(57)【要約】【課題】下位葉の呼吸に起因した栄養分の消費を低減することができる水耕栽培装置を提供する。【解決手段】水耕栽培装置１００は、植物１０の塊状栄養蓄積部が収容されるように構成されている栽培槽１と、植物１０の地上部が成長する地上空間１３０と植物１０の地下部が成長する地下空間１２０とを仕切るように栽培槽１に取り付けられた地表面部３とを備え、栽培槽１は、地下空間１２０の高さを増減するように上下方向において伸縮する周壁部１ｂを含み、地表面部３は、塊状栄養蓄積部から延びる茎１６が挿入されるように構成された開口部３ａを含み、開口部３ａは、茎１６が開口部３ａに挿入された状態で周壁部１ｂを伸長させたときに、植物１０の下位葉１２が開口部３ａを通過できるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の塊状栄養蓄積部が収容されるように構成された栽培槽と、
前記植物の地上部が成長する地上空間と前記植物の地下部が成長する地下空間とを仕切
るように前記栽培槽に取り付けられた地表面部と、を備え、
前記栽培槽は、前記地下空間の高さを増減するように上下方向において伸縮する周壁部
を含み、
前記地表面部は、前記塊状栄養蓄積部から延びる茎が挿入されるように構成された開口
部を含み、
前記開口部は、前記茎が前記開口部に挿入された状態で前記周壁部を伸長させたときに
、前記植物の下位葉が前記開口部を通過するように構成されている、水耕栽培装置。
【請求項２】
前記地表面部は、前記開口部と前記茎との間の隙間を塞ぐように設けられた柔軟性を有
する閉塞部材を含み、
前記閉塞部材は、前記周壁部を伸長させたときに、前記下位葉が前前記開口部を通過す
るように弾性変形する、請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項３】
前記周壁部は、前記地下空間の高さを増減するように上下方向において伸縮する蛇腹部
を含む、請求項１または２に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記地表面部の上方に設けられ、前記地表面部の上側の空間における光量を測定する光
量測定部と、
前記周壁部を伸長させながら前記地表面部を上方へ移動させる地表面部移動機構と、
前記光量測定部によって測定された前記光量に基づいて、前記地表面部移動機構を制御
する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記光量測定部によって測定された前記光量が所定値以下である場合に
、前記地表面部移動機構に前記周壁部を伸長させながら前記地表面部を上方へ移動させる
、請求項１〜３のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
前記周壁部を伸長させながら前記地表面部を上方へ移動させる地表面部移動機構と、
タイマが計時する時間に基づいて前記地表面部移動機構を制御する制御部と、をさらに
備え、
前記制御部は、前記タイマが所定時間を計時した場合に、前記地表面部移動機構に前記
周壁部を伸長させながら前記地表面部を上方へ移動させる、請求項１〜３のいずれかに記
載の水耕栽培装置。
【請求項６】
前記周壁部を伸長させながら前記地表面部を上方へ移動させる地表面部移動機構と、
操作者によって操作される操作部と、
前記操作部の前記操作者による操作に基づいて、前記地表面部移動機構に前記周壁部を
伸長させながら前記地表面部を上方へ移動させるように、前記地表面部移動機構を制御す
る制御部と、を備えた、請求項１〜３のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項７】
前記開口部に設けられた遮光扉と、
前記遮光扉を開閉するように構成された遮光扉開閉機構と、を含み、
前記制御部は、前記周壁部が伸長する前の状態で前記遮光扉が閉じられており、前記周
壁部が伸長している過程で前記遮光扉が開かれ、その後、前記周壁部がさらに伸長すると
前記遮光扉が閉じられるように、前記遮光扉開閉機構を制御する、請求項４〜６のいずれ
かに記載の水耕栽培装置。
【請求項８】
前記制御部に制御されることにより、前記地上部に光を照射するように点灯する照明部を
さらに備え、
前記制御部は、前記地表面部移動機構に前記周壁部を伸長させながら前記地表面部を上
方へ移動させている期間において、前記照明部を消灯させる、請求項４〜７のいずれかに
記載の水耕栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土を使用せずに、植物を栽培する、いわゆる水耕栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、土を使用せずに、植物を栽培する水耕栽培装置の開発が進められている。水
耕栽培においても、地下空間に塊状栄養蓄積部としての塊茎を形成する塊茎類等が栽培さ
れている。たとえば、次の特許文献１には、馬鈴薯の人工的な栽培方法に関する技術が開
示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２８４８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、馬鈴薯のような塊茎類等の栽培においては、地上部の葉において光合成によっ
て生成されたデンンプン等の栄養分が地下部へ送られる。それにより、地下部において、
ストロン（地下茎）が茎から伸長し、その栄養分がストロンの先端の塊状栄養蓄積部に蓄
えられる。したがって、塊状栄養蓄積部等の収穫量を増加させるためには、葉において効
率的に光合成を行うことが重要である。しかしながら、水耕栽培においては、次のような
理由のために、地上部が上方へ伸長すると、光合成の効率が低下することがある。
【０００５】
水耕栽培装置においては、方向性を有する光を発する人工光源が用いられる。人工光源
は、一般に、地上部に上方の位置から下方へ向かって光を照射する。そのため、植物の背
丈が高くなるとともに、その葉が茂っていくにつれて、地上部に照射される光は、茎の相
対的に上側の位置から延びる上位葉によって遮られるため、茎の相対的に下側の位置から
延びる下位葉に到達し難くなる。その結果、下位葉は、光合成を効率的に行うことができ
なくなる。それどころか、下位葉は、上位葉が光合成によって生成した栄養分を、その呼
吸によって消費してしまう。したがって、水耕栽培装置内において光が照射され難い下位
葉の存在は、塊状栄養蓄積部の収穫量に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、下位葉の呼吸に起因
した栄養分の消費を低減することができる水耕栽培装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態の水耕栽培装置は、植物の塊状栄養蓄積部が収容されるように構成
された栽培槽と、前記植物の地上部が成長する地上空間と前記植物の地下部が成長する地
下空間とを仕切るように前記栽培槽に取り付けられた地表面部と、を備え、前記栽培槽は
、前記地下空間の高さを増減するように上下方向において伸縮する周壁部を含み、前記地
表面部は、前記塊状栄養蓄積部から延びる茎が挿入されるように構成された開口部を含み
、前記開口部は、前記茎が前記開口部に挿入された状態で前記周壁部を伸長させたときに
、前記植物の下位葉が前記開口部を通過できるように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、下位葉の呼吸に起因した栄養分の消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図であって、周壁部が伸長する前の状態を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図であって、周壁部が伸長した後の状態を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図であって、周壁部が伸長することによって地下空間へ移動した下位部分に地下茎が形成された状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の閉塞部材を説明するための平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図であって、周壁部が伸長する前の状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図であって、周壁部が伸長した後の状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図であって、周壁部が伸長することによって地下空間へ移動した下位部分に地下茎が形成された状態を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２の水耕栽培装置の地表面部上昇処理１を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図であって、周壁部が伸長する前の状態を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図であって、周壁部が伸長した後の状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図であって、周壁部が伸長することによって地下空間へ移動した下位部分に地下茎が形成された状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３の水耕栽培装置の地表面部上昇処理２を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態４の水耕栽培装置の遮光扉および遮光扉開閉機構を説明するための図であって、遮光扉が開いている状態を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態４の水耕栽培装置の遮光扉および遮光扉開閉機構を説明するための図であって、遮光扉が閉じている状態を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５の水耕栽培装置の周壁部を説明するための図であって、周壁部が伸長する前の状態を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態５の水耕栽培装置の周壁部を説明するための図であって、周壁部が伸長した後の状態を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態の水耕栽培装置によって実際に栽培されている馬鈴薯の地上部の写真である。
【図１８】本発明の実施の形態の水耕栽培装置によって実際に収穫された馬鈴薯の塊茎の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態の水耕栽培装置を説明する。各実施の
形態においては、同一の構成には同一の参照符号が付されており、特に必要がなければ、
同一の構成の説明は繰り返さない。
【００１１】
各実施の形態の水耕栽培装置１００は、塊状栄養蓄積部を有する根菜類等の植物を水耕
栽培するためのものである。栽培される植物は、たとえば、馬鈴薯のように塊状栄養蓄積
部として塊茎を形成する塊茎類およびサツマイモのように塊状栄養蓄積部として塊根を形
成する塊根類である。
【００１２】
（実施の形態１）
図１〜図４を用いて、本発明の実施の形態１の水耕栽培装置を説明する。
【００１３】
図１〜図３に示されるように、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、作業員が出入り
可能な開閉扉を有するコンテナのような筐体２００内に設置されている。筐体２００は、
照明部６０および空調設備等を有している。したがって、筐体２００内の照明環境および
空調環境は、植物１０の成長に適した環境に設定されている。
【００１４】
本実施の形態においては、植物１０が水耕栽培装置１００によって栽培される。植物１
０は、塊茎類の一例の馬鈴薯である。ただし、植物１０は、塊状栄養蓄積部を形成する植
物であれば、他の植物であってもよい。植物１０は、塊茎１３と、塊茎１３から延びる茎
１６と、茎１６から延びる上位葉１１および下位葉１２を有している。下位葉１２は、植
物１０の背丈がある程度高くなると、上位葉１１の影に隠れる。つまり、照明部６０が発
する光は、上位葉１１に遮られるため、下位葉１２に到達し難くなる。
【００１５】
水耕栽培装置１００は、基本構造として、栽培槽１と地表面部３とを備えている。栽培
槽１と地表面部３とは、一体となって、箱体を構成している。箱体は、実質的に密閉され
た空間を内包している。したがって、照明部６０が発する光が栽培槽１と地表面部３とに
よって囲まれた地下空間１２０に入射することが抑制されている。ただし、箱体は、必要
な通気性を有している。
【００１６】
栽培槽１は、その内部空間に植物１０の塊茎１３が収容されるように構成されている。
栽培槽１は、底面部１ａと周壁部１ｂとを備えている。本実施の形態においては、平面視
において、底面部１ａは、長方形の平板状をなしており、筐体２００の床部に固定されて
いる。周壁部１ｂは、角筒形状をなしており、底面部１ａの外周部から鉛直上方に立ち上
がっている。しかしながら、平面視において、底面部１ａは、円形であり、周壁部１ｂは
、円筒形状であってもよい。栽培槽１内には、養液６が貯留されている。養液６中には、
栽培台５が設置されている。栽培台５は、底面部１ａ上に置かれており、養液６の表面か
ら突出している。栽培台５の上には、塊茎１３が載置されている。養液６には、栽培台５
上の塊茎１３から延びる根が浸っている。
【００１７】
図１および図２を対比すれば分かるように、周壁部１ｂは、地下空間１２０の高さを増
減するように上下方向において伸縮する蛇腹部２を含んでいる。本実施の形態においては
、蛇腹部２は、角筒状をなしているが、円筒状をなしていてもよい。蛇腹部２によれば、
簡単な構成で、地下空間１２０の高さを増減することができる。また、蛇腹部２は、作業
員の手作業で伸縮され得る程度に柔軟性を有しており、かつ、その上部構造を自身で支持
できる程度に硬い。そのため、蛇腹部２を伸縮させるための機構を必要とせず、かつ、蛇
腹部２の状態を維持するための他の支持構造を必要としない。
【００１８】
地表面部３は、植物１０の地上部が成長する地上空間１３０と植物１０の地下部が成長
する地下空間１２０とを仕切るように栽培槽１に取り付けられている。地表面部３は、本
実施の形態においては、平板状の部材であるが、地下空間１２０と地上空間１３０とを仕
切ることができる部材であれば、いかなる形状を有していてもよい。地表面部３は、塊茎
１３から延びる茎１６が挿入されるように構成された開口部３ａを含んでいる。
【００１９】
図１と図２とを対比すれば分かるように、開口部３ａは、茎１６が開口部３ａに挿入さ
れた状態で周壁部１ｂを伸長させたときに、植物１０の下位葉１２が開口部３ａを通過で
きるように構成されている。開口部３ａは、平面視において、円形をなしている。ただし
、開口部３ａは、下位葉１２を通過させる大きさを有しているものであれば、その形状は
、特に限定されない。
【００２０】
図４に示されるように、地表面部３は、開口部３ａと茎１６との間の隙間を塞ぐように
設けられた柔軟性を有する閉塞部材４を含んでいる。本実施の形態においては、閉塞部材
４は、１つの円形を８つに分割された８つの扇形の弾性部材４１，４２，４３，４４，４
５，４６，４７，４８によって構成されている。この弾性部材４１，４２，４３，４４，
４５，４６，４７，４８としては、保水性および柔軟性の観点から、上述のように、スポ
ンジが使用されている。８つの弾性部材４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４
８同士の間の８つの隙間の間のいずれかに挿入されるように、茎１６が延びることができ
る。そのため、本実施の形態においては、植物１０の茎１６は、開口部３ａ内のいずれの
位置においても、地下空間１２０から地上空間１３０へ延びることができる。ただし、弾
性部材の数は、８つに限定されず、２以上であればよく、３以上であることが好ましい。
また、弾性部材の形状も、扇形に限定されず、茎１６が地下空間１２０から地上空間１３
０へ延びることができる形状であれば、いかなる形状であってもよい。
【００２１】
周壁部１ｂが図１に示される状態から図２に示される状態へ伸長したときに、閉塞部材
４は、下位葉１２が開口部３ａを通過するように、下位葉１２に接触しながら弾性変形す
る。それにより、照明部６０が発した光が地上空間１３０から開口部３ａを経由して地下
空間１２０へ至る量を低減することができる。そのため、光が照射されることに起因して
植物１０の地下部の健全な成長が阻害されることが抑制される。また、閉塞部材４は、茎
１６が接触するときに柔軟に変形する。そのため、下位葉１２を含む植物１０の下位部分
Ｘが地上空間１３０から開口部３ａを経由して地下空間１２０へ移動するときに、茎１６
の損傷のおそれが低減されている。なお、下位葉１２は、光合成による栄養蓄積に対する
寄与が低いため、消滅させたい部分である。そのため、茎１６の損傷のおそれがなければ
、下位葉１２の損傷のおそれがあっても、特に問題はない。
【００２２】
柔軟性を有する閉塞部材４は、たとえば、円筒形状に丸められたスポンジ部材である。
このスポンジは、作業員の手作業によって、開口部３ａと茎１６との間に装填されたり、
開口部３ａと茎１６との間から取り外されたりするものであってもよい。このスポンジに
よれば、開口部３ａと茎１６との間の隙間の大きさを変更することができる。なお、本実
施の形態の水耕栽培装置１００においては、周壁部１ｂが伸長するときには、閉塞部材４
が弾性変形するため、弾性部材同士の間の隙間が開くため、光が地上空間１３０から開口
部３ａへ経由して地下空間１２０へわずかに漏れるおそれがある。したがって、作業員は
、手作業で周壁部１ｂを伸長させるときには、同様に手作業で筐体２００内の照明部６０
を消灯することが好ましい。
【００２３】
図３に示されるように、周壁部１ｂが伸長した状態になった後、ある程度の時間が経過
すると、ストロン１４が、地上空間１３０から地下空間１２０へ移動した下位部分Ｘから
延びる。新たな塊茎１５が、ストロン１４の先端に形成される。つまり、塊茎の収穫量が
増加していることが容易に理解される。
【００２４】
図１〜図３に示されるように、上記した水耕栽培装置１００によれば、地下空間１２０
へ移動した下位葉１２はやがて枯死するため、上位葉１１が生成したデンンプン等の栄養
分の無駄な消費を抑制することができる。また、地上部の背丈が低くなるため、地上部が
倒伏することを抑制することができる。
【００２５】
図１の状態で、下位部分Ｘに新たな塊茎１５が形成されると、その塊茎１５は、地上空
間１３０において光に曝されるため、緑化した塊茎となる。このような地上空間１３０に
おいて、緑化した塊茎は、馬鈴薯の場合、気中塊茎と呼ばれ、収穫物としての価値がほと
んどない。しかしながら、上記のように、下位部分Ｘを地上空間１３０から地下空間１２
０へ移動させることにより、地上空間１３０において緑化した塊茎が形成されてしまうこ
とが抑制される。そのため、収穫される塊茎において、品質が下したり、毒素が含まれて
いたりする問題が生じることを抑制することができる。また、地下空間１２０へ移動した
下位部分Ｘに新たな塊茎１５が形成される。この地下空間１２０で形成された新たな塊茎
１５は、収穫物としての価値を有している。したがって、水耕栽培装置１００によって栽
培される塊茎の収穫量が増加する。
【００２６】
以上のように、本実施の形態の水耕栽培装置１００によれば、上位葉１１の光合成の効
率を向上させながら、塊状栄養蓄積部が形成され得る地下部の植物１０全体に対する比率
を増加させることができる。
（実施の形態２）
図５〜図８を用いて、本発明の実施の形態２の水耕栽培装置を説明する。本実施の形態
の水耕栽培装置１００は、実施の形態１の水耕栽培装置１００とほぼ同様の構成を有して
いる。したがって、本実施の形態の水耕栽培装置１００の構成と実施の形態１の水耕栽培
装置１００の構成とが同一である場合には、同一の参照符号が同一の構成に付されている
。本実施の形態においては、特に必要がなければ、その同一の構成の説明は繰り返さない
。
【００２７】
図５に示されるように、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、実施の形態１の水耕栽
培装置の構成に加えて、光量測定部２０、地表面部移動機構３０、および制御部４０を備
えている。光量測定部２０は、地表面部３上に設けられ、地表面部３の上側の空間におけ
る光量を測定する。
【００２８】
図５と図６とを対比すれば分かるように、地表面部移動機構３０は、周壁部１ｂを伸長
させながら、地表面部３を上方へ移動させるためのものである。本実施の形態においては
、地表面部３が鍔部３ｂを有している。地表面部移動機構３０は、鍔部３ｂを押し上げる
ことにより、地表面部３を上昇させるように構成されたパンタグラフジャッキのような機
構である。ただし、地表面部３および地表面部移動機構３０は、上記の構成に限定されず
、周壁部１ｂを伸長させることにより、地下空間１２０の高さを増加させることができる
構造であれば、いかなる構造を有していてもよい。
【００２９】
制御部４０は、光量測定部２０によって測定された光量に基づいて、地表面部移動機構
３０を制御する。制御部４０は、光量測定部２０によって測定された光量が所定値以下で
ある場合に、図５および図６に示されるように、周壁部１ｂが伸長しかつ地表面部３が上
方へ移動するように、地表面部移動機構３０を駆動させる。この所定値は、下位葉１２が
光合成を行うために有効な光の量である。
【００３０】
次に、図８を用いて、本実施の形態の制御部４０が実行する地表面部上昇処理１を説明
する。
【００３１】
図５に示される状態において、光量測定部２０は、下位葉１２の近傍の光量を測定する
。それにより、ステップＳ１において、制御部４０は、光合成のために有効な量の光が照
明部６０から下位葉１２へ照射されているか否かを判定する。ステップＳ１において、光
合成のために有効な量の光が照明部６０から下位葉１２へ照射されていないと判定された
場合に、制御部４０は、下位葉１２が不要であると判断し、地表面部移動機構３０へ駆動
信号を送信する。それにより、地表面部移動機構３０は、制御部４０から駆動信号を受け
取ると、図６に示されるように、下位葉１２が地上空間１３０から地下空間１２０へ移動
するように地表面部３を上昇させる。この地表面部３の上昇は、１回だけ行われてもよい
が、段階的に複数回行われてもよい。その場合には、ステップＳ３において、地表面部３
の上昇回数が計数される。それにより、所定回数の地表面部３の上昇が完了すると、地表
面部上昇処理１が終了する。
【００３２】
その後、所定時間が経過すると、下位葉１２が枯れる。さらに、所定時間が経過すると
、図７に示されるように、下位部分Ｘにストロン１４および新たな塊茎１５が形成される
。
【００３３】
上記の制御によれば、下位葉１２の下側へ到達する光の量を測定することにより、下位
葉１２の光合成への寄与が低いと判定された場合に、下位葉１２を地下空間１２０へ移動
させることができる。そのため、地上部の光合成の効率を自動的に向上させることができ
る。
【００３４】
また、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、地表面部移動機構３０および制御部４０
に加えて、操作部４０Ｂを備えている。操作部４０Ｂは、地表面部３を操作するためのも
のである。制御部４０は、操作部４０Ｂの操作者による操作に基づいて、地表面部３が上
方へ移動するように、地表面部移動機構３０を制御する。これによれば、操作者の判断に
よって、地表面部移動機構３０を駆動させることができる。したがって、実際の植物１０
の状態を確認した上で、下位葉１２を地下空間１２０へ移動させるように地表面部移動機
構３０を上昇させることができる。
【００３５】
本実施の形態においては、上記に加えて、照明部６０は、制御部４０に制御されること
により、地上部に光を照射するように点灯する。制御部４０は、上記の制御に加えて、周
壁部１ｂが伸長しかつ地表面部３が上方へ移動するように、地表面部移動機構３０を駆動
させている期間において、照明部６０を消灯させる。これによれば、周壁部１ｂが伸長し
かつ地表面部３が上方へ移動するときに、光が地上空間１３０から開口部３ａを経由して
地下空間１２０へ漏れるおそれを低減することができる。
（実施の形態３）
図９〜図１２を用いて、本発明の実施の形態３の水耕栽培装置を説明する。本実施の形
態の水耕栽培装置１００は、実施の形態１および２の水耕栽培装置１００とほぼ同様の構
成を有している。したがって、本実施の形態の水耕栽培装置１００の構成と実施の形態１
および２の水耕栽培装置１００の構成とが同一である場合には、同一の参照符号が同一の
構成に付されている。本実施の形態においては、特に必要がなければ、その同一の構成の
説明は繰り返さない。
【００３６】
本実施の形態においては、制御部４０は、実施の形態２の水耕栽培装置１００の光量測
定部２０の代わりに、時間を計時するタイマ４０Ａを含んでいる。制御部４０は、タイマ
４０Ａが計時する時間に基づいて、地表面部移動機構３０を制御する。制御部４０は、タ
イマ４０Ａが所定時間を計時した場合に、周壁部１ｂが伸長しかつ地表面部３が上方へ移
動するように、地表面部移動機構３０を駆動させる。つまり、下位葉１２を地上空間１３
０から地下空間１２０へ移動させるべき時期が経験的に分かっている場合には、栽培の開
始後からの時間の所定時間の経過を起因として、周壁部１ｂが伸長しかつ地表面部３が上
方へ移動するように、地表面部移動機構３０を駆動させる。
【００３７】
本実施の形態の水耕栽培装置１００によれば、植物１０の栽培が開始された後の所定の
時期に、下位葉１２が不要と判断し、下位葉１２を地下空間１２０へ自動的に移動させる
ことができる。そのため、地上部の光合成の効率を自動的に向上させることができる。ま
た、この構成によれば、光量測定部２０が不要であるため、水耕栽培装置１００の構成を
簡素化することができる。
【００３８】
次に、図１２を用いて、本実施の形態の制御部４０が実行する地表面部上昇処理２を説
明する。
【００３９】
図９に示される状態において、タイマ４０Ａは、植物１０の栽培の開始からの経過時間
を計時している。それにより、ステップＳ１１において、制御部４０は、タイマ４０Ａが
植物１０の栽培が開示された後、所定時間を計時したか否かを判定する。ステップＳ１１
において、タイマ４０Ａが所定時間を経過すると、制御部４０は、光合成のために有効な
量の光が照明部６０から下位葉１２へ照射されていないとみなす。そのため、制御部４０
は、下位葉１２が不要であると判断し、地表面部移動機構３０へ駆動信号を送信する。そ
れにより、ステップＳ１２において、地表面部移動機構３０は、制御部４０から駆動信号
を受け取ると、図１０に示されるように、下位葉１２が地上空間１３０から地下空間１２
０へ移動するように地表面部３を上昇させる。この地表面部３の上昇は、１回だけ行われ
てもよいが、段階的に複数回行われてもよい。その場合には、ステップＳ１３において、
地表面部３の上昇回数が計数される。それにより、所定回数の地表面部３の上昇が完了す
ると、地表面部上昇処理２が終了する。
【００４０】
その後、所定時間が経過すると、下位葉１２が枯れる。さらに、所定時間が経過すると
、図１１に示されるように、下位部分Ｘにストロン１４および新たな塊茎１５が形成され
る。
【００４１】
本実施の形態の水耕栽培装置１００も、実施の形態２の水耕栽培装置１００と同様に、
操作部４０Ｂを備えている。制御部４０は、操作部４０Ｂの操作者による操作に基づいて
、地表面部３が上方へ移動するように、地表面部移動機構３０を制御するため、操作者の
判断によって、地表面部移動機構３０を駆動させることができる。
【００４２】
本実施の形態においても、照明部６０は、制御部４０に制御されることにより、地上部
に光を照射するように点灯し、周壁部１ｂが伸長しかつ地表面部３が上方へ移動するよう
に、地表面部移動機構３０を駆動させている期間において、照明部６０を消灯させる。そ
のため、周壁部１ｂが伸長しかつ地表面部３が上方へ移動するときに、光が地上空間１３
０から開口部３ａを経由して地下空間１２０へ漏れるおそれを低減することができる。
（実施の形態４）
図１３〜図１４を用いて、本発明の実施の形態４の水耕栽培装置を説明する。本実施の
形態の水耕栽培装置１００は、実施の形態１〜３の水耕栽培装置１００とほぼ同様の構成
を有している。したがって、本実施の形態の水耕栽培装置１００の構成と実施の形態１〜
３の水耕栽培装置１００の構成とが同一である場合には、同一の参照符号が同一の構成に
付されている。本実施の形態においては、特に必要がなければ、その同一の構成の説明は
繰り返さない。
【００４３】
本実施の形態の水耕栽培装置１００の地表面部３は、上記した実施の形態１〜３の地表
面部３とは異なる。
【００４４】
本実施の形態の地表面部３は、光が地上空間１３０から開口部３ａを経由して地下空間
１２０へ至ることを抑制する遮蔽部４００を含んでいる。遮蔽部４００は、開口部３ａと
茎１６との間の隙間の面積を増減するように開閉される。具体的には、遮蔽部４００は、
遮光扉４００ａと遮光扉４００ｂとを有している。遮光扉４００ａと遮光扉４００ｂとは
、いずれも半円状に形成されており、互いに接触したときに、平面視において円形を形成
する。この遮光扉４００ａと遮光扉４００ｂとによって構成される円形は、開口部３ａの
円形よりも大きい。そのため、遮光扉４００ａと遮光扉４００ｂとが閉じられると、開口
部３ａが覆われる。本実施の形態においては、遮蔽部４００は、茎１６を損傷させないよ
うに、柔軟性部材、たとえば、スポンジで形成されている。そのため、遮光扉４００ａと
遮光扉４００ｂとが閉じられると、開口部３ａと茎１６との間の隙間が塞がれる。このよ
うに遮光扉４００ａと遮光扉４００ｂとを用いると、開口部３ａの全開した状態で、下位
葉１２を地上空間１３０から地下空間１２０へ移動させることができる。そのため、下位
葉１２を地上空間１３０から地下空間１２０へスムーズに移動させることができる。なお
、遮光扉４００ａと遮光扉４００ｂとが作業者の手動操作によって開閉されてもよい。遮
光扉４００ａと遮光扉４００ｂとは、いずれも、両開きの引き戸であるが、両開きの開き
戸であってもよい。また、遮光扉４００ａと遮光扉４００ｂとは、片引き戸または片開き
戸であってもよい。
【００４５】
また、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、上記の構成に加えて、遮蔽部４００の開
閉を周壁部１ｂの伸縮に連動させる遮光扉開閉機構５０ａ，５０ｂを含んでいる。遮光扉
開閉機構５０ａ，５０ｂは、制御部４０によって制御されることによって、遮光扉４００
a，４００ｂを閉じたり開いたりする。本実施の形態においては、遮光扉開閉機構５０ａ
，５０ｂは、それぞれ、パンタグラフのようなアーム部を有している。制御部４０は、遮
光扉開閉機構５０ａ，５０ｂのアーム部の伸縮を制御することにより、遮光扉４００ａ，
４００ｂの開閉を制御する。
【００４６】
図１３に示されるように、遮光扉開閉機構５０ａ，５０ｂのアーム部が縮んだ状態では
、遮光扉４００ａ，４００ｂは、開口部３ａと茎１６との間の隙間を開く。一方、図１４
に示されるように、遮光扉開閉機構５０ａ，５０ｂのアーム部が伸びた状態では、遮光扉
４００ａ，４００ｂは、開口部３ａと茎１６との間の隙間を閉じる。
【００４７】
制御部４０が周壁部１ｂを伸長させるとき、遮光扉開閉機構５０ａ，５０ｂを制御する
。まず、周壁部１ｂが伸長する前の状態では、図１４に示されるように、遮光扉開閉機構
５０ａ，５０ｂのアーム部が伸びた状態になっている。そのため、遮光扉４００ａ，４０
０ｂが閉じられている。次に、周壁部１ｂが伸長する過程では、図１３に示されるように
、遮光扉開閉機構５０ａ，５０ｂのアーム部が一旦縮んだ状態になる。それにより、遮光
扉４００ａ，４００ｂが開かれる。その後、周壁部１ｂがさらに伸長すると、図１４に示
されるように、遮光扉開閉機構５０ａ，５０ｂのアーム部が再び伸びた状態になっている
。それにより、遮光扉４００ａ，４００ｂが再び閉じられる。なお、本実施の形態におい
ては、周壁部１ｂは、１回だけ伸長するように構成されており、また、遮光扉４００ａ，
４００ｂは、開状態から閉状態への切り替えおよび開状態から閉状態への切り替えも１回
だけ実行されるように構成されている。
【００４８】
上記のように、遮光扉４００ａ，４００ｂが制御部４０の制御によって開かれたり閉じ
られたりする。それによって、開口部３ａと茎１６との間の隙間が開放されたり閉鎖され
たりする。その結果、下位部分Ｘの開口部３ａの通過をスムーズに実行することができる
。なお、本実施の形態においては、２つの遮光扉が設けられているが、１つだけ遮光扉が
設けられていてもよい。また、３以上の遮光扉が設けられていてもよい。つまり、遮光扉
は、開口部３ａと茎１６との間の隙間を開放したり、閉鎖したりすることができるもので
あれば、いかなるものであってもよい。また、遮光扉は、周壁部１ｂが伸長する前の状態
から伸長状態へ変化する動作に対応して、閉状態から開状態へ変化し、その後、開状態か
ら閉状態へ戻るものであれば、いかなるものであってもよい。また、遮光扉開閉機構は、
制御部に制御されることにより、周壁部１ｂの伸長に応じて、遮光扉を閉状態から開状態
へ変化させ、その後、遮光扉を開状態から閉状態へ戻させることができるものであれば、
いかなるものであってもよい。
【００４９】
なお、遮光扉４００ａ，４００ｂと閉塞部材４との双方の遮光手段が設けられていても
よいが、それらのいずれか一方の遮光手段のみが設けられていてもよい。また、遮光扉４
００ａ，４００ｂと閉塞部材４との双方の遮光手段が設けられている場合に、
遮光扉４００ａ，４００ｂと閉塞部材４との双方の遮光機能が利用されてもよいが、それ
らのいずれか一方の遮光機能のみが利用されてもよい。
（実施の形態５）
図１５〜図１６を用いて、本発明の実施の形態５の水耕栽培装置を説明する。本実施の
形態の水耕栽培装置１００は、実施の形態１〜４の水耕栽培装置１００とほぼ同様の構成
を有している。したがって、本実施の形態の水耕栽培装置１００の構成と実施の形態１〜
４の水耕栽培装置１００の構成とが同一である場合には、同一の参照符号が同一の構成に
付されている。本実施の形態においては、特に必要がなければ、その同一の構成の説明は
繰り返さない。
【００５０】
本実施の形態の水耕栽培装置１００においては、周壁部１ｂを伸縮させるための構造が
、蛇腹部２の代わりに、スライド機構によって構成されている。スライド機構は、上側の
スライド内周壁部２ａと下側のスライド外周壁部２ｂとによって構成されている。上側の
スライド内周壁部２ａおよび下側のスライド外周壁部２ｂは、それぞれ、周壁部１ｂの一
部を構成する。また、上側のスライド内周壁部２ａと下側のスライド外周壁部２ｂとは、
凹凸嵌合の関係で、互いに接触しながら移動するように構成されている。図１５および図
１６から分かるように、地表面部３が上昇すると、上側のスライド内周壁部２ａが下側の
スライド外周壁部２ｂに対してスライドしながら上昇する。それにより、地下空間１２０
の高さが大きくなる。ただし、地下空間１２０の実質的な密閉状態は維持されている。つ
まり、光が地下空間１２０へ漏れることは抑制されている。
【００５１】
本実施の形態においては、図１５に示されるように、上側のスライド内周壁部２ａと下
側のスライド外周壁部２ｂとは、完全に嵌り合っているときは、下側のスライド外周壁部
２ｂが上側のスライド内周壁部２ａを支持している。一方、制御部４０が地表面部移動機
構３０を制御することにより、図１６に示されるように、周壁部１ｂが伸長するように地
表面部３を上昇させたときには、鍔部３ｂが地表面部移動機構３０によって支持されてい
る。そのため、上側のスライド内周壁部２ａと下側のスライド外周壁部２ｂとの相対的な
位置関係を、スライド可能な範囲内の位置で、任意に固定することができる。
【００５２】
周壁部１ｂは、弾性係数がある程度高いものであれば、角筒または円筒形状を有する弾
性部材の伸縮によって、地下空間１２０の高さを変更するものであってもよい。周壁部１
ｂは、遮光性を有する円筒形状のビニール等の柔軟性部材によって構成されていてもよい
。つまり、周壁部１ｂは、伸長することにより、地下空間１２０の高さを大きくすること
ができるものであれば、いなかる構成によって構成されていてもよい。
【００５３】
上記の実施の形態１〜５によれば、図１７および図１８に示されるような馬鈴薯を育成
することができる。
【００５４】
以下、実施の形態の水耕栽培装置１００の特徴的構成およびそれにより得られる効果を
説明する。
【００５５】
（１）  水耕栽培装置１００は、栽培槽１と地表面部３とを備えている。栽培槽１は、
植物１０の塊状栄養蓄積部が収容されるように構成されている。地表面部３は、植物１０
の地上部が成長する地上空間１３０と植物１０の地下部が成長する地下空間１２０とを仕
切るように栽培槽１に取り付けられている。栽培槽１は、地下空間１２０の高さを増減す
るように上下方向において伸縮する周壁部１ｂを含んでいる。地表面部３は、塊状栄養蓄
積部から延びる茎１６が挿入されるように構成された開口部３ａを含んでいる。開口部３
ａは、茎１６が開口部３ａに挿入された状態で周壁部１ｂを伸長させたときに、植物１０
の下位葉１２が開口部３ａを通過するように構成されている。
【００５６】
上記の構成によれば、上位葉１１の光合成の効率を向上させながら、塊状栄養蓄積部が
形成され得る地下部の植物１０全体に対する比率を増加させることができる。また、植物
１０の地上部が倒伏することを抑制することができる。さらに馬鈴薯の栽培の場合、地上
空間１３０において緑化した塊茎１３が形成されてしまうことが抑制される。
【００５７】
柔軟性を有する閉塞部材、たとえば、円筒形状に丸められたスポンジ部材が、作業員の
手作業によって、開口部３ａと茎１６との間に装填されたり、開口部３ａと茎１６との間
から取り外されたりしてもよい。これによっても、開口部３ａと茎１６との間の隙間の大
きさを変更することができる。この場合、周壁部１ｂが伸長するときには、光が地上空間
１３０から開口部３ａへ経由して地下空間１２０へ漏れるおそれがあるため、筐体内の照
明部６０を消灯することが好ましい。
【００５８】
（２）  地表面部３は、開口部３ａと茎１６との間の隙間を塞ぐように設けられた柔軟
性を有する閉塞部材４を含んでいることが好ましい。閉塞部材４は、周壁部１ｂを伸長さ
せたときに、下位葉１２が開口部３ａを通過するように弾性変形することが好ましい。
【００５９】
上記の構成によれば、柔軟性を有する閉塞部材４が地上空間１３０から開口部３ａを経
由して地下空間１２０へ至る光の量を低減することができる。そのため、光が植物の地下
部へ照射されることに起因して植物１０の地下部の健全な成長が阻害されることが抑制さ
れる。また、柔軟性を有する閉塞部材４は、茎１６に接触しているときに茎１６の形状に
応じて弾性変形するため、下位葉１２が地上空間１３０から開口部３ａを経由して地下空
間１２０へ移動するときに、茎１６の損傷のおそれが低減される。
【００６０】
（３）  周壁部１ｂは、地下空間１２０の高さを増減するように上下方向において伸縮
する蛇腹部２を含んでいてもよい。
【００６１】
この構成によれば、簡単な構成で、地下空間１２０の高さを増減することができる。ま
た、蛇腹部２は、作業員の手作業で伸縮され得る程度に柔軟性を有しており、かつ、その
上部構造を自身で支持できる程度に硬いことが望ましい。これによれば、蛇腹部２の状態
を維持するための他の支持構造を必要としない。
【００６２】
（４）  水耕栽培装置１００は、光量測定部２０、地表面部移動機構３０、および制御
部４０を備えていることが好ましい。この場合、光量測定部２０は、地表面部３の上方に
設けられ、地表面部３の上側の空間における光量を測定する。地表面部移動機構３０は、
周壁部１ｂを伸長させながら地表面部３を上方へ移動させる。制御部４０は、光量測定部
２０によって測定された光量に基づいて、地表面部移動機構３０を制御することが好まし
い。制御部４０は、光量測定部２０によって測定された光量が所定値以下である場合に、
地表面部移動機構３０に周壁部１ｂを伸長させかつ地表面部３を上方へ移動させる。
【００６３】
上記の構成によれば、植物１０の下位葉１２の下側へ到達する光の量を測定することに
より、下位葉１２の光合成への寄与の程度が低いと判断できる場合に、下位葉１２を地下
空間１２０へ移動させることができる。そのため、地上部の光合成の効率を自動的に向上
させることができる。
【００６４】
（５）  水耕栽培装置１００は、周壁部１ｂを伸長させながら地表面部３を上方へ移動
させる地表面部移動機構３０と、タイマ４０Ａが計時する時間に基づいて、地表面部移動
機構３０を制御する制御部４０と、をさらに備えていることが好ましい。この場合、制御
部４０は、タイマ４０Ａが所定時間を計時した場合に、地表面部移動機構３０に周壁部１
ｂを伸長させながら地表面部３を上方へ移動させる。
【００６５】
上記の構成によれば、植物１０の栽培が開始された後の所定の時期に、下位葉１２が不
要と判断し、下位葉１２を地下空間１２０へ自動的に移動させることができる。そのため
、地上部の光合成の効率を自動的に向上させることができる。また、この構成によれば、
光量測定部２０が不要であるため、水耕栽培装置１００の構成を簡素化することができる
。
【００６６】
（６）  水耕栽培装置１００は、地表面部移動機構３０、操作部４０Ｂ、および制御部
４０を備えていることが好ましい。この場合、地表面部移動機構３０は、周壁部１ｂを伸
長させながら地表面部３を上方へ移動させる。操作部４０Ｂは、操作者によって操作され
る。制御部４０は、操作部４０Ｂの操作者による操作に基づいて、周壁部１ｂを伸長させ
ながら地表面部３を上方へ移動させるように、地表面部移動機構３０を制御する。
【００６７】
上記の構成によれば、操作者の判断によって、地表面部移動機構３０を駆動させること
ができる。したがって、実際の植物１０の状態を確認した上で、下位葉１２を地下空間１
２０へ移動させる地表面部移動機構３０を駆動させることができる。
【００６８】
（７）  水耕栽培装置１００は、開口部３ａに設けられた遮光扉４００ａ，４００ｂと
、遮光扉４００ａ，４００ｂを開閉するように構成された遮光扉開閉機構５０ａ，５０ｂ
と、を含んでいてもよい。この場合、制御部４０は、周壁部１ｂが伸長する前の状態で遮
光扉４００ａ，４００ｂが閉じている状態で、周壁部１ｂが伸長している過程で遮光扉４
００ａ，４００ｂが開かれるように、遮光扉開閉機構５０ａ，５０ｂを制御することが好
ましい。その後、制御部４０は、周壁部１ｂがさらに伸長すると、遮光扉４００ａ，４０
０ｂが閉じられるように、遮光扉開閉機構５０ａ，５０ｂを制御することが好ましい。
【００６９】
上記の構成によれば、地上空間１３０から地下空間１２０へ下位葉１２をスムーズに移
動させるように、周壁部１ｂの伸長に応じて遮光扉４００ａ，４００ｂを自動的に開閉す
ることができる。
【００７０】
（８）  制御部４０に制御されることにより、地上部に光を照射するように点灯する照
明部６０をさらに備えていてもよい。制御部４０は、地表面部移動機構３０に周壁部１ｂ
を伸長させながら地表面部３を上方へ移動させている期間において、照明部６０を消灯さ
せることが好ましい。
【００７１】
上記の構成によれば、周壁部１ｂが伸長しかつ地表面部３が上方へ移動するときに、光
が地上空間１３０から開口部３ａを経由して地下空間１２０へ漏れるおそれを低減するこ
とができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  栽培槽
１ｂ  周壁部
２  蛇腹部
３  地表面部
３ａ  開口部
４  閉塞部材
１０  植物
１３  塊茎
２０  光量測定部
３０  地表面部移動機構
４０  制御部
４０Ａ  タイマ
４０Ｂ  操作部
５０  遮光扉開閉機構
６０  照明部
１００  水耕栽培装置
４００ａ，４００ｂ  遮光扉
【図１】
2016123283.tif 000003
【図２】
2016123283.tif 000004
【図３】
2016123283.tif 000005
【図４】
2016123283.tif 000006
【図５】
2016123283.tif 000007
【図６】
2016123283.tif 000008
【図７】
2016123283.tif 000009
【図８】
2016123283.tif 000010
【図９】
2016123283.tif 000011
【図１０】
2016123283.tif 000012
【図１１】
2016123283.tif 000013
【図１２】
2016123283.tif 000014
【図１３】
2016123283.tif 000015
【図１４】
2016123283.tif 000016
【図１５】
2016123283.tif 000017
【図１６】
2016123283.tif 000018
【図１７】
2016123283.tif 000019
【図１８】
2016123283.tif 000020