【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は養液栽培装置に関するものであって、特に、養液栽培にかかる植物の根圏に対する養水分のコントロールを容易にすることができ、これにより硝酸態窒素などの有害物質が低減された植物や、新鮮重量当たりの有効成分が濃縮された植物を得ることができる養液栽培装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来の養液栽培装置は、養液栽培にかかる植物の根圏に直接培養液を注入または噴霧する形式のものであって、培養液の供給時には当該培養液が必ず根圏内を通過する構造となっており、培養液の供給を停止してもそれまでに供給していた培養液が根圏に滞留してしまうという問題点があり、養液栽培の植物に水分・養分ストレスを完全に制御できる養液栽培装置は従来にはなかった。

【０００３】従来の養液栽培装置では、水分および養分のストレスを完全に制御できないので、たとえばトマト内部に空洞部を生じたり、栽培植物中に硝酸塩などの有害物質の集積を招来するなどの養液の吸収過多に基づく種々の弊害が生ずるという問題があった。

【０００４】さらにまた、従来の養液栽培装置では、養水分の不足ストレス負荷時における根圏温度の制御が容易にできないので、たとえばトマトの栽培において、根圏の温度が高くて乾燥するとカルシウムの吸収が抑制されてトマトの「尻腐れ病」を発生する原因となった。 一方、根圏の温度が低すぎると燐酸の吸収が抑制されて発育不全を起こす等々、種々の生理障害を生ずるという問題があった。

【０００５】この発明は、鋭意研究した結果完成された養液栽培装置であり、上記問題点を一挙に解決するものであって、栽培植物に対する養水分ストレスおよび栽培植物の根圏に対する温度ストレスを個別的かつ完全・容易に制御できる養液栽培装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】尚、本明細書においていう「養水分ストレス」とは、養液栽培にかかる植物に対して与えられる養分および水分の何れか一方若しくは両方が適量でない条件、つまり植物に対する過剰の養水分の供給（以下「過剰ストレス」という．）若しくは植物に対する不足の養水分の供給（以下「不足ストレス」という．）をいう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の養液栽培装置は培養液を貯留・循環するための溶液貯留槽と、植物を栽培するための栽培ベッドを有している。 そして、溶液貯留槽は容器状の構造を有し、その周囲側面の内の少なくとも１つの側面の上部には培養液の溢水口が設けられ、
側面又は底面には開閉可能な排水口が設けられている。
栽培ベッドは上部が開口している容器状の構造を有し、
底面には多数の貫通孔を有すると共に防根部材が敷かれており、防根部材の上には保水材が配されている。 栽培ベッドは溶液貯留槽内に配されており、溶液貯留槽の底面と栽培ベッドの底面との間には隙間が設けられており、栽培ベッドの底面の高さ位置は溶液貯留槽の溢水口と排水口との間であり、栽培ベッドへの培養液の供給および栽培ベッドからの培養液の排水はベッドの底面の貫通孔を通じておこなわれる。

【０００８】

【作用】この発明にかかる養液栽培装置は、以下のように養液栽培にかかる植物に対して養水分ストレス状態を完全かつ容易にコントロールできる。

【０００９】この発明にかかる養液栽培ベッド部分(1)
において、養液貯留槽(2)の側面(22)の上位に溢水口(2
3)が、下位に排水口(24)がそれぞれ配設され、しかも養液貯留槽(2)内に配備されたベッド(30)の底面(31)の上下位置関係が前記溢水口(23)と排水口(24)との間となるように配備され、しかも底面(31)には多数の貫通孔(33)
が配設されているので、ベッド(30)内の保水材(5)に供給される培養液は、ベッド(30)の底面(31)に配設された多数の貫通孔(33)を通じて供給されることとなる。

【００１０】したがって、養液栽培にかかる植物への養水分は、常にベッド(30)の底面(31)の側から供給されることとなる。 しかも、排水口(24)を閉鎖した状態においては、培養液は常に培養液供給口(7)から溢水口(23)へ流れ、保水材(5)を常に培養液で満たす条件、つまり養液栽培にかかる植物に対して養水分の過剰ストレスを与える条件にある。 一方、排水口(24)を開放した状態においては、養液貯留槽(2)内の培養液の水位は排水口(24)
の位置（ｈ ₁ 〜ｈ ₂ ）となり、ベッド(30)の底面(31)より下方になって保水材(5)への培養液の供給は完全に停止される条件、つまり養液栽培にかかる植物に対して養水分の不足ストレスを与える条件にある。

【００１１】前記培養液の供給が養水分の不足ストレス条件下にある場合、所定の温度に温度管理された培養液は養液貯留槽(2)内を排水口(24)の位置の水位を保って循環するから、養液栽培にかかる植物の根圏に対して一定の温度が保持できる。

【００１２】この発明にかかる養液栽培ベッド部(1)
は、養液貯留槽(2)の排水口(24)の開閉を所定のプランに基づいて管理されたタイマー(11)と連動した電磁弁(2
5)により管理できるので、養水分ストレス管理された養液栽培の条件を設定できる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明にかかる養液栽培装置を好適な実施例に基づいて詳細に説明する。 ［実施例１］図１は、この発明にかかる養液栽培装置の実施例１の栽培ベッド部分(1)の一部切り欠き斜視図である。 本実施例にかかる養液栽培装置の栽培ベッド部
(1)は、養液貯留槽(2)内に栽培ベッド(3)を順次組立形成してなる方式のものであって、養液貯留槽(2)の一対（長辺側）の対向側面の一部とベッド(30）の一対の（長辺側の）対向側面とを共用した構造を有する形式のものが示されている。 そしてベッド(30)の底面(31)のより高さは、底面(31)を載置するレストブロック(8)の種類によって容易に調節することができる。

【００１４】養液貯留槽(2)は、長方形の底面(21)の周囲を立設形成させた側面(22)により囲まれた上部が開口した容器状の基本構造を有する。 図１において、養液貯留槽(2)の１の短辺側の上方には培養液の溢水口(23)
が、下方には排水口(24)がそれぞれ配備されており、この排水口(24)からの培養液の排水は電磁弁(25)により制御される、つまり排水口(24)の開閉は電磁弁(25)により制御される。

【００１５】そして、養液栽培ベッド部分(1)は、前記養液貯留槽(2)内に栽培ベッド(3)が組立形成される構造に構成されている。 すなわち、前記養液貯留槽(2)の長辺側の両端より少し内側の位置の合計４箇所において、
当該養液貯留槽(2)の長辺側面(22)の内部にベッド(30)
の対向側面(32)が立設配備できるように一対のベッド側面ガイド(26)が側面(32)を嵌合配備できる隙間を開けて配設されている。 そして、このベッド側面ガイド(26)の隙間には２枚の側面(32)がそれぞれ養液貯留槽(2)を仕切るように配備されることにより側面(32)対向辺を形成するように配備される。 当該側面(32)の全面または少なくともベッド(30)の底面(31)〔後述〕より下方に相当する部分には養液が容易に循環流通できるように複数の貫通孔(33)が配設されており、さらに当該側面(32)は、養液貯留槽(2)の側面(22)の上端から養液貯留槽(2)の底面
(21)までを仕切るように組立構成される。

【００１６】かくして、養液貯留槽(2)内において、対向し且つ貫通孔(33)を有する前記１対の対向側面(32)
と、前記養液貯留槽(2)の側面(22)（長辺側）とで囲まれた上部開口の容器状の範囲がベッド(30)の組立形成される範囲になる。 このベッド(30)の組立形成される範囲内の適当な位置に複数のレストブロック(8)が配設され、そのレストブロック(8)の上にベッド(30)の底面(3
1)が載置されてベッド(30)が組立形成される。 このベッドの底面(31)は、前記ベッド(30)が組立形成される範囲の全体をカバーする大きさであって、多数の貫通孔(33)
を有する底面(31)によりベッド(30)が組立形成される。
この場合、底面(31)の上下の配設位置は、前記溢水口(2
3)と排水口(24)との間にくるように前記レストブロック
(8)の高さを調整して配設されることが肝要である。

【００１７】ベッド(30)内であってベッド(30)の側面(3
2)及び底面(31)の上には防根シートなどの防根部材(4)
を敷設し、その上に保水材(5)を所定の厚さだけ充填し、さらにその上に必要に応じて定植ボード(6)をそれぞれ載置して栽培ベッド(3)が構成されている。

【００１８】この明細書においていう「防根部材(4)」
とは、前記栽培ベッド(3)内で養液栽培される植物の根が側面(32)または底面(31)に配設した貫通孔(33)から養液貯留槽(2)内に侵入するのを防止するためにもうけた防根処理に用いられた各種部材をいう。 また、この明細書にいう「保水材(5)」とは、養液の過剰ストレス負荷栽培時においては養水分を充満保持するとともに、養液の不足ストレスの負荷栽培時においては養液栽培にかかる植物に対してある程度の養水分の供給をすることができる役割（緩衝材的役割）を果たす部材をいう。 さらにまた、この明細書にいう「定植ボード(6)」とは、前記保水材(5)の上に必要に応じて載置配備されるものであって、遮光部材により製造されており、その遮光作用により養液栽培中におけるアオミドロ等々の藻類の繁殖を防止するとともに、通常所定間隔毎に配設された定植孔
(61)に栽培植物を当該所定間隔に定植し、支持するためのボードをいう。

【００１９】さらに、本実施例においては、養液貯留槽
(2)の短辺側面(22)であって、前記溢水口(23)および排水口(24)を配備していない反対側の側面(22)と前記栽培ベッド(3)との隙間に培養液供給口(7)が配備されており、培養液は前記栽培ベッド(3)の外側から養液貯留槽
(2)内に供給されるように構成されている。

【００２０】ところで、養液貯留槽(2)に配設される排水口(24)及び溢水口(23)と培養液供給口(7)との配設位置関係は、供給される培養液が均等に養液貯留槽(2)内に行き渡り、養液栽培にかかる植物の定植位置より養水分の偏りが生じないような位置であればよく、前述のように養液貯留槽(2)の短辺側面(22)若しくは長辺側面(2
2)または底面(21)等のいずれの位置に配設するかどうかは特に問題ではない。

【００２１】図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 この実施例にかかる養液栽培ベッド部(1)の溢水口
(23)は保水材(5)の層の上部にあるから、培養液供給口
(7)より培養液を供給している期間、培養液は栽培ベッド(3)内に充填された保水材(5)の全体に充満することができる。

【００２２】一方、この発明にかかる養液栽培ベッド部分(1)に配設された排水口(24)は、図２にも図示されているように、養液貯留槽(2)の底面(21)よりｈ ₁だけ上位にあるから、培養液供給口(7)より培養液を供給しながら電磁弁(25)の制御により排水口(24)から培養液を排出した場合、養液貯留槽(2)内の培養液の水位は底面(21)
からほぼｈ ₁ 〜ｈ ₂の高さに制御され、ベッド(30)の底面
(31)よりも下位になる。 したがって、前記ベッド(30)内の保水材(5)への培養液の供給は完全に停止され、栽培にかかる植物への養水分の補給は保水材(5)に保持された養水分から供給をうけることとなるけれども、培養液は養液貯留槽(2)の底面(21)よりも上でｈ ₁ 〜ｈ ₂の水位を常に保つことができるので、養液栽培中の植物の根圏を所定温度に管理された培養液の温度に保つことができる。

【００２３】［実施例２］図３は、排水口(24)が養液貯留槽(2)の底面(21)に配設された他の実施例の断面図である。 この実施例においても、排水口(24)のパイプの先端を底面(21)の内面よりｈ _１だけ上位になるように配備されており、これにより、実施例１の場合と同様、排水口(24)から培養液を排水制御している期間は養液貯留槽
(2)内の水位を底面(31)よりも低位に保つことができるとともに、前記養液栽培中の根圏の温度を所定の温度に保つことができる。

【００２４】［実施例３及び実施例４］図４は、ベッド
(30)の構造を上部が開口した容器状とした他の実施例（実施例３）の斜視図である。 この実施例にかかるベッド(30)としては、底面(31)のみに貫通孔(33)が配設されており、側面(32)には貫通孔(33)が配設されていないものが図示されている。 なお、他のベッド(30)の実施例（実施例４）としては側面(32)に貫通孔(33)が配設されているものを利用することができるのは言うまでもない（実施例４は図示せず）。 そして、この実施例３（および実施例４）にかかるベッド(30)の場合も同様に、養液貯留槽(2)内に１または２以上のベッド(30)を適当数のレストブロック(8)を介して養液貯留槽(2)内に配備して使用することができる。

【００２５】前記実施例１のベッド(30)および実施例４
のベッド(30)は、ベッド(30)の側面(32)および底面(31)
に貫通孔(33)が配設されているので、培養液を養液貯留槽(2)に貯留・循環する場合、培養液の循環つまり培養液の切れがよりスムースにおこなわれ、養液栽培における養水分ストレスのリスポンスを早くする必要のある養液栽培に好適である。

【００２６】もとより、実施例１の養液貯留槽(2)に、
実施例３のベッド(30)および実施例４のベッド(30)を適宜組み合わせて養液栽培の比較実験をすることができるのはいうまでもない。

【００２７】この発明にかかる養液栽培ベッド(1)の養液貯留槽(2)およびベッド(30)の寸法・容量等々の規格・寸法は特に限定されない。 養液栽培にかかる植物に適応した規格・寸法に適宜決定することができる。 特に、
この発明にかかる養液栽培ベッド部分(1)の深さの寸法・規格は、養液栽培にかかる植物によって決定されるので、合目的的な寸法・規格を選定して製作しておくのが好ましい。 前記実施例１にかかる実験的使用態様におけるモデルとしては、たとえば、養液貯留槽(2)の大きさは、長辺が約３０００mm〜５０００mm、短辺が約１００
０mm〜１８００mm、深さが約１００mm〜１８０mm、ベッド(30)の長辺が約２９８０mm〜４９７０mm、深さが約７
０mm〜１２０mm、そして、養液貯留槽(2)の底面(21)からベッド(30)の底面(31)までの間隔が約３０mm〜５０m
m、保水材(5)の充填の層の厚さが約３０mm〜５０mm、定植ボード(6)の厚みが約２０mm〜３５mm等々が実施できる。 特に、前記ベッド(30)内の保水材(5)の充填厚みは栽培植物によって決定されるので、前記厚みに限定されないのはいうまでもない。

【００２８】本明細書において、養液貯留槽(2)またはベッド(30)を構成する底面(21)，(31)および側面(22),
(32)の素材は、使用される培養液によって変性をうけることのない素材である限り、各種プラスチックス、各種金属類、各種加工素材がすべて利用できる。 殊に、各種素材の特性として、保温性、断熱性のよいものが好ましい。

【００２９】本願養液貯留槽(2)およびベッド(30)に利用できる前記プラスチックスとしては、たとえば、塩化ビニル、発泡スチロール、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、硬質ポリウレタンが利用できる。
なかでも、塩化ビニル、発泡スチロール、ポリエチレンが好適であり、塩化ビニルが前記化学的特性および強度性を兼備し、しかも経済的にすぐれている。

【００３０】特に、培養液にはイオン化している各種物質を含む水溶液を利用されることが多いので、本願養液貯留槽(2)、ベッド(30)およびこれに関連して使用される各種部品に利用できる前記金属類としては、培養液中に溶解したり、培養液中の各種金属類が析出したりするものを回避することが望ましい。 各種金属類では、たとえばＳＵＳステンレススチール（商標名）、チタン合金などが利用できる。 なかでも、ＳＵＳステンレススチール（商標名）は、前記化学的特性においても、経済性においても良好であった。

【００３１】また、本願養液貯留槽(2)及びベッド(30)
に利用できる前記各種加工素材としては、たとえば鉄などの各種金属に表面を琺瑯加工した加工素材、水素よりもイオン化傾向の低い金属によりメッキ処理された加工素材（たとえば、金または白金のメッキ処理をした金属素材など．ただし銅メッキ、水銀メッキ（水銀アマルガムを含む）処理をほどこされた素材については、養液栽培に使用する観点より栽培植物中に有害金属イオンが蓄積されるおそれがあるので事前の十分な試験および安全試験を要する）、鉄などの各種金属の表面をプラスチック（テフロン等）の被覆加工を施した加工素材など、が利用できる。

【００３２】ベッド(30)の底面(31)および側面(32)に用いる素材としては、ＳＵＳステンレススチール製のパンチングプレートが最適である。 当該パンチングプレートに配設された貫通孔(33)の直径は原則として制限はない。 通常、貫通孔(33)の直径は、３mmφ〜１０mmφのものが利用できるけれども、パンチングプレートの底面(3
1)上およびベッド(30)の側面(32)には、防根部材(4)を敷設したのち保水材(5)を充填するので、原則的には前記貫通孔(33)の直径は問題とならない。

【００３３】防根部材(4)は、養液過剰ストレスまたは不足ストレスを負荷するに際して培養液が浸透し易く、
また培養液の養水分の切れがよい素材であれば、原則として制限されない。 防根部材(4)は、養液栽培にかかる植物の根が栽培中において当該防根部材(4)を通過してベッド(30)の底面(31)または側面(32)に配設した貫通孔
(33)から養液貯留槽(2)の貯留培養液に達するのを防止するためのものであるので、防根部材(4)の材質および密度は養液栽培にかかる植物に基づき決定される。 一般的には、防根部材(4)は、化学繊維よりなる不織布のシートが最適である。 防根部材(4)に使用される化学繊維としては、たとえばポリエステル、ポリプロピレンなどの化学繊維が利用できる。 なかでも、ポリエステル製の不織布が好適である。 また、２枚以上の不織布（同種類または異種類の不織布を問わず）を重ねて防根部材(4)
として利用することもできるのはいうまでもない。

【００３４】防根部材(4)つまり、防根シートの厚みとしては、培養液が浸透し易く、また培養液の養水分の切れがよく、かつ養液栽培にかかる植物の根が当該防根部材(4)を通過してベッド(30)の底面(31)または側面(32)
に配設した貫通孔(33)から養液貯留槽(2)内に出ない程度の厚さであれば、原則として防根部材(4)の厚みに制限はない。 防根部材(4)の厚さは、養液栽培の植物の特性により決定されるけれども、実施例におけるポリエステルの不織布として４０ｇ〜２００ｇ／ｍ ²のものが利用可能であり、なかでも５０ｇ〜１５０ｇ／ｍ ²のものが好適であり、７０ｇ〜１００ｇ／ｍ ²のものが最適である。

【００３５】保水材(5)は、本願養液栽培における植物の根圏を支持するためのものであり、養水分の不足ストレスを当該植物に負荷する場合においては養液栽培にかかる植物にある程度の養水分を供給できる媒体であって、養液栽培植物にとってある種の養水分に関する緩衝作用を保証するものである。 したがって、保水材(5)
は、多孔性の物質で十分な保水力を有し、さらには反復使用可能性と経済性とを満足するためにはある程度の圧壊強度を保証するものであって細粒化されにくいものであるという特性を有することが肝要である。 さらにまた、ベッド(30)内に充填される保水材(5)の厚さは、原則として限定されない。 ベッド(30)内に充填される保水材(5)の厚さは、原則として養液栽培にかかる植物の種類により選定されることになる。

【００３６】本明細書においていう保水材(5)は、天然の各種保水材および各種人工保水材が利用できる。 天然の保水材としては、たとえば軽石、日向土（商品名）などの保水力の高い天然の礫を使用することができる。 また、人工保水材としては、一例として、無機物質（たとえば、ベントナイトなどの粘土類）と有機物質（たとえば、オガ屑、籾殻）とを水で錬成後、造粒・乾燥した後、焼成して調製することができる。

【００３７】人工保水材(5)の調製方法は、ベンナイトおよびオガ屑の混合物を水で練り、造粒したのち、熱処理して調製することができる。 この人工保水材(5)の調製において、無機材料（たとえば、ベンナイト等の粘土類）のみで有機材料（たとえば、オガ屑，籾殻など）の配合比率（体積比率、以下おなじ）が０の場合には、調製にかかる人工保水材の強度が著しく高くなるが、保水力が乏しくなる。 一方、有機材料（たとえば、オガ屑、
籾殻など）の配合量が無機材料（たとえば、ベンナイト等の粘土類）の２倍量を越えると造粒が困難となり、保水材(5)の強度が著しく低下するという問題を生ずる。
したがって、有機材料（オガ屑、籾殻など）の配合量が無機材料（たとえば、ベンナイト等の粘土類）の３分の１以上２倍以下が好適である。 特に、有機材料（たとえば、オガ屑，籾殻など）と無機材料（たとえば、ベンナイト等の粘土類）との比率が２：１の場合が好ましい。

【００３８】次に人工保水材(5)の調製方法の一例を示す。 人工保水材(5)の調製方法は、よく乾燥した無機材料（たとえば、ベンナイトなど）〔体積比：１〕と有機材料（たとえば、オガ屑など）〔体積比：２〕とを混合し、これに同重量の水を加えてよく混練する。 この混練物を６．５mm〜８．０mmの篩を用いて押し出すようにして通し、直ちに振盪器にかけて球状の造粒物とする。 この造粒物を乾燥後、ガス炉でエアーリッチの条件下で肌色になるまで予備焼成する。 その後、この予備焼成物を電器炉に入れて、１０００℃で２時間焼結して人工保水材(5)を得る。 このようにして得た人工保水材(5)は、ベントナイトとオガ屑との混合比率（体積比率）や当該粒径等により、最大容水量、２４時間容水量および単粒圧壊強度（Ｋｇ）が異なるので、適用される保水材(5)は養液栽培にかかる植物に適応したものを使用することができる。 なお、この明細書においていう前記「最大容水量」、「２４時間容水量」および「単粒圧壊強度」とは、それぞれつぎのとおりの内容を示す。 すなわち、
「最大容水量」とは、土壌の孔隙が水でほぼ満たされた状態の含水量（土壌１００ml当たりの水分容積をいう．
単位：ml）をいう。 「２４時間容水量」とは、土壌の孔隙が水でほぼ満たされた状態より２４時間かけて重力方向へ自然排水された後の含水量（土壌１００ml当たりの水分容積をいう．単位：ml）をいう。 「単粒圧壊強度」
とは、木屋（キヤ）式硬度計によって単粒を圧壊するのに要した圧力（単位：kg)をいう。

【００３９】定植ボード(6)は、当該ボードに所定間隔毎に配設された定植孔(61)で養液栽培にかかる植物の植付けを容易にし植物を支持するとともに、ベッド(30)内の温度が温度管理された培養液以外の他の要因、たとえば外気の温度などによって影響されないようにし、かつ外界からの光を遮り、もって栽培ベッド(3)内にアオミドロ等の藻類の繁殖を防止するなどの各種目的のために、必要に応じて配設されるものである。 定植ボード
(6)は、前記目的を達成するために、通常断熱効果の高く、且つ遮光効果の高い素材で構成される。 定植ボード
(6)の素材としては、水、培養液中の成分などに対して丈夫で、断熱効果・遮光効果の高い素材であれば原則的には限定されない。 定植ボード(6)としては、たとえば発泡スチロール製のボードが適している。 定植ボード
(6)の厚さは、栽培ベッド(3)の温度管理ができ、遮光効果のある厚さであればよく特に限定されない。 通常、定植ボード(6)の使用厚さとしては、約１０mm〜５０mmが利用でき、約２０mm〜４０mmが好適であり、更には約２
５mm〜３０mmが望ましい。

【００４０】図５は、この発明にかかる養液栽培ベッド部分(1)を有する養液栽培装置の全体構成例を示す断面図である。 図５において、この発明にかかる養液栽培装置は、養液栽培ベッド部分(1）と培養液を公知の方法によりヒーターおよび冷却器で所定の温度に温度管理された培養液槽(9)から構成されている。 そして、所定の温度に管理された培養液は、前記培養液槽(9)から夾雑物をフィルターで除いた後ポンプ(10)を用いて、所定量を培養液供給口(7)より養液貯留槽(2)内であって栽培ベッド(3)外の空間に供給される。 栽培ベッド(3)への培養液の供給量（養水分の過剰ストレス、不足ストレスまたは適量供給など）あ、前記培養液供給口(7)の供給量と溢水口(23)からの排出量または電磁弁(25)で制御された排出量とにより決せられる。 養液貯留槽(2)から排出された培養液は、再度前記培養液槽(9)に戻され、培養液は常に循環使用される。 栽培ベッド(3)への培養液の供給および栽培ベッド(3)からの培養液の排出は常に栽培ベッド(3)の底面(31)から行われる。

【００４１】養液栽培にかかる植物に対して養水分の過剰ストレスをかける場合、培養液供給口(7)の反対側に配備した溢水口(23)より、過剰の培養液が溢れる状態が保たれる。 なぜなら、溢水口(23)から溢れる培養液は、
ベッド(30)の底面(31)に配設した貫通孔(33)から保水材
(5)に浸透し、栽培植物に過剰の養水分ストレスを負荷できる。

【００４２】一方、当該養液栽培にかかる植物に対して養水分の不足ストレスをかける場合、前記溢水口(23)と同じ側に配備された排水口(24)に連結された電磁弁(25)
を制御・操作して排水状態を保ち、水位をベッド(30)の底面(31)よりも下にさげることによりベッド(30)内の保水材(5)への養水分の補給・供給が完全になくなり、この状態が続けば養水分の不足ストレスが達成されることとなる。 但し、この場合においても、保水材(5)に含有されている養水分によって、当該養液栽培にかかる植物が枯れて死滅してしまうという問題はなく、養液栽培にかかる植物に養水分の不足ストレスを与えるという当初の目的が達成される。

【００４３】なお、この場合、排水口(24)の開閉を制御する電磁弁(25)の操作は、養液栽培のプランに基づき、
タイマー(11)により自動的に制御される。 そして、溢水口(23)からの循環路および排水口(24)からの循環路は、
ともに一つに合流されたのち、前記培養液槽に還流される。

【００４４】かくして、養液栽培にかかる植物は定植ボード(6)に配設された定植孔(61)に植えられ、所定の栽培プランに基づき栽培される。 この場合、養水分の不足ストレスが養液栽培にかかる植物にかけられている期間、所定温度の培養液は、かならず養液貯留槽(2)の底面(21)とベッド(30)の底面(31)との間で循環されているから、養液栽培にかかる植物の根圏の温度は所定の温度に保たれる。

【００４５】以下、この発明にかかる養液栽培装置に関連する実験例について説明する。 なお、この発明は、以下に記載する実験例により如何なる限定・制限をも受けないことはいうまでもない。

【００４６】[実験例１] 保水材の調製実験例。 この発明にかかる養液栽培装置において使用する保水材
(5)の調製およびその調製にかかる保水材(5)の諸特性について説明する。 ベントナイトとオガ屑との混合比（混合体積比） ベントナイトとオガ屑との混合比（混合体積比）として〔１．０：０．０〕、〔３．０：１．０〕、〔２．５：
１．０〕、〔２．０：１．０〕、〔１．５：１．０〕、
〔１．０：１．０〕、〔０．５：１．０〕、の８試験区（８実験例区）を設定して保水材を調製した。 調製方法 よく乾燥したベントナイトとオガ屑とを前記８試験区（８実験例区）の配合率（体積比率）に混合し、これに同重量の水を加えてよく混練した。 この混練物を６．５
mm〜８．０mmの篩を用いて押し出すようにして通し、直ちに振盪器にかけて球状の造粒物とした。 このこの造粒物を乾燥後、ガス炉でエアーリッチの条件下で肌色になるまで予備焼成した。 その後、この予備焼成物を電器炉に入れて、１０００℃で２時間焼結して保水材を得た。
このようにして得た保水材は、ベントナイトとオガ屑との混合比率（体積比率）や当該粒径等により、最大容水量、２４時間容水量および単粒圧壊強度（Ｋｇ）が異なるので、各試験区により調製された保水材の最大容水量、２４時間容水量および単粒圧壊強度（Ｋｇ）を〔表１〕に示した。 なお、単粒圧壊強度（Ｋｇ）は、木屋式硬度計により測定した結果を示した。 また、理想の保水材としての赤玉土の「最大容水量」、「かさ密度（ｇ／
ｃｍ ^３ ）」の各数値を測定して調製した保水材（５）の適否の目安とした。

【００４７】

【表１】

【００４８】〔表１〕の結果より、ベントナイトに対するオガ屑の混合比率が低くなるほど単粒圧壊強度は向上するが保水力（最大容水量および２４時間容水量）が低下し、保水材としての適性が低下することが示唆されている。 そして、ベントナイトに対してその２倍量のオガ屑を配合した場合、単粒圧壊強度は若干低い傾向があるけれども「保水力」が培養土として優れている『赤玉土』とほぼ等しい値を示す上に、「かさ密度」は低く軽量で取扱いが容易など保水材として最適な特性を有することを示唆している。

【００４９】また、〔表１〕の結果より、ベントナイトとオガ屑との混合比率は、１／３〜２が好適な結果を示し、２の場合が最適の結果を示すことが判明した。 オガ屑が０の場合でも保水材としては一応利用可能であるけれども、これに対して、オガ屑がベントナイトの２倍量を越えると造粒が困難で、単粒圧壊強度が著しく低下して非常にもろい保水材となることから、オガ屑とベントナイトとの配合比率が２の場合、一応のオガ屑の最大配合臨界点と考えられる。

【００５０】〔実験例２〕 サラダ菜の養液栽培例 この発明にかかる養液栽培装置を使用して、サラダ菜の養液栽培実験をした。 供試植物：吸水させたウレタン培地をセットした育苗箱にサラダ菜を播種し、その上に透明のガラス板を載置し、室温を２０℃に制御し、播種後３日目にガラス板を除去し、適宜育苗箱に注水し、播種より１８日後の幼苗を株間１６cm×２５cmで定植した。 栽培条件： ａ）使用培養液は、〔表２〕に記載の山崎氏処方の培養液を使用し、培養液の温度は約２２℃〜２３℃に管理した。

【００５１】

【表２】

【００５２】ｂ）使用保水材は、前記実験例１において調製した実験例区No.７の保水材を使用した。 ｃ）養液栽培期間は、１０月１２日〜１１月２４日にかけて温室内の温度約６℃〜２７℃でおこなった。 ｄ）全養液栽培期間は、４４日間この発明にかかる養液栽培装置で栽培した。 そして、全養液栽培期間中、最初は給液条件（養水分過剰ストレス条件）下で栽培し、最後の各期間を給液停止条件（養水分不足ストレス条件下）で栽培したものをそれぞれ栽培実験区としてそれぞれの項目について比較した。 栽培実験区としては、次の４つを設定して比較検討した。 （i） 第１実験区（対照試験区）：給液培養日数が４
４日間、給液停止期間０日間。 （ii） 第２実験区：給液培養日数４１日間、その後給液停止期間３日間。 （iii）第３実験区：給液培養日数３６日間、その後給液停止期間８日間。 （iv） 第４実験区：給液培養日数２９日間、その後給液停止期間１５日間。 この養液栽培比較実験例の結果は、〔表３〕に示すとおりである。

【００５３】

【表３】

【００５４】〔表３〕の結果より、つぎのことがいえる。 すなわち、 給液停止期間が長いほど、サラダ菜（新鮮重量当たり）中の硝酸態窒素（ＮＯ ₃ −Ｎ）含量が減少した。 これは、植物中の硝酸態窒素（ＮＯ ₃ −Ｎ）含量が少ないほど好ましいとされる要望に十分応えうる結果である。
なぜなら、植物中の硝酸態窒素（ＮＯ ₃ −Ｎ）が植物として摂取されたとき、体内で発癌性の高い「ニトロソアミン」になるという説もあるからである。 給液停止期間が長いほど、サラダ菜（新鮮重量当たり）中のビタミンＣの含量が多くなった。 この結果は、
いわゆる新鮮野菜の単位重量当たりの有効成分の含量が多くなったこと、つまり有効成分が濃縮された野菜が得られることを示唆している。 したがって、この発明にかかる養液栽培装置により、新鮮重量当たりの有効成分含量の高い野菜等を容易に得ることができるので、商品価値の高い野菜を消費者に対して容易に提供できることを示唆している。 なお、発明者らは、この発明にかかる養液栽培装置が前記成果のほかに養液栽培において開花時期の制御が困難とされている『菊』に対しても顕著な効果を示すことを知見として得ている。

【００５５】

【発明の効果】この発明は、当該発明の「養液栽培装置」の構造に基づき、つぎのような効果を奏する。 この発明にかかる養液栽培装置の栽培ベッドは、いわゆる定植にかかる植物の根圏から培養液が供給される。
定植植物に対する養水分ストレスの制御は、電磁弁による培養液の供給・停止の制御と保水材の保水力とにより完全かつ容易に達成できる点、 前記のすぐれた作用・効果に基づき、栽培にかかる植物の草勢管理を容易にすることができる。 すなわち、たとえば、野菜などにおいて新鮮重量当たりの有効成分（たとえば、ビタミンＣ等）の含有量が多く、有効成分が濃縮された作物、硝酸態窒素の（ＮＯ ₃ −Ｎ）の含有量が少ない作物などが容易に得られる点、 等々、この発明の目的を達成する顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる養液栽培装置の実施例１の栽培ベッド部分の一部切り欠き斜視図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】排水口が養液貯留槽の底面に配設された他の実施例（実施例２）の断面図。

【図４】上部が開口した容器状のベッド（実施例３に使用）の斜視図。

【図５】本発明にかかる養液栽培ベッド部を有する養液栽培装置の全体システムを示した図。

【符号の説明】

１ 養液栽培ベッド部 ２ 養液貯留槽 21 底面 22 側面 23 溢水口 24 排水口 25 電磁弁 ３ 栽培ベッド 30 ベッド 31 底面 32 側面 33 貫通孔 ４ 防根部材 ５ 保水材 ６ 定植ボード ７ 培養液供給口 ８ レストブロック ９ 培養液槽 １０ ポンプ １１ タイマー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻村 順一 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 大東 秀彰 大阪市北区中之島６丁目２番22号 株式会 社関西テック内 (72)発明者 奥田 光博 大阪市北区中之島６丁目２番22号 株式会 社関西テック内