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【発明の名称】 水耕栽培装置
【発明者】 【氏名】矢野 謙介

【要約】 【課題】

【解決手段】
【特許請求の範囲】
【請求項1】側面に多数の植え込み孔(5)を設け、内部に不織布からなる培地(8)を充填した中空管(2)を、養液(3)を満たした貯液槽(1)の中に直立させたものにおいて、その下端部を漏斗状の形状に成形した送液管(9)を、貯液槽(1)の底部から始まり中空管(2)の頂部に達するように設置するとともに、送液管(9)の下端部のすぐ下に、空気ポンプ(10)に接続された送気チューブ(11)の先端を配置し、この先端から空気を噴出させ、これが気泡となって送液管(9)を上昇する際に、気泡と気泡の間に貯液槽(1)中の養液(3)を挟んで中空管(2)の培地(8)の最頂部に送り、養液(3)が培地(8)に沿って流下するようにして、中空管(2)の植え込み孔(5)に定植した植物(6)を栽培することを特徴とした水耕栽培装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水耕栽培装置に関するもので、側面に多数の植え込み孔を設け、培地をその中に充填した中空管を、養液を満たした貯液槽の中に直立させ、この中空管の中の送液管の下端部から気泡を吹き込み、気泡の上昇力を利用して養液を中空管の培地の頂部に送って中空体に定植した植物を育てるようにした水耕栽培装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の水耕栽培装置では中空管または樋状の容器を栽培槽とするものが存在する。この場合、これらの栽培槽は水平もしくは緩い勾配で配置されており、送水ポンプを用いて貯液槽に蓄えられた養液を栽培槽に送り、重力によって養液が栽培槽から貯液槽に戻るようにしている。
【0003】
【発明が解決しょうとする課題】従来の水耕栽培では、おおむね水平に配置された中空管又は樋状の容器を栽培槽として用いるので、栽培植物の量に対して栽培装置の占有面積が大きいという問題点があった。本発明は、与えられた面積の中で出来るだけ多くの植物を栽培し、占有面積当たりの収穫量を従来の方法より飛躍的に増大させることを目的としている。
【0004】また在来の水耕栽培では、粒状の培地を用いているので、中空体に培地を充填する場合に手数がかかり、またこの際に粒状の培地が植え込み孔から外部にこぼれ出たり、栽培が終わって培地を再使用して次の植物を植える場合に、前に栽培した植物を引き抜くと、培地が外部にこぼれ出るこという問題点があった。
【0005】また培養液を貯液槽から栽培槽に汲み上げて循環させる方法として、従来の装置では送水ポンプを使用しているが、水耕栽培では養液をかなり長期間にわたって昼夜連続で循環させなければならないので、特に耐久性の高いポンプを使用しなければならなかった。このような耐久性に優れた送水ポンプは一般に高価であって、消費電力も大きく、従って設備費と維持費が高くなり、また、低価格の送水ポンプを用いるとポンプの消耗が早いという問題点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するための本発明の構成を図1と図2を用いて説明すると、側面に多数の植え込み孔を設け、内部に不織布からなる培地を充填した中空管を、養液を満たした貯液槽の中に直立させたものに於いて、その下端部を漏斗状の形状に成形した送液管を、貯液槽の底部から始まり中空管の頂部に達するように設置するとともに、送液管の下端部のすぐ下に、空気ポンプに接続された送気チューブの先端を配置し、この先端から空気を噴出させ、これが気泡となって送液管を上昇する際に、気泡と気泡の間に貯液槽の養液を挟んで中空管の培地の最頂部に送り、養液が培地に沿って流下するようにして、中空管の植え込み孔に定植した植物を栽培する。
【0007】
【作用】本発明の水耕栽培の方法において、空気ポンプ を稼働させると、中空管に配置されている送液管の下端部の漏斗状に成形されている部分のすぐ下に配置されている送気チューブの先端から空気が多数の気泡となって噴出し、この気泡が送液管を上昇するに伴って貯液槽の養液が気泡に挟まれて送液管を上昇し、中空管の中に充填された培地の最頂部で噴出し、培地に吸収されながら流下し、その際に養液中の水分と酸素と養分が中空管の孔に定植され培地に根を発達させている植物に吸収される。残余の養液は中空管を流下し、貯液槽に戻り、再利用される。このようにして空気ポンプを連続的に運転することによって、養液は水耕栽培システムの中で空気に触れてその溶存酸素量を増しながら循環を続け、中空管の培地に定植された植物が育成される。
【0008】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照して説明すると、第1図において、貯液槽1は、栽培に必要な養液3を貯蔵するためのもので、1週間分の養液3を蓄えるに十分な容量のものが好ましい。養液3を満たした貯液槽1の中に中空管2を立てる。この場合中空管2は貯液槽1の上面に固定された蓋13に開けられた孔4を貫通する。この中空管2は本発明の水耕栽培のための栽培槽となる部分であって、そのサイズは最小径50ミリメートルから最大径100ミリメートルまでとし、植物6に合わせて選ぶものとする。この中空管2の外周に、通常栽培植物6にあわせて直径2センチメートルから4センチメートルの範囲の植え込み孔5を、上下方向に一定間隔で、また円周を等分する間隔で(第2図参照)配置する。植え込み孔5の上下間隔は栽培する植物6によって決めるが、一般に葉菜類の場合は12センチメートルから18センチメートルの範囲ととする。また円周方向の間隔は、中空管の直径に応じて等分する。栽培に当たっては別に育苗された苗6の茎にスポンジなどのクッション材7を巻いて、中空管2に開けられた植え込み孔5に挿入する。また、含水させた不織布の小片にタネを挟んだ物を植え込み孔に挿入して発芽させ、そのまま栽培を続けることもできる。
【0009】栽培槽の働きをする中空管2に、その下端部から上端部に達するように送液管9を配設して、漏斗状に成形された下端部の下方に、空気ポンプ10に連結されている送気チューブ11の先端部を配置する。
【0010】貯液槽1に養液3を満たした状態で空気ポンプ10を作動すると、送気チューブ11の先端部から空気が噴出し、無数の独立した気泡となり、これは送液管9の下端部の漏斗部分によって集められ、比較的大きな気泡となって逐次給液管を上昇すが、その際に気泡と気泡の間に養液3を挟みながら上昇する。この養液は培地8の最頂部で放出される。養液は培地8に浸透しながら、培地8に沿って流下する。すなわち、養液は空気に接触してその溶存酸素量を増しながら栽培植物6の根の間を流れ、下の貯液槽1に戻って循環を続ける。この間に植物6は水分と酸素と栄養分を吸収して良く成長する。
【0011】養液は植物6に吸収されて次第に減少するので、貯液槽1の液量が半減する前に、貯液槽1いっぱいに補充する。植物6の生育がもっとも盛んな時期、そして一般に盛夏時には、植物6の吸収量が多くなるので、より頻繁に養液3を補充しなければならない。たとえばトマトの栽培の場合、吸水量が1株当たり1日約1.5リットル以上になるので、貯液槽の養液の貯蔵容量を1株あたり10リットル以上にすれば、6日に1回補給すればよいことになる。
【0012】養液3に含まれている栄養成分は、循環する間に植物6に吸収されて次第に低減し、植物6に吸収されなかった成分が養液3中に残留蓄積するので、養液3を交換する意味で、補充回数の4回に1回は貯液槽1に残った養液3を捨ててから、新しい養液3を補充することが好ましい。なお養液3の補給と交換には、灯油用の簡易ポンプを用い、蓋13に開けられた補給用の孔を通じて行うと便利である。 【0013】本発明の水耕栽培装置は、上述したように、一般家庭で鑑賞魚用に使用される電磁式の空気ポンプを用いて養液3を貯液槽から栽培槽となる中空管へと連続的に循環させることが出来る。
【0014】本発明に引用した実例の場合の養液3の流量は、空気ポンプ10の能力、貯液槽1の水深、送液管9の内径によって左右される。たとえば、貯液槽1の水深を15センチメート以上に保ち、毎分の送気量5リットル以上の能力を持つ標準的な観賞魚水槽用の空気ポンプを用い、内径8ミリメートルの送液管を用いる場合は、毎分約100ミリリトルの養液3を、その水面から少なくとも60センチメートルの高さに送ることができ、例えばレタスの場合、このポンプ1台で20株から30株を十分に栽培することができる。
【0015】また、培地8として組成が密で吸水性の優れた不織布をもちいることが好ましく、この細長い形状のものを送液管9に添えて中空管2に挿入する。在来の粉粒状の培地に比較してより容易に中空管に充填することができ、植え込み孔から培地がこぼれ落ちることがない。
【0016】なお、実例として単一の中空管を使用する場合について説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更例を採用することが出来る。変更例の1つを図3に示す。
【0017】
【発明の効果】本発明の水耕栽培の方法は、以上に説明したように行われるので、以下に述べるような効果がある。
【0018】養液を貯液槽から中空管の頂部まで揚げて循環させる方法として、本発明では量産されている観賞魚用の電磁式の空気ポンプを用いて、養液中に空気を気泡として噴出させ、養液を気泡に挟むようにして栽培槽の頂部に連続的に送るようにした。これによって、養液が空気に良く接触し、その溶存酸素量が増すという効果も得られる。この種の空気ポンプは構造が単純で、磨耗部分がないので、長期間の連続運転に耐え、必要かつ十分な量の養液を長期にわたって昼夜連続安定して循環させることができ、電力の使用量も少ない。大量に製造されていて、価格も低廉である。したがって全体として経済的で効率の良い栽培装置を得ることができる。
【0019】栽培装置の占有面積の割合に多量の植物を栽培することが出来る。すなわち樹木が幹を中心軸として枝が放射状に分岐しているように、栽培植物が中空管の周囲に放射状に配置されるので、高密度に植えた場合も多数の植物に十分な日照をあてることができる。
【0020】また、必要かつ十分な量の養液を上方から下方に向かって培地に浸透させながら循環させるので、養液は植物の根に十分に吸収され、また養液が循環の際に空気に良く接触するので、その溶存酸素量が増し、在来の平面的な栽培法と比較して植物がよく生育し収穫量も多くなる。
【0021】在来の平面的な栽培方法と異なって、鉛直方向の人手の容易に届く範囲に植物が配置されるので、栽培管理の面でも効率的である。
【0022】植物の植え込みの配置が鉛直に並んだ列に集約されるので、室内の栽培で蛍光灯を利用する場合に、照明器具の配設が容易で照明効率がよい。
【0023】本発明に使用する栽培装置では、養液の流路が短く、養液を最短距離で供給循環させるため、配管が不要で、その分装置の製作コストも少なくてすみ、また養液の流路が密閉されており、養液の必要量、蒸発散量が少ないので、維持管理も容易である。
【0024】培地に不織布を使用するので、粉粒状の培地と比較して、取り扱いが容易である。また不織布の材質から液の浸透性、保水性、移動性が適当に保たれ、植物の十分な生育に役立つ。また、粒状の培地を用いる場合のように、植え込み孔から培地が外部にこぼれ出ることがない。植物の根は主に含水した不織布の表面に発達し、太い根が不織布の中に侵入することが少ないので、栽培の終わった植物の根の大部分を不織布から容易に除去することが出来る。したがって不織布の培地は数回繰り返して利用する事ができ、栽培の労力と資源を節約することができる。
【0025】
【出願人】 【識別番号】594043797
【氏名又は名称】矢野 謙介
【出願日】 平成9年(1997)7月30日
【代理人】
【公開番号】 特開平11−46606
【公開日】 平成11年(1999)2月23日
【出願番号】 特願平9−243571