(57)【要約】【課題】植物の催芽、育苗、および栽培を一貫して行う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の地下部１０Ｂが成長する地下空間１０２Ａを有する栽培室地下部１０２を備えている。水耕栽培装置１００は、植物１０の地上部１０Ａが成長する地上空間１０１Ａを有し、栽培室地下部１０２と一体となって栽培室１１２を構成する栽培室地上部１０１を備えている。水耕栽培装置１００は、植物１０の地上部１０Ａが通過し得る貫通孔５０Ａを有し、栽培室１１２内において、地下空間１０２Ａと地上空間１０１Ａとを仕切る地表面部５０を備えている。水耕栽培装置１００は、栽培室１１２内に配置され、地下部１０Ｂおよび地上部１０Ａの少なくともいずれか一方に光を照射する光源部を備えている。【選択図】図１
2016015904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、
前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、
前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、
前記栽培室内に配置され、前記地下部および前記地上部の少なくともいずれか一方に光を照射する光源部と、を備えた、水耕栽培装置。
【請求項２】
前記光源部は、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、
前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、を含み、
前記水耕栽培装置は、
前記貫通孔を通過した前記地上部を検出する地上部検出部と、
前記地上部が前記地上部検出部に検出されたか否かを示す情報に基づいて、前記地下光源部および前記地上光源部を制御する制御部と、をさらに備えた、請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項３】
前記光源部は、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、
前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、
前記地上光源部が発する光を集める集光部と、
前記集光部が集めた光を前記地下光源部まで導く光伝送部と、を含み、
前記水耕栽培装置は、前記地上光源部および前記集光部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部が、前記集光部に光を集めさせた状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地上光源部から発せられた光は、前記集光部で集められた後、前記光伝送部を通じて前記地下光源部へ送られ、それにより、前記地下光源部が点灯し、
前記制御部が、前記集光部に光を集めさせない状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地下光源部は消灯しており、
前記水耕栽培装置は、前記貫通孔を通過した前記地上部を検出する地上部検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出されたか否かを示す情報に基づいて、前記地上光源部および前記集光部を制御する、請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出されていない場合に、前記地下光源部を点灯させる、請求項２または３に記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出された場合に、前記地下光源部を消灯させ、かつ、前記地上光源部を点灯させる、請求項４に記載の水耕栽培装置。
【請求項６】
前記光源部は、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、
前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、を含み、
前記水耕栽培装置は、前記植物の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマの計時情報に基づいて、前記地下光源部および前記地上光源部を制御する制御部をさらに備えた、請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項７】
前記光源部は、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、
前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、
前記地上光源部が発する光を集光する集光部と、
前記集光部が集光した光を前記地下光源部まで導く光伝送部と、を含み、
前記水耕栽培装置は、前記地上光源部および前記集光部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部が、前記集光部を機能させた状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地上光源部から発せられた光は、前記集光部で集められた後、前記光伝送部を通じて前記地下光源部へ送られ、それにより、前記地下光源部が点灯し、
前記制御部が、前記集光部を機能させない状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地下光源部は消灯しており、
前記制御部は、前記水耕栽培装置における前記植物の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマの計時情報に基づいて、前記地上光源部および前記集光部を制御する、請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記タイマが所定時間を計時するまで、前記地下光源部を点灯させる、請求項６または７に記載の水耕栽培装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記タイマが前記所定時間を計時した後においては、前記地下光源部を消灯させ、かつ、前記地上光源部を点灯させる、請求項８に記載の水耕栽培装置。
【請求項１０】
植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、
前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、
前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下空間の雰囲気の湿度を検出する湿度検出部と、
前記地下空間の雰囲気の湿度を調整する湿度調整機と、
前記湿度検出部により検出された前記湿度の情報に基づいて、前記湿度調整機を制御する制御部と、を備えた、水耕栽培装置。
【請求項１１】
前記水耕栽培装置は、前記貫通孔を通過した前記地上部を検出する地上部検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出されていない場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が所定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御する、請求項１０に記載の水耕栽培装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出された場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が前記所定値よりも小さい特定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御する、請求項１１に記載の水耕栽培装置。
【請求項１３】
前記栽培室地下部内に前記植物のための養液を供給する供給機構をさらに備え、
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出された場合に、前記供給機構に前記養液の前記栽培室地下部への供給を開始させる、請求項１２に記載の水耕栽培装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記水耕栽培装置における前記植物の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマが特定時間を計時していない場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が所定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御する、請求項１０に記載の水耕栽培装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記タイマが前記特定時間を計時した場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が前記所定値よりも小さい特定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御する、請求項１４に記載の水耕栽培装置。
【請求項１６】
前記栽培室地下部内に前記植物のための養液を供給する供給機構をさらに備え、
前記制御部は、前記タイマが前記特定時間を計時した場合に、前記供給機構に前記養液の前記栽培室地下部への供給を開始させる、請求項１５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、土壌を使用せずに植物を栽培するための水耕栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、植物工場等において水耕栽培が行われている。また、近年においては、以前から水耕栽培されていた葉菜類に加えて、薬用植物や根菜類などの植物の水耕栽培も行われている。薬用植物や根菜類などの植物は、土壌中でその地下部が肥大する。そのため、薬用植物や根菜類の水耕栽培には、地上部が肥大する葉菜類の水耕栽培の技術とは異なる技術が必要とされる。従来の水耕栽培技術は、たとえば、次の特許文献１〜８に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５１７３０９号公報
【特許文献２】特許５０９５３４８号
【特許文献３】特開２００９−１１２３２号公報
【特許文献４】特開２００３−３１００５８号公報
【特許文献５】特開２０１２−２３１７２１号公報
【特許文献６】特開２０００−１６６４０７号公報
【特許文献７】特開２０１０−２７９２６９号公報
【特許文献８】特開２００６−２５４７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１〜８に開示されているような従来の水耕栽培装置は、いずれも、発芽する時期にある植物の周辺環境を管理する設備を備えていない。そのため、別の設備内において植物を発芽させ、その後、発芽した植物を水耕栽培装置内へ移動させ、それにより、水耕栽培装置内で植物の育苗および栽培を行っている。つまり、従来の水耕栽培装置は、植物の催芽、育苗、および栽培を一貫して行うことはできない。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、植物の催芽、育苗、および栽培を一貫して行う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】
【０００６】
本発明の第１の局面の水耕栽培装置は、植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、前記栽培室内に配置され、前記地下部および前記地上部の少なくともいずれか一方に光を照射する光源部と、を備えている。
【０００７】
本発明の第２の局面の水耕栽培装置は、植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、前記栽培室地下部内に配置され、前記地下空間の雰囲気の湿度を検出する湿度検出部と、前記地下空間の雰囲気の湿度を調整する湿度調整機と、前記湿度検出部により検出された前記湿度の情報に基づいて、前記湿度調整機を制御する制御部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の水耕栽培装置によれば、植物の催芽、育苗、および栽培を一貫して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の全体構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の地表面部を説明するための図であって、（ａ）は、地表面部の正面図であり、（ｂ）は、地表面部の平面図であり、（ｃ）は、地表面部の側面図であり、（ｄ）は地表面部の底面図である。
【図３】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の一例の光源部が植物の成長段階に応じて地下部および地上部のいずれかに光を照射する状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の他の例の光源部を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の他の例の光源部が植物の地下部に光を照射している状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の他の例の光源部が植物の地上部に光を照射している状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の制御部において実行される照明切替処理を説明するための図である。
【図８】根菜類の一例の馬鈴薯が成長する各段階を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態の水耕栽培装置による植物栽培の過程と比較例１の水耕栽培方法における植物栽培の過程とを対比するための図である。
【図１０】比較例２の水耕栽培装置を説明するための図である。
【図１１】比較例３の水耕栽培装置を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の湿度調整機が停止している状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の湿度調整機が駆動している状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の湿度調整機が植物の各成長段階に応じて停止している状態から駆動している状態へ変化することを説明する図である。
【図１５】本実施の形態の水耕栽培装置の制御部において実行される湿度調整処理を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の他の例の培地の構造を説明するための斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の他の例の培地の構造を説明するための断面の模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態の水耕栽培装置の他の例の培地の配置を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態の水耕栽培装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
（水耕栽培の概要）
本実施の形態の水耕栽培の対象となる植物１０は、図１に示されるように、地下部１０Ｂが肥大する馬鈴薯のような根菜類等である。本実施の形態の水耕栽培装置１００は、地表面部５０の下面上に地下部１０Ｂに光を照射する地下光源部２が設置されている。そのため、浴光催芽時期Ａ、育苗時期Ｂ、および栽培時期Ｃの全てにおいて、植物１０を同一の水耕栽培装置において育成することができる。
【００１２】
ただし、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、地下部１０Ｂが肥大するいかなる植物の水耕栽培にも適用され得るものである。たとえば、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、浴光催芽を必要とするいかなる植物の栽培にも適用され得るものである。また、本実施の形態の水耕栽培装置は、地下空間において雰囲気の湿度の調整を必要とするいかなる植物の栽培にも適用され得るものである。
【００１３】
(実施の形態の水耕栽培装置の一例の構成)
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、栽培室１１２を備えている。栽培室１１２は、栽培室地上部１０１と栽培室地下部１０２とを備えている。栽培室地上部１０１は、植物１０の地上部１０Ａが成長する地上空間１０１Ａを有している。栽培室地下部１０２は、植物１０の地下部１０Ｂが成長する地下空間１０２Ａを有している。栽培室地上部１０１と栽培室地下部１０２とは、一体となって栽培室１１２を構成している。
【００１４】
栽培室１１２内の地上空間１０１Ａおよび地下空間１０２Ａは、それぞれ、栽培室地下部１０２および栽培室地上部１０１によって構成された筐体構造によって、外部空間から遮断されている。したがって、外部の光は、水耕栽培装置１００内には入らない。また、外部の雰囲気と水耕栽培装置１００内の雰囲気とは、強制的に換気しないかぎり、互いに移動し難い状態が形成されている。
【００１５】
水耕栽培装置１００は、地表面部５０を備えている。地表面部５０は、栽培室１１２内において、地下空間１０２Ａと地上空間１０１Ａとを仕切っている。地表面部５０は、地下空間１０２Ａと地上空間１０１Ａとを遮光している。地表面部５０による植物１０の地下部１０Ｂへ照射される光の遮断は、栽培時期Ｃに必要になる。
【００１６】
栽培室地下部１０２の底面部上には、地下部１０Ｂが載置される位置には、種芋のための設置スペーサ部１１が配置されている。設置スペーサ部１１の高さは、いかなる程度であってもよいが、植物１０が馬鈴薯である場合には、１０ｍｍ程度が理想的である。水耕栽培装置１００を上下方向に積み重ねる場合に、設置スペーサ部１１の高さが所定の範囲内の小さな値であることが望ましいからである。
【００１７】
水耕栽培装置１００は、地上光源部１と地下光源部２とを備えている。地上光源部１は、栽培室地上部１０１内に配置され、植物１０の地上部１０Ａに光を照射する。地上光源部１は、栽培室地上部１０１の天井面に取り付けられている。地下光源部２は、栽培室地下部１０２内に配置され、植物１０の地下部１０Ｂに光を照射する。地下光源部２は、地表面部５０の下側面に取り付けられている。
【００１８】
地上光源部１および地下光源部２は、いずれも、発光体を有していれば、蛍光灯またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のいかなる光源であってもよい。地表面部５０の上面から栽培室地上部１０１の天井面までの距離ｈ２は、約３００ｍｍ程度〜約５００ｍｍ程度であることが好ましい。植物１０が矮性品種である場合には、地表面部５０の上面から地上光源部１までの距離ｈ２は、３００ｍｍより小さくてもよい。栽培室地下部１０２の底面から地表面部５０の下面までの距離ｈ１は、約１５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度であることが望ましい。
【００１９】
前述のように、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、地上光源部１だけでなく、地下光源部２も備えているため、植物１０の地上部１０Ａに光を照射することができるだけでなく、植物１０の地下部１０Ｂに光を照射することもできる。そのため、浴光催芽によって植物１０の地下部１０Ｂの成長を促進させることができる。したがって、水耕栽培装置１００によれば、育苗時期Ｂおよび栽培時期Ｃだけでなく、浴光催芽時期Ａにおいても、植物１０の成長を管理することができる。
【００２０】
地上光源部１および地下光源部２は、作業員が点灯または消灯するものであっても、制御部６によって自動的に点灯または消灯されるものであってもよい。また、光源部は、点灯および消灯のみならず、その出力が増減されてもよい。また、地上光源部１および地下光源部２の代わりに、地下空間１０２Ａと地上空間１０１Ａとの間を移動する１つの光源部が設けられていてもよい。これによっても、地上部１０Ａだけでなく、地下部１０Ｂにも光を照射することができる。１つの光源部が地下空間１０２Ａと地上空間１０１Ａとの間を移動する場合、地表面部５０には、その１つの光源部の移動用の開口が形成されている。また、その開口は、１つの光源部の移動が終了すると、その開口を閉ざす扉が設けられている。
【００２１】
植物１０を栽培する方式は、１％程度の緩やかな傾斜を持つ地表面部５０上に、培養液を少量ずつ流下させる薄膜水耕栽培方式であってよい。つまり、ＮＦＴ（Nutrient Film Technique または Nutrient Flow Technique）が用いられてもよい。また、植物１０を栽培する方式は、栽培ベッドに肥料が溶けた養液９を溜めておくことにより、土を使わずに養液９のみで植物１０を栽培する湛液型水耕栽培方式であってもよい。つまり、ＤＦＴ（Deep Flow Technique）が用いられてもよい。ただし、栽培方式は、前述のもの以外のいかなるものであってもよい。養液９を植物１０に噴霧する水耕栽培の場合、地上光源部１および地下光源部２等の照明機器が防水機能を有していることが望ましい。
【００２２】
本実施の形態の水耕栽培装置１００は、湿度調整機２０と湿度検出部４とを備えている。以下に詳細に説明されるが、制御部６は、湿度検出部４により検出された湿度の情報に基づいて、浴光催芽時期Ａが経過するまでは、植物１０の地下部１０Ｂの周辺の雰囲気の湿度が所定の範囲内の値に維持されるように、湿度調整機２０を制御する。本実施の形態においては、浴光催芽時期Ａが経過すると、制御部６は、湿度調整機２０の制御を停止する。ただし、浴光催芽時期Ａが経過した後も、制御部６は、湿度調整機２０の制御を継続してもよい。
【００２３】
本実施の形態の水耕栽培装置１００は、養液タンク７と養液タンク７内の養液９を栽培室地下部１０２内へ供給するポンプ８とを備えている。養液タンク７とポンプ８とは、栽培室地下部１０２内へ養液９を供給する供給機構を構成している。以下に詳細に説明されるが、制御部６は、浴光催芽時期Ａが経過したと判定した場合に、ポンプ８を駆動することにより、養液タンク７に蓄えられている養液９を栽培室地下部１０２内へ供給する。
【００２４】
図２に示されるように、地表面部５０は、植物１０の地上部１０Ａが通過し得る貫通孔５０Ａを有している。貫通孔５０Ａは、植物１０の地上部１０Ａ、たとえば茎および葉が通過する程度の大きさの円形を有している。地表面部５０の下面上には、地下光源部２が取り付けられている。地表面部５０の上面上には、地上部検出部３が取り付けられている。地上部検出部３は、貫通孔５０Ａを通過した地上部１０Ａを検出する。地上部検出部３としては、赤外線を利用して植物１０の地上部１０Ａを検出するセンサ、具体的には、フォトマイクロセンサ透過型などが考えられる。
【００２５】
（実施の形態の水耕栽培装置の制御の一例）
図１に示されるように、水耕栽培装置１００は、制御部６を備えている。制御部６は、地上部検出部３から送られてきた地上部１０Ａの検出の有無を示す情報に基づいて、地上光源部１および地下光源部２を制御する。制御部６は、地上部検出部３から送られてきた信号によって、地上部１０Ａが貫通孔５０Ａを通過したか否かの情報を得ることができる。それにより、制御部６は、その情報に基づいて、地下光源部２および地上光源部１のそれぞれの点灯、消灯、および出力増減を独立して制御する。それにより、制御部６は、植物１０の成長段階に応じて、地下部１０Ｂへの光の照射および地上部１０Ａの少なくともいずれか一方へ光を照射する。
【００２６】
図３に示されるように、制御部６は、地上部検出部３によって地上部１０Ａが検出されるまで、地下光源部２を点灯させる。そのため、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂにおいて植物１０の地下部１０Ｂに光を自動的に照射することができる。制御部６は、地下光源部２を点灯させているときに、すなわち、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂにおいて地上光源部１を消灯させている。そのため、無駄な消費電力の発生を防止することができる。
【００２７】
図３に示されるように、制御部６は、地上部検出部３によって地上部１０Ａが検出された後、地下光源部２を消灯させ、かつ、地上光源部１を点灯させる。そのため、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂの後の栽培時期Ｃに、自動的に、不要になった地下部１０Ｂへ照射される光の量を低減する一方で、必要とされる地上部１０Ａへの光の照射を実行することができる。地下部１０Ｂへの光の照射は、ストロンの発生を抑制するので、本実施の形態においては、栽培時期Ｃには、地下光源部２を消灯させている。
【００２８】
地下部１０Ｂに対して光が照射されるのを防止する必要があるのは、地下茎からストロンが伸長する着蕾期以後である。着蕾期以後においては、地上部１０Ａの葉で光合成によって生成されたデンプンが、地下部１０Ｂへ転流し始める。その結果、塊茎の肥大化が促進される。ストロンに光が照射されてしまうと、地下部１０Ｂとしてのストロンが地上茎として成長してしまうため、植物は、塊茎を形成することができない。したがって、後述されるように、栽培時期Ｃになると、地下部１０Ｂに対する光の照射を防止することが好ましい。
【００２９】
（実施の形態の水耕栽培装置の制御の他の例）
上記の制御の一例の代わりに、制御部６は、植物１０の栽培が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマ６Ａの計時情報に基づいて、地下光源部２および地上光源部１を制御してもよい。この場合、制御部６は、植物１０の栽培が開始された後の所定の時点からの計時情報に基づいて、地下光源部２および地上光源部１のそれぞれの点灯、消灯、および出力増減を独立して制御する。この制御によっても、植物１０の成長段階に応じて地下部１０Ｂへの光の照射および地上部１０Ａへ光の照射を制御することができる。
【００３０】
たとえば、制御部６は、タイマ６Ａが所定時間を計時するまで、地下光源部２を点灯させる。この場合、所定時間を浴光催芽時期Ａの開始から育苗時期Ｂの終わりまでの期間に対応するように設定しておく。それにより、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂにおいて植物１０の地下部１０Ｂに光を自動的に照射することができる。
【００３１】
また、制御部６は、タイマ６Ａが所定時間を計時した後においては、地下光源部２を消灯させ、かつ、地上光源部１を点灯させる。その場合も、所定時間を浴光催芽時期Ａの開始から育苗時期Ｂの終わりまでの期間に対応するように設定しておく。それにより、浴光催芽時期Ａの後の育苗時期Ｂおよび栽培時期Ｃに、自動的に、不要になった地下部１０Ｂへ照射される光の量を低減する一方で、必要とされる地上部１０Ａへの光の照射を実行することができる。そのため、制御部６は、植物１０の成長段階のそれぞれに適した光の照射を自動的に実行することができる。
【００３２】
（植物の成長過程と光源部の点灯および消灯との関係）
図３に示されるように、植物１０の育成期間は、浴光催芽時期Ａ、育苗時期Ｂ、および栽培時期Ｃに分けられる。浴光催芽時期Ａは、植物１０の育成開始から約３０日〜約４０日程度である。浴光催芽は、日光を使用した土耕栽培においても行われており、丈夫な芽の成長を促進させることによって、複数の植物１０の成長の斉一性を向上させる目的、および、収穫量を増加させる目的で行われる。植物１０が馬鈴薯である場合、浴光催芽時期Ａにおいては、植物１０の地下部１０Ｂに光が照射されることにより、種芋から芽が５ｍｍ程度伸長するまでの時期である。育苗時期Ｂは、浴光催芽時期Ａの後、着蕾期までの期間であって、種芋からストロンが形成されるまでの期間を意味している。栽培時期Ｃは、育苗時期Ｂ以降の植物１０の収穫までの期間を意味している。
【００３３】
図３に示されるように、浴光催芽時期Ａにおいては、植物１０の地下部１０Ｂに地下光源部２の光が照射される。それにより、たとえば、馬鈴薯のような植物１０であれば、種芋から根１０Ｃおよび茎が出る。つまり、植物１０は、種芋から発芽する。
【００３４】
図３に示されるように、育苗時期Ｂにおいても、植物１０の地下部１０Ｂに地下光源部２の光が照射される。それにより、根１０Ｃおよび茎が伸びる。浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂのいずれにおいても、地上光源部１は消灯している。
【００３５】
図３に示されるように、栽培時期Ｃにおいては、茎が地上空間１０１Ａへ向かって伸び、貫通孔５０Ａを通過する。それにより、地上部検出部３が地上部１０Ａを検出する。それにより、制御部６は、植物１０は栽培時期Ｃにあると判断して、地上光源部１を点灯させ、地下光源部２を消灯させる。
【００３６】
このとき、貫通孔５０Ａと地上部１０Ａの茎との間に、培地５１が作業員によって充填される。この状態では、地上光源部１から発せられた光は、地下部１０Ｂには照射されず、地上部１０Ａのみに照射される。培地５１は、スポンジのような柔軟性および保水性を有する材料で形成されている。ただし、培地５１は、後述されるハイドロボールのような遮光性の固体が編み目状の容器に入れられたものであってもよい。
【００３７】
次の表１には、センサ信号入力、照明信号１出力、および照明信号２出力と各栽培時期との関係が示されている。センサ信号入力は、地上部検出部３が地上部１０Ａを検出したことを示す信号である。照明信号１出力は、地上光源部１を点灯（ＯＮ）および消灯（ＯＦＦ）のいずれの状態にするかを示す信号である。また、照明信号２出力は、地下光源部２を点灯（ＯＮ）および消灯（ＯＦＦ）のいずれの状態にするかを示す信号である。
【００３８】
【表１】
2016015904.tif 000003
表２には、浴光催芽時期Ａ、育苗時期Ｂ、および栽培時期Ｃと地上部１０Ａおよび地下部１０Ｂの明／暗との関係が示されている。表２において、「明」は、光が照射されていることを意味している。また、表２において、「暗」は、光が照射されていないことを意味している。
【００３９】
【表２】
2016015904.tif 000004
（実施の形態の水耕栽培装置の他の例の構成）
図４に示されるように、水耕栽培装置１００は、地上光源部１が発する光を集める集光部１２Ｂと、集光部１２Ｂが集めた光を地下光源部２まで導く光伝送部１２Ａとを備えるものであってもよい。この場合、制御部６は、地下光源部２を制御せず、地上光源部１および集光部１２Ｂを制御する。
【００４０】
図５に示されるように、制御部６が、集光部１２Ｂに光を集めさせた状態で、地上光源部１を点灯させるときには、地上光源部１から発せられた光は、集光部１２Ｂで集められる。その後、集光部１２Ｂで集められた光は、光伝送部１２Ａを通じて地下光源部２へ送られる。それにより、地下光源部２が点灯している。一方、図６に示されるように、制御部６が、集光部１２Ｂに光を集めさせない状態で、地上光源部１を点灯させるときには、地下光源部２は消灯している。
【００４１】
図４〜図６に示される集光部１２Ｂと光伝送部１２Ａとが用いられる場合、制御部６は、地上部検出部３から送られてきた地上部１０Ａの検出の有無を示す情報に基づいて、地上光源部１および集光部１２Ｂを制御する。また、図４〜図６に示される集光部１２Ｂと光伝送部１２Ａとが用いられる場合、制御部６は、植物１０の栽培が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマ６Ａの計時情報に基づいて、地上光源部１および集光部１２Ｂを制御してもよい。
【００４２】
（実施の形態の水耕栽培装置の制御部の照明切替処理）
次に、図７を用いて、制御部６において実行される照明切替処理を説明する。
【００４３】
制御部６は、ステップＳ１において、水耕栽培装置１００において植物１０の成長の管理が開始されたか否かを判別する。この水耕栽培装置１００における成長の管理の開始の時点は、たとえば、地下空間１０２Ａに馬鈴薯等の種芋のような植物１０の地下部１０Ｂが載置された時点であってもよい。具体的には、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理の開始の時点は、たとえば、作業員の判断により、制御部６による制御の開始を知らせる信号を送るスイッチが押され、制御部６がその信号を受けとったと認識した時点であってもよい。また、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理の開始の時点は、設置スペーサ部１１にセンサが設けられており、そのセンサが設置スペーサ部１１に植物１０の地下部１０Ｂが載置されたことを検出したと制御部６が認識した時点であってもよい。水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理の開始の時点は、制御部６が何らかの信号を受信することにより、タイマ６Ａの計時の起算点が決定される時点であれば、いかなる時点であってもよい。
【００４４】
ステップＳ１において、植物１０の成長の管理が開始されていなければ、植物１０の栽培が開始されるまで、制御部６は、待機している。一方、ステップＳ１において、植物１０の成長の管理が開始されていれば、ステップＳ２において、制御部６は、地下光源部２を点灯させる。このとき、地上光源部１は、電力消費量の低減の観点からは消灯していることが好ましいが、点灯していてもよい。
【００４５】
地下光源部２は、たとえば、実際にセンサが設置スペーサ部１１に植物１０の地下部１０Ｂが載置されたことを検出したと制御部６が認識した時点から所定時間だけ経過した後に、点灯するように制御されてもよい。植物１０の種類に応じて、地下部１０Ｂに光が照射されるのに適した時点に地下部１０Ｂへの光の照射が開始されることが好ましい。
【００４６】
ステップＳ３において、制御部６は、地上光源部１を消灯させている。地下光源部２が点灯しているときは、地下部１０Ｂのみが存在し、地上部１０Ａは未だ存在しないため、不必要な地上光源部１は消灯されている。この状態は、ステップＳ４で、地上部１０Ａが地上部検出部３によって検出されるか、または、栽培開始から所定時間が経過するまで、継続される。このステップＳ２〜Ｓ４の時期は、図３に示される浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂに相当する。
【００４７】
その後、ステップＳ４において、制御部６は、地上部１０Ａが地上部検出部３によって検出されたか否かを判別する。ステップＳ４において、制御部６は、地上部１０Ａが地上部検出部３によって検出されたと認識した場合には、ステップＳ５において、地下光源部２を消灯させ、ステップＳ６において、地上光源部１を点灯させる。これにより、不要となった地下部１０Ｂへの光の照射が停止され、必要なった地上部１０Ａへの光の照射が行われる。この時期ステップＳ５〜ステップＳ７の時期は、図３に示される栽培時期Ｃに相当する。
【００４８】
実験や過去のデータから、植物１０の地上部１０Ａが貫通孔５０Ａを通過するまでの速度が、ある程度の範囲内の一定期間であるということは判明している場合がある。この場合には、ステップＳ４において、制御部６は、植物１０の栽培の開始から所定時間が経過したか否かを判別してもよい。
【００４９】
その後、ステップＳ７において、制御部６は、植物１０の成長の管理を終了すべき時期か否かを判別する。ステップＳ７において、植物１０の成長の管理を終了すべき時期ではないと判定されれば、制御部６は、ステップＳ５において地下光源部２を消灯させ、ステップＳ６において地上光源部１を点灯させる制御を継続する。ステップＳ７において、制御部６は、植物１０の成長の管理を終了すべき時期であると判定された場合には、照明切替処理を終了する。
【００５０】
植物１０の成長の管理の終了すべき時期か否かは、作業員が植物１０の成長の管理を終了すべき時期であることを示す信号を制御部６へ送信し、制御部６がその信号を受け取ったことを認識したか否かによって決定されてもよい。また、植物１０の成長の管理の終了すべき時期か否かは、制御部６が予め入力された植物１０の成長の管理を終了すべき時期までタイマ６Ａが計時し終えたか否かによって決定されてもよい。
【００５１】
（植物の成長過程）
図８に示されるように、土耕栽培においては、植物１０の成長の過程は、一般に、萌芽期Ｉ、着蕾期ＩＩ、ストロン伸長期ＩＩＩ、および塊茎肥大期ＩＶに分けられる。萌芽期Ｉおよび着蕾期ＩＩ、全体として、おおよそ、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂに対応している。ストロン伸長期ＩＩＩおよび塊茎肥大期ＩＶは、おおよそ前述の栽培時期Ｃに対応している。
【００５２】
（比較例１の水耕栽培方法）
図９に示されるように、水耕栽培における植物１０の育成過程は、浴光催芽時期Ａ、育苗時期Ｂ、および栽培時期Ｃに分けられる。図９に示される比較例１の水耕栽培においては、ハイドロボール２００と呼ばれる培地が使用されている。そのため、育苗時期Ｂにおいて、容器の中に敷き詰められたハイドロボール２００の中に植物１０の地下部１０Ｂ、たとえば、種芋が埋められている。
【００５３】
図９の上側に示される比較例１の水耕栽培方法においては、浴光催芽時期Ａ、育苗時期Ｂ、および栽培時期Ｃをそれぞれにおいて、別々の設備で植物１０を育成している。したがって、比較例１の水耕栽培方法によれば、浴光催芽時期Ａから育苗時期Ｂへ移行するとき、および、育苗時期Ｂから栽培時期Ｃへ移行するときのそれぞれにおいて、植物１０を１の設備から他の設備へ移し替える必要がある。しかしながら、本実施の形態の水耕栽培装置１００によれば、図９の下側に示されるように、浴光催芽時期Ａ、育苗時期Ｂ、および栽培時期Ｃの全ての期間において、植物１０を他の設備や装置に移し替えることなく、１つの装置内で育成することができる。
【００５４】
（比較例２の水耕栽培装置）
図１０には、比較例２の水耕栽培装置の内部構造が示されている。図１０に示されるように、比較例２の水耕栽培装置は、上記した地表面部５０に相当する構成を備えていない。したがって、地上光源部１から発せられた光は、植物１０の成長の段階にかかわらず、地下部１０Ｂに照射されてしまう。したがって、ストロンの伸長を促したい時期においても、葉に光が照射されると、その光は地下部１０Ｂにも照射されてしまう。その結果、水耕栽培装置内において、ストロンの伸長を促すことができない。その結果、地下茎が成長し、塊茎が成長しないため、植物１０の作物としての価値は低下する。
【００５５】
（比較例３の水耕栽培装置）
図１１には、比較例３の水耕栽培装置が示されている。図１１に示されるように、比較例３の水耕栽培装置は、地表面部５０を備えているが、植物１０の地下部１０Ｂに光を照射するための光源部を地表面部５０の下側に備えていない。そのため、比較例３の水耕栽培装置を用いる場合、植物に浴光催芽を施すことができない。したがって、浴光催芽を水耕栽培装置とは別の設備を用いて実行する必要がある。
【００５６】
（実施の形態の水耕栽培装置の利点）
上記の比較例１〜３の水耕栽培装置とは異なり、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、地上光源部１だけでなく、地下光源部２をも備えている。そのため、植物１０の地上部１０Ａに光を照射することができるだけでなく、植物１０の地下部１０Ｂに光を照射することもできる。また、植物１０の地上部１０Ａに光を照射するときに、地下部１０Ｂへ光が照射されることを防止することができる。それにより、浴光催芽時期Ａ、育苗時期Ｂ、および栽培時期Ｃの全ての期間において、植物１０の光の照射を必要とする部分にのみ光を照射することができる。そのため、水耕栽培装置１００内において、浴光催芽時期Ａにより植物１０の成長を効率的に促進させることができる。その結果、浴光催芽時期Ａ、育苗時期Ｂ、および栽培時期Ｃの全ての期間において、植物１０を１つの水耕栽培装置１００内において成長させることができる。
【００５７】
次の表３に、本実施の形態の水耕栽培装置と比較例１および３の水耕栽培装置との工程数の対比を示す。
【００５８】
【表３】
2016015904.tif 000005
（実施の形態の水耕栽培装置の地下空間の湿度管理）
上記した特許文献１〜８に開示された水耕栽培装置は、植物の地下部が成長する地下空間の湿度を調整する機器を備えていない。そのため、それらの水耕栽培装置において、催芽時期において植物の地下部の周辺の雰囲気の湿度を調節することができないという問題がある。浴光催芽時期において植物の地下部の周辺の雰囲気の湿度を調節することが求められている。そこで、本実施の形態の水耕栽培装置１００は、図１、図１２、および図１３に示されるように、地下空間１０２Ａ内の雰囲気の湿度を調整する湿度調整機２０を備えている。それにより、本実施の形態の水耕栽培装置１００によれば、浴光催芽時期Ａにおいて植物１０の周辺の雰囲気の湿度を調節することができる。
【００５９】
（実施の形態の水耕栽培装置の湿度調整のための構成）
図１、図１２、および図１３に示されるように、水耕栽培装置１００は、湿度調整機２０と湿度検出部４とを備えている。湿度調整機２０は、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を調整する。そのために、湿度調整機２０は、その本体２０Ｃの内部に加湿機および除湿機を含んでいる。湿度調整機２０は、本体２０Ｃと、本体２０Ｃから延びる配管２０Ａと、配管２０Ａの先端に取り付けられたノズル２０Ｂとを含んでいる。湿度検出部４は、栽培室地下部１０２内に配置され、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を検出する。制御部６は、湿度検出部４により検出された湿度の情報に基づいて、湿度調整機２０を制御する。
【００６０】
たとえば、湿度検出部４により検出された湿度が所望の湿度より高いときは、除湿するために、制御部６は、本体２０Ｃ内の除湿機を駆動する。それにより、地下空間１０２Ａ内の雰囲気が、ノズル２０Ｂから配管２０Ａを通じて外部空間へ放出される。その結果、外部空間から湿度がより低い空気が地下空間１０２Ａへ流入する。
【００６１】
一方、湿度検出部４により検出された湿度が所望の湿度より低いときは、加湿するために、制御部６は、本体２０Ｃ内の加湿機を駆動する。それにより、本体２０Ｃ内の加湿機によって生成された湿度がより高い雰囲気が、配管２０Ａおよびノズル２０Ｂを通じて、地下空間１０２Ａへ送り込まれる。
【００６２】
この構成によれば、地下空間１０２Ａの湿度を調節することにより、浴光催芽時期Ａにおける植物１０の周辺環境を水耕栽培装置１００内で管理することができる。
【００６３】
（実施の形態の水耕栽培装置の地下空間の湿度調整のための制御）
図１４に示されるように、制御部６は、栽培の開始前に実験または過去の栽培記録によって把握された浴光催芽時期Ａ、たとえば、栽培開始から約３０日から約４０日が経過するまでは、ポンプ８を駆動させない。つまり、制御部６は、養液タンク７内の養液９を栽培室地下部１０２内へ供給しない。制御部６は、育苗時期Ｂになると、ポンプ８駆動させて、養液タンク７内の養液９を栽培室地下部１０２内へ供給する。育苗時期Ｂに養液９が栽培室地下部１０２内に存在すれば、養液９が地下空間１０２Ａ中へ蒸発するため、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を高める場合に、利点がある。
【００６４】
ただし、苗時期Ｂに養液９が栽培室地下部１０２内に長期間貯留されていると、養液９中の酸素不足が原因となって、根の腐敗を引き起こすおそれがある。そのため、栽培室地下部１０２、養液タンク７、およびポンプ８からなる循環路において循環させることが必要になる。その結果、水耕栽培装置１００の電力消費量を増加させてしまう。したがって、電力消費量を低減する観点からは、制御部６は、栽培時期Ｃになったときに、ポンプ８駆動させて、養液タンク７内の養液９を栽培室地下部１０２内へ供給することが好ましい。
【００６５】
制御部６は、浴光催芽時期Ａが経過し、その内部のタイマ６Ａにより計時されている時間から育苗時期Ｂになっていると判定した場合に、ポンプ８を駆動する。それにより、養液タンク７内の養液９が栽培室地下部１０２内へ供給される。その結果、植物１０の地下部１０Ｂ、たとえば、種芋の根の先端が養液９内に浸る。
【００６６】
この状態では、種芋表皮の保水性が維持されており、種芋から根が伸長する。種芋の根は個体により、栽培室地下部１０２の底面からの位置が異なっているのが一般的である。そのため、植物１０の根の伸長の斉一化を実現させるために、養液９の高さを所定期間が経過することに変化させることが望ましい。育苗時期Ｂにおいては、種芋の周辺の雰囲気の湿度を一定に維持することが望ましい。
【００６７】
その後、種芋から茎が伸長する。その後、地下部１０Ｂとしての茎は、地表面部５０の貫通孔５０Ａを通過し、植物１０の地上部１０Ａとなる。このとき、地表面部５０の上面上に設置された地上部検出部３によって、植物１０の地上部１０Ａが貫通孔５０Ａを通過したことが検出される。それにより、前述のように、制御部６は、地下光源部２を消灯させ、地上光源部１を点灯させる。本実施の形態においては、栽培室地下部１０２内の養液９の上面は、種芋の腐敗を防止するため、および、塊茎が形成された芋の皮目の肥大を防止するため、設置スペーサ部１１の高さより低い高さに調節される。
【００６８】
図１４に示されるように、制御部６は、地上部検出部３によって地上部１０Ａが検出されるまで、湿度検出部４により検出された栽培室地下部１０２内の雰囲気の湿度が所定値に維持されるように、湿度調整機２０を制御する。そのため、浴光催芽時期Ａにおいて植物１０の地下部１０Ｂの周辺の雰囲気の湿度を自動的に適切な値に調整することができる。植物１０が馬鈴薯である場合、地下空間１０２Ａの最適な湿度は、種芋の表皮が全て保水されている湿度であればよいが、たとえば、７０％以上であること好ましい。ただし、この所定値は、特定の１つの値に限定されず、所定の範囲内の複数の値であってもよい。
【００６９】
制御部６は、地上部検出部３によって地上部１０Ａが検出された後においては、湿度調整機２０を停止させる。そのため、浴光催芽時期Ａの後の育苗時期Ｂおよび栽培時期Ｃに、自動的に、不要になった地下部１０Ｂの周辺の雰囲気の湿度の調整を停止することができる。ただし、湿度調整機２０を停止させることの代わりに、制御部６は、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度が所定値より低い特定値となるように、湿度調整機２０を制御してもよい。
【００７０】
（実施の形態の水耕栽培装置の制御部における湿度調整処理）
図１５を用いて、制御部６において実行される湿度調整処理を説明する。
【００７１】
ステップＳＳ１において、制御部６は、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理が開始された後において所定期間が経過したか否かを判別する。ＳＳ１において、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理が開始された後において所定期間が経過していないと判定されれば、制御部６は、所定期間が経過するまで待機する。つまり、制御部６は、無駄な電力消費を防止するため、湿度調整が必要になる時期まで、湿度調整を行わずに待機している。ＳＳ１において、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理が開始された後において所定期間が経過していると判定されれば、ステップＳＳ２において、制御部６は、湿度検出部４によって検出された湿度の値を取得する。水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理の開始の時点は、前述されたように、たとえば、作業員によってその開始を示す信号を送信するためのスイッチが押され、制御部６がその信号を受信したと認識した時点等である。
【００７２】
次に、ステップＳＳ３において、制御部６は、湿度検出部４によって検出された湿度の値が下限値よりも小さいか否かを判別する。ステップＳＳ３において、湿度検出部４によって検出された湿度の値が下限値以上であると判定されると、制御部６は、ステップＳＳ７の処理を実行する。一方、ステップＳＳ３において、湿度検出部４によって検出された湿度の値が下限値よりも小さいと判定されれば、ステップＳＳ４において、制御部６は、地下空間１０２Ａに雰囲気の湿度を増加させるように湿度調整機２０を制御する。
【００７３】
その後、ステップＳＳ５において、制御部６は、湿度調整機２０による加湿が開始されてから所定期間が経過したか否かを判別する。ステップＳＳ５において、湿度調整機２０による加湿が開始されてから所定期間が経過したと判定されれば、ＳＳ６において、制御部６は、湿度検出部４により検出された湿度の値を取得した後、ステップＳＳ７の処理を実行する。
【００７４】
ステップＳＳ７においては、制御部６は、湿度検出部４によって検出された湿度の値が上限値よりも大きいか否かを判別する。ステップＳＳ７において、湿度検出部４によって検出された湿度の値が上限値以下であると判定されると、制御部６は、ステップＳＳ１０の処理を実行する。一方、ステップＳＳ７において、湿度検出部４によって検出された湿度の値が上限値よりも大きいと判定されると、ステップＳＳ８において、制御部６は、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を低減させるように湿度調整機２０を制御する。
【００７５】
その後、ステップＳＳ９において、制御部６は、湿度調整機２０による除湿が開始されてから所定期間が経過したか否かを判別する。ステップＳＳ９においては、湿度調整機２０による除湿が開始されてから所定期間が経過したと判定されれば、制御部６は、ステップＳＳ１０の処理を実行する。
【００７６】
ステップＳＳ１０においては、制御部６は、地上部検出部３が地上部１０Ａを検出したか否かを判別する。ただし、その代わりに、制御部６は、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理が開始された後、所定期間が経過した否かを判別してもよい。この所定期間は、植物１０の管理を終了すべき時間が経過したことを意味する期間である。ステップＳＳ１０においては、地上部検出部３が地上部１０Ａを検出したと判定された場合、または、植物１０の成長の管理が開始された後、所定期間が経過したと判定された場合には、制御部６は、湿度調整機２０を停止する。このとき、制御部６は、ポンプＰによる養液９の供給を開始する。その後、制御部６は、ステップＳＳ１〜ステップＳＳ１０の処理を繰り返す。
【００７７】
ステップＳＳ１１においては、湿度調整機２０を停止する制御を行っている。つまり、制御部６は、たとえば、湿度調整機２０を加湿状態から加湿しない状態へ切り替えている。これによれば、栽培時期Ｃにおいて、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂよりも低い湿度に地下空間１０２Ａの雰囲気を維持することができる。その代わりに、制御部６は、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を前述の上限値と下限値との間の所定値よりも小さい特定値に維持されるように、湿度調整機２０を制御してもよい。この場合も、栽培時期Ｃにおいて、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂよりも低い湿度に地下空間１０２Ａの雰囲気を維持することができればよい。
【００７８】
上記のように、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を調整することにより、栽培室地下部１０２内の養液９の高さを管理する機構部が不要になる。また、個々の種芋ごとに、芽の位置が異なるが、そのような場合においても、地下部１０Ｂの周辺の雰囲気の湿度および種芋の表皮の保水性を極力均一に維持することできる。
【００７９】
一方、ステップＳＳ１０において、地上部検出部３が地上部１０Ａを検出していないと判定された場合、制御部６は、湿度調整機２０を駆動させた状態で、かつ、ポンプＰによる養液９の供給を開始しない状態で、ステップＳＳ２の処理を実行する。ステップＳＳ１０において、制御部６は、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理が開始された後、所定期間が経過しているか否かを判別してもよい。それにより、前述の所定期間が経過していないと判定された場合に、制御部６は、湿度調整機２０を駆動させた状態で、かつ、ポンプＰによる養液９の供給を開始しない状態で、ステップＳＳ２の処理を実行してもよい。
【００８０】
つまり、本実施の形態の水耕栽培装置１００によれば、制御部６は、タイマ６Ａにより計時されている時間に基づいて、その内部に予め記憶されている浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂが経過したと判定した場合に、ポンプ８を駆動する。つまり、制御部６は、栽培時期Ｃになったと認識したときに、ポンプ８を駆動している。それにより、養液タンク７に蓄えられている養液９が栽培室地下部１０２内へ供給される。
【００８１】
（培地の他の例）
次に、図１６〜図１８を用いて、本実施の形態の水耕栽培装置１００において使用され得る他の例の培地５１が説明される。
【００８２】
図１６に示されるように、他の例の培地５１は、直径約１５０ｍｍの実質的に円筒形状を有する容器状の構造体３００を備えている。容器状の構造体３００は、底面部７０と壁面部９０とによってその外形が形作られている。
【００８３】
底面部７０は、同心円状の複数の枠状部材７００によって構成されており、平面視において、円形の外形を有している。複数の枠状部材７００は、それぞれ、円の一部の切欠きとしての不連続部が設けられている。複数の不連続部が全体として一直状に並べられている。したがって、一直線上に並べられた複数の不連続部は、植物１０の複数の茎の挿入経路として機能する。挿入経路に挿入された植物１０の茎は、枠状部材７００同士の間の空間である貫通領域に挿入され得る。
【００８４】
壁面部９０は、格子状の部材によって構成され、円筒形状を有している。底面部７０は、矢印Ｉで示される方向に移動されて、十字に形成された取付部材４００によって、壁面部９０に取り付けられている。取付部材４００を構成する２つの線状部材１１０のそれぞれの両端には、フック部１１０ａおよび１１０ｂが設けられている。２つの線状部材１１０のフック部１１０ａおよび１１０ｂは、矢印ＩＩおよびＩＩＩで示される方向に移動されて、壁面部９０の格子に引っかけられている。取付部材４００には、後述される遮光性固体３０の重力が加えられる。そのため、取付部材４００は、壁面部９０から外れない。したがって、底面部７０を構成する同心円状の複数の枠状部材７００は、十字に形成された取付部材４００によって支持された状態で、格子状の壁面部９０に固定されている。
【００８５】
容器状の構造体３００内には、矢印ＩＶで示されるように、一群の遮光性固体３０が敷き詰められる。それにより、所定数の遮光性固体３０によって地上部１０Ａの周囲の空間から地下部１０Ｂの周囲の空間への光の経路が完全に遮断されている。したがって、地上光源部１から発せられた光が、地上空間１０１Ａを経由して、地下空間１０２Ａへ進入することが防止されている。つまり、地上光源部１から発せられた光は、植物１０の地上部１０Ａには照射されても、地下部１０Ｂには照射されない。その結果、栽培時期Ｃにおいて地下部１０Ｂから成長するストロンに塊茎としての種芋が形成されることに悪影響が及ぼされることが防止されている。
【００８６】
図１７および図１８に示されるように、培地５１が水耕栽培装置１００の地表面部５０に取り付けられる。具体的には、培地５１が栽培室地下部１０２に設置されている地表面部５０の所定の位置に設けられた貫通孔５０Ａに挿入される。図１７および図１８に示される地表面部５０の貫通孔５０Ａは、地表面部５０の貫通孔５０Ａよりも大きく、１つの植物１０から延びる複数の茎が全て貫通孔５０Ａを通過できる程度の大きさを有している。
【００８７】
貫通孔５０Ａは、平面視において、円形状を有している。また、貫通孔５０Ａは、図１６に示されるように、断面視において、段差部５０Ｂを有している。この段差部５０Ｂの下側部分は、培地５１を支持する培地支持部を構成している。ただし、貫通孔５０Ａの構造は、植物１０の地上部１０Ａが成長する地上空間１０１Ａと植物１０の地下部１０Ｂが成長する地下空間１０２Ａとを仕切ることができるように、培地５１を支持できる構造であれば、いかなる構造であってもよい。
【００８８】
貫通孔５０Ａと培地５１との間に隙間が形成されないように、貫通孔５０Ａの形状は、平面視において培地５１の壁面部の形状と実質的に同一であることが望ましい。
【００８９】
上記の作業の結果、植物１０体の塊茎としての種芋は、茎から伸びた根が養液９に浸るように、水耕栽培装置１００の栽培槽の底板部上に設置された設置スペーサ部１１の上に載置される。この状態で、植物１０は、根から栽培室地下部１０２内に貯留された養液９を吸収することができる。種芋が養液９に浸かってしまうことがないように、水耕栽培装置１００を構成する栽培室地下部１０２内において、養液９の上面は、設置スペーサ部１１の上面より下側に位置付けられている。
【００９０】
前述の図１７および図１８に示される培地５１は、植物１０が挿入されずに組み立てられた状態で、地表面部５０の貫通孔５０Ａに挿入されてもよい。この場合、地下空間１０２Ａにおいて成長してきた植物１０の茎の先端部が、容器状の構造体３００の編み目を通過し、遮光性固体３０を押しのけながら、地上空間１０１Ａへ向かって成長する。このような水耕栽培の方法によれば、植物１０を培地５１に挿入する作業手間を省略することができる。
【００９１】
（実施の形態の水耕栽培装置の利点のまとめ）
近年、施設園芸や植物工場の普及により水耕栽培を利用する企業が増加している。その理由は、水耕栽培は土壌を利用しない栽培であるため、土壌に起因する連作障害や病害虫が少ないからである。また、完全閉鎖型植物工場における水耕栽培の場合には、植物の成長状態を管理し易いため、天候不順が植物に与える悪影響を回避することができる。また、一年を通じて安定した収穫を確保することができるという利点もある。
【００９２】
上記のような水耕栽培における昨今の栽培対象となる植物は、葉菜類またはトマトなどの野菜類が中心である。さらに、付加価値の高い薬用植物または根菜類などの新たな商用植物の栽培の取り組みも行われている。
【００９３】
しかしながら、上記した比較例１〜３の水耕栽培装置は、葉菜類を主な栽培対象としている。そのため、根菜類または薬用植物の栽培に適した水耕栽培装置ではない。たとえば、葉菜類の水耕栽培においては、植物の種子をウレタンスポンジなどの水耕栽培用の培地において成長させた後、種子から成長した幼苗を水耕栽培装置に移植している。この場合、根菜類を水耕栽培用の培地から水耕栽培装置へ移植するときに根に与えられる損傷が、その後の根菜類の成長に大きな悪影響を与えることがある。また、馬鈴薯のような塊茎を種子とする植物の場合においては、直径５０ｍｍ以上の種芋の保水状態を一定に維持することが必要になる。
【００９４】
そのため、水耕栽培用の培地を利用した育苗が一般的に行われている。この植物の育苗は、植物の浴光催芽および栽培とは別の設備で行われている。したがって、比較例の水耕栽培によれば、浴光催芽工程、育苗工程、および栽培工程の全てを同一の設備において実行することができない。
【００９５】
また、薬用植物または根菜類などの植物は、土壌中でその地下部が肥大するものである。そのため、それらの植物の栽培のためには、上記した地上部が肥大する葉菜類とは大きく異なる技術によって栽培されることを必要とする。たとえば、馬鈴薯は、その繁殖のために、種芋の状態からその成長の管理が開始される。種芋から萌芽させるためには、その周囲環境を所望の保水状態に維持する必要になる。
【００９６】
さらに、地下部が肥大する根菜類等の植物は、地下茎等の地下部を光から遮蔽しなければならない。この遮蔽は、たとえば、馬鈴薯の場合、地下茎からストロンが生成される着蕾期の後に必要となる。その理由は、ストロンは、遮光されていないと、塊茎ではなく、地上茎として成長してしまうためである。したがって、地上部としての葉で光合成によって生成されたデンプンを、地下部へ転流し始め、塊茎の肥大化を促進するためには、地下部を光から遮蔽することが必要になる。
【００９７】
以上をまとめると、従来の水耕栽培装置を用いて根菜類を栽培する場合、根菜類を収穫するときに、根菜類の周囲に設けられた培地を除去する作業が必要である。そのため、その作業中に根菜類の根や芽に損傷を与えるおそれがある。また、培地を除去する作業は、人手に頼らざる得ないため、植物栽培のためのコストの増加してしまう。
【００９８】
さらに、培地を利用する栽培においては、培地の設置および除去は、人手による作業であるため、これらの作業の工程管理を水耕栽培装置の動作の工程管理とは別に行う必要がある。そのため、培地を利用する栽培においては、種芋の播種から作物の収穫まで、植物の栽培工程の全体にわたって一貫した工程管理をすることができない。
【００９９】
以上のようなことから、培地を使用する水耕栽培においては、浴光催芽工程、育苗工程、および栽培工程を個別に管理することが必要である。そのため、前述の各工程の個別管理の負担を軽減するために、育苗工程において培地を使用しないことにより、浴光催芽から育苗を経て栽培までの工程を同一設備によって一貫して管理することを可能にする手段が求められている。
【０１００】
一方、本実施の形態の水耕栽培装置１００によれば、浴光催芽から育苗を経て栽培までの全工程を同一装置において一貫して管理することができる。
【０１０１】
（実施の形態の水耕栽培装置の構成および効果の要点）
以下、本実施の形態の水耕栽培装置の構成およびそれにより得られる効果を説明する。
【０１０２】
（１）  本実施の形態の水耕栽培装置１００は、植物１０の地下部１０Ｂが成長する地下空間１０２Ａを有する栽培室地下部１０２を備えている。水耕栽培装置１００は、植物１０の地上部１０Ａが成長する地上空間１０１Ａを有し、栽培室地下部１０２と一体となって栽培室１１２を構成する栽培室地上部１０１を備えている。水耕栽培装置１００は、植物１０の地上部１０Ａが通過し得る貫通孔５０Ａを有し、栽培室１１２内において地下空間１０２Ａと地上空間１０１Ａとを仕切る地表面部５０を備えている。水耕栽培装置１００は、栽培室１１２内に配置され、地下部１０Ｂおよび地上部１０Ａの少なくともいずれか一方に光を照射する光源部を備えている。
【０１０３】
上記の構成によれば、光源部は、植物１０の地上部１０Ａに光を照射することができるだけでなく、植物１０の地下部１０Ｂにも光を照射することができる。そのため、水耕栽培装置１００において、浴光催芽時期Ａの植物１０の地下部１０Ｂの成長を促進させることができる。また、植物１０の地上部１０Ａに光を照射するときに、地下部１０Ｂに光が照射されない。したがって、上記の構成によれば、植物の催芽、育苗、および栽培を一貫して行うことができる。
【０１０４】
前述の光源部は、作業員が点灯または消灯するものであっても、制御部６によって自動的に点灯または消灯されるものであってもよい。また、前述の光源部は、点灯および消灯のみならず、その出力の増減がなされてもよい。
【０１０５】
前述の光源部は、地下空間１０２Ａと地上空間１０１Ａとの間を移動することにより、地下部１０Ｂおよび地上部１０Ａの少なくともいずれか一方に光を照射するものであってもよい。また、前述の光源部は、１つの発光体が地表面部５０部にその姿勢を変更し得るように構成されたものであってもよい。これによれば、光は、発光体の姿勢の変更により、地下部１０Ｂに照射されたり、地上部１０Ａに照射されたりする。
【０１０６】
栽培室１１２内の空間は、栽培室地下部１０２および栽培室地上部１０１によって構成された筐体構造によって、水耕栽培装置１００の外部の空間から遮光されていることが好ましい。
【０１０７】
（２）  前述の光源部は、栽培室地下部１０２内に配置され、地下部１０Ｂに光を照射する地下光源部２と、栽培室地上部１０１内に配置され、地上部１０Ａに光を照射する地上光源部１とを含んでいてもよい。水耕栽培装置１００は、貫通孔５０Ａを通過した地上部１０Ａを検出する地上部検出部３を備えていてもよい。この場合、水耕栽培装置１００は、地上部１０Ａが地上部検出部３に検出されたか否かを示す情報に基づいて、地下光源部２および地上光源部１を制御する制御部６を備えていることが好ましい。
【０１０８】
上記の構成によれば、制御部６は、地上部１０Ａが貫通孔５０Ａを通過したか否かの情報に基づいて、地下光源部２および地上光源部１のそれぞれの点灯、消灯、および出力増減を独立して制御することができる。したがって、植物１０の成長段階に応じて地下部１０Ｂへの光の照射の態様および地上部１０Ａへ光の照射の態様を変更することができる。
【０１０９】
（３）  前述の光源部は、地下部１０Ｂに光を照射する地下光源部２と、栽培室地上部１０１内に配置され、地上部１０Ａに光を照射する地上光源部１とを含んでいてもよい。前述の光源部は、地上光源部１が発する光を集める集光部１２Ｂと、集光部１２Ｂが集めた光を地下光源部２まで導く光伝送部１２Ａとを含んでいてもよい。水耕栽培装置１００は、集光部１２Ｂおよび地上光源部１を制御する制御部６を備えていることが好ましい。
【０１１０】
この場合、制御部６が、集光部１２Ｂに光を集めさせた状態で、地上光源部１を点灯させるときには、地上光源部１から発せられた光は、集光部１２Ｂで集められた後、光伝送部１２Ａを通じて地下光源部２へ送られ、それにより、地下光源部２が点灯してもよい。制御部６が、集光部１２Ｂに光を集めさせない状態で、地上光源部１を点灯させるときには、地下光源部２は消灯していてもよい。
【０１１１】
水耕栽培装置１００は、貫通孔５０Ａを通過した地上部１０Ａを検出する地上部検出部３を備えていてもよい。この場合、制御部６は、地上部１０Ａが地上部検出部３に検出されたか否かを示す情報に基づいて、地上光源部１および集光部１２Ｂを制御することが好ましい。
【０１１２】
上記の構成によれば、地上部１０Ａが貫通孔５０Ａを通過したか否かの情報に基づいて、地下光源部２および地上光源部１のそれぞれの点灯、消灯、および出力増減を制御することができる。したがって、植物１０の成長段階に応じて地上部１０Ａへの光の照射および地下部１０Ｂへの光の照射を変更することができる。また、上記の構成によれば、地下光源部２は、地上光源部１が発する光によって点灯するものであるため、地上光源部１に比較して地下光源部２の構成を簡略化することができる。
【０１１３】
（４）  制御部６は、地上部１０Ａが地上部検出部３に検出されていない場合に、地下光源部２を点灯させることが好ましい。
【０１１４】
上記の構成によれば、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂにおいて植物１０の地下部１０Ｂに光を自動的に照射することができる。制御部６は、地下光源部２を点灯させているときに、地上光源部１を消灯させてもよい。これにより、無駄な消費電力の発生を防止することができる。
【０１１５】
（５）  制御部６は、地上部１０Ａが地上部検出部３に検出された場合に、地下光源部２を消灯させ、かつ、地上光源部１を点灯させることが好ましい。
【０１１６】
上記の構成によれば、栽培時期Ｃにおいて不要である地下部１０Ｂへの光の照射を停止する一方で、必要とされる地上部１０Ａへの光の照射を実行することができる。したがって、水耕栽培装置１００の電力消費の効率を向上させることができる。
【０１１７】
この場合、地下光源部２を消灯させる代わりに、地下光源部２の出力を低減させてもよい。ただし、光が地下部１０Ｂへ照射されると、植物１０の種芋からのストロンの伸長が抑制されるため、栽培時期Ｃには地下光源部２を消灯させることが望ましい。
【０１１８】
（６）  前述の光源部は、栽培室地下部１０２内に配置され、地下部１０Ｂに光を照射する地下光源部２と、栽培室地上部１０１内に配置され、地上部１０Ａに光を照射する地上光源部１とを含んでいてもよい。この場合、水耕栽培装置１００は、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマ６Ａの計時情報に基づいて、地下光源部２および地上光源部１を制御する制御部６を備えていてもよい。
【０１１９】
上記の構成によれば、制御部６は、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理が開始された後の所定の時点からの計時情報に基づいて、地下光源部２および地上光源部１のそれぞれの点灯、消灯、および出力増減を独立して制御することができる。したがって、植物１０の成長段階に応じて地下部１０Ｂへの光の照射の態様および地上部１０Ａへ光の照射の態様を変更することができる。
【０１２０】
（７）  前述の光源部は、栽培室地下部１０２内に配置され、地下部１０Ｂに光を照射する地下光源部２と、栽培室地上部１０１内に配置され、地上部１０Ａに光を照射する地上光源部１とを含んでいてもよい。前述の光源部は、地上光源部１が発する光を集光する集光部１２Ｂと、集光部１２Ｂが集光した光を地下光源部２まで導く光伝送部１２Ａとを備えていてもよい。この場合、水耕栽培装置１００は、集光部１２Ｂおよび地上光源部１を制御する制御部６を備えていてもよい。
【０１２１】
この場合、制御部６が、集光部１２Ｂを機能させた状態で、地上光源部１を点灯させるときには、地上光源部１から発せられた光は、集光部１２Ｂで集められた後、光伝送部１２Ａを通じて地下光源部２へ送られ、それにより、地下光源部２が点灯していてもよい。制御部６が、集光部１２Ｂを機能させない状態で、地上光源部１を点灯させるときには、地下光源部２は消灯していてもよい。この場合、制御部６は、水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマ６Ａの計時情報に基づいて、地上光源部１および集光部１２Ｂを制御することが好ましい。
【０１２２】
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点からの計時情報に基づいて、地下光源部２および地上光源部１のそれぞれの点灯、消灯、および出力増減を制御することができる。したがって、植物１０の成長段階に応じて地上部１０Ａへの光の照射および地下部１０Ｂへの光の照射を制御することができる。
【０１２３】
また、上記の構成によれば、地下光源部２は、地上光源部１が発する光によって点灯するものであるため、地上光源部１に比較して地下光源部２の構成を簡略化することができる。
【０１２４】
（８）  制御部６は、タイマ６Ａが所定時間を計時するまで、地下光源部２を点灯させることが好ましい。
【０１２５】
上記の構成によれば、所定時間を浴光催芽時期Ａの開始から育苗時期Ｂの終わりまでの期間に対応するように設定しておくことにより、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂにおいて植物１０の地下部１０Ｂに光を自動的に照射することができる。
【０１２６】
（９）  制御部６は、タイマ６Ａが所定時間を計時した後においては、地下光源部２を消灯させ、かつ、地上光源部１を点灯させることが好ましい。
【０１２７】
上記の構成によれば、所定時間を浴光催芽時期Ａの開始から育苗時期Ｂの終わりまでの期間に対応するように設定しておくことにより、栽培時期Ｃに、自動的に不要になった地下部１０Ｂへの光の照射を停止することができる。加えて、必要とされる地上部１０Ａへの光の照射を開始することができる。そのため、植物１０の成長段階のそれぞれに適した光の照射を制御部６による制御によって自動的に実行することができる。地下光源部２の消灯の代わりに、地下光源部２の光の出力が低減されてもよい。
【０１２８】
（１０）  本実施の形態の他の局面の水耕栽培装置１００は、植物１０の地下部１０Ｂが成長する地下空間１０２Ａを有する栽培室地下部１０２を備えている。水耕栽培装置１００は、植物１０の地上部１０Ａが成長する地上空間１０１Ａを有し、栽培室地下部１０２と一体となって栽培室１１２を構成する栽培室地上部１０１を備えている。水耕栽培装置１００は、植物１０の地上部１０Ａが通過し得る貫通孔５０Ａを有し、栽培室１１２内において地下空間１０２Ａと地上空間１０１Ａとを仕切る地表面部５０を備えている。
【０１２９】
水耕栽培装置１００は、栽培室地下部１０２内に配置され、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を検出する湿度検出部４を備えている。水耕栽培装置１００は、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を調整する湿度調整機２０を備えている。水耕栽培装置１００は、湿度検出部４により検出された湿度の情報に基づいて、湿度調整機２０を制御する制御部６を備えている。
【０１３０】
上記の構成によれば、植物１０の地下部１０Ｂの周辺の湿度を管理することができる。特に、浴光催芽時期Ａにおける植物１０の周辺環境を水耕栽培装置１００内で管理することができる。したがって、上記の構成によれば、植物の催芽、育苗、および栽培を一貫して行うことができる。
【０１３１】
（１１）  本実施の形態の他の局面の水耕栽培装置１００は、貫通孔５０Ａを通過した地上部１０Ａを検出する地上部検出部３を備えていることが好ましい。この場合、制御部６は、地上部１０Ａが地上部検出部３に検出された場合に、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度が所定値に維持されるように、湿度調整機２０を制御することが好ましい。所定値は、１つの値であってもよいし、上限値と下限値との間の複数の値であってもよい。
【０１３２】
上記の構成によれば、浴光催芽時期Ａにおいて植物１０の地下部１０Ｂの周辺の雰囲気の湿度を自動的に適切な値に調整することができる。
【０１３３】
（１２）  制御部６は、地上部１０Ａが地上部検出部３に検出された場合に、地下空間の雰囲気の湿度が所定値よりも小さい特定値に維持されるように、湿度調整機２０を制御することが好ましい。この場合、湿度検出部４により検出された地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度が所定値よりも小さい特定値に維持されてもよい。所定値および特定値は、それぞれ、１つの値であってもよいし、上限値と下限値との間の複数の値であってもよい。
【０１３４】
上記の構成によれば、栽培時期Ｃにおける地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を育苗時期Ｂの地下空間１０２Ａの湿度に比較して低下させることができる。したがって、地下空間１０２Ａの湿度を栽培時期Ｃに適した湿度に調整することができる。
【０１３５】
（１３）  本実施の形態の他の局面の水耕栽培装置１００は、栽培室地下部１０２内に植物１０のための養液９を供給する供給機構（養液タンク７，ポンプ８）を備えていることが好ましい。この場合、制御部６は、地上部１０Ａが地上部検出部３に検出された場合に、供給機構（養液タンク７，ポンプ８）に養液９の栽培室地下部１０２への供給を開始させることが好ましい。
【０１３６】
上記の構成によれば、栽培時期Ｃにのみ、養液９を栽培室地下部１０２内へ供給する。そのため、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂにおいて、栽培室地下部１０２内での養液９の腐敗を防止するために、供給機構によって養液９を循環させる必要がない。その結果、供給機構の駆動に要する電力を低減することができる。また、１つの地上部検出部３によって湿度調整機構と供給機構との双方を制御することができる。
【０１３７】
（１４）  水耕栽培装置１００における植物１０の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマ６Ａが特定時間を計時していない場合がある。この場合に、制御部６は、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度が所定値に維持されるように、湿度調整機２０を制御することが好ましい。所定値は、１つの値であってもよいし、上限値と下限値との間の複数の値であってもよい。
【０１３８】
上記の構成によれば、たとえば、所定の時点を育苗時期Ｂの開始の時点に設定し、かつ、特定時間を所定時点から育苗時期Ｂが終了するまでの時間に設定しておくことができる。それにより、育苗時期Ｂにおいて植物１０の地下部１０Ｂの周辺の雰囲気の湿度を自動的に適切な値に調整することができる。
【０１３９】
（１５）  タイマが特定時間を計時した場合がある。この場合に、制御部６は、地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度が所定値よりも小さい特定値に維持されるように、湿度調整機２０を制御することが好ましい。この場合、湿度調整機２０を停止させることによって、湿度検出部４により検出された地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度が所定値よりも小さい特定値に維持されてもよい。所定値は、１つの値であってもよいし、上限値と下限値との間の複数の値であってもよい。
【０１４０】
上記の構成によれば、栽培時期Ｃにおける地下空間１０２Ａの雰囲気の湿度を育苗時期Ｂの地下空間１０２Ａの湿度に比較して低下させることができる。したがって、地下空間１０２Ａの湿度を栽培時期Ｃに適した湿度に調整することができる。
【０１４１】
（１６）  本実施の形態の他の局面の水耕栽培装置１００は、栽培室地下部１０２内に植物１０のための養液９を供給する供給機構（養液タンク７，ポンプ８）を備えていることが好ましい。タイマが前述の特定時間を計時した場合がある。この場合に、制御部６は、供給機構（養液タンク７，ポンプ８）に養液９の栽培室地下部１０２への供給を開始させることが好ましい。
【０１４２】
上記の構成によれば、栽培時期Ｃにのみ、養液９を栽培室地下部１０２内へ供給する。そのため、浴光催芽時期Ａおよび育苗時期Ｂにおいて、栽培室地下部１０２内での養液９の腐敗を防止するために、供給機構によって養液９を循環させる必要がない。その結果、供給機構の駆動に要する電力を低減することができる。
【０１４３】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１４４】
１  地上光源部
２  地下光源部
３  地上部検出部
４  湿度検出部
６  制御部
１０  植物
１０Ａ  地上部
１０Ｂ  地下部
１２Ａ  光伝送部
１２Ｂ  集光部
２０  湿度調整機
５０  地表面部
５０Ａ  貫通孔
１００  水耕栽培装置
１０１Ａ  地上空間
１０２Ａ  地下空間
１１２  栽培室
【図１】
2016015904.tif 000006
【図２】
2016015904.tif 000007
【図３】
2016015904.tif 000008
【図４】
2016015904.tif 000009
【図５】
2016015904.tif 000010
【図６】
2016015904.tif 000011
【図７】
2016015904.tif 000012
【図８】
2016015904.tif 000013
【図９】
2016015904.tif 000014
【図１０】
2016015904.tif 000015
【図１１】
2016015904.tif 000016
【図１２】
2016015904.tif 000017
【図１３】
2016015904.tif 000018
【図１４】
2016015904.tif 000019
【図１５】
2016015904.tif 000020
【図１６】
2016015904.tif 000021
【図１７】
2016015904.tif 000022
【図１８】
2016015904.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月28日(2015.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016015904.tif 000024
【図２】
2016015904.tif 000025
【図３】
2016015904.tif 000026
【図４】
2016015904.tif 000027
【図５】
2016015904.tif 000028
【図６】
2016015904.tif 000029
【図７】
2016015904.tif 000030
【図８】
2016015904.tif 000031
【図９】
2016015904.tif 000032
【図１０】
2016015904.tif 000033
【図１１】
2016015904.tif 000034
【図１２】
2016015904.tif 000035
【図１３】
2016015904.tif 000036
【図１４】
2016015904.tif 000037
【図１５】
2016015904.tif 000038
【図１６】
2016015904.tif 000039
【図１７】
2016015904.tif 000040
【図１８】
2016015904.tif 000041
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月28日(2015.8.28)
【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】
植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、
前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、
前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、
前記栽培室内に配置され、前記地下部および前記地上部の少なくともいずれか一方に光を照射する光源部と、を備えた、水耕栽培装置であって、
前記光源部は、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、
前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、を含み、
前記水耕栽培装置は、
前記貫通孔を通過した前記地上部を検出する地上部検出部と、
前記地上部が前記地上部検出部に検出されたか否かを示す情報に基づいて、前記地下光源部および前記地上光源部を制御する制御部と、をさらに備えた、水耕栽培装置。
【請求項２】
植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、
前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、
前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、
前記栽培室内に配置され、前記地下部および前記地上部の少なくともいずれか一方に光を照射する光源部と、を備えた、水耕栽培装置であって、
前記光源部は、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、
前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、
前記地上光源部が発する光を集める集光部と、
前記集光部が集めた光を前記地下光源部まで導く光伝送部と、を含み、
前記水耕栽培装置は、前記地上光源部および前記集光部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部が、前記集光部に光を集めさせた状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地上光源部から発せられた光は、前記集光部で集められた後、前記光伝送部を通じて前記地下光源部へ送られ、それにより、前記地下光源部が点灯し、
前記制御部が、前記集光部に光を集めさせない状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地下光源部は消灯しており、
前記水耕栽培装置は、前記貫通孔を通過した前記地上部を検出する地上部検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出されたか否かを示す情報に基づいて、前記地上光源部および前記集光部を制御する、水耕栽培装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出されていない場合に、前記地下光源部を点灯させる、請求項１または２に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出された場合に、前記地下光源部を消灯させ、かつ、前記地上光源部を点灯させる、請求項３に記載の水耕栽培装置。
【請求項５】
植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、
前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、
前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、
前記栽培室内に配置され、前記地下部および前記地上部の少なくともいずれか一方に光を照射する光源部と、を備えた、水耕栽培装置であって、
前記光源部は、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、
前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、
前記地上光源部が発する光を集光する集光部と、
前記集光部が集光した光を前記地下光源部まで導く光伝送部と、を含み、
前記水耕栽培装置は、前記地上光源部および前記集光部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部が、前記集光部を機能させた状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地上光源部から発せられた光は、前記集光部で集められた後、前記光伝送部を通じて前記地下光源部へ送られ、それにより、前記地下光源部が点灯し、
前記制御部が、前記集光部を機能させない状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地下光源部は消灯しており、
前記制御部は、前記水耕栽培装置における前記植物の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマの計時情報に基づいて、前記地上光源部および前記集光部を制御する、水耕栽培装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記タイマが所定時間を計時するまで、前記地下光源部を点灯させる、請求項５に記載の水耕栽培装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記タイマが前記所定時間を計時した後においては、前記地下光源部を消灯させ、かつ、前記地上光源部を点灯させる、請求項６に記載の水耕栽培装置。
【請求項８】
植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、
前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、
前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下空間の雰囲気の湿度を検出する湿度検出部と、
前記地下空間の雰囲気の湿度を調整する湿度調整機と、
前記湿度検出部により検出された前記湿度の情報に基づいて、前記湿度調整機を制御する制御部と、
前記貫通孔を通過した前記地上部を検出する地上部検出部と、を備え、
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出されていない場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が所定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御する、水耕栽培装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出された場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が前記所定値よりも小さい特定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御する、請求項８に記載の水耕栽培装置。
【請求項１０】
前記栽培室地下部内に前記植物のための養液を供給する供給機構をさらに備え、
前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出された場合に、前記供給機構に前記養液の前記栽培室地下部への供給を開始させる、請求項９に記載の水耕栽培装置。
【請求項１１】
植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、
前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、
前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、
前記栽培室地下部内に配置され、前記地下空間の雰囲気の湿度を検出する湿度検出部と、
前記地下空間の雰囲気の湿度を調整する湿度調整機と、
前記湿度検出部により検出された前記湿度の情報に基づいて、前記湿度調整機を制御する制御部と、を備えた、水耕栽培装置であって、
前記制御部は、前記水耕栽培装置における前記植物の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマが特定時間を計時していない場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が所定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御し、
前記水耕栽培装置は、前記栽培室地下部内に前記植物のための養液を供給する供給機構をさらに備え、
前記制御部は、前記タイマが前記特定時間を計時した場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が前記所定値よりも小さい特定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御し、かつ、前記供給機構に前記養液の前記栽培室地下部への供給を開始させる、水耕栽培装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の第１の態様の水耕栽培装置は、植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、前記栽培室内に配置され、前記地下部および前記地上部の少なくともいずれか一方に光を照射する光源部と、を備えた、水耕栽培装置であって、前記光源部は、前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、を含み、前記水耕栽培装置は、前記貫通孔を通過した前記地上部を検出する地上部検出部と、前記地上部が前記地上部検出部に検出されたか否かを示す情報に基づいて、前記地下光源部および前記地上光源部を制御する制御部と、をさらに備えている
本発明の第２の態様の水耕栽培装置は、植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、前記栽培室内に配置され、前記地下部および前記地上部の少なくともいずれか一方に光を照射する光源部と、を備えた、水耕栽培装置であって、前記光源部は、前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、前記地上光源部が発する光を集める集光部と、前記集光部が集めた光を前記地下光源部まで導く光伝送部と、を含み、前記水耕栽培装置は、前記地上光源部および前記集光部を制御する制御部をさらに備え、前記制御部が、前記集光部に光を集めさせた状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地上光源部から発せられた光は、前記集光部で集められた後、前記光伝送部を通じて前記地下光源部へ送られ、それにより、前記地下光源部が点灯し、前記制御部が、前記集光部に光を集めさせない状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地下光源部は消灯しており、前記水耕栽培装置は、前記貫通孔を通過した前記地上部を検出する地上部検出部をさらに備え、前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出されたか否かを示す情報に基づいて、前記地上光源部および前記集光部を制御する。
本発明の第３の態様の水耕栽培装置は、  植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と  一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、前記栽培室内に配置され、前記地下部および前記地上部の少なくともいずれか一方に光を照射する光源部と、を備えた、水耕栽培装置であって、前記光源部は、前記栽培室地下部内に配置され、前記地下部に光を照射する地下光源部と、前記栽培室地上部内に配置され、前記地上部に光を照射する地上光源部と、前記地上光源部が発する光を集光する集光部と、前記集光部が集光した光を前記地下光源部まで導く光伝送部と、を含み、前記水耕栽培装置は、前記地上光源部および前記集光部を制御する制御部をさらに備え、前記制御部が、前記集光部を機能させた状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地上光源部から発せられた光は、前記集光部で集められた後、前記光伝送部を通じて前記地下光源部へ送られ、それにより、前記地下光源部が点灯し、前記制御部が、前記集光部を機能させない状態で、前記地上光源部を点灯させるときには、前記地下光源部は消灯しており、前記制御部は、前記水耕栽培装置における前記植物の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマの計時情報に基づいて、前記地上光源部および前記集光部を制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第４の態様の水耕栽培装置は、植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、前記栽培室地下部内に配置され、前記地下空間の雰囲気の湿度を検出する湿度検出部と、前記地下空間の雰囲気の湿度を調整する湿度調整機と、前記湿度検出部により検出された前記湿度の情報に基づいて、前記湿度調整機を制御する制御部と、前記貫通孔を通過した前記地上部を検出する地上部検出部と、を備え、前記制御部は、前記地上部が前記地上部検出部に検出されていない場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が所定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御する。
本発明の第５の態様の水耕栽培装置は、植物の地下部が成長する地下空間を有する栽培室地下部と、前記植物の地上部が成長する地上空間を有し、前記栽培室地下部と一体となって栽培室を構成する栽培室地上部と、前記植物の前記地上部が通過し得る貫通孔を有し、前記栽培室内において前記地下空間と前記地上空間とを仕切る地表面部と、前記栽培室地下部内に配置され、前記地下空間の雰囲気の湿度を検出する湿度検出部と、前記地下空間の雰囲気の湿度を調整する湿度調整機と、前記湿度検出部により検出された前記湿度の情報に基づいて、前記湿度調整機を制御する制御部と、を備えた、水耕栽培装置であって、前記制御部は、前記水耕栽培装置における前記植物の成長の管理が開始された後の所定の時点から計時を開始するタイマが特定時間を計時していない場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が所定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御し、前記水耕栽培装置は、前記栽培室地下部内に前記植物のための養液を供給する供給機構をさらに備え、前記制御部は、前記タイマが前記特定時間を計時した場合に、前記地下空間の雰囲気の湿度が前記所定値よりも小さい特定値に維持されるように、前記湿度調整機を制御し、かつ、前記供給機構に前記養液の前記栽培室地下部への供給を開始させる。