(57)【要約】【課題】温室内に設定された高設栽培ベンチで栽培される植物の光合成の進捗状況に即して給液量を精度良く管理可能な高設栽培装置を提供すること。【解決手段】高設栽培装置３０は、給液部３１を制御して、高設栽培ベンチ１に沿って配置した給液管４を介して、イチゴの苗木２３に対して、１日のうちの所定時間帯において単位時間当たり所定の給液量で水、養液などの給液動作を行わせる。高設栽培装置３０には、排液量測定部３３から、高設栽培ベンチ１の底の排水溝１４に沿って流れて排液回収部３２に回収される排液の排液量の測定値が供給される。高設栽培装置３０は、排液量に基き、当該排液量が予め定めた設定量に維持されるように給液量を増減する。【選択図】図３
2017200459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温室内に設置した高設栽培ベンチで栽培される植物の光合成の進捗状況に即して給液量を管理する高設栽培方法であって、
前記高設栽培ベンチに沿って配置した給液管を介して、植物に対して、１日のうちの所定時間帯において単位時間当たり所定の給液量で、液体を供給し、
前記植物および前記高設栽培ベンチの培地に吸収あるいは保持されずに前記高設栽培ベンチの底に流れ落ちる排液を当該高設栽培ベンチの底に沿って排出して、所定の排液回収部に回収し、
前記排液回収部に回収される排液量を測定し、
前記排液量が予め定めた設定量に維持されるように前記給液量を増減することを特徴とする高設栽培方法。
【請求項２】
温室内に設置した高設栽培ベンチで栽培される植物の光合成の進捗状況に即して給液量を管理する高設栽培装置であって、
前記高設栽培ベンチに沿って配置した給液管と、
前記給液管を介して前記植物に給液を行う給液部と、
排液回収部と、
前記高設栽培ベンチの底に流れ落ちる排液を当該高設栽培ベンチの底に沿って排出して前記排液回収部に導く排液通路と、
前記排液回収部に回収される排液量を測定する排液量測定部と、
前記給液部を駆動制御して、１日のうちの所定時間帯において単位時間当たり所定の給液量で、液体を植物に供給する給液動作、および、前記排液量測定部により測定される前記排液量が予め定めた設定量に維持されるように前記給液量を増減する給液量管理動作を行わせる制御部と、
を有していることを特徴とする高設栽培装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記高設栽培ベンチにおける所定長さの部分は、少なくとも当該部分の培地を含む部位が、その自重により上下に移動可能なベンチブロックであり、
前記ベンチブロックの培地を含む前記部位の重量を測定する重量計を有し、
前記制御部は、前記給液量管理動作において、前記重量計により測定された前記重量に基き、前記高設栽培ベンチの培地の液体保持量を算出し、当該液体保持量が所定量に維持されるように前記給液量を増減する高設栽培装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記高設栽培ベンチは、長尺状の栽培床、および、前記栽培床を支持する支持台を備えており、
前記栽培床は、上方に開口した長尺状の容器、前記容器の内周面を覆う状態に配置した可撓性のシート、および、前記シートの上から前記容器に入れた培地を備えており、
前記給液管は、前記栽培床の上方において当該栽培床の長さ方向に延びており、
前記高設栽培ベンチの前記ベンチブロックと他の部分との間において、前記支持台が切り離され、前記栽培床の前記容器および前記培地が切り離され、前記シートは繋がったままの状態に維持されている高設栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温室内に設定された高設栽培ベンチで栽培される植物の光合成の進捗状況に即して給液量を管理する高設栽培方法および高設栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イチゴなどの植物の温室栽培においては、地面に直接、植物を植えず、地面と切り離された培地に植物を植え、培地として土壌の代わりにロックウールなどの代替品を用いる高設栽培が採用される。高設栽培においては、培地を入れた長尺状の栽培容器が支持台によって所定の高さ位置に支持された構成の高設栽培ベンチが用いられる。
【０００３】
高設栽培ベンチの培地に植えた植物への肥料（養液）、水などの液体の供給は、培地の上方において培地に沿って配置した給液管を用いて行われる。給液管から培地に供給された過剰な液体は、培地の底に沿って、その長さ方向に延びる排水溝に集まり、排水溝から高設栽培ベンチの外に排出される。
【０００４】
植物の肥料、水などの液体の消費量は植物の光合成速度に応じて変化する。植物の給液量管理においては植物の光合成速度に即した給液量で液体を供給する必要がある。光合成速度は日射量に応じて増減するので、従来においては、日射量に応じて給液量を制御する日射比例方式が採用されている。特許文献１には、日射比例方式で給液管理を行う植物の養液栽培方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、植物の光合成速度は日射量以外の要因によっても変動する。例えば、光合成速度は二酸化炭素濃度によっても変動する。植物の生産性を高めるために、二酸化炭素を植物に供給して光合成速度を速めるようにしている場合もある。したがって、日射量に基き光合成速度を推定して、これに基き植物が必要とする給液量を推定して給液管理を行う日射比例方式では、植物の光合成の進捗状況に即して精度良く給液量を管理することが困難な場合がある。
【０００７】
本発明の課題は、この点に鑑みて、温室内に設定された高設栽培ベンチで栽培される植物の光合成の進捗状況に即して給液量を精度良く管理可能な高設栽培方法および高設栽培装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明による、温室内に設置した高設栽培ベンチで栽培される植物の光合成の進捗状況に即して給液量を管理する高設栽培方法は、
高設栽培ベンチに沿って配置した給液管を介して、植物に対して、１日のうちの所定時間帯において単位時間当たり所定の給液量で、水または養液（以下、これらを纏めて液体と呼ぶ。）を供給し、
植物および高設栽培ベンチの培地に吸収あるいは保持されずに高設栽培ベンチの底に流れ落ちる排液を当該高設栽培ベンチの底に沿って排出して、所定の排液回収部に回収し、
排液回収部に回収される排液量を測定し、
排液量が予め定めた設定量に維持されるように給液量を増減することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明による高設栽培装置は、
高設栽培ベンチに沿って配置した給液管と、
給液管を介して植物に給液を行う給液部と、
排液回収部と、
高設栽培ベンチの底に流れ落ちる排液を当該高設栽培ベンチの底に沿って排出して排液回収部に導く排液通路と、
排液回収部に回収される排液量を測定する排液量測定部と、
給液部を駆動制御して、１日のうちの所定時間帯において単位時間当たり所定の給液量で、液体を植物に供給する給液動作、および、排液量測定部により測定される排液量が予め定めた設定量に維持されるように給液量を増減する給液量管理動作を行わせる制御部と、
を有していることを特徴としている。
【００１０】
本発明では、高設栽培ベンチから排出される排液量の変化に基き給液量を増減している。排液量の変化は、直接に、植物の液体消費量の変化に対応している。したがって、本発明によれば、植物の液体消費量に精度良く対応した給液管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】温室内に設定されているイチゴ栽培用の高設栽培ベンチを示す説明図である。
【図２】図１の高設栽培ベンチの横断面図である。
【図３】図１の高設栽培ベンチを備えた高設栽培装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したイチゴ栽培用の高設栽培装置の実施の形態を説明する。
【００１３】
（高設栽培ベンチ）
図１を参照して、イチゴ栽培用の高設栽培ベンチの構成例を説明する。高設栽培ベンチ１は、イチゴ栽培用の温室（図示せず）内において、一般に、多数列に配置される。高設栽培ベンチ１は、一定幅で一定高さの長尺状のベンチであり、金属製のパイプ、アングル材などを組み立てて構成した長尺状の支持台２と、この支持台２によって支持されている長尺状のイチゴ栽培床３とを備えている。支持台２は多段、例えば上下二段にイチゴ栽培床３を載せることができる。イチゴ栽培床３の上方には、当該イチゴ栽培床３に沿った方向に延びる給液管４が配置されている。給液管４によってイチゴ栽培床３に液体肥料などの液体が供給される。
【００１４】
図２は高設栽培ベンチ１の横断面図であり、図１におけるＩＩ−ＩＩ線で切断した部分を示すものである。支持台２は、その長さ方向に沿って一定の間隔で配置した左右一対の支柱パイプ５、６と、各支柱パイプ５、６の間に、幅方向に架け渡した連結パイプ７とを備えている。左右の支柱パイプ５、６の上端側の部分には、同一高さ位置において、幅方向の内側に水平に延びる桟木パイプ８、９が取り付けられている。桟木パイプ８、９の内側の先端部には、長さ方向に延びる容器支持パイプ１０、１１が架け渡されている。
【００１５】
イチゴ栽培床３は、発泡スチロールなどからなる発泡プラスチック製のイチゴ栽培容器１２を備えている。イチゴ栽培容器１２は、左右の容器支持パイプ１０、１１の上に水平に載った状態で、これらのパイプ１０、１１によって支持されている。
【００１６】
イチゴ栽培容器１２は、上方に開口した凹部１３を備えている。凹部１３の底面の中央には、その長手方向に延びる矩形断面の排水溝１４が形成されている。イチゴ栽培容器１２における凹部１３の内周面および上端面、並びに外側の側面を覆う状態に、可撓性の防水シート１５が配置されている。防水シート１５には左右一対の可撓性の熱電線テープ１６、１７が貼り付けられている。熱電線テープ１６、１７はイチゴ栽培容器１２の長さ方向に配置されている。
【００１７】
排水溝１４の上端開口は封鎖板１８によって封鎖されている。排水溝１４の内部には、２枚の支持板１９、２０が配置されている。支持板１９、２０によって封鎖板１８が排水溝１４内に落下しないように支持されている。防水シート１５および封鎖板１８を覆う状態に、可撓性の防根シート２１が配置されている。この上から、ロックファイバー微粒綿などの培地２２が凹部１３に充填されて、イチゴ栽培床３が構成されている。イチゴ栽培床３に、イチゴの苗木２３が植えられている。
【００１８】
（高設栽培装置）
図３は、高設栽培ベンチ１で栽培されるイチゴに対する給液管理を行う高設栽培装置を示す説明図である。高設栽培装置３０は、高設栽培ベンチ１、高設栽培ベンチ１に沿って配置した給液管４を介してイチゴの苗木２３に給液を行う給液部３１、高設栽培ベンチ１から排水溝１４を通って排出される排液を回収する排液回収部３２、排液回収部３２に回収される排液量を測定する排液量測定部３３、および、各部の制御を司る制御部３４を備えている。
【００１９】
給液部３１は、水、養液などの液体を貯留する液体タンク３５および液体タンク３５から液体を給液管４に送り出す給液ポンプ３６を備えている。排液回収部３２は排液タンク３７を備えており、排液量測定部３３は例えば排液タンク３７に回収される排液量を測定する流量計である。
【００２０】
制御部３４は、給液部３１を制御して、１日のうちの予め設定した所定時間帯において、単位時間当たり所定の給液量で、液体をイチゴの苗木２３に供給する給液動作を行わせる。また、制御部３４は、排液量測定部３３によって測定される排液量の変化に基き、当該排液量が予め設定した設定量に維持されるように、給液部３１による単位時間当たりの給液量を増減させる給液量管理を行う。
【００２１】
例えば、所定の時間帯になると、制御部３４の制御の下に給液部３１は初期設定給液量で液体を苗木２３に供給する給液動作を行う。初期設定給液量は、苗木２３の液体消費量よりも多目に設定される。したがって、余剰の液体は、高設栽培ベンチ１の底側の排水溝１４に流れ落ちる。排水溝１４は排液タンク３７に向けて水勾配が付いている。排水溝１４に流れ落ちた排液は、排液タンク３７に向けて流れて排液タンク３７に回収される。
【００２２】
排液タンク３７に回収される排液量は排液量測定部３３によって測定される。給液動作の開始から所定時間が経過すると、排水溝１４を流れて排液タンク３７に排液が回収され始める。供給される液体はイチゴの苗木２３によって消費されると共に所定量が培地２２に保持される。苗木２３による液体消費量が一定の場合には、排液が回収され始めてから所定時間が経過すると、単位時間当たりの排液量がほぼ一定になる。
【００２３】
ここで、日射量などが時間経過に伴って変動すると、それに応じて苗木２３の光合成速度が変化して液体消費量も変化する。また、二酸化炭素供給系が備わっている高設栽培ベンチの場合には、その供給量の変動に応じて光合成速度が変化するので液体消費量も変化する。液体消費量が変化すると、それに応じて、排液タンク３７に回収される排液量も変化する。
【００２４】
一定の給液量で給液動作を行っている状態において、光合成が盛んになると、液体消費量が増加するので、排液量が減少する。制御部３４は、排液量が設定量よりも少なくなると、排液量が設定量に戻るように給液量を初期給液量よりも増加させる。逆に排液量が増加した場合には、給液量を減少させる。これにより、苗木２３の液体消費量に対応した給液動作を精度良く行うことができる。
【００２５】
（その他の実施の形態）
なお、上記のように排液量の増減に基き給液量の制御を行う代わりに、あるいは、これと併せて、高設栽培ベンチ１の培地２２に保持される液体保持量に基き、給液量を制御することも可能である。
【００２６】
この場合には、次のようにして高設栽培ベンチ１に保持される液体保持量を測定することができる。図３を参照して説明すると、高設栽培ベンチ１において、その長さ方向において、所定長さのベンチブロック１Ａを、両側のベンチ部分１Ｂとは独立して、その自重により上下方向に移動できるように、他のベンチ部分１Ｂから切り離しておく。例えば、ベンチブロック１Ａの支持台２Ａ、イチゴ栽培床３のイチゴ栽培容器１２Ａ、培地２２Ａを切り離しておく。可撓性の各シートは繋がった状態のままでよい。
【００２７】
また、ベンチブロック１Ａの自重が作用するように、重量計４１を配置する。重量計４１の測定値を制御部３４に供給する。制御部３４は、測定値に基き、イチゴ栽培床３の培地２２の液体保持量を算出する。例えば、算出した液体保持量が一定に維持されるように、制御部３４は給液量を増減する。
【００２８】
例えば、ベンチブロック１Ａのイチゴ栽培床３の給液前重量、給液動作中における給液中重量、および排液が回収され始めた後の給液後重量を測定する。給液前重量と給液後重量との差分が液体保持量に相当する。給液前重量と給液中重量とを比較することで、必要量の液体が培地２２に保持されたか否かを知ることができる。例えば、排液量に基く給液管理に優先させて、設定した液体保持量が維持されるように、給液量を増減することで、給液管理を精度良く行うことができる。
【符号の説明】
【００２９】
１    高設栽培ベンチ
１Ａ  ベンチブロック
１Ｂ  ベンチ部分
２    支持台
３    イチゴ栽培床
４    給液管
１２  イチゴ栽培容器
１４  排水溝
１５  防水シート
１６、１７  熱電線テープ
２１  防根シート
２２  培地
２３  イチゴの苗木
３０  高設栽培装置
３１  給液部
３２  排液回収部
３３  排液量測定部
３４  制御部
３５  液体タンク
３６  給液ポンプ
３７  排液タンク
４１  重量計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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