(57)【要約】   噴霧された液滴を微粒子化するのに適する有孔材料製要素を備える植物を成長させるための気耕生長ユニット、前記ユニットを備える気耕栽培によって植物を生長させるためのシステム、前記システムを備えるグリーンハウス、および気耕栽培によって植物を生長させるための方法が、提供されている。本発明は、植物生長率の改良を可能にするものである。
2017501724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を生長させるための気耕生長ユニット（１）であって、
−植物の下部分（１２）、好ましくは、前記植物の根部分を封入するための気耕チャンバ（２）であって、前記気耕チャンバ（２）の上区域は、前記植物を前記チャンバ（２）上に取り付けて前記植物を前記チャンバ（２）内に通すための少なくとも１つの開口（５）を備えている気耕チャンバ（２）と、
−栄養液を前記気耕チャンバ（２）内に噴霧するための少なくとも１つの噴霧手段（６）と、
−前記栄養液を前記噴霧手段（６）に送給するための少なくとも１つの配管手段と、
−前記栄養液の過量分を前記気耕チャンバ（２）から排出させるための少なくとも１つの排液手段（７）と、
を備え、
前記気耕チャンバ（２）は、少なくとも１つの有孔材料製要素（９，１０）を備えており、前記要素（９，１０）は、前記気耕チャンバ（２）の前記上区域に直接的または間接的に懸垂され、下方に延在しており、前記要素（９，１０）は、前記植物の前記下部分（１２）、好ましくは、前記植物の前記根部分を収容するのに適しており、前記要素（９，１０）は、噴霧された液滴を微粒子化するのに適している、気耕生長ユニット。
【請求項２】
前記有孔材料製要素（９，１０）は、管状要素（９）、巻付け要素（１０）、またはその組合せからなる群から選択されている、請求項１に記載のユニット。
【請求項３】
前記気耕チャンバ（２）は、上開口部を備える容器（３）を構成する第１の部分と、前記少なくとも１つの開口（５）を備えるカバー（４）を構成する第２の部分とを備えており、前記容器（３）は、前記カバー（４）によって封止されている、請求項１または２に記載のユニット。
【請求項４】
前記有孔材料製要素（９，１０）は、前記気耕チャンバ（２）の前記上区域、好ましくは、前記カバー（４）に離脱可能に直接取付けられている、請求項１または２のいずれかに記載のユニット。
【請求項５】
前記有孔材料製要素（９，１０）は、前記植物の前記下部分（１２）の上区域に離脱可能に直接取り付けられている、請求項１または２のいずれかに記載のユニット。
【請求項６】
前記有孔材料製要素（９，１０）は、前記植物の前記下部分（１２）を受け入れるために、その上端が開いており、その底端が、好ましくは、閉鎖手段（１６）を用いることによって閉じている、先行する請求項のいずれかに記載のユニット。
【請求項７】
前記植物の一部をしっかりと取り付けるための取付け手段（１７）をさらに備えており、  前記取付け手段（１７）は、前記気耕チャンバ（２）の前記上区域の前記開口（５）上に離脱可能にしっかりと取り付けられている、先行する請求項のいずれかに記載のユニット。
【請求項８】
前記ユニットは、移動可能である、先行する請求項のいずれかに記載のユニット。
【請求項９】
前記ユニットは、１つの移動軸のみに沿って前記ユニット（１）の自由な走行を可能にするために、少なくとも３つの車輪上に取り付けられている、請求項８に記載のユニット。
【請求項１０】
先行する請求項のいずれかに記載の気耕栽培によって植物を生長させるためのシステムであって、前記システムは、前記容器（３）の前記カバー（４）が互いにしっかりと嵌合されるように、互いにごく隣接して配置された少なくとも２つのユニット（１）を備えている、システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の少なくとも１つのシステムを備えるグリーンハウス。
【請求項１２】
気耕栽培によって植物を生長させるための方法であって、
ａ）請求項１〜９のいずれか１つに記載の気耕生長ユニット（１）を準備するステップと、
ｂ）植物を準備するステップと、
ｃ）前記植物の前記下部分（１２）、好ましくは、前記根部分が前記気耕チャンバ（２）内に垂れ下がるように、好ましくは、取付け手段（１７）を用いて、前記植物を前記開口（５）上にしっかりと取り付けるステップと、
ｄ）前記植物の前記下部分（１２）を前記少なくとも１つの有孔材料製要素（９，１０）内に収容するステップであって、前記要素（９，１０）は、噴霧された液滴を微粒子化するのに適している、ステップと、
ｅ）前記少なくとも１つの有孔材料製要素（９，１０）を前記気耕チャンバ（２）の前記上部分に取り付けるか、または代替的に前記植物の前記下部分（１２）の前記上区域に取り付けるステップと、
ｆ）前記植物の前記下部分に給液するために、所定時間に所定量の栄養液を噴霧するステップと、
ｇ）根を育成させ、開花させ、および／または果実を生長させるのに十分な時間にわたって、前記植物を生長させるステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物を生長させるための気耕生長ユニット、前記ユニットを備える気耕栽培によって植物を生長させるためのシステム、前記システムを備えるグリーンハウス、および気耕栽培によって植物を生長させるための方法に関する。本発明は、植物生長率の改良を可能にするものである。
【背景技術】
【０００２】
長年にわたって、植物を生長させる種々の方法が開発され、かつ試験されてきている。生長環境および生長条件に応じて、このような方法は、種々の形式、例えば、土壌栽培、水耕栽培、魚耕栽培、および培養器内生長に分類されてきている。例えば、植物を生長させるための水耕設備が特許文献１から知られている。この水耕設備では、常時、根が栄養水溶液内に浸漬されており、かつこの水耕設備は、栄養液を噴射するための新規の装置を特に備えている。
【０００３】
気耕栽培は、土壌または団粒培地を用いることなく、空気またはミスト環境において植物を生長させるプロセスである。土壌栽培と対照的に、植物は、（根チャンバとも呼ばれる）気耕チャンバから懸垂され、植物の下部分、好ましくは、根から本質的になる下部分が気耕チャンバ内に配置されるようになっている。従来の気耕チャンバは、通常、上区域、底区域、および底区域を上区域に接続する側区域を備えている。気耕チャンバは、密閉された制御環境である。使用時に、植物の下部分、好ましくは、根から本質的になる下半分は、気耕チャンバの上区域に懸垂され、気耕チャンバ内に垂下するようになっている。懸垂は、どのような適切な手段によって、例えば、植物を上区域に取り付けるか／締め付けることによって、および／または植物を植物ホルダー内に配置するか／載置することによって、達成されてもよい。植物下部分、従って、気耕チャンバ内に閉じ込められた植物下部分は、どのような固体培地または液体培地、例えば、水または栄養液内にも浸漬されないようになっている。しかし、根には、有益には栄養素および／または空気が追加された水が、周期的または連続的に噴霧されるようになっている。
【０００４】
種々の気耕生長ユニットおよびシステムが開発されてきている。例えば、特許文献２、特許文献３、などを参照されたい。しかし、改良案が提示され、および／または代替案が実施されているにも関わらず、繰り返される課題、特に、植物生長率、液体送達、害虫制御、衛生、温度および湿度制御、エネルギー効率、空間管理、保守点検の適時選択の課題が立ちはだかっている。
【０００５】
特に、特許文献４は、植物を生長させるための可動式気耕生長ユニットおよび気耕栽培によって植物を生長させるための改良されたシステムを開示している。前記ユニットは、根チャンバを構成する容器と、容器の上開口部を封止するためのカバーであって、少なくとも１つの開口を備えるカバーと、少なくとも１つの噴霧手段と、栄養液の送給および排出のための配管とを備えている。前記ユニットは、根の生長経路を決めるために根チャンバ内に一組の案内糸も備えている。前記ユニットおよびそのシステムは、多くの利点を有しているが、さらなる改良が必要とされている。実際、案内糸の使用は、根の生長の最大化に寄与するが、ユーザー／農園主に時間の浪費をもたらすことが分かっている。加えて、栄養液の送達が容易ではなく、改良されるべきであることが分かっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，９７６，０６４号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６６９，２１７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０１１３４７２Ａ１号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第２６４４０２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
増大された生長率で植物を生長させることを可能にするユニットおよびそのシステムを提供することが依然として必要とされている。また、根に対する十分な給液、規則正しい給液、および／または均一な給液を確実にもたらすために、栄養液のような液体の送達を改良することも必要とされている。特に、根に対する過剰噴霧および／または不均一噴霧を避けることが必要とされている。また、不必要なステップおよび／または時間を浪費するステップを避けることによって使用時の作業を容易にするユニットおよびシステムを提供することも必要とされている。最後に、以下のユニットおよびシステム、すなわち、その使用によって、根の生長および／植物の生長を最大にすることができる、ユニットおよびシステムを提供することも必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様によれば、本発明は、植物を生長させるための気耕生長ユニットであって、
−植物の下部分、好ましくは、植物の根部分を封入するための気耕チャンバであって、気耕チャンバの上区域は、植物をチャンバ上に取り付けて該植物をチャンバ内に通すための少なくとも１つの開口を備えている気耕チャンバと、
−栄養液を気耕チャンバ内に噴霧するための少なくとも１つの噴霧手段と、
−栄養液を噴霧手段に送給するための少なくとも１つの配管手段と、
−栄養液の過量分を気耕チャンバから排出するための少なくとも１つの排液手段と、
を備え、
気耕チャンバは、少なくとも１つの有孔材料製要素を備えており、前記要素は、気耕チャンバの上区域に直接的または間接的に懸垂され、下方に延在しており、前記要素は、植物の下部分、好ましくは、植物の根部分を収容するのに適しており、前記要素は、噴霧された液滴を微粒子化するのに適している、気耕生長ユニット
に関する。
【０００９】
一実施形態では、有孔材料製要素は、管状要素、巻付け要素、またはその組合せからなる群から選択されている。
【００１０】
第２の態様によれば、本発明は、後述するように気耕栽培によって植物を生長させるためのシステムであって、前記システムは、容器のカバーが互いに対してしっかりと嵌合するように、互いにごく隣接して配置された少なくとも２つのユニットを備えている、システムに関する。
【００１１】
第３の態様によれば、本発明は、後述するように少なくとも１つのシステムを備えるグリーンハウスに関する。
【００１２】
第４の態様によれば、本発明は、後述するように気耕栽培によって植物を生長させるための方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による管状要素９の写真である。
【図２．３】本発明による管状要素９の略斜視図である。
【図４】本発明による巻付け要素１０の写真である。
【図５】本発明による気耕栽培によって植物を生長させるための方法を示す略図である。
【図６−８】植物の下部分１２を準備し、かつ巻き付けるステップを示す写真である。
【図９】巻付け要素１０を用いる植物の下部分の巻付けを示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１および第２の態様では、本発明は、植物を生長させるための気耕生長ユニット１およびそのシステムに関する。
【００１５】
図５に示されているように、気耕生長ユニット１は、気耕チャンバ２と、少なくとも１つの噴霧手段６と、少なくとも１つの配管手段と、少なくとも１つの排液手段７とを備えている。ユニット１は、少なくとも１つの有孔材料製要素９，１０も備えている。前記要素は、噴霧された液滴を微粒子化するのに適している。気耕チャンバ２は、植物の下部分１２、好ましくは、植物の根部分を封入するのに適している。本発明では、「植物の下部分」（または「植物下部分」）という用語は、気耕チャンバ２内に封入された植物の部分を指している。従って、これは、気耕チャンバの上部分から懸垂され、該気耕チャンバ内に閉じ込められた植物の部分である。好ましくは、これは、後述の取付け手段１７の下方に位置する植物の部分を指している。従って、植物の下部分は、気耕チャンバ２内に位置している限り、根であってもよいし、または任意の他の部分であってもよい。例えば、これは、後述するように、葉および果物のない茎区域であってもよい。
【００１６】
気耕チャンバ２は、上区域、底区域、および底区域を上区域に接続する側区域を備えている。側区域は、少なくとも１つの壁、好ましくは、４つの壁を備えているとよい。前記上区域、側区域、および／または底区域は、互いに繋がっており、１つの部品のみから作製されているとよい。代替的に、上区域、側区域、および／または底区域は、恒久的にまたは離脱可能に互いに取り付けられた独立した部品であってもよい。気耕チャンバ２は、実質的に閉鎖され、従って、周囲環境から隔離された空洞を画定している。このような構成によって、気耕チャンバ２の内側の状態を制御することが可能になる。気耕チャンバ２は、植物の下部分１２、好ましくは、植物の根部分を封入するのに適している。
【００１７】
好ましい実施形態では、図５に示されているように、気耕チャンバ２は、容器３を構成する第１の部分と、カバー４を構成する第２の部分とを備えている。容器３は、側区域、底区域、および上開口部を備えている。側区域および底区域は、互いに繋がっており、同一材料から作製されている。カバー４は、容器３の上開口部を封止するために、容器３の上に配置されている。容器３およびカバー４は、どのような適切な材料から作製されていてもよい。
【００１８】
図５に示されているように、チャンバ２の上区域は、少なくとも１つの開口５を備えている。開口５は、植物を気耕チャンバ２上に取り付け、該植物を気耕チャンバ２内に通すのに適している。気耕チャンバ２が容器３を構成する第１の部分およびカバー４を構成する第２の部分を備えているとき、カバー４は、少なくとも１つの開口５を備えている。開口５は、正方形から円に至るどのような適切な形状を有していてもよい。開口５は、約２ｃｍから約１５ｃｍ、好ましくは、約２ｃｍから約１５ｃｍ、さらに好ましくは、約３ｃｍから約１２ｃｍ、さらに一層好ましくは、約４ｃｍから約９ｃｍの平均寸法の断面（円の場合には直径、正方形の場合には側辺、など）を有しているとよい。開口５の寸法は、チャンバ２の上区域に取付けられる植物の茎の大きさに適合するように選択されている。
【００１９】
ユニット１は、少なくとも１つの有孔材料製要素９，１０も備えている。前記要素９，１０は、噴霧された液滴を微粒子化するのに適している。前記要素９，１０は、好ましくは、管状要素９、巻付け要素１０、またはその組合せである。「有孔材料」という用語は、液滴を通過させるミシン目および／または孔を有する材料、すなわち、気耕チャンバ内に噴霧された媒体に対して不浸透性ではない材料を意味している。実際、有孔材料は、不浸透性バリアを形成するものではない。「噴霧された液滴を微粒子化するのに適する」という用語は、気耕チャンバ内に噴霧された液滴を植物下部分に達する前に微粒にし、これによって、該媒体が植物下部分に十分に送達され、かつ植物下部分の全体にわたって十分に分布されることを可能にする材料を意味している。図において、この要素は、管状要素９または巻付け要素１０のいずれかとして示されている。有孔材料製要素は、チャンバ２の上部分に懸垂され、下方に延在するようになっている。有孔材料製要素は、チャンバ２の上区域に直接的に懸垂されてもよいし、または間接的に懸垂されてもよい。気耕チャンバ２が容器３を構成する第１の部分およびカバー４を構成する第２の部分を備えているとき、有孔材料製要素は、カバー４に直接的に懸垂されてもよいし、または間接的に懸垂されてもよい。有孔材料製要素は、植物の下部分１２、好ましくは、植物の根部分を収容するのに適している。
【００２０】
有孔材料製要素は、約１０ｃｍ２から約１００ｃｍ２、代替的に、約３０ｃｍ２から約９０ｃｍ２、代替的に、約５０ｃｍ２から約８０ｃｍ２の平均全表面積を有する複数の孔を備えているとよい。各孔は、約０．１ｍｍ２から約５０ｍｍ２、代替的に、約０．５ｍｍ２から約２５ｍｍ２、代替的に、約１ｍｍ２から約１５ｍｍ２の平均表面積を有している。図１および図４には、要素９，１０の写真が示されており、これらの写真に、該要素９，１０の孔が見えている。これらの孔は、実質的に同一の平均表面積を有していてもよいし、または互いに異なる平均表面積を有していてもよい。これらの孔の平均表面積は、生長させる植物に適応している必要がある。何故なら、周知のように、植物種は、異なる種類の根および異なる大きさの根を有しているからである。本発明に用いられる有孔材料製要素は、根を通過させるのに十分大きい平均表面積を有すると共に、液滴の微粒子を可能にするのに十分小さい平均表面積を有する孔を有するべきであることが見出されている。特に、各孔は、約０．１ｍｍ２から約５０ｍｍ２、代替的に、約０．５ｍｍ２から約２５ｍｍ２、代替的に、約１ｍｍ２から約１５ｍｍ２の平均表面積を有しているとよい。これは、従来システム、例えば、植物ホルダーの使用に基づくシステムと対照的である。植物ホルダーは、通常、植物が実際にどのような適切な装置によっても保持／懸垂されるように設計されており、通常、気耕チャンバ内に噴霧される媒体の分布に関して特別の機能を有していない。
【００２１】
有孔材料製要素は、合成材料、好ましくは、ポリプロピレン、ＰＶＣ、および／またはナイロンからなる群から選択される合成材料から作製されているとよい。有孔材料製要素は、剛性材料から作製されていてもよいし、柔軟材料から作製されていてもよい。有孔材料製要素の劣化および／または害虫感染を避けるために、用いられる材料の注意深い選択が必要であることが見出されている。気耕生長ユニット１は、もし適切に選択されていなかったなら、材料の全体を変更し得る条件下で用いられるとよい。例えば、気耕ユニット１は、酸条件下、湿気条件下、および／または温暖条件下で用いられてもよい。これらの条件は、非ｐＨ耐性材料および／または藻感染の傾向にある有機材料のような不適切な材料を劣化させる傾向にある。好ましい実施形態では、有孔材料は、酸性ｐＨ耐性材料、耐湿材料、およびその組合せからなる群から選択されている。
【００２２】
適切な場合、有孔材料製要素は、使用時に環境条件に対してより大きい耐性が得られるように、前処理されてもよい。この前処理は、例えば、抗害虫剤による前処理を含んでいる。この抗害虫品は、抗菌剤、抗ウイルス剤、抗真菌剤、防藻剤、およびそれらの組合せからなる群から選択された抗害虫剤を含んでいる。このような前処理は、気耕生長ユニットを殺菌する他の方法、例えば、Ｈ２Ｏ２を用いる方法の代替的方法としてまたは補完的な方法として用いられてもよい。
【００２３】
有孔材料製要素は、管状要素９、巻付け要素１０、およびその組合せからなる群から選択されるとよい。管状要素９および巻付け要素１０の使用は、互いに排他的な関係にあるものではなく、同時に用いられてもよい。
【００２４】
一実施形態では、有孔材料製要素は、管状要素９である。例示的な管状要素９の写真が、図１に示されており、２つの異なる管状要素９の概略図も示されている（孔／網は、説明を容易にするために、示されていない）。管状要素９は、下方に延在する垂直柱を形成する本体１３を備えている。本体１３は、約２ｃｍから約１５ｃｍ、好ましくは、約２ｃｍから約１５ｃｍ、さらに好ましくは、３ｃｍから約１２ｃｍ、さらに一層好ましくは、約４ｃｍから約９ｃｍの平均寸法の水平断面を有しているとよい。本体１３は、どのように適切な断面形状、例えば、図３および図２にそれぞれ示されているような実質的に円形状または四角形状を有していてもよい。好ましい実施形態では、本体１３は、図３に示されているような円状の断面形状を有している。本体１３の断面の形状および大きさは、気耕チャンバ２の上区域の開口５の形状および大きさに対応している。本体１３は、約２０ｃｍから約２００ｃｍ、好ましくは、約４０ｃｍから約１４０ｃｍ、さらに一層好ましくは、約６０ｃｍから約１２０ｃｍの長さを有しているとよい。本体１２の長さは、気耕チャンバ２の深さに対応している。管状要素９は、チャンバ２の上区域に直接取り付けられるとよい。必要ならいつでも、どのような適切な取付け手段（取付け装置）、例えば、ネジ、ピン、フック、接着剤が用いられてもよい。管状要素９は、実質的に水平の上縁１４も備えているとよく、前記上縁は、図５に示されているように、管状要素９を開口５内に挿入した後に気耕チャンバ２の上区域上に置かれるようになっている。好ましくは、有孔材料製要素である管状要素９は、チャンバ２の上区域上に離脱可能に取り付けられ、およびまたは該上区域に置かれるとよい。
【００２５】
他の実施形態では、有孔材料製要素は、巻付け要素１０である。例示的な巻付け要素１０の写真が、図４に示されている。また、概略的な巻付け要素１０が、図９に示されている（図９の全てにおける巻付け要素１０の孔／網および図９Ｄ及び図９Ｅにおける植物の下部分は、説明を容易にするために示されていない）。巻付け要素１０は、予成形された実質的に円断面の包被であってもよく、該包被内に植物の下部分が挿入されるようになっていてもよい。代替的に、３つの写真が貼られた図６〜図８に示されているように、および植物の下部分１２を巻き付ける５つのステップを概略的に表す図９Ａ〜図９Ｅに示されているように、巻付け要素１０は、植物の下部分１２の周りに巻き付けられてもよい。巻付け要素１０が植物の下部分１２の周りに巻き付けられるとき、巻付け要素１０は、植物の下部分１２の周りに少なくとも一回巻付けられるのに十分な幅を有する有孔材料のシートとして準備されるとよい。巻付け要素は、約５ｃｍから約５０ｃｍ、好ましくは、約１０ｃｍから約３０ｃｍの幅を有しているとよい。巻付け要素１０は、約１０ｃｍから約２００ｃｍ、好ましくは、約３０ｃｍから約１５０ｃｍ、さらに好ましくは、約６０ｃｍから約１００ｃｍの長さを有しているとよい。巻付け要素１０は、図５Ｄ、図５Ｅおよび図９Ｅに示されているように、植物の下部分１２の上区域に直接取り付けられるとよい。巻付け要素１０は、図９Ｄに概略的に示されているように、少なくとも一回、好ましくは、約２回から約１０回、さらに好ましくは、約３回から８回、植物の下部分の周りに巻き付けられるとよい。どのような適切な手段１５、例えば、ゴムバンド、テープ、グリップが用いられてもよい。巻付け要素１０は、好ましくは、その上端が開いている。このような構成によって、巻付け要素１０の内側への植物の下部分の収容が可能になる。対照的に、巻付け要素１０は、その底端が閉じていてもよいし、または開いていてもよい。底端は、どのような適切な手段１６、例えば、結び目、コード、テープ、グリップ、などによって閉じられてもよい。好ましくは、図５Ｄ、図５Ｅおよび図９Ｅに示されているように、巻付け要素１０の上端は、開いているが、植物の下部分１２にしっかりと取り付けられ、その底端は、閉じられているとよい。
【００２６】
本発明者らは、驚くことに、少なくとも１つの有孔材料製要素であって、噴霧された液滴を微粒子化するのに適している要素、特に、管状要素９および／または巻付け要素１０を用いることによって、植物生長、特に、根の育成を改良することができることを見出した。先行技術によれば、植物の下部分は、どのような培地内にも配置されるべきではなく、それよりも、気耕チャンバ内に自由に懸垂されるべきである、と一般に認識されている。支持手段のようないくつかの手段が試みられている。例えば、欧州特許出願公開第２６４４０２５号に開示されているような案内糸または水耕設備に関する米国特許第４，９７６，０６４号における植物ホルダーを参照されたい。しかし、このような手段は、植物の下部分と噴霧手段との間に透過性物理バリアを形成するように設計されていない。何故なら、このようなバリアは、植物への液体の送達を害し、これによって、植物生長率に悪影響を与えることが予期されていたからである。しかし、液体の送達が最適化されることを確実にするため、従って、過剰噴霧、過小噴霧、および不均一噴霧を回避するために、精緻な噴霧手段を用いる必要があり、および／または閉塞を避けるために液体の送達を綿密に監視する必要がある。本発明者らは、このような不都合さは、植物の下部分の周りに配置された少なくとも１つの有孔材料製の特別の要素、具体的には、噴霧された液滴を微粒子化させるのに適する要素を用いることによって、解消されることを予期せずに見出した。本発明者らは、まず第１に、このような有孔材料製要素は、植物生長、特に、根の発育に悪影響を及ぼさないのみならず、驚くことに、植物生長率を実質的に改良することを示すことを見出した。実際、有孔材料製要素８は、栄養液の送達を阻止せず、代わって、噴霧された液滴を微粒子化することによって、栄養液の送達を容易にし、これによって、過剰噴霧を阻止し、植物の下部分の全体にわたる送達を均一にすることが見出された。以下に述べるように、有孔材料性要素を配置することによって、植物生長率を著しく改良することが可能である。また、本発明者らは、有孔材料性要素を、２つの異なる形態として、すなわち、気耕生長ユニット１の上区域から下方に延在する管状要素９として、および植物の下部分の周りに巻き付けられる巻付け要素１０として設計することができることも見出した。両方のシステムを同時に用いると、植物生長率の改良にとって有用であることが分かっている。
【００２７】
ユニット１は、図５に示されているように、少なくとも１つの噴霧手段（噴霧装置）６も備えている。噴霧手段６は、栄養液を気耕チャンバ２内に噴霧するのに適している。噴霧手段６は、好ましくは、少なくとも１つの流体入口、少なくとも１つの送り管、および少なくとも１つの噴霧ヘッド２を備えている。噴霧手段の詳細は、図示されておらず、概略的にしか示されていない。流入する破片による噴霧ヘッドの閉塞を回避することが重要である。さもないと、噴霧ヘッドを洗浄する必要があり、または交換する必要がある。これを避けるために、噴霧手段６は、噴霧手段６の閉塞を避けるために、高流量のバイパス流れをもたらすのに適する流出式逃し弁を有する送り管を備えているとよい。好ましくは、流出式逃し弁は、噴霧手段６の流体入口の反対端に位置している。噴霧ヘッド、好ましくは、噴射ヘッドは、送り管にその挿入孔内に挿入されるように取り付けられている。複数の噴霧ヘッドが、送り管に取り付けられているとよい。これらの噴霧ヘッドは、全て、同一方向、例えば、上方向に配向されているとよい。代替的に、これらの噴霧ヘッドは、栄養液を気耕チャンバ２の種々の位置において種々の角度に噴霧するために、例えば、両側方、上方、および下方に噴霧するために、種々の方向に配向されていてもよい。噴霧ヘッドは、互いに対して規則的な距離を隔てて、送り管に取り付けられているとよい。先行技術による気耕生長ユニット１では、植物の下部分１２に対する満足な給液を確実にするために、噴霧手段６の設置が極めて重要であった。実際、根部分の一部または全てに対して過剰噴霧することなく、均一かつ十分な給液をもたらすことが課題になっていた。本発明者らは、植物の下部分１２を前述の有孔材料製要素内に収容することによって、上記の欠点が解消されることを予期せずに見出した。実際、有孔材料製要素は、植物の下部分とその周囲環境との間に多孔性の物理的バリアを形成することによって、植物の下部分への栄養液の送達を均一にし、これによって、栄養液が植物の一部に過剰送給または過小送給されることを防ぐことになる。気耕栽培が液体、例えば、水を植物の根に直接噴霧  することを考えれば、当業者は、どのような物理的なバリア、すなわち、有孔材料製要素も用いる気にはならなかっただろう。何故なら、当業者は、このようなバリアは、植物の下部分への液体の送達に悪影響をもたらし、および／または植物の下部分への液体の送達を低減させ、これによって、植物生長率を損なうと考えたに違いないからである。しかし、本発明者らは、驚くことに、逆のこと、すなわち、有孔材料製要素が、特に液滴を微粒子化することによって、生長率の増大に貢献することを見出したのである。
【００２８】
ユニット１は、少なくとも１つの配管手段（配管装置）（図示せず）も備えている。この配管手段は、栄養液を噴霧手段６に送給するに適している。
【００２９】
ユニット１は、少なくとも１つの排液手段（排液装置）７も備えている。排液手段７は、気耕チャンバ２から栄養液の過量分を排出するのに適している。
【００３０】
ユニット１は、取付け手段（取付け装置）１７をさらに備えているとよい。取付け手段１７は、植物の一部をしっかりと取り付けるのに適している。好ましくは、植物は、個別的に、すなわち、植物ごとに１つの取付け手段１７を用いることによって、気耕チャンバ２上に取り付けられている。取付け手段１７が用いられる場合は、チャンバ２の上区域の開口５に取り付けられるようになっている。好ましくは、取付け手段１７は、開口５に離脱可能にしっかりと取り付けられている。取付け手段１７は、ゴム発泡体から作製されているとよい。前記ゴム発泡体は、好ましくは、滑らかに仕上げられた上下シール面を有し、これによって、空気を捕捉して浮遊するようになっているとよい。ゴム発泡体の厚みは、約０．５ｃｍである。
【００３１】
発泡ゴムは、必要な大きさ、例えば、５ｃｍ角の正方形に切断されるとよい。当初の植物茎の厚みに対応する正確な大きさの小さい孔が、正方形の中心に穿孔され、次いで、ゴム発泡体の一辺の中心から該孔に切り込まれる。ここで、正方形の発泡ゴムがスリットに沿って開かれ、個々の苗木が根に損傷をもたらすことなく摺動され、次いで、ゴムがその元の位置に跳ね返ることになる。スリットは、接着テープ片によって恒久的に閉じることができる。この茎は、その穿孔内においていくらか締付けられ、その根がカバー４に作られた孔を通って懸垂されることになる。
【００３２】
ゴムマウントは、植物茎が生長によって広がると、該茎を損傷させることなく伸張し、光が根チャンバ２内に入ることを完全に阻止し、タンクからの水の蒸発を完全に停止するという大きな利点を有している。ゴムマウントは、植物／根の高さをマウント内において調整することができるという追加的な利得も有している。
【００３３】
ユニット１は、移動可能になっているとよい。一実施形態では、ユニット１は、１つの移動軸のみに沿ってニット１を自在に走行させることを可能にする少なくとも３つの車輪（図示せず）上に取付けられているとよい。好ましい実施形態では、車輪は、一方向に移動するものである。気耕生長ユニット１を１つの移動軸に沿った自由な走行を可能にする車輪上に配置することによって、空間利用を改良することができる。気耕生長ユニット１は、互いに接近して列状に配置されるとよい。車輪が列に対して直角に移動するように配置されると、複数の気耕生長ユニット１を含む全列一度で移動させることができる。２列以上の気耕生長ユニット１が用いられる大規模な気耕生長構成では、これらの列を、列間にアクセス通路を残すことなく、互いにごく隣接して配置させることができる。何故なら、アクセス通路をもたらすのに必要な箇所において、これらの列を容易に分離させることができるからである。この構成によって、生長領域を著しく縮小することができる。この構成によって、加熱および／または冷却要件の効率を高めることもできる。何故なら、個々の気耕生長ユニット１を互いにごく隣接して離間させ、これによって、２つの互いに隣接する気耕ユニット１の上区域、好ましくは、カバー４間に実質的に空間が存在しないようにすることができるからである。
【００３４】
一実施形態では、必要に応じて、植物の下部分１２の生長経路を決めるための案内糸（図示せず）が用いられてもよい。
【００３５】
一実施形態では、ユニット１は、気耕チャンバ２に流体連通してその底区域に取り付けられるようになっており、植物の根を受け入れるのに適するどのような適切なチューブも有していない。
【００３６】
気耕チャンバ２の温度は、どのような適切な手段（温度制御装置）（（図示せず）によって制御されてもよい。この因子の制御は、気耕チャンバ２が植物生長にとって最適な温度に達するために、重要である。必要に応じて、どのような適切な温度調整手段を用いることによって、温度を冷却降下または加熱上昇させてもよい。例えば、温暖気候では、気耕チャンバ２は、気耕チャンバ２の内側の温度が周囲環境の温度、好ましくは、グリーンハウスの内側の温度よりも低くなるように、適切な冷却手段を用いることによって、冷却されるとよい。気耕チャンバ２の内側の温度を冷却降下させる１つの簡単な方法は、冷えた栄養液を噴霧することである。
【００３７】
一実施形態では、気耕チャンバ２は、藻類の生長を避けるために、暗く保たれるようになっている。用いられる種々の手段、例えば、容器３およびカバー４は、不透明材料から作製されているとよい。気耕チャンバ２の上区域、好ましくは、カバー４の上に配置される光反射材料から作製されたシート（図示せず）が、追加的または代替的に用いられてもよい。このシートは、気耕チャンバ２の上区域の開口５と真っ直ぐに並んだ位置において穿孔されることになる。
【００３８】
一実施形態では、必要に応じて、例えば、生長される植物および／または周囲環境条件に応じて、気耕チャンバ２は、少なくとも１つの換気点（図示せず）、例えば、給気点および／または排気点を備えていてもよい。このような換気点は、気耕チャンバ２のどのような適切な位置に配置されていてもよい。
【００３９】
ユニット１は、広範囲の植物を生長させるのに適している。気耕生長ユニット１は、あらゆる種類の植物を生長させるのに用いられてもよい。気耕生長ユニット１が生長し続ける植物に用いられるとき、適切な植物は、茎および／またはつるを累進的に発育させる種類の果実を有する植物である。このような植物は、トマト、キュウリ、ナス、ピーマン、ピメント、ガーキン、メロン、ズッキーニ、マロー、ウリ類、カボチャからなる群から選択されるとよい。
【００４０】
ユニット１は、気耕チャンバ２内において栄養液が植物の下部分の全体にわたって噴霧可能である限り、任意の適切な栄養液と共に用いられるのに適している。気耕栽培によって植物を生長させるのに適するどのような標準的栄養液が用いられてもよい。必要に応じて、栄養液の使用は、共通噴霧および個別噴霧のような任意の適切な方法によって、Ｈ２Ｏ２の使用によって補完されてもよい。
【００４１】
第２の態様によれば、本発明は、気耕栽培によって植物を生長させるためのシステムであって、前記システムは、前述の少なくとも２つのユニット１を備えており、これらのユニットは、容器３のカバー４が互いにしっかりと嵌合されるように、互いにごく隣接して配置されている、システムに関する。少なくとも２つのユニット１は、可動ユニット１であるとよく、それらの車輪は、同一の移動軸に沿ってユニット１の移動を可能にするように真っ直ぐに並んでいるとよい。システムが３つ以上の気耕生長ユニット１を備えるとき、前記ユニット１は、好ましくは、列状に配置され、車輪の移動軸は、該列の長手方向と直交している。
【００４２】
システムは、温度制御手段（温度制御装置）を備えているとよい。温度制御手段は、気耕チャンバ２の温度を制御するのに適している。前記手段は、好ましくは、温度冷却温度である。温度制御は、栄養液の温度を制御することによって、例えば、栄養液を保持するリザーバの温度を制御することによって、達成されるとよい。
【００４３】
システムは、リザーバを備えているとよい。リザーバは、栄養液を収容するのに適している。リザーバは、１つまたは複数のユニット１と共に用いられ、該ユニット１から遠く離れて配置されているとよい。リザーバは、好ましくは、気耕チャンバ２の内側に栄養液を送達するために、噴霧手段６と流体連通している。この流体連通は、配管、好ましくは、柔軟な配管によって達成されるとよい。
【００４４】
一方、気耕チャンバ２の排液手段７もリザーバと流体連通しているとよい。前記流体連通は、配管、好ましくは、柔軟な配管によるものであるとよい。このような連通によって、過剰な栄養液を戻すように排出することが可能になる。代替的に、排液手段７は、別の排液リザーバと流体連通していてもよい。
【００４５】
リザーバおよび／または排液リザーバは、移動可能になっているとよく、特に、車輪付きであるとよい。
【００４６】
リザーバは、特に、排液手段７に接続されるとき、ユニット１の面の下方に配置されるとよい。このような配置によって、過剰な栄養液を、ポンプのような機械的手段を設けることなく、重力によってリザーバに排液させることが可能になる。
【００４７】
第３の態様では、本発明は、前述の少なくとも１つのシステムを備えるグリーンハウスに関する。適切な構成は、欧州特許出願公開第２６４４０２５号に記載されている。この文献は、参照することによって、ここに含まれるものとする。
【００４８】
コスト効率の高いグリーンハウスを提供するために、壁は、例えば、ポリスチレンサンドイッチ構造を有する絶縁ブロックから作製されてもよい。光不透過材料が、グリーンハウスの壁に対して用いられてもよい。実際には、グリーンハウス内の側光は、殆ど用いられない。何故なら、生長する植物体内への側光の透過は、最小限度であり、有用な光は、頭上光だからである。
【００４９】
グリーンハウスは、気耕チャンバ２からの過剰な栄養液の重力排液を可能にするために、リザーバタンクが貯蔵可能になっている貯蔵庫を備えているとよい。
【００５０】
グリーンハウスは、低摩擦材料から作製された床を備えているとよい。
【００５１】
種々の植物設置が考えられる。全ての植物が互いに直交する従来の列間隔、または各列が次の列の放射状の空き空間内に位置するように位置ずれした列が考えられる。本発明では、後者が好ましい。何故なら、後者は、より密度の高い栽培をもたらし、得難い植物群を生じるからである。両側からアクセス可能な４列に並んだ奥行きのある生長領域が用いられると好ましい。
【００５２】
第４の態様によれば、本発明は、気耕栽培によって植物を生長させるための方法であって、
ａ）前述の気耕生長ユニット１を準備するステップと、
ｂ）植物を準備するステップと、
ｃ）植物の下部分、好ましくは、根部分が気耕チャンバ２内に垂れ下がるように、好ましくは、取付け手段１７を用いて、植物を開口５上にしっかりと取り付けるステップと、
ｄ）植物の下部分１２を少なくとも１つの有孔材料製９，１０内に収容するステップと、
ｅ）少なくとも１つの有孔材料製要素９，１０を気耕チャンバ２の上部分および／または植物の下部分１２の上区域に取り付けるステップと、
ｆ）植物の下部分に給液するために、所定時間に所定量の栄養液を噴霧するステップと、
ｇ）根を発育させ、開花させ、および／または果実を生長させるのに十分な時間にわたって、植物を生長させるステップと、
を含む、方法に関する。
【００５３】
他の態様によれば、本発明は、気耕栽培によって植物を生長し続けさせるための方法であって、
ａ）前述の気耕生長ユニット１を準備するステップと、
ｂ）根部分および茎部分を備える苗木を準備するステップと、
ｃ）根部分から本質的になる苗木の下部分１２が気耕チャンバ２内に垂れ下がるように、好ましくは、取付け手段１７を用いて、苗木の基部を開口５上にしっかりと取り付けるステップと、
ｄ）植物の根部分を管状要素９である有孔材料製要素内に収容するステップと、
ｅ）管状要素９を根部分の頂部に取り付けるステップと、
ｆ）熟成状態に至らせるために苗木に十分な量の栄養液を連続的にまたは所定回数繰り返して噴霧することによって、苗木を生長させるステップと、
ｇ）植物の下部分を巻付け要素１０である有孔材料製要素内に巻き込むステップと、
ｈ）熟成果実を生長させるために植物に十分な量の栄養液を連続的にまたは所定回数繰り返して噴霧することによって、植物をさらに生長させるステップと、
ｉ）熟成果実を収穫し、熟成茎の底区域に位置する葉を切断するステップと、
ｊ）裸の茎区域が気耕チャンバ２内に垂れ下がるように、植物を下降させるステップと、
ｋ）ステップｆ）、ｉ）、およびｊ）を繰り返し実行するステップと、
を含む、方法に関する。
【００５４】
前記方法の概略図が、図５に示されている。具体的には、ステップａ）は、図５Ａに略示されており、ステップｂ）からステップｄ）は、図５Ｂに略示されており、ステップｅ）は、図５Ｃに示されており、ステップｈ）は、図５Ｄに示されており、ステップｊ）は、図５Ｄに示されている。ステップｆ）の後、植物の下部分を巻付け要素１０内に巻き込むために、植物の下部分を気耕チャンバから引き出す付加的なステップが追加されるとよい。巻付けステップの写真および略図は、図６〜図８および図９にそれぞれ示されている。植物の下部分１２の巻付けは、（図６に示されているように）生長した下部分１２を有する植物を準備するステップと、（図９Ａに示されているように）巻付け要素を準備するステップと、（図７および図９Ｂに示されるように）植物の下部分１２を巻付け要素上に置くステップと、（図９Ｃおよび図９Ｄに示されているように）巻付け要素１０を植物の下部分１２の周りに少なくとも一回巻き付けるステップと、（図８および図９Ｅに示されているように）取付け手段１５を用いて巻付け要素の上端をしっかりと取り付け、閉鎖手段１６を用いて巻付け要素の底端を閉じるステップと、を含んでいる。
【００５５】
気耕栽培によって植物を生長させる前記方法は、茎および／またはつるを累進的に発育させる種類の果実を有する植物を生長し続けさせ、すなわち、理論的に永久に生長し続けさせることを可能にするものである。実際、熟成果実を収穫するごとに、茎の底区域に位置する果実および葉が取り除かれ、これによって、この「裸」の茎区域は、果実および葉を有していない。図５Ｄおよび図５Ｅに点線で示されているように、植物は、裸の茎部分が気耕チャンバ２内に位置するように、下降されるようになっている。このとき、植物は、裸の茎区域の真上に取り付けられた取付け手段１７を用いて、ユニット１に取付けられることになる。その結果、植物の下部分１２の一部である裸の茎区域に栄養液が噴霧され、これによって、根が生長することになる。いったん新しい果実が生長し、収穫されたなら、同じステップ、すなわち、果実および葉を切断するステップ、植物を下降させるステップ、新しい裸の茎区域を気耕チャンバ２内に配置するステップ、該茎区域に栄養液を噴霧するステップが実行されることになる。本発明を実行するときに観察される増大された生長率を考慮し、本発明者らは、前述した種類の植物を実質的に永続的に生長させることができることを見出したのである。
【００５６】
［実施例］
気耕生長ユニット１およびそのシステムおよびグリーンハウスは、ここでは、トマト植物を生長させるために用いられる。しかし、本発明がどのような他の適切な植物を生長させるために用いられてもよいことは、明らかである。
【００５７】
図５に示されているように、容器３を構成する第１の部分およびカバー４を構成する第２の部分を備える気耕チャンバ２が準備される。容器３は、互いに一体化された側区域および底区域を備えている。側部は、実質的に矩形の断面を有する４つの側壁を構成している。また、カバー４も準備される。このカバーは、容器の上開口を封止するために、容器３の上に配置される。
【００５８】
カバー４は、少なくとも１つの開口５を備えている。開口５は、正方形状を有しており、５ｃｍの平均長さの側辺を有している。プロピレン製の管状要素９が準備される。管状要素９は、垂直柱を構成する本体１３を備えており、実質的に水平の上縁１４を有している。本体１３は、約５ｃｍの平均寸法の水平断面を有している。また、管状要素９は、約８０ｃｍの長さを有している。管状要素９は、開口５の上から気耕チャンバ２内に導かれ、管状要素９の上縁がカバー４の上面に静止するまで下降される。これによって、井戸が形成され、該井戸内に植物の下部分を導き、かつ懸垂させることができる。また、当業界において知られているように、例えば、欧州特許出願公開第２６４４０２５号に開示されているように、噴霧手段６、配管手段、排液手段７，温度制御手段、リザーバ、なども準備される。
【００５９】
苗木が準備される。この苗木の根が管状要素９内に導かれ、かつ懸垂される。開口５／管状要素９ごとに、１つのみの苗木が導入／懸垂される。苗木は、取付け手段１７を用いることによって、適所に保持される。具体的には、苗木茎の基部が、取付け手段１７にしっかりと取付けられる。前記取付け手段１７は、開口５の縁および管状要素９の縁に置かれる。市販の栄養液が、苗木に給液するために定期的に噴霧される。苗木は、根が管状要素９の本体１３の開口５を通って発育しないことを確実にするために、管状要素９／気耕チャンバ２の外に時々持ち上げられるとよい。苗木は、それらの茎が約０．５ｃｍから約１ｃｍの範囲内の直径に達するまで生長される。ここまでに、５週間掛かる。
【００６０】
いったん茎が所望の直径に達したなら、植物は、根の周りに巻付け要素１０を（４〜５層）巻付けるために、気耕生長ユニット１から引き出される。シートとして準備された巻付け要素１０は、約２０ｃｍの幅および約６０ｃｍから約１００ｃｍの長さを有している。巻付け要素１０は、コードを用いてその底端が閉じられ、プラスチックグリップを用いてその上端が根部分にしっかりと取付けられる。次いで、巻き付けられた根が管状要素９内に再び導入かつ懸垂される。植物は、取付け手段１７を用いることによって、適所に保持される。具体的には、植物茎の基部が取付け手段１７にしっかりと取付けられる。前記取付け手段１７は、開口５の縁および管状要素９上に置かれる。市販の栄養液が、植物に給液するために、定期的に噴霧される。植物は、トマトが十分に生長して収穫されるのに十分な大きさになるまで、生長される。ここまでに、６〜１２週間掛かる。
【００６１】
いったん第１のトマトが収穫されたなら、茎の底に位置する葉が取り除かれる。次いで、植物は、下降され、取付け手段１７は、茎の葉が除去された区域の上に配置される。従って、葉が除去された茎は、気耕チャンバ２内に垂れ下がり、該茎に栄養液が噴霧されることになる。葉が除去された茎から根が生長し、トマトが十分に大きくなって収穫されるまで、再び生長される。これらのステップ、すなわち、茎の下部分から葉を除去するステップ、植物を下降させ、葉が除去された茎区域を気耕チャンバ２内に配置するステップ、および葉が除去された区域を根付かせ、トマトを生長させるステップが、トマトの各収穫の後に繰り返し実行される。
【００６２】
図２、図３、図５および図９に示されている略図は、本発明の理解を容易にするために、尺度通りではなく、簡素化されている。
【００６３】
本明細書における全ての百分率、比率および割合は、他に規定がない限り、重量基準である。
【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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【国際調査報告】
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