| 【発明の名称】 |
農作物栽培方法および農作物栽培設備 |
| 【発明者】 |
【氏名】柳瀬 善亮
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| 【要約】 |
【課題】栽培床の形成作業、栽培時の諸作業、および収穫作業が楽であり、農作物を安定して大量生産することのできる農作物栽培方法および農作物栽培設備を提供すること。
【解決手段】この農作物栽培設備１は、土の搬入側２５と搬出側２８の間に横設されて農作物Ｆの栽培床となる土Ｓを載置するベルトコンベア１２と、ベルトコンベア１２を走行駆動するための駆動軸１０と連結された駆動手段と、ベルトコンベア１２の走行駆動または駆動停止のために駆動手段を制御する制御装置とを備えて栽培ユニット７が構成されるとともに、複数の栽培ユニット７，７，・・・が上下複数に段配置されている。かかる農作物栽培設備１によれば、ベルトコンベア１２上に形成された栽培床で農作物Ｆを栽培したのち、ベルトコンベア１２を走行駆動させて搬出側２８から農作物Ｆと栽培床の土Ｓを搬出するようになっている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 土の搬入側と搬出側の間にベルトコンベアを横設し、ベルトコンベア上に土を載置して栽培床を形成し、ベルトコンベア上の栽培床で農作物を栽培したのち、ベルトコンベアを走行駆動させて前記搬出側から農作物と栽培床を搬出することを特徴とする農作物栽培方法。
【請求項２】 少なくとも、土の搬入側と搬出側の間に横設されて農作物の栽培床となる土を載置するベルトコンベアと、ベルトコンベアを走行駆動する駆動手段と、ベルトコンベアの走行駆動または駆動停止のために前記駆動手段を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする農作物栽培設備。
【請求項３】 少なくとも、土の搬入側と搬出側の間に横設されて農作物の栽培床となる土を載置するベルトコンベアと、ベルトコンベアを走行駆動する駆動手段と、ベルトコンベアの走行駆動または駆動停止のために前記駆動手段を制御する制御装置とを備えて栽培ユニットが構成されるとともに、前記栽培ユニットは上下複数に段配置されていることを特徴とする農作物栽培設備。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、農作物を効率よく栽培する農作物栽培方法および農作物栽培設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】農作物の栽培は、露地の土を耕して栽培床を形成しこの栽培床に種や苗を植えて生育させるのが、一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、過度の輪作により土のやせた露地が増えている。そこで、やせた土を肥えた土に替えたいが、良質の土の入手が困難であり現実的でない。また、栽培する地域や時期により日照量や土質などの状態が異なるため、農作物の生長がバラツキやすい。また、水分や栄養分の適切な供給量管理も難しいものである。一方で、土を耕す作業、栽培時の手入れ、あるいは収穫作業はいずれも手間がかかり重労働である。また、露地植えは敷地の一面分にしか栽培できないため、一定面積の敷地を有効に活用して農作物を大量生産することができなかった。
【０００４】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、栽培床の形成作業、栽培時の諸作業、および収穫作業が楽であり、農作物を安定して大量生産することのできる農作物栽培方法および農作物栽培設備の提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明に係る農作物栽培方法は、土の搬入側と搬出側の間にベルトコンベアを横設し、ベルトコンベア上に土を載置して栽培床を形成し、ベルトコンベア上の栽培床で農作物を栽培したのち、ベルトコンベアを走行駆動させて前記搬出側から農作物と栽培床を搬出する構成にしてある。
【０００６】また、本発明に係る農作物栽培設備は、少なくとも、土の搬入側と搬出側の間に横設されて農作物の栽培床となる土を載置するベルトコンベアと、ベルトコンベアを走行駆動する駆動手段と、ベルトコンベアの走行駆動または駆動停止のために前記駆動手段を制御する制御装置とを備えているものである。
【０００７】そして、本発明に係る別の農作物栽培設備は、少なくとも、土の搬入側と搬出側の間に横設されて農作物の栽培床となる土を載置するベルトコンベアと、ベルトコンベアを走行駆動する駆動手段と、ベルトコンベアの走行駆動または駆動停止のために前記駆動手段を制御する制御装置とを備えて栽培ユニットが構成されるとともに、前記栽培ユニットは上下複数に段配置されているものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。図１は本発明の一実施形態に係る農作物栽培設備の内部を側面から見た概略構成図、図２は農作物栽培設備の内部の平面構成図である。各図において、符号１はこの実施形態による農作物栽培設備であり、地盤から立設された主柱３により構造補強された通気性と採光性を有する箱状の建物ケーシング２を備えている。建物ケーシング２の天板４は水を通さない素材で構成されており、当該下面に平板である天井板５が添設されている。建物ケーシング２内には、例えば１段平面毎に７基の栽培ユニット７，７，７，・・・が上下１１段に段配置（合計７７基）され、主柱３に固定支持されている。また、建物ケーシング２内は栽培ユニット７，７，７，・・・の搬入側２５に上下連通するリフト昇降用空間２６が形成され、搬出側２８にも上下連通するリフト昇降用空間２９が形成されている。
【０００９】それぞれの栽培ユニット７は、農作物Ｆの栽培床となる土Ｓを載置する無端状のベルトコンベア１２と、ベルトコンベア１２を走行駆動させる電動機などの駆動手段６１（図４，５参照）と、駆動手段６１の動作を制御してベルトコンベア１２を走行駆動または駆動停止させる制御装置５０（図５参照）とから、主に構成されている。ベルトコンベア１２は、土の搬入側２５において建物ケーシング２に枢支されたローラ９と、搬出側２８で建物ケーシング２に枢支されたローラ１１との間に架け回しにより横設されている。ローラ１１の駆動軸１０は前記の駆動手段６１と駆動連結されている。上記したベルトコンベア１２の材質は、土Ｓを通過させることなく載置保持できるものであれば、特に限定されないが、例えば通気性ベルトが好適である。
【００１０】前記のリフト昇降用空間２６には土Ｓや種苗などを運搬昇降する搬入用エレベータ３４が配備され、この搬入用エレベータ３４は建物ケーシング２の上面に設置されたリフトモータ３１の駆動軸３２によりワイヤ３３が巻き上げられて昇降するようになっている。一方、リフト昇降用空間２９にも搬出用エレベータ３８が配備されている。搬出用エレベータ３８はリフトモータ３５の駆動軸３６によりワイヤ３７が巻き上げられて昇降するようになっている。搬出用エレベータ３８は下部に土Ｓを収受する土回収部４０を有し、上部に農作物Ｆを収受する農作物収容部３９が設けられている。すなわち、ベルトコンベア１２からの農作物Ｆは搬出用エレベータ３８の受部４１上方の開口から農作物収容部３９へ収容され、ベルトコンベア１２からの土Ｓおよび根Ｒは受部４２上方の開口から土回収部４０へ回収されるようになっている。
【００１１】そして、栽培用の土Ｓや種苗などを搬入用エレベータ３４へ載せるための搬入口２７が、リフト昇降用空間２６下部の建物ケーシング２に設けられている。リフト昇降用空間２９下部の建物ケーシング２には、搬出用エレベータ３８に回収された農作物Ｆや土Ｓをケーシング外へ搬出するための搬出口３０が設けられている。
【００１２】各栽培ユニット７の直下位置には、それぞれ天井板６が配備され主柱３に支持されている。天井板６の下面には、例えば天井板６毎に４９基（縦７基×横７基）の昼光灯８，８，８，・・・が設置されている。ある階の平面において栽培ユニット７，７間はそれぞれ作業用通路１５となっている。作業用通路１５の上方を栽培ユニット７の長手方向に沿って走行する作業用台車１４が、２基の栽培ユニット７，７に一台の割合で配備されている。かかる作業用台車１４は自走式でも手押し式でも構わない。
【００１３】そして、ベルトコンベア１２の直下には、図３および図４に示すように、ベルトコンベア１２を走行可能に支持する載置板部２２が設けられている。また、栽培ユニット７の搬入側２５近傍位置以外および搬出側２８近傍位置以外の部分には、ベルトコンベア１２の両側面に沿って一対の支持板部１６，１６が載置板部２２上に立設されている。各支持板部１６，１６の内側には一対の傾斜板２１，２１が対面配置されている。これらの傾斜板２１，２１は上部になるほど互いに離れるように傾斜配置されている。
【００１４】かかる傾斜板２１，２１が存在する部分において、ベルトコンベア１２は正面視中央部分が載置板部２２の上面に接し左右縁部が傾斜板２１，２１に接することにより正面視略Ｕ字状に保持されている。このように略Ｕ字状に保持されたベルトコンベア１２上に土Ｓが収容されて栽培床２３が形成されるのである。一方、搬入側２５近傍位置および搬出側２８近傍位置では傾斜板２１，２１が存在しないので、ベルトコンベア１２は平坦な載置板部２２およびローラ９，１１上を平面に展開された状態で搬送される。因みに、ここで用いられるベルトコンベア１２の幅は展開した状態で８０〜９０ｃｍ程度である。
【００１５】また、作業用通路１５をはさんで対峙する支持板部１６，１６の各上面には、作業用台車１４の脚下端に枢支された車輪１８，１８を支持して走行させるレール１７，１７が設けられている。これらのレール１７，１７も栽培ユニット７の長手方向に沿って配備されている。また、栽培床２３へ散水するための散水管２０，２０がベルトコンベア１２の両側に沿って配置され、支柱１９，１９を介して支持板部１６，１６に支持されている。
【００１６】他方、搬出側２８における各ベルトコンベア１２の直上には、農作物収穫手段となるカッター刃１３が配備されている。カッター刃１３は、例えば農作物Ｆと根Ｒの境界部分で切断できる高さ位置に設置されている。カッター刃１３の後端は搬出用エレベータ３８が所定の回収位置まで昇降してきたときの受部４１の先端と対面する高さ位置に設定されている。かかる位置関係によって、カッター刃１３により切断された農作物Ｆは確実に農作物収容部３９へ回収されるようになっている。また、天井板６の後端部６ａは下向きに彎曲していて、所定位置にある搬出用エレベータ３８の受部４２の先端と対面するようになっている。これにより、ベルトコンベア１２から落下してきた土Ｓや根Ｒを下段の栽培ユニット７上に散乱させないようになっている。
【００１７】上記した農作物栽培設備１は、図５に示す制御装置５０により制御される。この制御装置５０はマイクロコンピュータなどにより具現化される中央演算装置ＣＰＵを中心として構成され、その入力側にキーボードやマウスなどの入力装置５１、栽培ユニット７毎の栽培環境の温度を検出する温度センサ５２，５２，・・・、前記栽培環境の湿度を検出する湿度センサ５３，５３，・・・、前記栽培環境の光量を検出する照度計５４，５４，・・・が入出力ポートＩ／Ｏを介して信号接続されている。
【００１８】また、中央演算装置ＣＰＵの出力側には、各昼光灯８，８，・・・、リフトモータ３１、リフトモータ３５、各ベルトコンベア１２用の駆動手段６１，６１，・・・、各散水管２０用の水路絞り弁６２，６２，・・・、各階用の投光器６３，６３，・・・、バーナ６４、各階用の送風機６５，６５，・・・、給水ポンプ５５が入出力ポートＩ／Ｏを介して作動制御可能に信号接続されている。また、中央演算装置ＣＰＵは内部タイマＴを有しており、各種データを記憶する読み書き自在のメモリＭと信号接続されている。
【００１９】前記の給水ポンプ５５は吸込側が貯水タンク５６と配管接続され、吐出側が水路絞り弁６２を介して前記の散水管２０と配管接続されている。貯水タンク５６はその上面に雨水を収受する集水部５７が形成され、集水部５７で集められた雨水は導水管５８を通ってタンク内に貯留される。貯水タンク５６内にはケナフ（豪州産の草木）を蒸し焼きにして得た炭５９が収容されている。このケナフ炭５９は入手容易で安価であり、タンク内に貯留した水６０から有害物質や臭気成分を吸着除去して建物ケーシング２内での栽培阻害や臭気発生を未然に防ぐようになっている。
【００２０】前記の水路絞り弁６２は、各栽培ユニット７のそれぞれの散水管２０の手前に介設された通水量可変の弁であり、制御装置５０からの指令信号により弁開度が制御される。また、前記の投光器６３は、各階毎に建物ケーシング２内の側面近傍、または搬入側２５や搬出側２８に配備され、昼光灯８，８，・・・では足りない光量を補充するために制御装置５０からの指令信号により制御される。
【００２１】そして、前記の加熱機６４は、回収した土Ｓを高温に加熱して土Ｓ内の有機物を焼却したり有害菌を殺菌するために用いられ、例えば電気ヒータや灯油バーナなどからなっている。加熱機６４の熱量は制御装置５０からの指令信号により電力量（または灯油量）を調整して制御される。また、前記の送風機６５は、各栽培ユニット７毎の栽培環境を自然に近づけるように風を送るものであり、制御装置５０からの１／ｆゆらぎ（ｆはインバータ周波数であり可変）の指令信号により風の強弱を変化させるようになっている。
【００２２】引続き、本実施形態の農作物栽培設備１により農作物Ｆを栽培する態様について説明する。ここでは、農作物Ｆとしてキャベツの栽培例を示す。まず、作業員が入力装置５１から農作物の品種、生産目標量、使用する栽培ユニット７の識別番号などの指定データを入力すると、これらの指定データは制御装置５０の中央演算装置ＣＰＵに取り込まれる。中央演算装置ＣＰＵは、指定された栽培ユニット７のベルトコンベア１２を搬出側２８に向けてゆっくりと走行させる。次に、ゆっくりと走行するベルトコンベア１２上に建物ケーシング２の搬入側２５から土Ｓが搬入されて載置され、傾斜板２１，２１の存在する部分で栽培床２３が形成される。栽培床２３における土Ｓの最適厚さは農作物の種類により異なるが、例えばキャベツの場合は２０〜２５ｃｍ程度が好適である。栽培床２３の形成が終わると、中央演算装置ＣＰＵはベルトコンベア１２を駆動停止させる。次に、作業員は作業用台車１４を利用してキャベツの苗を栽培床２３に植えていく。尚、栽培に際して、蜂を建物ケーシング２内に放しておくと好都合である。蜂は花粉の受粉を助ける役割をし、ある種の害虫に対しては有効な天敵となるからである。このようにして、ベルトコンベア１２上の栽培床２３で苗が栽培されて農作物Ｆに育つのである。このとき、温度センサ５２、湿度センサ５３、照度計５４により検出した栽培環境の温度、湿度、光量に係るそれぞれの検出データが自動的に中央演算装置ＣＰＵに取り込まれる。すると、中央演算装置ＣＰＵは上記の指定データと検出データを基づいて、昼光灯８，８，・・・、リフトモータ３１、リフトモータ３５、駆動手段６１，６１，・・・、水路絞り弁６２，６２，・・・、投光器６３，６３，・・・、加熱機６４、または、送風機６５，６５，・・・などを、必要に応じて作動制御する。
【００２３】その後、農作物Ｆが十分に生長して収穫時期を迎えたとき、制御装置５０からの指令信号によりベルトコンベア１２が搬出側２８に向けて走行駆動する。すると、農作物Ｆと根Ｒがカッター刃１３により分断される。分断された農作物Ｆは搬出用エレベータ３８の農作物収容部３９へ落下し、土Ｓおよび根Ｒは土回収部４０へ落下する。
【００２４】この場合、ベルトコンベア１２から落下した土Ｓは比較的多くの水分を含んでいて粘り気があるため、ほこりが立ちにくい。そのうえ、土Ｓは落下時にバラバラとなって空気が隅々まで入るため、良質の土Ｓに再生され易くなる。尚、回収された土Ｓは劣化が軽度であれば、そのまま搬入側２５へ戻して再使用することができる。その場合でも、土Ｓ内に残った根Ｒは有用な肥やしとなって利用される。
【００２５】建物ケーシング２から搬出された土Ｓは加熱機６４により高温焼成されて、有機物が分解除去され有害菌が殺菌される。加熱処理された土Ｓはあらためて必須の有機質養分や無機質養分が添加されたのち、有用な微生物が繁殖可能な温度に保持される。このように再生処理された培養土は搬入口２７から搬入用エレベータ３４へ搬入され各栽培ユニット７に供給されて再使用される。
【００２６】この農作物栽培設備１に適用される農作物Ｆとしては、特に限定されないが、例えばキャベツ、レタス、白菜、葉ネギ、トマト、豆などが挙げられる。また、農作物栽培設備１では、根の部分が食される例えばニンジンなども栽培可能であり、その場合は搬出の際に土Ｓからニンジンを分別して回収すればよい。
【００２７】従って、この農作物栽培設備１によれば、栽培床２３の形成のための土入れ作業が、ベルトコンベア１２を送りながら搬入側２５から土Ｓをベルトコンベア１２上に載せるだけで済む。一方、栽培後の収穫にあたってはベルトコンベア１２を送るだけで、農作物Ｆおよび栽培床２３（土Ｓ）を搬出側２８から搬出することができる。これにより、栽培時の諸作業や収穫作業が格段と楽になる。そのため、少ない人数で栽培作業や収穫作業をまかなうことができる。また、栽培床２３の土Ｓは落下時にバラバラとなるので、十分な空気を送り込めて土の質を回復することができ、露地植えのような輪作による土の傷みを生じない。
【００２８】また、農作物Ｆの種類に応じて、あるいは農作物Ｆの生育具合や栽培床２３の状態に基づいて、所望の給水量と栄養補給量、あるいは光量や照射時間および照射時刻をコントロールすることができる。従って、天候に左右されず栽培でき、生長度合いも一定に揃えることができて、農作物Ｆの安定供給に多大なる貢献をする。そして、雨水を貯水タンク５６に貯めて給水に利用するので、水６０の有効利用が図れる。また、複数の栽培ユニット７，７，・・・が上下複数に段配置されているので、小さな敷地面積であっても当該敷地を有効に活用して、単位敷地面積あたりに大量の農作物Ｆを生産することができる。
【００２９】尚、上記の実施形態では、農作物が生育するまでベルトコンベア１２を停止させたままとし、収穫時にベルトコンベア１２を比較的速く走行させて、農作物Ｆ、根Ｒ、土Ｓを回収するようにしたが、本発明はかかる態様に限定されない。例えば、搬入側２５から搬出側２８まで搬送される間に農作物Ｆが十分生長するように、ベルトコンベア１２の走行速度を極端に遅くしても構わない。
【００３０】また、上記では、複数基の栽培ユニット７，７，・・・を有する農作物栽培設備１を例示したが、それに限るものでなく、栽培ユニット相当の構成がたとえ１基分であっても、本発明の農作物栽培設備は実現される。
【００３１】そして、土の搬入手段は上述した搬入用エレベータ３４に限らず、例えば土移送用の硬質ホースをベルトコンベア１２の搬入側近傍まで配設し、土を空気圧送やスクリュー駆動などにより前記硬質ホースを通してベルトコンベア１２上に供給するようにしてもよい。
【００３２】また、上記の例において、制御装置は全ての栽培ユニット７，７，７，・・・に共用される一台の制御装置５０（図５参照）を例示したが、各栽培ユニット７毎に個別の制御装置をそれぞれ用意しても構わない。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る農作物栽培方法によれば、栽培床形成のための土入れ作業は走行するベルトコンベア上に搬入側から土を載せるだけで済む。そして、栽培床の形成されたベルトコンベア上で農作物を栽培することができる。収穫時はベルトコンベアを走行駆動させるだけで搬出側から農作物と栽培床が搬出されるので、収穫作業も楽に行えるのである。
【００３４】また、本発明に係る農作物栽培設備によれば、前述した農作物栽培方法による作用・効果を具現化することができる。
【００３５】そして、本発明に係る別の農作物栽培設備によれば、少なくとも、ベルトコンベアと、駆動手段と、制御装置とを備えて成る栽培ユニットが上下複数に段配置されているので、小さな敷地面積であっても当該敷地を有効に活用して、単位敷地面積あたりに大量の農作物を安定して生産することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９２２１５０２２
【氏名又は名称】柳瀬 善亮
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| 【出願日】 |
平成１１年４月８日（１９９９．４．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００４７８３１
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 巌 （外１名）
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特開２０００−２８７５４７（Ｐ２０００−２８７５４７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１７日（２０００．１０．１７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１０１３３４ |
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