JP2808041B2

JP2808041B2 - 植物栽培装置

Info

Publication number: JP2808041B2
Application number: JP2300731A
Authority: JP
Inventors: 浩宇野; 周治井上
Original assignee: Kyowa KK
Current assignee: Kyowa KK
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH04173030A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、果菜類、花類、若しくは、果樹類を、人
工光を用いた制御環境下で栽培する植物栽培装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来より、植物を人工光を用いた制御環境下で栽培す
ることは試験的に行われており、近年に至ってはサラダ
ナ等の葉菜類を対象とした、いわゆる植物工場の研究・
開発が活発に行われ、一部実用段階へ達している。

しかし一方、果菜類、花類、そして果樹類では苗生産
の段階のみを人工光を用いた制御環境下で育苗したり、
栽培中に補光として人工光を用いている程度である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のように果菜類、花類、そして果
樹類の育苗を人工光を用いた制御環境下で行う場合に
は、その後の生育は露地や温室で行われるために、時
期、地域そして天候に生育が左右されてしまい、又一部
に人工光を用いる場合でも光合成に必要な光のほとんど
は太陽光に依存しているために、やはり時期、地域そし
て天候に生育が左右されてしまい、そのためいずれの場
合であってもそれら作物を安定確実に栽培することは不
可能となっている。

そしてさらに、これまで試験的に果菜類等を人工光を
用いた制御環境下で生育させる場合には、果菜類等はサ
ラダナ等の葉菜類のように栽培状態が平面的ではなく立
体的となり、そのボリュームも大きく、さらに必要照度
が高いと考えられていることから、人工光の照射方法も
難しく、そして人工光の必要灯数も多くなり、技術面・
採算面共に問題が多いことから、研究・開発が行われて
いない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はかかかる従来の問題点に鑑みてなされたもの
であり、果菜類、花類そして果樹類といった作物を、地
域、時期そして天候に関係なく誰にでも容易にそして確
実に栽培できるようにすることを目的とする。

本発明は、養液栽培装置（１）とその上方に設けた誘
引棚（２）と該誘引棚（２）の上方に設けた高圧放電ラ
ンプ（high Intensity Dischargelamp）（３）とを備
え、誘引棚（２）の60％以上の面積における初期の水平照
度が15000lux以上とされ、養液栽培装置に、トマト、キュウリ、メロン、ヒョウ
タン等の果菜類やペチュニア、トケイソウ等の花類、ま
たはブドウ、キウイ等の果樹類が植栽され、養液栽培装置に植栽された植物の茎葉が誘引棚（２）
の上に伸長され、高圧放電ランプ（３）が、その１灯当りの初期光束が
24000ルーメン乃至40000ルーメンのもので、かつ、高圧
放電ランプに反射笠（４）が設けられ、高圧放電ランプ（３）の先端（５）と誘引棚（２）と
の垂直距離が50cm乃至100cmとされ、高圧放電ランプ（３）が、誘引棚（２）の面積の0.6m
²乃至1.0m²に１灯の割合で設けられ、誘引棚（２）は枠体（６）に固定され、該枠体（６）
の上部には高圧放電ランプ（３）を懸下するための横棒
（７）が設けられ、枠体（６）の内側に養液栽培装置
（１）が設置され、養液栽培装置（１）は、栽培槽と循環式とされた本タ
ンク及び本タンクと連通された補助タンクを備え、本タ
ンク（８）または補助タンク（９）に、水位センサーが
設けられ、本タンク又は補助タンクに補水する補水タンク（12）
を備え、補水タンク（12）と本タンク若しくは補助タン
クとの間に補水ポンプ（13）を備え、補水タンク（12）
に水位センサー（10）が設けられ、補水タンク（12）の底部にはキャスター（11）を有
し、補水タンク（12）と補水ポンプ（13）とを結ぶ配
管、並びに、補水タンク（12）と本タンク（10）若しく
は補助タンク（９）とを直接結ぶ配管（14）が、それぞ
れ着脱具によって着脱自在とされたことを特徴とする植
物栽培装置である。

〔作用〕

果菜類、花類そして果樹類の茎葉を誘引棚に伸長させ
ることによって栽培面は平面的となるために上方からの
人工光の照射を容易に均一に行うことができ、光源には
植物の生育上好適な高圧放電ランプを用い、栽培面の60
％以上の面積における水平照度を15000lux以上とするこ
とによって安定した栽培をすることができた。

栽培面の60％以上における初期の水平照度を15000lux
以上確保し、高圧放電ランプの初期光束が24000ルーメ
ン乃至40000ルーメンで反射笠を備えたことにより、ラ
ンプ直下の葉焼けをほとんどなくすることができ、さら
に誘引棚とランプとの垂直距離を50cm乃至100cmとした
ことにより、照度ムラが少なくなり、さらに誘引棚の面
積が0.6m²乃至1.0m²に１灯の割合で懸下したことによ
り、葉焼け、及び照度ムラがほとんど最小限となった。

24000ルーメン乃至40000ルーメンというのは、定格32
000ルーメンの高圧放電ランプを複数使用してランプ直
下の照度ムラから判断される実際の光束のバラツキの範
囲である。

１日当りの照射時間は12時間より短いと生育はかなり
低下し、18時間を超えても大きな生育促進効果は得られ
なかった。

次に、誘引棚を枠体に固定し、その上部に取り付けた
横棒にランプを懸下し、枠体の内側に養液栽培装置を設
置することによって全体がコンパクトにまとまり、本発
明装置を各種店舗内やイベント会場に集客を目的として
比較的小規模に設置する際に好適となる。

さらに養液栽培装置に本タンク及び補助タンクを備
え、本タンクまたは補助タンクに水位センサーを設ける
ことにより、タンクの水位を常時監視でき、ある一定水
位以下となった本タンクまたは補水タンクに自動補水が
できる。又補水タンクに水位センサーを取り付けること
によって補水タンクへの補水を警報ブザーや警報ランプ
によって知らせることが可能となる。さらに補水タンク
の底面にキャスターを取り付け、本体との配管を着脱自
在とすることによって、補水タンクへの補水は水道のあ
る場所へ補水タンクだけを移動させ容易に行うことがで
きる。

さらに補水タンクや補水ポンプを箱体の内部に収容
し、枠体の上部側面を不透明または半透明板で覆うこと
によって外観が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

（実施例１）本装置を各種店舗内やイベント会場に集客を目的とし
て比較的小規模に設置する場合について説明する。

この場合の本発明に係る植物栽培装置を第１図、第２
図に示す。第１図は本装置の斜視図、第２図は側面図で
ある。

枠体６は中程に誘引棚２と最上部に高圧放電ランプ３
を懸下するための横棒７とより構成されている。

誘引棚２は、適当な間隔を開けてエスター線を格子状
に張ったもので、この上に植物の茎葉４を伸長させる。
誘引棚２はエスター線以外のひもや針金、また各種棒状
物であっても良い。

横棒７からは高圧放電ランプ３を懸下し、高圧放電ラ
ンプ３には反射笠４を設けることによって誘引棚２の上
へ高圧放電ランプ３の光を集中させている。高圧放電ラ
ンプ３には初期光束の定格が32000ルーメンのメタルハ
ライドランプを用い、ランプの先端５と誘引棚２の垂直
距離を70cmとしているが、光源としては高圧ナトリウム
ランプでも使用できる。

次に養液栽培装置１は架台となる箱体16の上に設置さ
れている。

養液栽培装置１は栽培槽と本タンク８とからなる循環
式のものを用いた。

そして本タンク８と連通させた状態で補助タンク９を
設け、一方箱体16の内部には補水タンク12と補水ポンプ
13を収容し、配管14によって補助タンク９と結ばれてい
る。

そして補助タンク９には水位センサー10を設けてお
り、本タンク８の水位が植物の吸収によって低下すると
補助タンク９の水位も低下し、その水位の低下を補助タ
ンク９の水位センサー10が検知して補水ポンプ13を作動
させる。これによって、補助タンク９への補水が行わ
れ、補助タンク９さらには本タンク８の水位を回復させ
る。

そして補水タンク12にも水位センサー10を取り付けブ
ザーやランプと接続することによって、補水タンク12の
水量の減少を知らせる。

さらに補水タンク12の底部にはキャスター14が取り付
けてあり、配管14は着脱具15によって着脱自在としてい
るので補水時には、補水タンク12だけを水源まで移動さ
せて補水することができる。

つぎに具体的栽培結果を1990年に行った例に基づき経
過を追い説明する。

６月20日ミニトマト播種７月18日（播種後28日目）開花７月25日（同35日目）草丈50cm以上になり、茎が誘引棚
より上へ伸長。

８月10日（同51日目）収穫可能となる。また、誘引棚よ
り上に延びた茎が自重で誘引棚上に倒伏し始める。

８月21日（同62日目）４m²の誘引棚の端まで茎が伸長す
る。

９月12日（同84日目）誘引棚上に幾重にも茎が重なり全
体を茎葉が覆い、全体に着果が広がる。

その後、下葉の黄化は多少あるものの上部は順次新し
い茎葉が伸び着果が増大し生育は衰えない。

（実施例２）次に本装置を大規模な展示や生産用として設置する場
合について説明する。

この場合の本発明に係る植物栽培装置を第３図および
第４図に示す。第３図は本装置の側面図、第４図は平面
図である。

建屋19の天井からは高圧放電ランプ３を懸下し、その
下には鉄線を適当間隔に格子状に張った誘引棚２を建屋
19の側面に係止している。そしてその下には架台上に栽
培槽を載せタンクの養液を循環させる養液栽培装置１を
設けてある。

高圧放電ランプには反射笠４を取り付け光を誘引棚上
に集中させている。

誘引棚２は鉄線の他にエスター線、ひもや各種の棒状
物であってもかまわない。

また養液栽培装置１はNFT（Nutrient Film Techniqu
e）法やロックウール法でも良い。

次に建屋19内には、外気温の上昇や高圧放電ランプの
排熱によって建屋19内が高温にならないように、また外
気温の低下によって建屋19内が低温にならないように温
調装置18を設けてある。

第５図および第６図は、誘引棚の他の例を示すもの
で、誘引棚のランプ直下部分を下方に引き、ランプの直
下を低くすることによって、直下が極端な高照度になる
のを防ぎ、周辺との照度差が減少する。

第７図、第８図は誘引棚のさらに他の例を示すもの
で、生産用の大規模栽培において、さらに簡単にしかも
面積の有効利用を可能とするものである。これにより、
同一平面積であっても茎葉の量が多くなり、より収量が
増加する。

〔発明の効果〕

本発明は前記のとおり、果菜類、花類そして果樹類の
茎葉を誘引棚に伸長させることができ、しかも栽培面が
平面的となるために上方からの人工光の照射を容易に均
一に行うことができ、高圧放電ランプを用い、栽培面の
60％以上の面積における水平照度を15000lux以上とする
ことによって安定した栽培をすることができた。

しかも、栽培面の60％以上における初期の水平照度を
15000lux以上確保し、高圧放電ランプの初期光束が2400
0ルーメン乃至40000ルーメンで反射笠を備えた場合に
は、ランプ直下の葉焼けをほとんどなくすることができ
た。

さらに誘引棚とランプとの垂直距離を50cm乃至100cm
とした場合には、照度ムラが少なく、しかも高圧放電ラ
ンプを誘引棚の面積0.6m²乃至1.0m²に１灯の割合で懸下
したことにより、葉焼け、及び照度ムラがほとんどなく
なった。また、誘引棚を枠体に固定し、その上部に取り
付けた横棒にランプを懸下し、枠体の内側に養液栽培装
置を設置する場合は、全体がコンパクトにまとまり、本
発明装置を各種店舗内やイベント会場に集客を目的とし
て比較的小規模に設置する際に好適となる。

さらにまた、養液栽培装置に本タンク及び補助タンク
を備え、本タンクまたは補助タンクに水位センサーを設
けた場合は、タンクの水位を常時監視でき、ある一定水
位以下となった本タンクまたは補水タンクに自動補水が
できる。又補水タンクに水位センサーを取り付けること
によって補水タンクへの補水を警報ブザーや警報ランプ
によって知らせることが可能となる。さらに補水タンク
の底面にキャスターを取り付け、本体との配管を着脱自
在とすることによって、補水タンクへの補水は水道のあ
る場所へ補水タンクだけを移動させ容易に行うことがで
きる。

また、補水タンクや補水ポンプを箱体の内部に収容
し、枠体の上部側面を不透明または半透明板で覆う場合
は、これによって外観が向上する。

以上のとおり、本発明に係る装置を各種店舗内やイベ
ント会場に比較的小規模に設置する場合には、通常は果
菜類・花類・果樹類の栽培が困難な室内であっても、さ
らにいつ誰が行っても確実に栽培することができ、外観
上も店内等の雰囲気を良くし、多大な集客効果が得られ
る。

また本発明に係る装置を比較的大規模に展示したり、
また生産用として用いる場合には、天候や地域による気
候差によらず確実に栽培でき、大きく広がった植物の茎
葉の下を見物客は自由に移動でき、一方生産用では、果
実や花類の安定供給が酷暑や酷寒の地を問わず可能とな
る。

以上のように本装置によれば、一方においては店舗に
おける多大の集客効果が得られ、他方においては果実や
花といった農作物の安定供給が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は、同断面図、第３図は、大規模な展示や生産用として設置する場合の
植物栽培装置の側面図、第４図は、同平面図、第５図は、同実施例の誘引棚の例を示す斜視図、第６図は、同側面図、第７図は、さらに他の実施例を示す側面図、第８図は、同平面図である。１……養液栽培装置、２……誘引棚３……高圧放電ランプ、４……反射笠６……枠体、８……本タンク９……補助タンク、10……水位センサー 12……補水タンク、13……補水ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A01G 31/00 A01G 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】養液栽培装置（１）とその上方に設けた誘
引棚（２）と該誘引棚（２）の上方に設けた高圧放電ラ
ンプ（high Intensity Dischargelamp）（３）とを備
え、誘引棚（２）の60％以上の面積における初期の水平照度
が15000lux以上とされ、養液栽培装置に、トマト、キュウリ、メロン、ヒョウタ
ン等の果菜類やペチュニア、トケイソウ等の花類、また
はブドウ、キウイ等の果樹類が植栽され、養液栽培装置に植栽された植物の茎葉が誘引棚（２）の
上に伸長され、高圧放電ランプ（３）が、その１灯当りの初期光束が24
000ルーメン乃至40000ルーメンのもので、かつ、高圧放
電ランプに反射笠（４）が設けられ、高圧放電ランプ（３）の先端（５）と誘引棚（２）との
垂直距離が50cm乃至100cmとされ、高圧放電ランプ（３）が、誘引棚（２）の面積の0.6m²
乃至1.0m²に１灯の割合で設けられ、誘引棚（２）は枠体（６）に固定され、該枠体（６）の
上部には高圧放電ランプ（３）を懸下するための横棒
（７）が設けられ、枠体（６）の内側に養液栽培装置
（１）が設置され、養液栽培装置（１）は、栽培槽と循環式とされた本タン
ク及び本タンクと連通された補助タンクを備え、本タン
ク（８）または補助タンク（９）に、水位センサーが設
けられ、本タンク又は補助タンクに補水する補水タンク（12）を
備え、補水タンク（12）と本タンク若しくは補助タンク
との間に補水ポンプ（13）を備え、補水タンク（12）に
水位センサー（10）が設けられ、補水タンク（12）の底部にはキャスター（11）を有し、
補水タンク（12）と補水ポンプ（13）とを結ぶ配管、並
びに、補水タンク（12）と本タンク（10）若しくは補助
タンク（９）とを直接結ぶ配管（14）が、それぞれ着脱
具によって着脱自在とされた植物栽培装置。
【請求項２】補水タンク（12）と補水ポンプ（13）は、
養液栽培装置（１）の架台となる箱体（16）の内部に収
容された請求項第１項記載の植物栽培装置。
【請求項３】枠体（６）の上部側面に、不透明または半
透明な平板（17）を設けた請求項第２項記載の植物栽培
装置。