水耕栽培装置和使用它的水耕栽培方法
【专利摘要】水耕栽培装置具有分隔部件，该分隔部件包括形成有第1贯通孔的膨润部件，具有相互背对的第1主面及第2主面。此外，在由包括分隔部件的第1主面在内的多个面包围而成的第1空间中，具有设置在与第1主面对置的位置的载置面。在第1空间中配置根菜类的地下部，在第1贯通孔中穿通根菜类的茎部。
【专利说明】
水耕栽培装置和使用它的水耕栽培方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及水耕栽培装置和使用它的水耕栽培方法。
【背景技术】
[0002]以往，为了有效地栽培植物，已知有通过温度、湿度、营养液的供给的控制和人工光源的作用、能够比土耕栽培更有效地栽培植物的水耕栽培装置(专利文献I)。
[0003]此外，为了有效地栽培根菜类，已知有能够不发生皮孔肥大地生产块茎的水耕栽培装置(专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:特开2003 — 009676号公报
[0007]专利文献2:特开平10 — 098961号公报
【发明内容】
[0008]本发明的水耕栽培装置具有分隔部件，该分隔部件包括形成有第I贯通孔的膨润部件，具有相互背对的第I主面及第2主面。水耕栽培装置具有由包括分隔部件的第I主面在内的多个面包围而成的第I空间，具有设置在与第I主面对置的位置的载置面。
[0009]通过以上的结构，能够抑制水耕栽培装置中的结露。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的实施方式I的水耕栽培装置的剖视图。
[0011]图2是将图1所示的水耕栽培装置的区域A放大的图。
[0012]图3是本发明的实施方式2的水耕栽培装置的剖视图。
[0013]图4是将图3所示的水耕栽培装置的区域B放大的图。
[0014]图5是本发明的实施方式3的水耕栽培装置的剖视图。
[0015]图6是本发明的实施方式4的水耕栽培装置的剖视图。
[0016]图7是本发明的实施方式5的水耕栽培装置的剖视图。
[0017]图8是本发明的实施方式6的水耕栽培装置的剖视图。
[0018]图9是本发明的实施方式7的水耕栽培装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0019]在说明本发明的实施方式之前，说明关联技术的水耕栽培装置中的问题。
[0020]在专利文献I所记载的装置中，不能将植物体在地上部和地下部分离而独立地控制气温。此外，在营养液的附近结露，发霉。霉成为使植物体腐烂、衰弱的原因。
[0021]此外，在专利文献2所记载的装置中，将配置作为植物体的根菜类的地上部的空间和配置地下部及营养液的空间用发泡苯乙烯板分隔。发泡苯乙烯板具有决定植物体的配置的定植孔，将由聚氨酯泡沫片包围的植物体的茎插入到定植孔中而固定。因此，随着植物体的成长，聚氨酯泡沫片的位置变动。由于聚氨酯泡沫片的位置的变动，在聚氨酯泡沫片与植物体之间或聚氨酯泡沫片与定植孔之间产生间隙。经由该间隙，在被进行了环境控制的配置有地上部的空间与配置有地下部及营养液的空间之间发生热交换。当使配置有地上部的空间内的气温与明暗周期连动而变化时，如果通过热交换而配置有地下部及营养液的空间的温度下降，则结露。结果会发霉。
[0022]本发明在将根菜类分离地上部和地下部来进行水耕栽培的装置中，能够避免地下部或定植孔的附近的结露，防止发霉。
[0023]参照【附图说明】有关本发明的一形态的水耕栽培装置。另外，以下说明的实施方式都表示优选的一具体例。因而，在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、工序、工序的顺序等是一例，并不限定本发明。
[0024]此外，各图是示意图，并不一定是严格图示的。在各图中，对实质上相同的构造赋予相同的标号，重复的说明省略或简略化。
[0025](实施方式I)
[0026]以下，参照图1及图2对本发明的实施方式I的水耕栽培装置IA进行说明。
[0027]图1是水耕栽培装置IA的剖视图。图2是将图1中的区域A放大的图。在水耕栽培装置IA中，例如能够培育马铃薯等根菜类的定植苗10。
[0028]水耕栽培装置IA具有分隔部件3。在图1中，分隔部件3的下方为第I空间21，上方为第2空间22。
[0029]分隔部件3包括形成有贯通孔33(第I贯通孔331)的膨润部件31，具有相互背对的第I主面341及第2主面342。水耕栽培装置IA在由包括分隔部件3的第I主面341在内的多个面211包围而成的第I空间21中，在与第I主面341对置的位置处具有载置面61。形成于膨润部件31的第I贯通孔331通过膨润部件31的水蒸气或水的吸收而能够收缩。
[0030]在水耕栽培装置IA中，分隔部件3可以将膨润部件31和隔热部件32层叠而形成。分隔部件3的贯通孔33将形成于膨润部件31的第I贯通孔331与形成于隔热部件32的第2贯通孔332相连而形成。膨润部件31与第I空间21相接。
[0031]膨润部件31具有吸湿性或吸水性，通过吸收水蒸气或水而膨胀。即，也具有膨润性。膨润部件31具有柔性、弹性，通过吸湿或吸水能够使柔性、弹性增加。作为膨润部件31，例如可以使用超高吸水性树脂的丙烯类树脂或聚乙二醇等。
[0032]隔热部件32具有隔热性。作为隔热部件32，例如可以使用玻璃棉、木质纤维板、发泡苯乙烯、硬质聚氨酯泡沫等。特别是，木质纤维板等天然纤维由于吸放湿性比较高、难以结露，所以是优选的。
[0033]分隔部件3是平板状。在分隔部件3中，通过将膨润部件31和隔热部件32层叠，能够增加机械强度。通过该结构，能够对分隔部件3赋予能支承自重的程度的强度。
[0034]分隔部件3中，将膨润部件31朝向第I空间21而配置。膨润部件31暴露在装有后述的营养液5的第I空间21中。由此，能够有效地吸收从营养液5蒸发的水蒸气。
[0035]水耕栽培装置IA例如可以通过将栽培槽2的内部用分隔部件3在空间上分离而构成。在栽培槽2内，设由包括分隔部件3的第I主面341在内的多个面211包围而成的空间为第I空间21，设由包括第2主面342在内的多个面221包围而成的空间为第2空间22。作为构成第I空间21的多个面211及构成第2空间22的多个面221，可以使用栽培槽2的内表面。
[0036]根菜类等的定植苗10通常具有:有叶部104的地上部、形成马铃薯等块茎101的地下部、和将地上部与地下部相连的茎部102。在第I空间21中配置定植苗10的地下部和营养液5，在第2空间22中配置地上部。使茎部102贯通分隔部件3的贯通孔33内。通过使定植苗10的茎部102穿通分隔部件3的贯通孔33，定植苗10被分隔部件3把持，地上部配置到第2空间22中，地下部配置到第I空间21中。
[0037]第I贯通孔331的孔径优选的是，在膨润部件31没有吸湿或吸水的状态下使茎部102贯通了第I贯通孔331时，在茎部102与第I贯通孔331的孔壁之间有间隙。第I贯通孔331优选的是通过膨润部件31的由吸湿或吸水带来的膨胀而能够收缩到与茎部102接触的程度的大小。在膨润部件31没有吸湿或吸水的状态下，第I贯通孔331的孔径例如是1mm以上且20mm以下。另外，膨润部件31还具有柔性和弹性。因此，当使定植苗10穿通第I贯通孔331时，第I贯通孔331的孔径变大，然后能够回到原来的孔径。
[0038]第2贯通孔332的孔径优选的是能够不与茎部102接触而穿通的大小。并且优选的是，即使通过膨润部件31的膨胀而处于第I贯通孔331的孔壁与茎部102接触的状态，第2贯通孔332的孔壁也不与茎部102接触。第2贯通孔332的孔径例如是20mm以上且50mm以下。
[0039]在膨润部件31没有吸湿或吸水的状态下，第2贯通孔332的孔径优选的是比第I贯通孔331的孔径大。这是因为，将定植苗10配置到贯通孔33的作业变容易。
[0040]另外，所谓膨润部件31没有吸湿或吸水的状态，例如是水耕栽培装置IA的工厂出货时的状态(初始状态)或使膨润部件31干燥后的状态。
[0041]第I贯通孔331及第2贯通孔332优选的是圆形，但并不限于此。例如也可以是多边形或星形。
[0042]载置台6在图1中具有处于贯通孔33的下方、能够承载生长的块茎101的载置面61。营养液5以在载置台6的周围，液面比载置面61低的方式装入到第I空间21内。由此，根部103与营养液5接触，能够吸收营养液5。进而，能够防止块茎101与营养液5接触，防止皮孔肥大的发生及腐烂。另外，载置面61优选的是具有能够使根部103贯通并且不能使块茎101贯通的间隙。能够防止块茎101与营养液5接触，防止根部103贯通载置面61而接触到处于载置面61的下方的营养液5。
[0043]在图1中，载置台6以从第I空间21的下部即栽培槽2的底部向上方突出的方式配置，但并不限于此。例如，也可以将在载置面61上具有间隙的载置台6配置到第I空间的下部整面即栽培槽2的底部整面上。
[0044]第2空间22优选的是能赋予明期和暗期。水耕栽培装置IA优选的是具有控制第2空间22的温度的温度控制部4。温度控制部4优选的是具有热交换部41等的加热、冷却功能。
[0045]明期和暗期例如也可以通过太阳光来实现。此外，也可以通过在第2空间22中设置LED等光源7来人为地做出明期和暗期。即，能够将由太阳周期形成的昼夜的明期和暗期通过光源7来模拟。
[0046]在根菜类的定植苗10的块茎形成期，优选的是进行温度设定，以使第2空间22的明期的温度比暗期的温度高。温度控制部4优选的是能够将第2空间22的温度例如在明期中设定为17°C以上且23°C以下的范围，并且能够在暗期中设定为7°C以上且13°C以下的范围。在第2空间22中，优选的是将明期的温度设定得比暗期的温度高7°C以上且13°C以下的范围。通过设定为上述温度范围，能够使马铃薯等根菜类的收获量提高。
[0047]在水耕栽培装置IA中，具有第I贯通孔331的膨润部件31由于具有(吸湿性或吸水性)和膨润性，所以主要能够将从装入在第I空间21中的营养液5蒸发的水蒸气吸收而膨胀。通过该膨胀，第I贯通孔331收缩。由于膨润部件31还具有柔性，所以第I贯通孔331的孔径还能够追随于因定植苗10的生长带来的茎部102的尺寸变化。即，能够维持第I贯通孔331的孔壁总是密接于茎部102的状态。通过该密接，能够防止在第I贯通孔331与茎部102之间产生间隙。通过该结构，分隔部件3能够将配置定植苗10的地上部的第2空间22与配置地下部的第I空间21分离。即，能够抑制第I空间21与第2空间22之间的空气的移动。还抑制伴随着空气的移动的水蒸气及热的移动。
[0048]进而，膨润部件31将从营养液5蒸发的水蒸气吸收，由此能够抑制第I空间21中的结露。此外，隔热部件32能够将第I空间21与第2空间22的热交换切断。由此，即使由温度控制部4使第2空间22的温度与明暗周期连动地变化，第I空间21的温度也不受其影响。特别是在暗期中，即使将第2空间22的温度降低，也能够抑制第I空间21中的温度的下降。结果，在第I空间21中避免结露。如以上这样，通过防止第I空间21中的结露，能够防止发霉。
[0049]此外，在分隔部件3中，由于膨润部件31具有吸湿或吸水性，所以能够防止贯通孔33及其附近的茎部102的结露，抑制发霉。
[0050](实施方式2)
[0051]以下，参照图3及图4对本发明的实施方式2的水耕栽培装置IB进行说明。
[0052]图3是水耕栽培装置IB的剖视图。图4是将图3中的区域B放大的图。有关实施方式I的水耕栽培装置IA的分隔部件3具有将膨润部件31和隔热部件32层叠的多层构造。相对于此，水耕栽培装置IB中的分隔部件3B是单层构造。其以外的结构与实施方式I相同。
[0053]分隔部件3B是平板状，可以由形成有第I贯通孔331的膨润部件31和将膨润部件31包围的隔热部件32构成。换言之，在分隔部件3B中，在隔热部件32形成有第2贯通孔332，在第2贯通孔332的孔内配置有膨润部件31。第I贯通孔的孔径在干燥时优选的是1mm以上且20mm以下。第2贯通孔的孔径优选的是20mm以上且50mm以下。能够将膨润部件31的使用量减量。
[0054]分隔部件3B可以通过在平板状的隔热部件32的第2贯通孔332的内侧填充膨润部件31来形成。此外，也可以通过以将形成有第I贯通孔的膨润部件31用隔热部件32包围的方式一体成型来形成。
[0055]作为向水耕栽培装置IB配置定植苗10的方法，也可以是以下的方法。例如，可以将由膨润部件31包围的茎部102穿通到形成于分隔部件3B的第2贯通孔332的内侧。此外，也可以在将定植苗10的茎部102穿通到第2贯通孔332的内侧之后，向第2贯通孔332与茎部102的间隙中填充膨润部件31。由于第2贯通孔332的大小比第I贯通孔331大，所以定植苗10的配置作业变容易。
[0056](实施方式3)
[0057]以下，参照图5对本发明的实施方式3的水耕栽培装置IC进行说明。图5是水耕栽培装置IC的剖视图。水耕栽培装置IC在第I空间21中具有第I除湿部71。其以外的结构与实施方式I相同。
[0058]通过第I除湿部71，能够抑制第I空间21的湿度。结果，能够避免第I空间21内的结露，进一步提高防止发霉的效果。水耕栽培装置IC也可以具有将第I除湿部71与第I空间21的外部相连的连通部711。能够将由第I除湿部71集中的水向第I空间21的外部排出。另外，也可以将由第I除湿部71集中的水向营养液5送回而再利用。
[0059]另外，第I除湿部71也可以通过监视第I空间21的湿度，在第I空间21中保持适当的湿度。
[0060](实施方式4)
[0061]以下，参照图6对本发明的实施方式4的水耕栽培装置ID进行说明。图6是水耕栽培装置ID的剖视图。
[0062]水耕栽培装置ID在第I空间21之外具有第2除湿部72。第2除湿部72穿过连通部721而与第I空间21相连。其以外的结构与实施方式I相同。
[0063]通过第2除湿部72，能够抑制第I空间21的湿度。结果，能够避免第I空间21中的结露，进一步提高防止发霉的效果。此外，第2除湿部72设置在第I空间21之外。因此，能够使第I空间21变得更小。
[0064]另外，第2除湿部72也可以通过监视第I空间21的湿度，在第I空间21中保持适当的湿度。
[0065](实施方式5)
[0066]以下，参照图7对本发明的实施方式5的水耕栽培装置IE进行说明。图7是水耕栽培装置IE的剖视图。
[0067]水耕栽培装置IE具有营养液的注入口200和排出口 201。其以外的结构与实施方式I相同。
[0068]注入口200设置在栽培槽2中的第I空间21的侧面，能够向第I空间21注入营养液5。排出口 201设置在距第I空间21的另一侧面较近的底部，能够将营养液5排出。可以将注入口200配置在构成第I空间21的多个面211中的一个面，将排出口 201设置在构成第I空间21的多个面211中的另一个面。例如，通过将排出口 201在第I空间21内设置在距与设有注入口200的侧面对置的侧面较近的底部，能够使营养液5在注入口 200与排出口 201之间流动。结果，能够总是向根部103供给调整了温度及成分的营养液5。
[0069]此外，通过调整排水口201的高度，能够控制营养液5的液面的高度。由此，能够将营养液5的液面的高度总是维持为比载置面61低。结果，防止块茎101浸在营养液5中，能够避免块茎101的皮孔肥大化及腐烂。
[0070]从排出口201排出的营养液5既可以直接废弃，也可以使用例如循环栗等使其循环而再次从注入口 200注入。
[0071](实施方式6)
[0072]以下，参照图8对本发明的实施方式6的水耕栽培装置IF进行说明。图8是水耕栽培装置IF的剖视图。
[0073]水耕栽培装置IF具有共用的第2空间22和独立的第I空间21a、21b。在第I空间21a中设有第I除湿部71a，在第I空间21b中设有第I除湿部71b。其以外的结构与实施方式I相同。
[0074]水耕栽培装置IF通过在独立的第I空间21a、21b中独立地除湿，能够控制各自的湿度。通过该结构，例如能够在第I空间21a、21b中控制为对不同的定植苗1a、1b最适合的湿度环境。此外，在第I空间21a、21b中，可以分别使用不同种类(例如不同浓度)的营养液5a、5b。因此，能够对定植苗10a、10b给与最适合的营养液5a、5b。水耕栽培装置IF能够用一个装置同时栽培不同品种的根菜类。
[0075]另外，在水耕栽培装置IF中，也可以代替设置在第I空间21a、21b中的第I除湿部71a、71b而设置如图6所示那样设置在第I空间21之外的第2除湿部(未图示)。
[0076](实施方式7)
[0077]以下，参照图9对本发明的实施方式7的水耕栽培装置IG进行说明。图9是水耕栽培装置IG的剖视图。
[0078]水耕栽培装置IG具有独立的第2空间22a、22b和共用的第I空间21。在第2空间22a中设有温度控制部4a，在第2空间22b中设有温度控制部4b。其以外的结构与实施方式I相同。
[0079]水耕栽培装置IG能够在独立的第2空间22a、22b中独立地进行温度的控制。例如，在第2空间22a、22b中能够控制为对不同的定植苗10a、1b最适合的温度环境。因此，水耕栽培装置IG能够用一个装置同时栽培不同品种的根菜类。
[0080]另外，水耕栽培装置IA?IG的栽培槽2也可以是人能够在其中作业的大小。例如，也可以是培育植物的塑料大棚、或植物培育工厂的培育室等。
[0081]此外，水耕栽培装置IA至IG的截面形状是长方形状，但并不限于此，例如也可以是大致半圆状或多边形状。此外，第I空间21优选的是能够遮光。例如，优选的是在栽培槽2的形成第I空间21的部分，使用遮光性材料。例如，也可以在栽培槽2的内侧或外侧粘贴具有遮光性的薄片。
[0082]此外，在各实施方式中，作为根菜类的定植苗的例子而表示了培育马铃薯的例子，但并不限于此，也可以是其他的根菜类的定植苗。
[0083]标号说明
[0084]1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G 水耕栽培装置
[0085]2栽培槽
[0086]21、21a、21b 第I空间
[0087]22、22a、22b 第2空间
[0088]3、3B分隔部件
[0089]31膨润部件
[0090]32隔热部件[0091 ] 33贯通孔
[0092]331第I贯通孔
[0093]332第2贯通孔
[0094]341 第 I 主面
[0095]342 第2主面
[0096]4、4a、4b温度控制部
[0097]5、5a、5b 营养液
[0098]6载置台
[0099]71、71a、71b 第I除湿部
[0100]72第2除湿部
[0101]711、721 连通部
[0102]10、10a、10b定植苗(根菜类)
[0103]101 块茎
[0104]102 茎部
[0105]103 根部
[0106]104 叶部
【主权项】
1.一种水耕栽培装置，其特征在于，具备: 分隔部件，包括形成有第I贯通孔的膨润部件，具有相互背对的第I主面及第2主面；以及 载置面，在由包括上述分隔部件的上述第I主面在内的多个面包围而成的第I空间中，设置在与上述第I主面对置的位置。2.如权利要求1所述的水耕栽培装置，其特征在于， 上述第I贯通孔能够通过上述膨润部件的水蒸气或水的吸收而收缩。3.如权利要求1或2所述的水耕栽培装置，其特征在于， 上述分隔部件将上述膨润部件和隔热部件层叠而形成，上述隔热部件形成有与上述第I贯通孔相连的第2贯通孔； 上述膨润部件与上述第I空间相接。4.如权利要求1或2所述的水耕栽培装置，其特征在于， 上述分隔部件由上述膨润部件和隔热部件构成，上述隔热部件形成有在孔内包含上述膨润部件的第2贯通孔。5.如权利要求1?4中任一项所述的水耕栽培装置，其特征在于，还具备: 栽培槽，被上述分隔部件分离为上述第I空间和第2空间，上述第2空间由包括上述分隔部件的第2主面在内的多个面包围而成，能够赋予明期和暗期；以及温度控制部，控制上述第2空间的温度。6.如权利要求5所述的水耕栽培装置，其特征在于， 上述温度控制部能够将上述第2空间的上述明期中的温度设定为17°C以上且23°C以下的范围，并且能够将上述第2空间的上述暗期中的温度设定为7°C以上且13°C以下的范围。7.如权利要求5所述的水耕栽培装置，其特征在于， 上述温度控制部将上述第2空间的上述明期中的温度设定得比上述第2空间的上述暗期中的温度高7°C以上且13°C以下的范围。8.如权利要求5?7中任一项所述的水耕栽培装置，其特征在于， 还具备设置在上述第2空间内且能够赋予上述明期的光源。9.如权利要求1?8中任一项所述的水耕栽培装置，其特征在于，还具备: 注入口，设置于构成上述第I空间的上述多个面中的一个面，能够向上述第I空间注入营养液;以及 排出口，设置于构成上述第I空间的上述多个面中的另一个面，能够从上述第I空间排出上述营养液。10.如权利要求1?9中任一项所述的水耕栽培装置，其特征在于， 还具备设置在上述第I空间的内部的第I除湿部。11.如权利要求1?9中任一项所述的水耕栽培装置，其特征在于， 还具备设置在上述第I空间的外部的第2除湿部、以及将上述第2除湿部与上述第I空间连通的连通部。12.—种水耕栽培方法，使用权利要求1所述的水耕栽培装置栽培具有地上部、地下部和将上述地上部与上述地下部相连的茎部的根菜类，其特征在于， 将营养液和上述地下部配置在上述第I空间中，使上述茎部穿通形成于上述膨润部件的上述第I贯通孔； 使上述第I贯通孔的孔径收缩为与上述茎部接触的大小。13.如权利要求12所述的水耕栽培方法，其特征在于， 使上述膨润部件吸收水蒸气或水而使上述第I贯通孔收缩。14.如权利要求12或13所述的水耕栽培方法，其特征在于， 上述地上部配置在第2空间中，该第2空间由包括上述分隔部件的上述第2主面在内的多个面包围而成，被赋予明期和暗期； 在上述根菜类的根茎形成期，在上述第2空间中使上述明期的温度比上述暗期的温度尚O15.如权利要求14所述的水耕栽培方法，其特征在于， 使上述第2空间的上述明期中的温度为17°C以上且23°C以下的范围，并且使上述第2空间的上述暗期中的温度为7 °C以上且13 °C以下的范围。16.如权利要求14所述的水耕栽培方法，其特征在于， 使上述第2空间的上述明期中的温度比上述第2空间的上述暗期中的温度高7°C以上且13°C以下的范围。
【文档编号】A01G1/00GK106061242SQ201480076338
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年9月26日
【发明人】石堂太郎
【申请人】松下知识产权经营株式会社