(57)【要約】      （修正有）【課題】比重が所定値以上である塊状栄養蓄積部を選択的に収穫することができる水耕栽培装置および水耕栽培方法を提供する。【解決手段】水耕栽培装置は、栽培槽２および比重判定槽５を備えている。栽培槽は、根菜類１を栽培するための槽である。比重判定槽は、根菜類から伸長した地下茎または根の一部が肥大した塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの比重が所定値以上であるか否かを判定するための判定液５ａが供給される。比重判定槽は、塊状栄養蓄積部が根菜類の一部である状態で判定液に沈み得る位置に設けられている。【選択図】図４
2016073271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
根菜類を栽培するための栽培槽と、
前記根菜類から伸長した地下茎または根の一部が肥大した塊状栄養蓄積部の比重が所定値以上であるか否かを判定するための判定液が供給される比重判定槽と、を備え、
前記比重判定槽は、前記塊状栄養蓄積部が前記根菜類の一部である状態で前記判定液に沈み得る位置に設けられた、水耕栽培装置。
【請求項２】
前記栽培槽に水または養液が供給されている場合に、前記水または養液と前記判定液とが混合しないように、前記栽培槽と前記比重判定槽とは、互いに独立した２つの槽を構成している、請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項３】
前記判定液を貯留する判定液貯留部と、
前記判定液貯留部から前記比重判定槽へ前記判定液を供給する判定液供給部と、をさらに備えた、請求項１または２に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記所定値よりも大きな値の比重を有する原液を貯留する原液貯留部と、
前記原液を前記判定液貯留部へ供給する原液供給部と、
前記所定値よりも小さな値の比重を有する希釈液を貯留する希釈液貯留部と、
前記希釈液を前記判定液貯留部へ供給する希釈液供給部と、
前記所定値を選択するための選択部と、
前記選択部を用いて前記所定値が選択された場合に、前記原液供給部および前記希釈液供給部を制御することにより、前記判定液貯留部において、前記判定液の比重が前記所定値になるように、前記判定液の比重を調整する調整部と、をさらに備えた、請求項３に記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
前記判定液は、比重が異なる複数種類の判定液を含み、
前記複数種類の判定液は、それぞれ、前記比重判定槽において、互いに混合することなく、比重に応じて上下に分離された状態で貯留される、請求項１〜４のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項６】
前記比重判定槽は、前記根菜類から切り離された前記塊状栄養蓄積部が通過できる大きさを有し、前記判定液が流れ出る開状態に変化可能な開閉機構によって閉じられ得る流出口を含み、
前記根菜類から切り離された前記塊状栄養蓄積部が前記判定液とともに前記流出口から流れ出てきたときに、前記塊状栄養蓄積部を受け取るが、前記判定液を通過させる収集部をさらに備えた、請求項１〜５のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項７】
前記判定液中に沈んでいる前記塊状栄養蓄積部を前記根菜類から切り離す切断部をさらに備えた、請求項１〜６のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【請求項８】
前記塊状栄養蓄積部が前記判定液中に沈んでいることを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された情報に基づいて、前記切断部を駆動する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部によって前記塊状栄養蓄積部が前記判定液中に沈んでいることが検出された場合に、前記判定液中に沈んでいる前記塊状栄養蓄積部が前記根菜類から切り離されるように、前記切断部を駆動する、請求項７に記載の水耕栽培装置。
【請求項９】
請求項１に記載の水耕栽培装置を使用した水耕栽培方法であって、
作業員が目視により前記判定液中に沈んでいる前記塊状栄養蓄積部を見つけ出すステップと、
作業員が前記判定液中に沈んでいる前記塊状栄養蓄積部を前記根菜類から選択的に切り離すステップと、を備えた、水耕栽培方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の水耕栽培装置を使用した水耕栽培方法であって、
前記判定液が、前記所定値として第１の比重を有する第１の判定液と、前記所定値として前記第１の比重よりも小さい第２の比重を有する第２の判定液とを含み、
前記比重判定槽に前記第１の判定液を供給するステップと、
前記第１の判定液中に沈んでいる前記塊状栄養蓄積部を検出するステップと、
前記第１の判定液中に沈んでいる前記塊状栄養蓄積部を選択的に前記根菜類から切り離すステップと、
前記比重判定槽から前記第１の判定液を排出するステップと、
前記第１の判定液が排出された後の前記比重判定槽に前記第２の判定液を供給するステップと、
前記第２の判定液中に沈んでいる前記塊状栄養蓄積部を検出するステップと、
前記第２の判定液中に沈んでいる前記塊状栄養蓄積部を前記根菜類から選択的に切り離すステップと、を備えた、水耕栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土を使用せず、根を養液等に浸して根菜類を栽培する水耕栽培装置および水耕栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バレイショ等の根菜類が栽培されている。根菜類の土耕（露地）栽培においては、土を掘り返すことによって地中にある塊茎または塊根等の塊状栄養蓄積部を露出させない限り、塊状栄養蓄積部の成長の度合を観察することはできない。一方、根菜類の水耕栽培においては、塊状栄養蓄積部の成長の度合を容易に観察することができる。そのため、塊状栄養蓄積部が所望の大きさに肥大したことを目視により確認した後で、塊状栄養蓄積部を収穫することができる。したがって、必要とされる所望の重量を有する塊状栄養蓄積部を選択的に収穫することができる。
【０００３】
上記に関連する技術として、例えば、次の特許文献１には、カメラで撮影された根菜類の外観から、収穫に適した大きさになった根菜類の塊状栄養蓄積部を選択的に収穫することができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６２１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
塊状栄養蓄積部の一例としてのバレイショの塊茎の価値は、それに含まれるデンプン量を示す指標であるデンプン価によって評価される。このデンプン価は、重量と同様に、塊状栄養蓄積部の品質に大きな影響を与える。しかしながら、デンプン価は、重量とは異なり、栽培中の塊状栄養蓄積部の外観から予測することが困難である。そのため、デンプン価は、収穫された塊状栄養蓄積部の比重、言い換えると、ストロンから切り離された塊状栄養蓄積部の比重から算出されている。
【０００６】
前述のような状況下においては、デンプン価が所望値に満たない塊状栄養蓄積部も、デンプン価が所望値以上である塊状栄養蓄積部とともに収穫されてしまう。収穫された塊状栄養蓄積部のデンプン価を調整することはできないため、従来のバレイショの水耕栽培においては、収穫された複数の塊状栄養蓄積部のデンプン価にバラツキが生じていても、そのバラツキを低減することはできない。したがって、デンプン価が所定の基準を満たす塊状栄養蓄積部を選択的に収穫することができる水耕栽培のための手法が求められている。
【０００７】
以上の課題は、根菜類の一例のバレイショの課題である。根菜類全般としては、比重が所望値を超えた塊状栄養蓄積部を選択的に収穫することができる水耕栽培装置および水耕栽培方法が求められている。
【０００８】
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、比重が所定値以上である塊状栄養蓄積部を選択的に収穫することができる水耕栽培装置および水耕栽培方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の水耕栽培装置は、根菜類を栽培するための栽培槽と、前記根菜類から伸長した地下茎または根の一部が肥大した塊状栄養蓄積部の比重が所定値以上であるか否かを判定するための判定液が供給される比重判定槽と、を備え、前記比重判定槽は、前記塊状栄養蓄積部が前記根菜類の一部である状態で前記判定液に沈み得る位置に設けられている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、比重が所定値以上である塊状栄養蓄積部を選択的に収穫することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の斜視図であって、切断部がストロンを切断することを説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の比重判定槽に判定液が貯留されていない状態における塊状栄養蓄積部としての塊茎の位置を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の比重判定槽に判定液が貯留された状態における塊状栄養蓄積部としての塊茎の判定液中の位置を示す断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の判定液の比重を調整する調整部を説明するための断面模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の比重判定槽の断面図および比重判定槽から流出された状栄養蓄積部としての塊茎を受け取る収集部の側面模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の制御部が塊状栄養蓄積部を収穫するときに実行する収穫処理を説明するためのフローチャート図である。
【図８】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の１つの貯留空間を有する判定液貯留部において比重が異なる複数種類の判定液が貯留されている状態を示す断面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の複数の貯留空間を有する判定液貯留部において、複数の貯留空間にそれぞれ比重が異なる複数種類の判定液が貯留されている状態を示す断面模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の比重判定槽において、比重が異なる複数種類の判定液が貯留されている第１の状態を示す断面模式図であって、比重が比較的大きい塊状栄養蓄積部を切断する切断部の刃の位置を示すための図である。
【図１１】本発明の実施の形態１の水耕栽培装置の比重判定水槽において、比重が異なる複数種類の判定液が貯留されている第２の状態を示す断面模式図であって、比重が比較的小さい塊状栄養蓄積部を切断する切断部の刃の位置を示すための図である。
【図１２】本発明の実施の形態２の水耕栽培装置の塊状栄養蓄積部の大きさを判定部およびその周辺構造の斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態２の水耕栽培装置の所定の大きさ以上の塊状栄養蓄積部をストロンから引きちぎるための移動機構の第１の状態を示す断面模式図であって、移動機構が移動する前の状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２の水耕栽培装置の所定の大きさ以上の塊状栄養蓄積部をストロンから引きちぎるための移動機構の第２の状態を示す断面模式図であって、移動機構が移動した後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、実施の形態の水耕栽培装置および水耕栽培を詳細に説明する。各図面において同一の参照符号が付された部分は、水耕栽培装置として同一の機能を果たす部分である。したがって、同一の参照符号が付された同一の構造の同一の機能の説明は、特に必要がなければ、繰り返されない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１〜図１１を用いて、実施の形態１の水耕栽培装置および水耕栽培方法を提供する。実施の形態の水耕栽培装置は、土を使用せず、根を養液等に浸して根菜類を栽培するものである。
【００１４】
（水耕栽培装置により栽培される植物）
本実施の形態の水耕栽培装置によって栽培される植物は、地上部の光合成によって得られた栄養を地下部に蓄える根菜類である。根菜類は、地下茎の一部が肥大した塊茎または根の一部が肥大した塊根のような塊状栄養蓄積部を形成する植物である。以下の実施の形態では、根菜類の一例としてのバレイショを栽培する水耕栽培装置が説明される。ただし、バレイショ以外の根菜類が本実施の形態の水耕栽培装置によって栽培されてもよい。
【００１５】
（水耕栽培装置の全体構造）
図１に示されるように、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、根菜類を栽培するための密閉された栽培空間を内包するように設けられた筐体２０を備えている。筐体２０は、光を透過させない非透光性部材によって構成されている。
【００１６】
作業員は、筐体２０の側壁に設けられた扉を開けることにより、筐体２０に入ることができる。筐体２０内には、内部空間に光源９が設けられている。筐体２０が光を透過させる透光性部材によって構成されている場合には、光源９は、筐体２０の外部空間に設置されていてもよい。また、人工光源を設置することなく、太陽光が光源として用いてられてもよい。この場合には、太陽光は、筐体２０の外部で、受光体によって受け取られた後、導光体によって根菜類１に照射されるように導かれてもよい。
【００１７】
図１および図２に示されるように、実施の形態の水耕栽培装置１００は、根菜類１の一例のバレイショの種芋が載置される台座２ｂ、台座２ｂが収容された栽培槽２、および栽培槽２が収容された比重判定槽５を備えている。水耕栽培装置１００は、根菜類１の一例のバレイショから塊状栄養蓄積部の一例の塊茎を切り離すための切断部８を備えている。切断部８は、塊茎類の一例のバレイショの地下茎の一例のストロンを切断可能な刃物を含んでいる。なお、根菜類として、サツマイモのような塊根類が栽培される場合には、切断部８は、サツマイモの塊根に繋がっている根を切断することになる。具体的には、切断部８は、塊状栄養蓄積部１ｂ（図２〜図４参照）に繋がっているストロン１Ｓｂを切断することになる。この切断の詳細は後述される。
【００１８】
図１に示されるように、水耕栽培装置１００は、判定液５ａを貯留する判定液貯留部７ａと、判定液貯留部７ａから比重判定槽５へ判定液５ａを供給する判定液供給部７ｂ，７ｃとを備えている。判定液貯留部７ａは、本実施の形態においては、タンク構造を有しているが、判定液５ａを貯留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。
【００１９】
判定液供給部７ｂ，７ｃは、ポンプ７ｂと配管７ｃとを含んでいる。判定液５ａは、ポンプ７ｂによって判定液貯留部７ａから配管７ｃを経由して比重判定槽５まで送り出される。判定液５ａは、重力を利用して比重判定槽５から配管７ｄを経由して判定液貯留部７ａまで戻る。つまり、判定液５ａは、比重判定槽５と判定液貯留部７ａとの間で循環する。配管７ｄにバルブ７ｅが設けられており、制御部１０がバルブ７ｅの開閉を行う。したがって、判定液５ａが比重判定槽５内に貯留されているときは、バルブ７ｅは閉じられており、判定液５ａが比重判定槽５から排出されるときは、バルブ７ｅは開かれる。判定液供給部７ｂ，７ｃは、本実施の形態においては、ポンプ７ｂと配管７ｃとからなっているが、比重判定槽５へ判定液５ａを供給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。
【００２０】
図１に示されるように、水耕栽培装置１００は、水または養液貯留部４ａおよび水または養液供給部４ｂ，４ｃを備えている。水または養液貯留部４ａは、本実施の形態においては、タンク構造を有しているが、水または養液２ａを貯留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。
【００２１】
水または養液供給部４ｂ，４ｃは、ポンプ４ｂと配管４ｃとを含んでいる。養液２ａは、ポンプ４ｂによって、水または養液貯留部４ａから配管４ｃを経由して栽培槽２まで送り出される。養液２ａは、自重を利用して栽培槽２から配管４ｄを経由して水または養液貯留部４ａまで戻る。つまり、水または養液２ａは、栽培槽２と水または養液貯留部４ａとの間で循環する。配管４ｄにバルブ４ｅが設けられており、制御部１０がバルブ４ｅの開閉を行う。具体的には、養液２ａが栽培槽２内に貯留されているときは、バルブ４ｅは閉じられており、養液２ａが栽培槽２から排出されるときは、バルブ４ｅは開かれる。水または養液供給部４ｂ，４ｃは、本実施の形態においては、ポンプ４ｂと配管４ｃとからなっているが、栽培槽２へ水または養液２ａを供給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。
【００２２】
図１に示されるように、養液２ａは、栽培槽２内において台座２ｂの上面より低い位置まで貯留されている。塊状栄養蓄積部１ａから伸びる根１ｒが養液２ａに浸っている。
【００２３】
根菜類の塊状栄養蓄積部は、塊茎、塊根、およびその他の水分および栄養分を蓄えることによって肥大した部分である。塊茎を有する根菜類は、バレイショまたはこんにゃく等であり、塊根を有する根菜類は、サツマイモまたはダリア等である。本実施の形態においては、塊状栄養蓄積部は、バレイショの塊茎である。
【００２４】
水耕栽培装置１００は、判定液５ａの周辺の塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃ（図２〜図４参照）の画像を撮影し得る検出部１５を備えている。検出部１５は、判定液５ａが透明であれば、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂおよび判定液５ａの表面上に浮かんでいる塊状栄養蓄積部１ｃを撮影することができる。検出部１５は、たとえば、画像センサである。したがって、検出部１５によって得られた画像データを制御部１０が解析することにより、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃ（図２〜図４参照）が判定液５ａ中に沈んでいるか否かを判定することができる。
【００２５】
ただし、検出部１５は、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃが判定液５ａ中に沈んでいるか否かを判別できる情報を取得できるものであれば、いかなるものであってもよい。たとえば、検出部１５は、たとえば、赤外線サーモグラフィを有し、サーモグラフィによって得られる塊状栄養蓄積部としての塊茎の画像の色の変化に基づいて、塊茎が判定液５ａに沈んでいるか否を判定してもよい。この判定においては、赤外線は、水に吸収されるため、塊茎の全体が完全に判定液５ａ中に沈むと、判定液５ａ中の水分に赤外線が吸収され、塊茎の部分の色が変化するという現象が利用されている。
【００２６】
本明細書において、塊状栄養蓄積部が判定液中に沈んでいる状態は、塊状栄養蓄積部の全体が判定液中に囲まれた状態、すなわち、塊状栄養蓄積部の全表面が判定液に接触している状態を意味する。本明細書において、塊状栄養蓄積部が判定液上に浮いている状態は、塊状栄養蓄積部の下側部分が判定液に接触しているが、塊状栄養蓄積部の上側部分が空気に接触している状態を意味する。
【００２７】
図１に示されるように、水耕栽培装置１００は、制御部１０を備えている。制御部１０は、検出部１５によって検出された画像データに基づいて、切断部８を駆動する。具体的には、制御部１０は、検出部１５によって検出された画像を解析する。それにより、制御部１０は、塊状栄養蓄積部１ｂが判定液５ａ中に沈んでいると判定された場合に、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ａが根菜類１から切り離されるように、切断部８を駆動する。
【００２８】
図２に示されるように、本実施の形態においては、切断部８は、互いに対向するように設けられ、同一方向において、向かい合うように移動する、２組の２つの刃物によって構成されている。この２つの刃物は、ハサミのように、互いに近づいた後、すれ違うことにより、バレイショのストロンを切断する。ただし、切断部８は、根菜類１から塊状栄養蓄積部を切り離す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。具体的には、前述のように、切断部８は、塊状栄養蓄積部１ｂに繋がっているストロン１ｓｂを切断することになる。
【００２９】
図３および図４に示されるように、切断部８は、判定液５ａ中に沈む塊状栄養蓄積部１ｂのストロン１ｓｂを切断するが、判定液５ａ上に浮いている塊状栄養蓄積部１ｃのストロン１ｓｃを切断しないように、その位置が設定されている。したがって、切断部８が駆動された場合には、判定液５ａ中に沈む塊状栄養蓄積部１ｂのみが根菜類１から切り離され、判定液５ａ上に浮いている塊状栄養蓄積部１ｃは、根菜類１の一部として残存する。つまり、塊状栄養蓄積部１ｂは収穫されるが、塊状栄養蓄積部１ｃはさらに肥大することができる。
【００３０】
（水耕栽培装置の比重判定のための詳細構造）
図３および図４から分かるように、栽培槽２の底面上には、台座２ｂが置かれている。台座２ｂ上には、本実施の形態の水耕栽培装置１００によって栽培される根菜類１の塊状栄養蓄積部１ａが置かれている。本実施の形態においては、塊状栄養蓄積部１ａは、いわゆる種芋である。塊状栄養蓄積部１ａから茎１ｋが延びている。また、茎１ｋからストロン１ｓｂ，１ｓｃが延びている。根菜類１は、葉１ｈにおいて光合成により栄養を生成し、その栄養を塊状栄養蓄積部１ｂおよび１ｃに送る。その結果、塊状栄養蓄積部１ｂおよび１ｃは、徐々に肥大する。これにともなって、バレイショの場合、塊状栄養蓄積部１ｂおよび１ｃのデンプン価が高まっていく。
【００３１】
図３および図４に示されるように、栽培槽２は、その内部空間に台座２ｂを収容している。栽培槽２には、根菜類１の根１ｒが浸り得るように、台座２ｂの周囲に水または養液２ａが供給されている。本実施の形態においては、栽培槽２は、必要なときに水または養液２ａが供給され、通常は水または養液２ａを貯留する槽である。ただし、栽培槽２は、水または養液２ａが常に流れている流路として機能する構造を有していてもよい。
【００３２】
図３および図４に示されるように、比重判定槽５は、その内部空間に栽培槽２を収容している。具体的には、比重判定槽５内において、図１および図２には描かれていない支持部１２が比重判定槽５の底面から上方へ延びている。支持部１２は、比重判定槽５内の所定の高さの位置で、栽培槽２を支持している。比重判定槽５内の支持部１２の上下方向の長さを予め適切に調整しておくことで、塊状栄養蓄積部１ｂの判定液５ａ内での切断部８によるストロン１ｓｂの切断に適した位置に栽培槽２を位置付けることができる。本実施の形態においては、支持部１２は、比重判定槽５内での栽培槽２の高さ位置を適切な位置に固定するためのものである。
【００３３】
しかしながら、支持部１２は、パンタグラフのような構造を有しており、比重判定槽５内で栽培槽２を上下方向に移動させる栽培槽移動機構であってもよい。これによれば、栽培槽２を上下方向に移動させることにより、塊状栄養蓄積部１ｂの判定液５ａ内での高さ位置を切断部８によるストロン１ｓｂの切断に適した位置へ移動させることができる。この場合、栽培槽移動機構は、栽培員による操作部の操作に基づいて制御部１０によって制御され、栽培槽２を上下方向に移動させる。
【００３４】
図３および図４から分かるように、栽培槽２と比重判定槽５とは、養液２ａと判定液５ａとが混合しないように、互いに独立した槽を構成している。そのため、比重判定のための判定液５ａの制約が少なくなる。したがって、本実施の形態においては、判定液５ａとして、製造が容易である食塩水等が用いられている。ただし、判定液５ａは、食塩水に限らず、その比重を調整することにより、塊状栄養蓄積部の比重を判定することができるものであれば、いかなる液体であってもよい。
【００３５】
栽培槽と比重判定槽とが、共通の１つの槽によって構成されていてもよい。つまり、１つの共通の槽が、時間差で、栽培槽と比重判定槽との２つの機能を果たしてもよい。この場合、比重判定のときに、養液が判定液に交換される。つまり、比重判定のときには、栽培槽および比重判定槽の双方として機能する共通の１つ槽に判定液のみが存在する。また、栽培のときには、共通の１つの槽内の判定液が養液に置き換えられる。つまり、栽培のときには、栽培槽および比重判定槽の双方として機能する共通の１つ槽に養液のみが存在する。
【００３６】
また、本実施の形態においては、栽培槽２の外側を囲うように比重判定槽５が配置されている。しかしながら、栽培槽２および比重判定槽５の位置関係および数は、これに限定されるものではない。比重判定槽５は、根菜類１から成長した塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃが判定液５ａに浸り得る位置に設けられていれば、いかなる位置に設けられていてもよい。また、比重判定槽５は、根菜類１から成長した塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃが判定液５ａに沈み得るのであれば、いかなる形状を有していてもよい。
【００３７】
（比重判定の手法）
図４に示されるように、比重判定のときには、根菜類１から成長した塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの比重を判定するための判定液５ａが比重判定槽５に供給される。比重判定槽５においては、根菜類１から伸長したストロン１ｓｂ，１ｓｃの先端部で肥大した塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの比重が判定される。比重判定槽５は、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃが根菜類１の一部である状態で判定液５ａ中に沈み得る位置に設けられている。図４に示されるように、判定液５ａが比重判定槽５に供給された状態で、栽培槽２内に判定液５ａが入らない程度に、栽培槽２の一部が判定液５ａ中に沈んでいてもよい。
【００３８】
判定液５ａは、予めその比重が特定の値に調整されている。この特定の値は、塊状栄養蓄積部の収穫に適した比重であるか否かを区別するための閾値である。したがって、図４に示される判定液５ａに浮く塊状栄養蓄積部１ｃは、未だ収穫に適した比重に到達していないものであると判定される。一方、図４に示される判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂは、既に収穫に適した比重に到達したものであると判定される。
【００３９】
以上から分かるように、比重判定槽５は、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃが判定液５ａ中に沈むか否かによって、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの比重が所定値以上であるか否かを判定することができるように構成されている。この比重判定槽５によれば、根菜類１の栽培を継続しながら、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの比重が所定値以上であるか否かを判定することができる。
【００４０】
（デンプン価の判定）
特に、本実施の形態においては、バレイショを栽培するため、デンプン価が収穫に適した基準値を満たしているときの塊状栄養蓄積部１ｂの比重を所定値として用いる。その理由は、次のようなものである。
【００４１】
一般に、塊状栄養蓄積部１ａのデンプン価と比重とは、次の式（１）に示されるような関係を有している。
【００４２】
＜デンプン価算出式＞
デンプン価（％）＝（比重−１．０５）×２１４．５＋７．５・・・（１）
上記した式（１）から、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの比重が大きくなるにつれて、そのデンプン価も大きくなることが分かる。そのため、塊状栄養蓄積部の比重が所定値以上であるか否かを判定することによって、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃのデンプン価が収穫に適した基準値以上であるか否かを判定することができる。
【００４３】
これにより、デンプン価が収穫に適した基準値以上の塊状栄養蓄積部としての塊茎のみを収穫することができる。したがって、収穫された塊茎のデンプン価が不足しているという不具合の発生を抑制することができる。その結果、収穫された複数の塊茎のデンプン価のバラツキを低減することができる。さらに、デンプン価が収穫の基準値に満たない塊茎の栽培を継続し、デンプン価が収穫に適した基準値以上となった後に、その塊茎を収穫することができる。したがって、収穫された複数の塊茎全体における所望のデンプン価を有する塊茎の割合を増加させることができる。
【００４４】
（塊状栄養蓄積部の切断）
図３および図４に示されるように、水耕栽培装置１００は、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂを根菜類１から切り離す切断部８を備えている。切断部８によれば、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｃを容易に根菜類１から切り離すことができる。切断部８は、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂのストロン１ｓｂを切断するが、判定液５ａの液面上に浮かんでいる塊状栄養蓄積部１ｃのストロン１ｓｃを切断しない高さ位置に設けられている。切断部８は、２つの刃物によって構成されている。２つの刃物は、ハサミの原理で、判定液５ａ中に沈んでいるストロン１ｓｂを切断する。
【００４５】
水耕栽培装置１００は、図１に示されるように、塊状栄養蓄積部１ｂが判定液５ａ中に沈んでいることを検出する検出部１５と、検出部１５によって検出された情報に基づいて、切断部８を駆動する制御部１０と、を備えている。制御部１０は、検出部１５によって塊状栄養蓄積部１ｂが判定液５ａ中に沈んでいることが検出された場合に、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂが根菜類１から切り離されるように、切断部８を駆動する。これによれば、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂを自動的に根菜類１から切り離すことができる。
【００４６】
本実施の形態においては、切断部８は、判定液５ａ中において、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂのストロン１ｓｂを切断する。しかしながら、切断部８は、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂを判定液５ａから空中へ取り出し、空中でストロン１ｓｂを切断するものであってもよい。
【００４７】
水耕栽培装置１００が検出部１５を備えていない場合には、作業員が目視により判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂを見つけ出してもよい。また、水耕栽培装置１００が切断部８を備えていない場合には、作業員が判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂを根菜類１から切断してもよい。この切断方法は、作業員が自らの手を使って塊状栄養蓄積部１ｂを根菜類１からもぎ取る方法であってもよい。また、作業員が刃物等の切断のための器具を使用して、塊状栄養蓄積部１ｂを根菜類１から切断する方法が用いられてもよい。さらに、作業員が前述の切断部８の起動スイッチを操作することによって、切断部８に塊状栄養蓄積部１ｂを根菜類１から切断させる方法が用いられてもよい。
【００４８】
（判定液の供給構造）
図１に示されるように、本実施の形態の判定液貯留部７ａは、判定液５ａを貯留している。判定液供給部７ｂ，７ｃは、必要に応じて、判定液貯留部７ａから比重判定槽５へ判定液５ａを供給する。そのため、比重を判定するときのみ、判定液５ａを比重判定槽５へ供給することができるため、判定液５ａの腐敗に起因した根菜類１への悪影響を抑制することができる。
【００４９】
（判定液の調整構造）
図５に示されるように、水耕栽培装置１００は、原液貯留部２５、原液供給部２５ｂ，２５ｃ、希釈液貯留部３５、希釈液供給部３５ｂ，３５ｃ、選択部５７、および調整部５０を備えていてもよい。選択部５７および調整部５０は、制御部１０に設けられている。
【００５０】
原液貯留部２５は、所定値よりも大きな値の比重を有する原液２５ａを貯留する。原液供給部２５ｂ，２５ｃは、原液２５ａを判定液貯留部７ａへ供給する。原液貯留部２５は、本実施の形態においては、タンク構造を有しているが、原液２５ａを貯留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。原液供給部２５ｂ，２５ｃは、ポンプ２５ｂと配管２５ｃとを含んでいる。ポンプ２５ｂの駆動によって配管２５ｃ内を原液２５ａが流れる。それにより、原液２５ａが原液貯留部２５から配管２５ｃを経由して判定液貯留部７ａへ供給される。原液供給部２５ｂ，２５ｃは、本実施の形態においては、ポンプ２５ｂと配管２５ｃとからなっているが、原液貯留部２５から判定液貯留部７ａへ原液２５ａを供給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。
【００５１】
希釈液貯留部３５は、所定値よりも小さな値の比重を有する希釈液３５ａを貯留する。希釈液供給部３５ｂ，３５ｃは、希釈液３５ａを判定液貯留部７ａへ供給する。希釈液貯留部３５は、本実施の形態においては、タンク構造を有しているが、希釈液３５ａを貯留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。希釈液供給部３５ｂ，３５ｃは、ポンプ３５ｂと配管３５ｃとを含んでいる。希釈液３５ａが、ポンプ３５ｂによって配管３５ｃ内を流れる。それにより、原液２５ａが原液貯留部２５から配管３５ｃを経由して判定液貯留部７ａへ供給される。希釈液供給部３５ｂ，３５ｃは、本実施の形態においては、ポンプ３５ｂと配管３５ｃとからなっているが、希釈液貯留部３５から判定液貯留部７ａへ希釈液３５ａを供給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。
【００５２】
選択部５７は、ユーザが所定値を選択するためのものである。したがって、ユーザは、選択部５７を用いて所定値を選択することにより、原液２５ａの比重と希釈液３５ａの比重との間で、判定液５ａの比重を変更することができる。調整部５０は、原液供給部２５ｂ，２５ｃおよび希釈液供給部３５ｂ，３５ｃを制御する。具体的には、調整部５０は、原液供給部２５ｂ，２５ｃによって判定液貯留部７ａへ供給される原液２５ａの量と希釈液供給部３５ｂ，３５ｃによって判定液貯留部７ａへ供給される希釈液３５ａの量との比率を調整する。それにより、判定液貯留部７ａにおいて、判定液５ａの比重が選択部５７を用いて選択された所定値になるように、判定液５ａの比重が調整される。選択部５７および調整部５０を用いれば、判定液５ａの比重を所望の値に調整することができる。したがって、選択部５７によって所定値を変更することにより、収穫すべき塊状栄養蓄積部１ｃの比重を変更することができる。
【００５３】
水耕栽培装置１００は、判定液貯留部７ａ内の判定液５ａの体積を特定可能なセンサ、たとえば、判定液貯留部７ａ内の判定液５ａの高さを測定する液位センサ５１を備えている。また、水耕栽培装置１００は、判定液貯留部７ａ内の判定液５ａの重さを測定する重量センサ５２を備えている。判定液５ａの横断面の面積は、直方体形状の判定液貯留部７ａの内部空間の横断面の面積と同一である。そのため、判定液５ａの液位（判定液貯留部７ａ内での判定液５ａの高さ）を把握することができれば、判定液５ａの体積を把握することができる。その結果、調整部５０は、センサにより取得された判定液５ａの高さと重さとから、判定液５ａの比重を算出することができる。したがって、調整部５０は、現状の判定液５ａの比重に応じて、原液２５ａおよび希釈液３５ａのいずれかを必要な量だけ判定液貯留部７ａに送り出す。つまり、判定液５ａの比重が所定値に変更されように、原液供給部２５ｂ，２５ｃおよび希釈液供給部３５ｂ，３５ｃが制御される。これによれば、判定液貯留部７ａ内の判定液５ａを排出することなく、原液２５ａおよび希釈液３５ａのいずれかを現状の比重の判定液５ａに追加するだけで、判定液５ａの比重を所望の値に変更することができる。
【００５４】
（切断後の塊状栄養蓄積部の収集）
図６に示されるように、比重判定槽５は、その底面に流出口５ｄが設けられている。流出口５ｄは、根菜類１から切り離された塊状栄養蓄積部１ｂが通過できる大きさを有している。流出口５ｄは、栓として機能する開閉機構５５によって塞がれ得る。したがって、流出口５ｄは、判定液５ａが流出口５ｄから流れ出る開状態と、判定液５ａが流出口５ｄから流れでない閉状態とのそれぞれに変化することができる。開閉機構５５は、制御部１０によって開いた状態に駆動される。その結果、切り離された塊状栄養蓄積部１ｂが流出口５ｄから判定液５ａとともに流れ出る。
【００５５】
水耕栽培装置１００は、収集部３０をさらに備えている。収集部３０は、網目構造の容器からなっている。そのため、収集部３０は、根菜類１から切り離された塊状栄養蓄積部１ｂが判定液５ａとともに流出口５ｄから流れ出てきたときに、塊状栄養蓄積部１ｂを受け取る。一方、収集部３０は、判定液５ａを通過させる。
【００５６】
この収集部３０によれば、判定液５ａが流れ出るときに比重を判定するための判定液５ａと一緒に複数の塊状栄養蓄積部１ｂを流出口５ｄから取り出すことができる。そのため、複数の塊状栄養蓄積部１ｂをまとめて一挙に収穫することが可能になる。その結果、複数の塊状栄養蓄積部１ｂを収集する作業の負担を軽減することができる。
【００５７】
（水耕栽培装置の制御）
次に図７を用いて、本実施の形態の水耕栽培装置の制御を説明する。
【００５８】
図７に示されるように、ステップＳ１において、選択部５７を用いて選択された所定値に判定液５ａの比重が調整される。具体的には、制御部１０において、調整部５０が原液供給部２５ｂ，２５ｃおよび希釈液供給部３５ｂ，３５ｃを制御する。それにより、原液供給部２５ｂ，２５ｃによって判定液貯留部７ａへ供給される原液２５ａの量と希釈液供給部３５ｂ，３５ｃによって判定液貯留部７ａへ供給される希釈液３５ａの量との比率が調整される。その結果、判定液貯留部７ａにおいて、所定値の比重を有する判定液５ａが生成される。
【００５９】
ステップＳ２において、制御部１０は、ポンプ７ｂを駆動させることによって、判定液貯留部７ａに貯留されている所定値の比重を有する判定液５ａを比重判定槽５に供給する。判定液５ａの供給量は、比重判定槽５内における判定液５ａの高さが適切な高さになるように予め設定されている。具体的には、比重判定槽５に供給される判定液５ａの量は、比重判定槽５において所定値以上の比重を有する塊茎が判定液５ａ中に沈み得るが、栽培槽２内に判定液５ａが入ってしまわない程度の量である。
【００６０】
次に、ステップＳ３において、制御部１０は、検出部１５によって検出された塊状栄養蓄積部としての塊茎の画像データを取得する。その後、ステップＳ４において、検出部１５によって検出された塊茎の画像データに基づいて、制御部１０は、塊茎が判定液５ａに沈んでいるか否を判定する。
【００６１】
ステップＳ４において、制御部１０は、塊茎が判定液５ａに沈んでいると判定されるまで、ステップＳ３の検出部１５による塊茎の検出が繰り返される。一方、ステップＳ４において、制御部１０は、塊茎が判定液５ａに沈んでいると判定された場合には、ステップＳ５において、切断部８を駆動する。それにより、切断部８は、根菜類１から塊茎を切り離すための動作を実行する。
【００６２】
ステップＳ６において、制御部１０は、切断部８の切り離し動作が終了したか否かを判定する。ステップＳ６において、制御部１０は、切断部８の切り離し動作が終了したと判定されるまで、切断部８に切り離し動作を継続させる。切断部８の切り離し動作が終了したか否かは、切断部８による切断動作の開始から予め定められた時間が経過しているか否かによって判定される。
【００６３】
ステップＳ６において、塊茎の根菜類１からの切り離しが終了したと判定された場合には、ステップＳ７において、制御部１０は、開閉機構５５を駆動することによって、流出口５ｄを開状態にする。それにより、判定液５ａとともに、根菜類１から切り離された塊茎が、流出口５ｄから収集部３０へ流れ出る。その結果、収集部３０において、根菜類１から切り離された複数の塊茎の全てが同時に収集される。
【００６４】
（複数種類の判定液）
図８に示されるように、判定液貯留部７ａは、１つの貯留空間７０を有している。図８に示されるように、１つの貯留空間７０において、比重が異なる複数種類の判定液５ａ１，５ａ２が、互いに混合することなく、比重に応じて上下に分離した状態で、一緒に貯留されてもよい。この場合、判定液供給部７ｂ，７ｃは、貯留空間７０から比重判定槽５へ複数種類の判定液５ａ１，５ａ２を供給する。この場合、制御部１０がバルブ７ｅを開くことにより、複数種類の判定液５ａ１，５ａ２は、いずれも、その自重を利用して、比重判定槽５から配管７ｄを経由して判定液貯留部７ａへ戻る。
【００６５】
また、図９に示されるように、判定液貯留部７ａは、仕切部７５によって仕切られた２以上の貯留空間７１，７２を有していてもよい。図９に示されるように、２以上の貯留空間７１，７２においては、それぞれ、比重が異なる複数種類の判定液５ａ１，５ａ２が別個に貯留されている。図９においては、貯留空間７１および貯留空間７２からなる２つの貯留空間を有する判定液貯留部７ａが示されている。しかしながら、判定液貯留部７ａは、２以上の貯留空間を有しているものであれば、貯留空間の数は、限定されない。第１の判定液５ａ１は、判定液供給部としてのポンプ７ｂ１および配管７ｃ１によって比重判定槽５へ供給される。第２の判定液５ａ２は、判定液供給部としてのポンプ７ｂ２および配管７ｃ２によって比重判定槽５へ供給される。制御部１０は、ポンプ７ｂ１およびポンプ７ｂ２のいずれかを選択的に駆動することができる。したがって、比重判定槽５に第１の判定液５ａ１および第２の判定液５ａ２のいずれかを選択的に供給することができる。比重判定槽５内の第１の判定液５ａ１および第２の判定液５ａ２は、それぞれ、配管７ｄ１および７ｄ２を経由して、自重で判定液貯留部７ａの貯留空間７１および７２へ戻る。
【００６６】
図９に示される判定液貯留部７ａが用いられている場合、次のような使用方法が実行され得る。図９の判定液貯留部７ａを使用すると、図１０および図１１に示されるように、比重が相対的に大きい第１の判定液５ａ１が比重判定槽５の下側に位置付けられ、比重が相対的に小さい第２の判定液５ａ２が比重判定槽５の上側に位置付けられる。この場合、比重が相対的に大きい第１の判定液５ａ１が比重判定槽５の底面から排出され、その後、比重が相対的に小さい第２の判定液５ａ２が比重判定槽５の底面から排出される。したがって、制御部１０は、まず、配管７ｄ１に設けられたバルブ７ｅ１開いて、第１の判定液５ａ１を比重判定槽５から貯留空間７１へ戻す。その後、全ての第１の判定液５ａ１が比重判定槽５から排出されたと推定される時間に、制御部１０は、配管７ｄ１に設けられたバルブ７ｅ１を閉じ、かつ、配管７ｄ２に設けられたバルブ７ｅ２開いて、第２の判定液５ａ２を比重判定槽５から貯留空間７２へ戻す。
【００６７】
図１０に示されるように、比重判定槽５においては、複数種類の判定液５ａ１，５ａ２は、互いに混合することなく、比重に応じて上下に分離された状態で貯留されている。この場合、図１０においては、塊状栄養蓄積部１ｂは、第１の判定液５ａ１中に沈んでいるため、収穫に適した比重になっていると判定される。したがって、検出部１５が、第１の判定液５ａ１中に沈んでいることを検出すると、制御部１０は、塊状栄養蓄積部１ｂのストロン１ｓｂのみを切断部８に切断させる。このとき、第２の判定液５ａ２中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｃのストロン１ｓｃは、切断部８によって切断されない高さ位置に存在している。そのため、塊状栄養蓄積部１ｂが根菜類１から切り離された後においても、塊状栄養蓄積部１ｃの栽培を継続することができる。
【００６８】
一方、塊状栄養蓄積部１ｃは、第１の判定液５ａ１の上側に分離された状態の第２の判定液５ａ２中に沈んでいる。そのため、塊状栄養蓄積部１ｃは、収穫に適した比重にはなってないが、収穫に適した比重に近い比重を有していることが把握される。そのため、塊状栄養蓄積部１ｃは、所定の期間経過後に収穫することができると判定される。
【００６９】
図１０には示されていないが、塊状栄養蓄積部が第２の判定液５ａ２の液面上に浮かんでいると、その塊状栄養蓄積部は収穫時期までほど遠い比重しか有していないと判定される。
【００７０】
上記の構成によれば、ある程度の数の塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃを、それぞれの比重に応じて、３以上のカテゴリに分類することができる。たとえば、次の３つのカテゴリに塊状蓄積部を分類することができる。
【００７１】
（Ａ）  収穫に適した基準値からほど遠いデンプン価を有する塊状栄養蓄積部
（Ｂ）  収穫に適した基準値よりも低いが基準値に近いデンプン価を有する塊状栄養蓄積部
（Ｃ）  収穫に適した基準値以上のデンプン価を有する塊状栄養蓄積部
これによれば、たとえば、収穫に適しているか否かを判定することができるだけでなく、収穫に適した状態に近い状態にある塊状栄養蓄積部を把握することができる。その結果、近い将来の収穫量を予想することができる。
【００７２】
また、図１０および図１１に示されるように、水耕栽培装置１００は、切断部８とは異なる他の切断部８１を備えていてもよい。この場合、ストロン１ｓｃを切断することにより、塊状栄養蓄積部１ｃを根菜類１から切断部８１によって切り離すことができる。図１１に示される切断部８１は、図１０に示される切断部８と同様の構造であるが、刃の位置が異なっている。切断部８１が切断部８と同じ経路を移動することができるように、切断部８はその移動経路から外れ得るように構成されている。切断部８１は、切断部８によってストロン１ｓｂが切断され、塊状栄養蓄積部１ｂが収穫された後で使用される。切断部８１は、第１の判定液５ａ１上に第１の判定液５ａ１から分離された状態で存在する第２の判定液５ａ２中にある塊状栄養蓄積部１ｃのストロン１ｓｃを切断する。このように、第１の判定液５ａ１および第２の判定液５ａ２ならびに２種類の切断部８および切断部８１が用いられてもよい。これにより、上限値と下限値との間の所定の範囲内のデンプン価の塊状栄養蓄積部１ｃを選択的にかつ自動的に収穫することができる。
【００７３】
（異なる水耕栽培方法）
水耕栽培装置１００の上記した使用方法とは異なる使用方法は、次のようなものである。まず、判定液５ａとして、第１の判定液５ａ１と第２の判定液５ａ２とが別個に準備される。第１の判定液５ａ１は、第１の比重を有している。第２の判定液５ａ２は、第１の比重よりも小さい第２の比重を有している。この水耕栽培装置１００の使用方法においては、まず、比重判定槽５に第１の判定液５ａ１が供給される。これは、作業員が判定液貯留部７ａの貯留空間７１（図９参照）から比重判定槽５へ第１の判定液５ａ１を供給するための操作（制御部１０によるポンプ７ｂ１の駆動）を水耕栽培装置１００に対してなすことにより実行される。
【００７４】
その状態で、作業員が目視によって第１の判定液５ａ１中に沈んでいる塊状栄養蓄積部があるか否かを判定する。ただし、水耕栽培装置１００が第１の判定液５ａ１中に沈んでいる塊状栄養蓄積部を検出する検出部１５を備えている場合がある。この場合には、検出部１５によって検出された情報に基づいて、制御部１０が第１の判定液５ａ１中に沈んでいる塊状栄養蓄積部があるか否かを判定してもよい。
【００７５】
作業員は、目視によって第１の判定液５ａ１中に沈んでいる塊状栄養蓄積部を見つけ出すと、第１の判定液５ａ１中に沈んでいる塊状栄養蓄積部のみを根菜類１から切り離す。ただし、水耕栽培装置１００が切断部８を備えている場合には、制御部１０が切断部８を駆動させることにより、第１の判定液５ａ１中に沈んでいる塊状栄養蓄積部が根菜類１から選択的に切り離されてもよい。
【００７６】
その後、比重判定槽５から第１の判定液５ａ１が排出される。これは、作業員が比重判定槽５から判定液貯留部７ａの貯留空間７１（図９参照）へ第１の判定液５ａ１を戻すための操作（制御部１０によるバルブ７ｅ１の開動作）を水耕栽培装置１００に対してなすことにより実行される。この段階で、比重判定槽５の底面上に残存する塊状栄養蓄積部が取り出される。ただし、図６に示される流出口５ｄから第１の判定液５ａ１とともに、塊状栄養蓄積部が流出され、収集部３０に受け取られてもよい。
【００７７】
次に、第１の判定液５ａ１が排出された後の比重判定槽５に第２の判定液５ａ２が供給される。これは、作業員が判定液貯留部７ａの貯留空間７２（図９参照）から比重判定槽５へ第２の判定液５ａ２を供給するための操作（制御部１０によるポンプ７ｂ２の駆動）を水耕栽培装置１００に対してなすことにより実行される。
【００７８】
その状態で、作業員が目視によって第２の判定液５ａ２中に沈んでいる塊状栄養蓄積部があるか否かを判定する。ただし、水耕栽培装置１００が第２の判定液５ａ２中に沈んでいる塊状栄養蓄積部を検出する検出部１５を備えている場合がある。この場合には、検出部１５によって検出された情報に基づいて、制御部１０が第２の判定液５ａ２中に沈んでいる塊状栄養蓄積部があるか否かを判定してもよい。
【００７９】
作業員は、目視によって第２の判定液５ａ２中に沈んでいる塊状栄養蓄積部を見つけ出すと、第２の判定液５ａ２中に沈んでいる塊状栄養蓄積部を根菜類１から選択的に切り離す。ただし、水耕栽培装置１００が切断部８を備えている場合には、制御部１０が切断部８を駆動させることにより、第２の判定液５ａ２中に沈んでいる塊状栄養蓄積部が根菜類１から選択的に切り離されてもよい。
【００８０】
その後、比重判定槽５から第２の判定液５ａ２が排出される。これは、作業員が比重判定槽５から判定液貯留部７ａの貯留空間７２（図９参照）へ第２の判定液５ａ２を戻すための操作（制御部１０によるバルブ７ｅ２開動作）を水耕栽培装置１００に対してなすことにより実行される。この段階で、比重判定槽５の底面上に残存する塊状栄養蓄積部が取り出される。ただし、図６に示される流出口５ｄから第２の判定液５ａ２とともに、塊状栄養蓄積部が流出され、収集部３０に受け取られてもよい。
【００８１】
上記の方法によれば、第１の判定液５ａ１の第１の比重および第２の判定液５ａ２の第２の比重をそれぞれ所望の範囲の上限値および下限値に設定しておけば、必要とされる範囲内の比重の塊状栄養蓄積部のみを選択的に収穫することができる。
【００８２】
以下、実施の形態１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記載する。
【００８３】
（１）  実施の形態１の水耕栽培装置１００は、栽培槽２および比重判定槽５を備えている。栽培槽２は、根菜類１を栽培するための槽である。比重判定槽５は、根菜類１から伸長した地下茎（塊茎類）または根（塊根類）の一部が肥大した塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの比重が所定値以上であるか否かを判定するための判定液５ａが供給される。比重判定槽５は、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃが根菜類１の一部である状態で判定液５ａに沈み得る位置に設けられている。
【００８４】
上記の構成によれば、根菜類１の栽培を継続しながら、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの比重が所定値以上であるか否かを判定することができる。つまり、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃを根菜類１から切り離すことなく、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの比重が所定値以上であるか否かを判定することができる。そのため、所定値が収穫に適した比重に決められていれば、収穫に適した塊状栄養蓄積部１ｂを選択的に収穫することができる。
【００８５】
特に、バレイショの場合には、デンプン価が収穫に適した基準値を満たしているときの塊状栄養蓄積部の比重を所定値として用いれば、デンプン価が収穫に適した基準値以上の塊茎のみを収穫することができる。したがって、バレイショの水耕栽培の場合には、収穫された塊茎のデンプン価が不足しているという不具合の発生を抑制することができる。また、収穫された複数の塊茎のデンプン価のバラツキを低減することもできる。
【００８６】
さらに、デンプン価が収穫の基準値を満たしていない塊茎の栽培を継続し、収穫の基準値以上になった後にその塊茎を収穫することができる。したがって、所望のデンプン価を有する塊茎の収率を向上させることができる。
【００８７】
栽培槽２と比重判定槽５とは、共通の１つの槽によって構成されてもよい。この場合、比重判定のときに、養液２ａが判定液５ａに交換され、栽培のときに、判定液５ａが養液２ａに置き換えられる。
【００８８】
（２）  栽培槽２に水または養液２ａが供給されている場合に、養液２ａと判定液５ａとが混合しないように、栽培槽２と比重判定槽５とは、互いに独立した２つの槽を構成していることが好ましい。
【００８９】
上記の構成によれば、比重判定のための判定液５ａの制約が少なくなる。たとえば、比重判定用の判定液５ａとして食塩水等を用いることができる。その結果、比重判定のための判定液５ａを容易に製造することが可能になる。
【００９０】
（３）  水耕栽培装置１００は、判定液５ａを貯留する判定液貯留部７ａと、判定液貯留部７ａから比重判定槽５へ判定液５ａを供給する判定液供給部７ｂ，７ｃと、を備えていることが好ましい。
【００９１】
上記の構成によれば、比重を判定するときのみ、判定液５ａを比重判定槽５へ供給することができる。そのため、比重判定のための判定液５ａを比重判定槽５に常に貯留しておく必要がない。したがって、判定液５ａの腐敗に起因した根菜類１への悪影響を抑制することができる。
【００９２】
（４）  水耕栽培装置１００は、原液貯留部２５、原液供給部２５ｂ，２５ｃ、希釈液貯留部３５、希釈液供給部３５ｂ，３５ｃ、選択部５７、および調整部５０を備えていることが好ましい。この場合、原液貯留部２５は、所定値よりも大きな値の比重を有する原液２５ａを貯留する。原液供給部２５ｂ，２５ｃは、原液２５ａを判定液貯留部７ａへ供給する。希釈液貯留部３５は、所定値よりも小さな値の比重を有する希釈液３５ａを貯留する。希釈液供給部３５ｂ，３５ｃは、希釈液３５ａを判定液貯留部７ａへ供給する。選択部５７は、所定値を選択するためのものである。調整部５０は、選択部５７を用いて前述の所定値が選択された場合に、原液供給部２５ｂ，２５ｃおよび希釈液供給部３５ｂ，３５ｃを制御する。それにより、調整部５０は、判定液貯留部７ａにおいて、判定液５ａの比重が前述の所定値になるように、判定液５ａの比重を調整する。
【００９３】
上記の構成によれば、判定液５ａの比重を任意の値に調整することができる。したがって、所定値を変更することにより、収穫すべき塊状栄養蓄積部の比重を変更することができる。
【００９４】
（５）  判定液５ａは、比重が異なる複数種類の判定液５ａ１，５ａ２を含んでいてもよい。この場合、複数種類の判定液５ａ１，５ａ２は、それぞれ、比重判定槽５において、互いに混合することなく、比重に応じて上下に分離された状態で貯留される。
【００９５】
上記の構成によれば、ある程度の数の塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃを、それぞれの比重に応じて、３以上のカテゴリに分類することができる。
【００９６】
また、上限値と下限値との設定の仕方次第では、デンプン価が人の食用に適した上限値と下限値との間にある塊状栄養蓄積部のみを選択的に収穫することができる。つまり、基準値以上のデンプン価を有する塊状栄養蓄積部のうちから、過剰なデンプン価を有するものを排除することができる。この場合も、デンプン価が下限値に満たない塊状栄養蓄積部の栽培が継続されることが好ましい。
【００９７】
（６）  比重判定槽５は、根菜類１から切り離された塊状栄養蓄積部１ｂが通過できる大きさを有し、判定液５ａが流れ出る開状態に変化可能な開閉機構５５によって閉じられ得る流出口５ｄを含んでいることが好ましい。この場合、水耕栽培装置１００は、根菜類１から切り離された塊状栄養蓄積部１ｂが判定液５ａとともに流出口５ｄから流れ出てきたときに、塊状栄養蓄積部１ｂを受け取るが、判定液５ａを通過させる収集部３０をさらに備えていることが好ましい。
【００９８】
上記の構成によれば、判定液５ａが流れ出るときに比重を判定するための判定液５ａと一緒に複数の塊状栄養蓄積部１ａを流出口５ｄから取り出すことができる。そのため、複数の塊状栄養蓄積部をまとめて収穫することが可能になる。その結果、複数の塊状栄養蓄積部を収集する作業の負担を軽減することができる。
【００９９】
（７）  水耕栽培装置１００は、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂを根菜類１から切り離す切断部８をさらに備えていることが好ましい。これによれば、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂを、判定液５ａ中から取り出すことなく、根菜類１から切り離すことができる。
【０１００】
（８）  水耕栽培装置１００は、塊状栄養蓄積部１ｂが判定液５ａ中に沈んでいることを検出する検出部１５と、検出部１５によって検出された情報に基づいて、切断部８を駆動する制御部１０と、をさらに備えていることが好ましい。この場合、制御部１０は、検出部１５によって塊状栄養蓄積部１ｂが判定液５ａ中に沈んでいることが検出された場合に、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ａが根菜類１から切り離されるように、切断部８を駆動することが好ましい。この構成によれば、判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ｂを自動的に根菜類１から切り離すことができる。
【０１０１】
（９）  水耕栽培装置１００を使用した水耕栽培方法は、作業員が目視により判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ａを見つけ出すステップを備えている。また、その水耕栽培方法は、作業員が判定液５ａ中に沈んでいる塊状栄養蓄積部１ａを根菜類１から選択的に切り離すステップと、を備えている。
【０１０２】
前述の方法においては、作業員は、自らの手を使って塊状栄養蓄積部１ｂを根菜類１から選択的に切り離してもよい。また、作業員は、刃物等の切断のための器具を使用しても、塊状栄養蓄積部１ｂを根菜類１から選択的に切り離してもよい。さらに、作業員は、前述の切断部８の起動スイッチを操作することによって、切断部８に塊状栄養蓄積部１ｂを根菜類１から選択的に切り離させてもよい。
【０１０３】
（１０）  前述の方法とは異なる水耕栽培方法は、次のようなものである。判定液５ａが、所定値として第１の比重を有する第１の判定液５ａ１と、所定値として第１の比重よりも小さい第２の比重を有する第２の判定液５ａ２とを含んでいる。この水耕栽培方法においては、まず、比重判定槽５に第１の判定液５ａ１が供給される。次に、第１の判定液中に沈んでいる塊状栄養蓄積部が検出される。その後、第１の判定液５ａ１中に沈んでいる塊状栄養蓄積部が根菜類１から選択的に切り離される。次に、比重判定槽５から第１の判定液５ａ１が排出される。その後、第１の判定液５ａ１が排出された後の比重判定槽５に第２の判定液５ａ２が供給される。次に、第２の判定液５ａ２中に沈んでいる塊状栄養蓄積部が検出される。その後、第２の判定液５ａ２中に沈んでいる塊状栄養蓄積部が根菜類１から選択的に切り離される。
【０１０４】
上記の方法によれば、第１の比重および第２の比重がそれぞれ所望の範囲の比重の上限値および下限値であれば、必要とされる範囲内の比重を有する塊状栄養蓄積部を選択的に収穫することができる。
【０１０５】
上記の水耕栽培方法において、全てのステップが、作業員によって実行されても、水耕栽培装置１００によって実行されてもよい。また、上記の水耕栽培方法においては、一部のステップが作業員によって実行され、他の一部のステップが水耕栽培装置１００によって実行されてもよい。
【０１０６】
（実施の形態２）
図１２〜図１４を用いて、実施の形態２の水耕栽培装置および水耕栽培方法を説明する。
【０１０７】
本実施の形態においては、上述した実施の形態１の水耕栽培装置１００を構成する部分と同じ部分については同一符号が付されており、その同一の部分の説明は特に必要がない限り繰り返されない。本実施の形態の水耕栽培装置と実施の形態１の水耕栽培装置１００とは、大部分において同様の構成を有しているため、以下、本実施の形態の水耕栽培装置と実施の形態１の水耕栽培装置１００との相違点を主として説明する。
【０１０８】
図１２に示されるように、本実施の形態においては、根菜類１および栽培槽２は、実施の形態１と全く同様の構成を有している。本実施の形態の水耕栽培装置は、実施の形態１の比重判定槽５の代わりに、外郭槽５００を備えている。実施の形態１の水耕栽培装置１００と異なり、外郭槽５００内の空間には、栽培槽２のみが配置されており、いかなる液体も存在しない。
【０１０９】
また、本実施の形態の水耕栽培装置は、塊状栄養蓄積部の大きさを判定する大きさ判定部として機能する２枚の金網８０を備えている。２枚の金網８０は、栽培槽２の両側において互いに平行に延び、かつ、外郭槽５００の底面から上方に延びる。ただし、金網８０の数は、２枚に限定されない。たとえば、４枚の金網８０が、平面視において、栽培槽２を取り囲む正方形を構成するように配置されていてもよい。この場合も、４枚の金網８０は、それぞれ、鉛直方向に沿って延びるように設置される。
【０１１０】
大きさ判定部としての金網８０は、同一の大きさの複数の正方形の孔を有する格子構造からなっており、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの大きさが所定値以上であるか否かを判定する。本実施の形態の金網８０は、複数の正方形の孔を有する格子構造である。しかしながら、金網８０は、同一の大きさの複数の正三角形の孔、同一の大きさの複数の正六角形の孔、または同一の大きさの複数の正八角形の孔を有する網目構造であってもよい。また、大きさ判定部は、同一の大きさの円形の孔を有するパンチングメタル等であってもよい。
【０１１１】
本明細書においては、同一の大きさを有する複数の孔のそれぞれの大きさは、それぞれが正方形である場合、一辺の長さで特定されるものとする。また、本明細書においては、同一の大きさを有する複数の孔のそれぞれの大きさは、それぞれが正三角形である場合、正三角形の内接円の直径の長さで特定されるものとする。また、本明細書においては、同一の大きさを有する複数の孔のそれぞれの大きさは、それぞれが正六角形または正八角形である場合、対向する２辺同士の間距離で特定されるものとする。また、本明細書においては、同一の大きさを有する複数の孔のそれぞれの大きさは、それぞれが円形である場合、直径の長さで特定されるものとする。
【０１１２】
図１３および図１４に示されるように、栽培槽２の下側面には、移動機構９０が設けられている。移動機構９０は、パンタグラフのような構造で、上下方向に伸縮することにより、栽培槽２を上下方向に移動させる。移動機構９０は、制御部１１０によって制御される。制御部１１０は、移動機構９０を定期的に繰り返して上下方向に移動させている。本実施の形態においては、移動機構９０は栽培槽２を金網８０から遠ざけるように移動させるが、移動機構９０は金網８０を栽培槽２から遠ざけるように移動させるものであってもよい。また、移動機構９０は、栽培槽２と金網８０との双方を移動させることにより、栽培槽２と金網８０とを相対的に遠ざけるものであってもよい。
【０１１３】
塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃのそれぞれは、金網８０によって規定される複数の孔のそれぞれの大きさよりも小さい場合には、金網８０の格子構造によって規定される複数の孔を通過する。一方、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃのそれぞれは、金網８０の格子構造によって規定される複数の孔のそれぞれの大きさよりも大きくなると、その複数の孔を通過することができない。
【０１１４】
したがって、茎１ｋからストロン１ｓｂ，１ｓｃが徐々に伸びると、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃが金網８０を通過する。その後、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃは、それぞれ、さらに大きく成長する。その結果、塊状栄養蓄積部１ｂは、格子構造によって規定される複数の孔のそれぞれの大きさよりも大きくなるが、塊状栄養蓄積部１ｃは、格子構造の複数の孔のそれぞれの大きさよりも小さい場合がある。このような場合に、制御部１１０は、移動機構９０を駆動することにより、栽培槽２を上方へ移動させる。そのとき、金網８０によって規定される複数の孔のぞれぞれの大きさより小さい塊状栄養蓄積部１ｃは、金網８０を通過するが、複数の孔のそれぞれの大きさよりも大きい塊状栄養蓄積部１ｂは、金網８０を通過することができない。したがって、塊状栄養蓄積部１ｃは、金網８０を通過し、金網８０の内側に戻る。一方、塊状栄養蓄積部１ｂは、金網８０に引っ掛かった状態で、移動機構９０によって引っ張られる。それにより、塊状栄養蓄積部１ｂに繋がっているストロン１ｓｂが引きちぎられるため、塊状栄養蓄積部１ｂは金網８０の外側に落ちる。
【０１１５】
上記の構成によれば、金網８０を構成する格子構造の複数の孔のそれぞれよりも大きな塊状栄養蓄積部１ｂのみを選択的に収穫することができる。
【０１１６】
以下、実施の形態２の水耕栽培装置の特徴的構成およびそれにより得られる効果を記載する。
【０１１７】
（１）  実施の形態２の水耕栽培装置１００は、栽培槽２および大きさ判定部（金網８０）を備えている。栽培槽２は、根菜類１を栽培するための槽である。大きさ判定部は、根菜類１から伸長した地下茎（塊茎類）または根（塊根類）の一部が肥大した塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの大きさが所定値以上であるか否かを判定する。大きさ判定部は、複数の孔を有する構造を含み、複数の孔のそれぞれの大きさよりも小さい塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃが根菜類１の一部である状態で複数の孔のいずれかを通過する位置に設けられている。
【０１１８】
上記の構成において、たとえば、作業員がストロン１ｓｂ（または根）を引っ張る。それにより、複数の孔のそれぞれを通過することができない塊状栄養蓄積部１ｂがあった場合、その塊状栄養蓄積部１ｂの大きさが所定値以上であると判定することができる。
【０１１９】
そのため、根菜類１の栽培を継続しながら、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの大きさが所定値以上であるか否かを判定することができる。つまり、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃを根菜類１から切り離すことなく、塊状栄養蓄積部１ｂ，１ｃの大きさが所定値以上であるか否かを判定することができる。したがって、所定値が収穫に適した大きさに決められていれば、収穫に適した塊状栄養蓄積部１ｂを選択的に収穫することができる。
【０１２０】
（２）  実施の形態２の水耕栽培装置は、移動機構９０と制御部１１０とを備えていることが好ましい。移動機構９０は、根菜類１から所定値以上の大きさを有する塊状栄養蓄積部１ｂを切り離すように、大きさ判定部と栽培槽２とを相対的に移動させる。制御部１１０は、移動機構９０を制御する。
【０１２１】
これによれば、複数の所定値以上の大きさを有する複数の塊状栄養蓄積部１ｂを一度にまとめて根菜類１から切り離すことができる。
【０１２２】
（３）  制御部１１０は、タイマを有し、タイマが所定時間を計時するごとに、定期的に大きさ判定部と栽培槽２とを相対的に移動させることが好ましい。
【０１２３】
上記の構成によれば、所定値以上の大きさを有する塊状栄養蓄積部１ｂを定期的に収穫することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１  根菜類
１ｂ，１ｃ  塊状栄養蓄積部
２  栽培槽
２ａ  養液
５  比重判定槽
５ａ  判定液
５ｄ  流出口
７ａ  判定液貯留部
７ｂ，７ｃ  判定液供給部
８  切断部
１０  制御部
１５  検出部
２５  原液貯留部
２５ａ  原液
２５ｂ，２５ｃ  原液供給部
３０  収集部
３５  希釈液貯留部
３５ｂ，３５ｃ  希釈液供給部
３５ａ  希釈液
５０  調整部
５７  選択部
１００  水耕栽培装置
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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