
不活性物質が、ピート、凝灰岩、パーライト、レカまたはこれらの混合物からなるグループ内で選択される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
二つまたはそれ以上のコンテナーが計測され、また前記二つまたはそれ以上のコンテナー内の水位が所定平均化ルールに基づいて平均化されたときに、水が付加され、第一所定値に達する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第二所定値よりも大きい深さを有する水を排出するためにオリフィスを提供する工程をさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
水位計測手段がセンサーである請求項５に記載の方法。
【請求項７】
センサーが制御弁に連結されており、センサーが第一所定水位以下の水を検出したときに前記制御弁が水を付加するように作動可能である請求項６に記載の方法。
【請求項８】
センサーが第二所定水位以下の水を検出したときに前記制御弁が水の付加を阻止するように作動可能である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
センサーがレベルスイッチ、相間センサーおよび容量性導入センサーのグループから選択されたセンサーである請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
制御弁が配水管を介する一連のコンテナーへの給水を制御するように作動可能である請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
水位計測手段が複数のセンサーからなり、各センサーが異なるコンテナーに配備されている先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
各センサーが制御装置に連絡されており、前記制御装置が前記センサーから要求されたデータを処理し、これによって制御弁の作動を制御する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
制御装置が複数の制御弁の作動を制御し、前記制御弁の各々が異なる一連のコンテナーに水を付加するように作動可能である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
各制御弁が異なる配水管からの水を付加するように作動可能である請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
所望の水位が１から７ｃｍである請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
液体肥料を一連のコンテナーの取水口にポンピングするステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
制御装置が肥料と水の所定比率を維持する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
水がスプリンクラー灌漑、滴下灌漑または地下水灌漑から選択された一つまたはそれ以上の方法によって各コンテナーに供給され、前記水層が各コンテナーの底部に沿って植物の根によって吸収されないあるいは微粒子物質によって吸収されない過剰水の蓄積によって形成される請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
微粒子物質が毛管性である請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
塩化物の微粒子物質への浸透を許容させるステップと所望の水位内に塩化物レベル内における有害物の発生を回避するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ａ）一つまたはそれ以上のコンテナー内に、少なくとも２００重量％の吸水性を有する微粒子物質を伴っている微粒子物質の上段および下段を提供するステップと；
ｂ）塩化物の前記上段への凝縮を許容させるステップと；
ｃ）植物の成長シーズンの終了時に前記上段を除去するステップと；
ｄ）次の成長シーズン中に前記下段を再使用するステップと；
ｅ）異なる上段を設けるステップと；
ｆ）前記異なる上段に別の植物を栽培するステップと；
をさらに含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
上段が４０から１７０ｋｇ／ｍ３の範囲の見かけの密度を有しており、また植物成長シーズンの終了時に手持ち機器によって除去される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも一つのコンテナー内で植物を成長させるための水効率水管理システムであって：
ａ）各々微粒子物質のベッドを包含するのに適した少なくとも一つのコンテナーと；
ｂ）微粒子物質の前記ベッドの上部および底部間の中間レベルにある前記コンテナーの各々への少なくとも一つの取水口および少なくとも一つの排水開口部において、前記少なくとも一つの排水開口部が前記ベッドを前記レベルの下方により低い飽和層と、前記レベルの上方に比較的乾燥した上層に分割する少なくとも一つの取水口および少なくとも一つの排水開口部；
ｃ）一つまたはそれ以上の前記コンテナーに設けられ前記一つまたはそれ以上のコンテナーの底に存在する水の層の深さを計測する水位計測手段と；
ｄ）前記水位計測手段の読みの結果により前記コンテナーに水を付加し、被計測コンテナーの底における所望の水位を維持する水量制御手段と；
からなる水効率水管理システム。
【請求項２４】
コンテナーの各々が微粒子物質のベッドを収容している請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
所定の平均化ルールに基づいて二つまたはそれ以上のコンテナー内の水のレベルを平均化する手段からなる請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
マイクロプロセッサからなる請求項２３から２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
マイクロプロセッサが水位計測手段からの水位データを受信する請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
マイクロプロセッサが水位データに基づいて水制御手段を制御する請求項２３から２７に記載のシステム。
【請求項２９】
水制御手段が少なくとも一つの制御弁であり、また水位計測手段が少なくとも一つのセンサーであり、前記少なくとも一つの制御弁が前記少なくとも一つのセンサーに応答して作動し、水位が第一所定値以下に降下したときに所定持続期間ので所定流量を対応するコンテナーに付加水量の供給を許容する請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
センサーの感度が、対応するコンテナーへの水の流入率が水位低下率に実質的に等しくなるようになっている請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
センサーによって伝送された信号に応答して各制御弁の作動を制御する制御装置をさらに含む請求項２９に記載のシステム。
【請求項３２】
センサーがレベルスイッチである請求項２９に記載のシステム。
【請求項３３】
レベルスイッチがフロート、ケーブルおよびセンサーハウジングからなり、前記センサーハウジングがその底部で部分的に開しており、これによって水のハウジング内への流入が許容され、従ってハウジング内の水位に応答して前記フロートがその中で上昇、下降する請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
センサーが相間センサーである請求項２９に記載のシステム。
【請求項３５】
センサーが土壌水分センサーである請求項２９に記載のシステム。
【請求項３６】
センサーが容量導入センサーである請求項２９に記載のシステム。
【請求項３７】
内部および外部電極が、可変高さを有する水柱と接触せず、前記水柱の水が対応するコンテナーの底部に存在する水の層から、電極ハウジング内に形成され前記内部および外部電極間に配置された溝へ収容され、これによってセンサーが前記内部および外部電極間の瞬時容量を検知し前記瞬時容量を出力電圧に変換する請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
第一および第二プラスチック仕切りが水柱をそれぞれ内部および外部電極から分離する請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
水の層を加熱する手段をさらに含む請求項２３に記載のシステム。
【請求項４０】
加熱手段がコンテナーの各々への取水口へ流入する水を加熱するヒーターからなる請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
少なくとも一つの排水オリフィスをさらに含み、水位が第二所定値以上に上昇したときに排水が許容されるように前記少なくとも一つの排水オリフィスがコンテナー壁内の位置に配備される請求項２３に記載のシステム。
【請求項４２】
排水ユニットをさらに含み、前記排水ユニットが回転可能な要素を有するステムによって対応するコンテナーからの排水がこの要素を通過するように各オリフィースに挿入可能である請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
排水ユニットが回転可能であり、これによって一つの回転位置で排水が可能であり、第二の回転位置で対応するコンテナーからの排水が阻止され、また中間回転位置で部分的排水が実行される請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
コンテナーの各々がコンテナー底部を備えている請求項２３に記載のシステム。
【請求項４５】
各コンテナーの底部に少なくとも一つの閉止可能排水アパーチャが設けられており、水の層の完全な排出を許容する請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
微粒子物質が毛管性である請求項２４に記載のシステム。
【請求項４７】
微粒子物質が、ピート、凝灰岩、パーライト、レカ、砂またはこれらの物質の混合物ないしブレンドしたものである請求項２４に記載のシステム。
【請求項４８】
微粒子物質の保水容量が少なくとも０．０３５である請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
微粒子物質が少なくとも二つの段からなる請求項４０に記載のシステム。
【請求項５０】
下段が上段よりも大きい粒子サイズを有している請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
最上段が少なくとも約２００重量％の吸水性を有している請求項４９に記載のシステム。
【請求項５２】
最上段が４０から１７０ｋｇ／ｍ３の範囲の見かけ密度を有している請求項５１に記載のシステム。
【請求項５３】
各コンテナーへの取水口が、微粒子物質の面より低い所定高さに埋設された可撓性穿孔ホースからなる請求項２３に記載のシステム。
【請求項５４】
肥料ポンプをさらに含み、前記ポンプが肥料を一連のコンテナーの取水口に配送する請求項３１に記載のシステム。
【請求項５５】
制御装置がセンサーによって伝送された信号に応答して肥料ポンプの作動を制御する請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
プラント育成容器内の多量の水の水位指示に応答して容器への水の供給を制御することによって請求項２３のシステムを実行するための水供給制御装置であって、前記容器が容器壁、容器底部、前記容器内に収容された多孔性物質のベッド、およびプラント成長部からなり、その根が前記多孔性物質の前記ベッド内に延長し、前記コントローラが前記コンテナーの底部に存在する水のレベルを検知するのに適した水位計測手段からなることを特徴とする水供給制御装置。
【請求項５７】
前記水位指示に応答して制御弁の作動を制御するように作動する請求項５６に記載の水供給制御装置。
【請求項５８】
マイクロプロセッサ、所定方法でアクチュエータをプログラミングするためのソフトウエア、ローカルメモリおよび制御弁アクチュエータと水位計測手段とを連絡する手段からなる請求項５７に記載の水供給制御装置。
【請求項５９】
水位計測手段がレベルスイッチ、相間センサー、容量導入センサーおよび土壌水分センサーのグループから選択されたセンサーである請求項５８に記載の水供給制御装置。
【請求項６０】
制御弁が所定持続時間で所定流量で複数の容器に水の付加量の供給を許容するように作動される請求項５７に記載の水供給制御装置。
【請求項６１】
複数のセンサーから信号を受信するとともに、信号を処理し、これによって制御弁アクチュエータに命令してプログラムに基づいて容器への流水を調整するように作動し、前記センサーの各々が異なる容器内に配置されている請求項６０に記載の水供給制御装置。
【請求項６２】
複数の制御弁の作動を制御するように作動し、前記制御弁の各々が異なる一連の容器への水を付加するように作動可能である請求項５７に記載の水供給制御装置。
【請求項６３】
底部で水の所定レベルが制御可能に維持され、プラントが第２根に分岐された主根を有しており、第２根がひげ根系によって特徴付けられる斜向成長根毛に発達し、前記第２根が前記多孔性物質のベッドを通って成長し延長することが可能であり、前記根毛が前記水位によって満たされた前記多孔性物質の層に延長するとともにこれに絡み合うことができ、これによって前記満水（飽和）層内に生物量を形成する請求項１に記載の容器内に収容された多孔性物質のベッド。
【請求項６４】
直（主）根系の幹根がひげ根系の根毛に枝分かれしている請求項６３に記載の根変化植物。
【請求項６５】
次のものによって誘導された請求項６３に記載のプラント成長部：
ａ）微粒子物質で充填されたコンテナーと；
ｂ）前記コンテナーに設けられた少なくとも一つの取水口および少なくとも一つの排水口と；
ｃ）水を前記コンテナーに付加し、これによって被計測コンテナーの底部における所望の水位を維持する水制御手段とによって誘起され、幹根が枝根に枝分かれし、この枝根がひげ根系によって特徴付けられる根毛に対して斜向性に成長しており、前記枝根が前記微粒子物質を通って成長し、前記根毛が前記水位によって充満された前記多孔性物質の層に延長するとともにこれに絡み合うことができ、これによって前記充満層内で生物量を形成する根変化植物。
【国際調査報告】
2004532650.tif 000159
2004532650.tif 000160
2004532650.tif 000161
2004532650.tif 000162
2004532650.tif 000163
2004532650.tif 000164
2004532650.tif 000165