(57)【要約】【課題】外部から支えなくても植物が倒れることがなく、また、固形培地を再利用しても養分管理が容易となる植物栽培システムを構築する。【解決手段】固形培地として、プラスチック性のペレットを用いる。さらに固形培地の水分管理のために電極対を固形培地に差し込む。これにより、その電極間の電気抵抗を測定することにより、培地の水分をモニタし、その結果を用いて溶液を適切に追加することにより水分管理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形培地として吸湿性の低いペレットを用いた植物栽培システム。
【請求項２】
電気抵抗測定型の水分センサーを備えた請求項１の植物栽培システム。
【請求項３】
前記電気抵抗測定型の水分センサーのうち負極か正極のうち少なくとも一方の電極を複数備えた請求項2の植物栽培システム。
【請求項４】
前記電気抵抗測定型の水分センサーのうち負極か正極のうち一方の電極を一つしか持たない請求項3の植物栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は植物栽培システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
天然の土を使用しない栽培システムとしては、全く固形培地を用いない水栽培タイプのものと、培地としてバーミキュライトなどの保湿性の固形培地を用いるシステムが存在する。固形培地を用いないシステムでは、何らかの形で外部から植物を支えないと植物が倒れてしまうといった欠点がある。また、根が完全に水に浸ってしまうため、水をパブリングしないと根が酸欠になってしまうといった問題がある。これに対して固形培地としてバーミキュライトなどを使用したシステムではそのような欠点がないものの、固形培地が水分を吸ってしまうため、再利用する場合、固形培地に残っている養分が前回使用時の履歴に依存し、固形培地の養分管理の際にその分まで考慮するとこが必要で再利用が難しいといった欠点が存在する
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は外部から支えなくても植物が倒れることがなく、また、固形培地を再利用しても養分管理が容易となる植物栽培システムの構築を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では固形培地として、プラスチック性のペレットを用いる。さらに固形培地の水分管理のために電極対を固形培地に差し込む。これにより、その電極間の電気抵抗を測定することにより、培地の水分をモニタできる。その結果を用いて溶液を適切に追加することにより、培地の水分が適切に管理され、植物が枯れることも、逆に根が酸欠にもならないように管理できる。その際、電極の差し込み深さを変えた複数の電極対を培地に差し込む。これにより、水分の深さ依存性をモニタすることができる。さらに、複数の電極対の片側を最も深くまで差し込んだ電極対で共通化する。これにより、必要電極数を減少させることができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、外部から支えなくても植物が倒れることがなく、また、固形培地を再利用しても養分管理が容易となる植物栽培システムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は本発明の植物栽培システムの構成を示す図である。
【図２】図２は本発明で培地材として使用するペレットの側面図である。
【図３】図３は本発明で培地材として使用するペレットの上面図である。
【図４】図４は本発明の容器内の層構造を示す模式図である。
【図５】図５は本発明で使用する水分センサーを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図1に本発明における植物栽培システムを示す。図1で101が光源である。光源としては赤色LEDと青色LEDを組み合わせてものが好適であるが、この限りではなく、白色光源などその他のものでも構わない。102が植物育成用の容器である。容器内には培地材103が敷き詰められており、また植物栽培用に調合された溶液が図示されない溶液注入口から注入されている。また培地の水分計測のための培地水分センサー104の電極が培地に突き刺されている。
【０００８】
培地材103は長径が3mm程度の略楕円球形のプラスチック製のペレットである。図2にその側面図を図3にその上面図を示す。後述する理由から培地材は表面積が大きいほうがよく、このため球形より楕円球形のほうが好ましい。
【０００９】
培地材にプラスチック製のペレットを用いることにより、培地材が水を吸わないため、培地材を再利用する際、簡単に水洗いして表面に付着した溶液を除去するだけで再利用できるようになる。
【００１０】
ここでは培地材としてプラスチック製のペレットを挙げたが、吸湿性のない、もしくは低いその他の材料を用いてもかまわない。
【００１１】
培地材はプラスチック製で水を吸わない。このため容器102の内部は図4に示すように水分に関して概ね3つの層201,202,203に高さ方向に分割される。一番低い層203はペレット間が溶液で完全に満たされている。また一番上の層201は溶液が全く存在しない。これらの層の間に溶液がペレットの表面に付着しているものの、ペレット間の空間を完全には溶液が満たしていない層202が存在する。植物の根が層203もしくは層204にあれば根は水を吸うことができるが、根が層201にのみ存在する場合、植物は水を吸うことができず、枯れてしまう。一方根全体が常に204の層にのみ存在すると根は酸欠を起こしてしまう。このため、水分をセンシングすることにより、適切に溶液を注水する。
【００１２】
図5に培地水分センサー104を示す。培地水分センサーは正電極301と長さの異なる複数の負電極302,303,304をもつ。正電極と負電極の間の電気抵抗を測定することにより培地の水分の状態を計測する。
【００１３】
正電極と負電極の双方の先端が層204、すなわち培地材間が完全に溶液で浸されている状態に届いている場合、電極間の抵抗は数100kΩとなる。この抵抗値は電極間距離や溶液内の電解質濃度に依存する。ただし、電極のうち層204に届いている部分の割合にはほとんど依存しない。すなわち、電極のほとんど先端のみが層204に届いている場合と電極の根元までが層204にある場合とで測定される抵抗値はほとんど変わらない。また、正負の電極のうち一方、もしくは両方の先端が層202すなわち、培地材間に溶液が存在しない状態にある場合は電極間の電気抵抗値は層204に正負両電極がある場合に比べて極めて大きい値(100倍以上)となる。また正負電極のうち一方、もしくは両方の先端が層203の場合は正負電極が層204にある場合より大きな抵抗値となり、その値はその水分に依存する。このため、図5のように長さの異なる複数の負電極を持つセンサーを用いて、正電極301と負電極302間の電気抵抗、正電極301と負電極303間の電気抵抗、正電極301と負電極304間の電気抵抗、をそれぞれ計測することによりどの程度の深さがどの層に属しているかの概要を知ることができる。
【００１４】
植物が発芽から間もない時期は根も浅い状態にしかないので、より高い部分までを層203か層204となるようにしなければならない。一方、植物がある程度成長したのちには、根は深い部分まで張っているため、層204の部分があまり高くならないようにする必要がある。このため、複数電極をもつ培地水分センサーにより容器内の水分の深さ方向の概略のプロファイルをもとめ、適切な注水を行う。
【００１５】
なお、ここではひとつの正電極と複数の負電極を持つ例を挙げたが、逆に負電極を一つとし、正電極を複数としてもかまわない。共通化された側の電極の先端は複数ある電極の先端のうち一番深いところにある電極とほぼ同じ深にすることが好ましい。
【符号の説明】
【００１６】
1植物栽培システム
101 光源
102 容器
102 培地材
104 培地水分センサー
105 植物
201 水分が全くない層
202 水分がペレット表面にのみ存在する層
203 ペレット間が完全に溶液により満たされている層
301 正電極
302 一番短い負電極
303 二番目に短い負電極
304 一番長い負電極
【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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