(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-18
(45)【発行日】2023-08-28
(54)【発明の名称】植物栽培システム
(51)【国際特許分類】
A01G 31/00 20180101AFI20230821BHJP
【ＦＩ】
A01G31/00 601A
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023017260
(22)【出願日】2023-02-08
【審査請求日】2023-02-08
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】390003838
【氏名又は名称】株式会社マキシム
(74)【代理人】
【識別番号】100120640
【弁理士】
【氏名又は名称】森 幸一
(72)【発明者】
【氏名】東 展男
(72)【発明者】
【氏名】井口 英雄
【審査官】吉田 英一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０９４２４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０４６９２５４３（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ０１Ｇ ３１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
植物の種苗または植物に液体肥料を水道水または井戸水に溶かした養液を供給するための管と、上記管の外周面の少なくとも一箇所に巻回されたコイルと、
上記コイルに１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数領域の少なくとも一部の周波数領域で連続的に周波数の増減を反復する交流電流を流すための交流電流供給装置と、
を有し、
上記管に上記養液を流しながら上記交流電流供給装置により上記コイルに上記交流電流を流す植物栽培システム。
【請求項2】
上記少なくとも一部の周波数領域は４．５ｋＨｚ～８ｋＨｚである請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項3】
上記交流電流は上記少なくとも一部の周波数領域内で１秒間に複数回、周波数の増減を反復する請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項4】
上記交流電流は方形波である請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項5】
上記植物の種苗または植物を水耕栽培するための栽培槽を有し、
上記栽培槽に上記養液を上記管を通して循環または散布する請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項6】
上記植物の種苗または植物を土壌栽培し、
上記植物の種苗または植物に上記養液を上記管を通して散布する請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項7】
上記植物は野菜または果実である請求項１～６のいずれか一項記載の植物栽培システム。
【請求項8】
上記野菜はねぎ、小松菜またはレタスであり、上記果実はいちごである請求項７記載の植物栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は植物栽培システムに関し、野菜や果物などの各種の植物の水耕栽培や土壌栽培に適用して好適なものである。
【背景技術】
【0002】
近年、食料危機等を背景として、簡単に植物を栽培できる水耕栽培が注目されている。水耕栽培は、土を使わず液体肥料を水に溶かした養液を種苗に散布あるいは栽培槽に循環させて栽培する方法である。水耕栽培は、外気に触れることなく植物を育てることで害虫が寄りつかず農薬に依存しないでよいことや、土壌栽培と比較して生育速度が速い、天候に左右されず一定の収穫量が見込める、肥料の調整が楽で品質の安定が見込める等の種々のメリットを有する。これらのメリットにより、近年、オフィスをはじめ、日光の当たらない工場等でも水耕栽培が盛んに行われるようになっており、農業とは異なる異業種業界からの参入も増えているのが現状である。
【0003】
従来より、植物の水耕栽培に用いられるシステムあるいはプラントとして種々のものが知られている（例えば、特許文献１、２、３、非特許文献１参照）。
【0004】
なお、液体を流す管にソレノイド型のコイルを巻回し、このコイルにほぼ７００～３０００Ｈｚの範囲の周波数領域で連続的に周波数の変化を反復する交流電流を流すことにより、管の内壁へのスケール生成防止や管の内壁に付着したスケールの除去を図るスケール生成および／またはスケール付着防止用液体処理装置が知られている（特許文献４）。また、水道管にソレノイド型のコイルを巻回し、このコイルに３．６～７．５ｋＨｚの範囲の周波数領域で連続的に周波数の変化を反復する交流電流を流すことにより水道管内壁へのスケール生成防止や水道管の内壁に付着したスケールの除去を図る水道水用水処理装置が知られており、既に実用化されている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１１－２１１９１５号公報
【文献】特開２０１５－２１６８７２号公報
【文献】特開２０２２－１８８４８３号公報
【文献】米国特許第５０７４９９８号明細書
【文献】実用新案登録第３２２４２２０号明細書
【非特許文献】
【0006】
【文献】［令和４年１２月２６日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：https://eco-guerrilla.jp〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来の水耕栽培システムでは、必ずしも十分な生育速度が得られず、収穫までに長時間を要する等の問題があり、改善の余地があった。一方、土壌栽培でも、同様であった。
【0008】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、水耕栽培あるいは土壌栽培において、簡単な手法で植物を極めて速い生育速度で栽培することができる植物栽培システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記の課題の解決を図る技術の開発を目的として長年に亘り鋭意検討を行った結果、特許文献５記載の水道水用水処理装置で使用されているコイルと同様なコイルを水耕栽培システムまたは土壌栽培システムに養液を供給するための管に巻回し、この管に養液を流しながらコイルに特許文献５記載の交流電流供給装置と同様な装置を用いて交流電流を流し、管から養液を種苗に供給することにより、極めて速い生育速度で植物を水耕栽培または土壌栽培することができるという新たな効果が得られることを見出し、さらにこの知見に基づいて検討を重ねてこの発明を案出するに至った。本発明者らの知る限り、このような効果が得られることはこれまで報告されていない。このような効果が得られる理由については現在解明中であるが、次のような理由が考えられる。すなわち、管に流す養液に対して上記のような処理を行うことにより、管の内壁に養液中の液体肥料の一部を餌にして成長するアオコ等のスライムが管の内壁から剥がれ、スライムの再度の形成も防止される結果、管から種苗に供給される養液により種苗に十分な栄養が与えられ、種苗の生育が促進される。また、上記のような処理を行うことにより、水道水または井戸水に溶かす液体肥料の溶解力を大きくすることができ、その結果、種苗の生育が促進される。さらに、上記のような処理を行うことにより、水道水または井戸水に溶かす液体肥料の分散性の向上および小粒子化を図ることができ、液体肥料が根に良く吸収されるようになり、その結果、種苗の生育が促進される。
【0010】
すなわち、上記課題を解決するために、この発明は、
植物の種苗または植物に液体肥料を水道水または井戸水に溶かした養液を供給するための管と、
上記管の外周面の少なくとも一箇所に巻回されたコイルと、
上記コイルに１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数領域の少なくとも一部の周波数領域で連続的に周波数の増減を反復する交流電流を流すための交流電流供給装置と、
を有し、
上記管に上記養液を流しながら上記交流電流供給装置により上記コイルに上記交流電流を流す植物栽培システムである。
植物の種苗または植物に液体肥料を水道水または井戸水に溶かした養液を供給するための管と、
上記管の外周面の少なくとも一箇所に巻回されたコイルと、
上記コイルに１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数領域の少なくとも一部の周波数領域で連続的に周波数の増減を反復する交流電流を流すための交流電流供給装置と、
を有し、
上記管に上記養液を流しながら上記交流電流供給装置により上記コイルに上記交流電流を流す植物栽培システムである。
【0011】
典型的には、上記の少なくとも一部の周波数領域は４．５ｋＨｚ～８ｋＨｚの周波数領域に含まれ、例えば、４．５ｋＨｚ～８ｋＨｚの周波数領域である。交流電流の周波数の増減は、典型的には直線的に行うが、これに限定されるものではなく、非直線的に行ってもよい。交流電流は、典型的には、上記の少なくとも一部の周波数領域内で１秒間に複数回、周波数の増減を反復する。交流電流は、例えば、１００Ｈｚから１０ｋＨｚまで周波数をスイープする。交流電流の波形は、特に限定されず、必要に応じて選択されるが、典型的には、方形波が用いられる。交流電流の電流値は必要に応じて選択されるが、一般的には１ｍＡ～６００ｍＡ、典型的には１０ｍＡ～５００ｍＡである。コイルは、管の外周面の少なくとも一箇所に巻回されれば足りるが、複数箇所に巻回されてもよい。コイルの巻き数は管の口径（直径）等に応じて適宜選択されるが、コイルに交流電流を流すことにより発生する磁場の強さがある程度大きい方がより優れた効果が得られる傾向があるため、コイルの巻き数は一般的には１０以上２０以下に選ばれる。
【0012】
この植物栽培システムは、水耕栽培では、植物の種苗または植物を水耕栽培するための栽培槽を有し、この栽培槽に養液を管を通して循環または散布する。土壌栽培では、植物の種苗または植物に養液を管を通して散布する。
【0013】
この植物栽培システムにより栽培する植物は、水耕栽培あるいは土壌栽培することができる限り、基本的にはどのようなものであってもよいが、一般的には野菜または果実である。具体例を挙げると、野菜はねぎ、小松菜、レタス等、果実はいちご等である。
【発明の効果】
【0014】
この発明によれば、植物の種苗または植物に養液を供給するための管に養液を流しながらコイルに１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数領域の少なくとも一部の周波数領域で連続的に周波数の増減を反復する交流電流を流すことにより、簡単な手法で植物を極めて高い生育速度で栽培することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】この発明の第１の実施の形態による水耕栽培システムを示す略線図である。
【図2】この発明の第１の実施の形態による水耕栽培システムにおいて配管に巻回されたコイルおよびこのコイルに交流電流を流すための交流電流供給装置を示す略線図である。
【図3A】この発明の第１の実施の形態による水耕栽培システムにおいて交流電流供給装置によりコイルに流す交流電流の波形の一例を示す略線図である。
【図3B】この発明の第１の実施の形態による水耕栽培システムにおいて交流電流供給装置によりコイルに流す交流電流の周波数スペクトルの一例を示す略線図である。
【図3C】この発明の第１の実施の形態による水耕栽培システムにおいて交流電流供給装置によりコイルに流す交流電流の周波数スペクトルの実測例を示す略線図である。
【図4】この発明の第２の実施の形態による水耕栽培システムを示す略線図である。
【図5】この発明の第３の実施の形態による水耕栽培システムを示す略線図である。
【図6】この発明の第４の実施の形態による土壌栽培システムを示す略線図である。
【図7】第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムを用いて長ねぎの水耕栽培を行った実施例１において養液供給用の配管にコイルが巻回された様子を示す図面代用写真である。
【図8】第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムを用いて長ねぎの水耕栽培を行った実施例１において養液供給用の配管に巻回されたコイルに接続された交流電流供給装置本体を示す図面代用写真である。
【図9】第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムを用いて長ねぎの水耕栽培を行った実施例１において生育した長ねぎの様子を比較例の長ねぎの様子とともに示す図面代用写真である。
【図13】第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムを用いて長ねぎの水耕栽培を行った実施例２において生育した長ねぎの様子を比較例の長ねぎの様子とともに示す図面代用写真である。
【図14】第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムを用いて長ねぎの水耕栽培を行った実施例２において生育した長ねぎの様子を比較例の長ねぎの様子とともに示す図面代用写真である。
【図15】第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムを用いて長ねぎの水耕栽培を行った実施例２において生育した長ねぎの様子を比較例の長ねぎの様子とともに示す図面代用写真である。
【図16】第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムを用いて長ねぎの水耕栽培を行った実施例２において生育した長ねぎの根の様子を比較例の長ねぎの根の様子とともに示す図面代用写真である。
【図17】第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムを用いて小松菜の水耕栽培を行った実施例３において生育した小松菜の様子を示す図面代用写真である。
【図19】第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムにおいて養液の処理を行わずに小松菜の水耕栽培を行った比較例において生育した小松菜の様子を示す図面代用写真である。
【図21】第３の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムを用いてレタスの水耕栽培を行った実施例４において生育したレタスの様子を示す図面代用写真である。
【図22】第３の実施の形態による水耕栽培システムと同様な構成を有する水耕栽培システムにおいて養液の処理を行わずにレタスの水耕栽培を行った比較例において生育したレタスの様子を示す図面代用写真である。
【図23】第４の実施の形態による土壌栽培システムと同様な構成を有する土壌栽培システムを用いていちごの土壌栽培を行った実施例５において生育したいちごの様子を比較例のいちごの様子とともに示す図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という）について説明する。
【0017】
〈第１の実施の形態〉
［水耕栽培システム］
図１は第１の実施の形態による水耕栽培システムを示す。図１に示すように、この水耕栽培システムは、栽培槽１０と、水道水または井戸水に液体肥料を溶かした養液２１を収容する養液槽２０と、養液槽２０に収容された養液２１を栽培槽１０に供給するための配管３０と、配管３０の途中の外周面に巻回されたソレノイド型のコイルＣ1 、Ｃ2 と、コイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流を流すための交流電流供給装置４０とを有する。水耕栽培に際しては、太陽光またはＬＥＤ照明による人工光が用いられる。
［水耕栽培システム］
図１は第１の実施の形態による水耕栽培システムを示す。図１に示すように、この水耕栽培システムは、栽培槽１０と、水道水または井戸水に液体肥料を溶かした養液２１を収容する養液槽２０と、養液槽２０に収容された養液２１を栽培槽１０に供給するための配管３０と、配管３０の途中の外周面に巻回されたソレノイド型のコイルＣ1 、Ｃ2 と、コイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流を流すための交流電流供給装置４０とを有する。水耕栽培に際しては、太陽光またはＬＥＤ照明による人工光が用いられる。
【0018】
栽培槽１０には養液槽２０から配管３０を通じて養液２１が供給され、栽培槽１０に供給された養液２１は配管３１を通じて養液槽２０の上部の空間に戻されるようになっている。こうすることで、養液２１は配管３０、３１を通って栽培槽１０を循環し、栽培槽１０に常時、一定量の養液２１が保たれる。栽培槽１０内の養液２１上には発泡スチロール等からなる定植パネル１１が設置されている。定植パネル１１には、水耕栽培を行う植物の苗１２を挿入固定し、根１２ａを養液２１に漬けるための孔が多数設けられている。これらの孔の配置は必要に応じて選択されるが、一般的には碁盤の目状に配置される。これらの穴の間隔は苗１２の種類や大きさ等に応じて適宜決められる。栽培槽１０の平面形状は特に限定されず、必要に応じて選択されるが、一般的には長方形である。栽培槽１０の底には養液２１を抜くための配管３２が設けられ、その途中にドレンバルブ５１が設けられている。栽培槽１０は地面または建物の床面に設置された架台６１～６３の上に載せられている。
【0019】
養液槽２０は、それぞれ互いに異なる液体肥料２２ａ、２３ａを入れたボトル２２、２３を備えている。図１においては、二つのボトル２２、２３が示されているが、ボトルの数は使用する液体肥料の種類に応じて適宜選択される。ボトル２２の下部には養液槽２０に液体肥料２２ａを供給するための配管３３が設けられ、その途中にバルブ５２が設けられている。同様に、ボトル２３の下部には養液槽２０に液体肥料２３ａを供給するための配管３４が設けられ、その途中にバルブ５３が設けられている。養液槽２０はさらに、養液２１のｐＨを調整するためのｐＨ調整液２４ａを入れたタンク２４を備えている。タンク２４には養液槽２０にｐＨ調整液２４ａを供給するための配管３５が設けられ、その途中にバルブ５４が設けられている。養液槽２０は、モーター７０で軸７１を回転させることによりこの軸７１の先端に設けられた攪拌翼７２を回転させることにより養液２１を攪拌することができるようになっている。養液槽２０は、地面または建物の床面に設置されている。養液槽２０の下部側面には養液２１を抜くための配管３６が設けられ、その途中にドレンバルブ５５が設けられている。図示は省略するが、養液槽２０には、養液２１の上方から水道水または井戸水を供給するための配管が設けられている。図示は省略するが、養液槽２０内の養液２１のｐＨおよび導電率を測定するためのセンサーが設けられている。養液２１を栽培槽１０に供給するための配管３０の途中にはポンプ７３が設けられている。
【0020】
交流電流供給装置４０は、配管３０の外周面に巻回されたコイルＣ1 、Ｃ2 とケーブルＣにより接続されている。コイルＣ1 、Ｃ2 はケーブルＣをらせん状に巻くことにより形成されている。交流電流供給装置４０にはＡＣ１００Ｖを供給するための電源ケーブル４１が設けられている。配管３０の外周面に巻回されたコイルＣ1 、Ｃ2 の詳細を図２に示す。図２に示すように、この場合、コイルＣ1 とコイルＣ2 との間には配管３０に平行にケーブルＣが設けられており、これらのコイルＣ1 、Ｃ2 の配管３０の外周面上の巻き付け方向は互いに同一である。コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流は、１００Ｈｚから１０ｋＨｚまで周波数をスイープし、波形は方形波である。この場合、１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数領域の一部の周波数領域（ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域とする）で１秒間に複数回、典型的には２～５回（例えば３．５回）直線的に周波数を増減し、これを反復する。ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域は、典型的には４．５ｋＨｚ～８ｋＨｚである。図３Ａにこの交流電流の波形の一例を模式的に示す。図３Ａに示すように、ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域では、１００Ｈｚからｆ1 までの周波数領域およびｆ2 から１０ｋＨｚまでの周波数領域に比べて最大電流値を高くしている。ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域の最大電流値は、１００Ｈｚからｆ1 までの周波数領域およびｆ2 から１０ｋＨｚまでの周波数領域の最大電流値に比べて例えば２～３倍大きくするが、これに限定されるものではない。こうしてコイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流を流したときの周波数スペクトルの一例を図３Ｂに模式的に示す。図３Ｂに示すように、コイルＣ1 、Ｃ2 に流れる交流電流は、ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域で最大電流値がほぼ同一である。図３Ｃに実測の周波数スペクトルの一例を示す。ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域は４．５ｋＨｚ～８ｋＨｚである。この周波数スペクトルの縦軸は、コイルＣ1 、Ｃ2 が巻回された配管３０の側面に音圧測定用のピックアップを取り付け、コイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流が流れることにより発生する電磁騒音を測定した時の音圧を示し、交流電流の最大電流値に対応するものである。
【0021】
［水耕栽培システムの使用方法］
水耕栽培を行う苗１２を栽培槽１０内の定植パネル１１の穴に挿入固定し、根１２ａを養液２１に漬ける。苗１２の種類に応じてボトル２２、２３等から養液槽２０に液体肥料２２ａ、２３ａ等を供給する。モーター７０で軸７１を回転させることにより攪拌翼７２を回転させることにより養液２１を十分に攪拌する。ポンプ７３により配管３０、３１を通して栽培槽１０に養液２１を循環させる。交流電流供給装置４０の電源ケーブル４１をＡＣ１００Ｖのコンセントに差し込み、交流電流供給装置４０のスイッチをオンとする。そして、配管３０に養液２１を流しながらコイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流を流すことで養液２１の処理を行い、栽培槽１０に供給する。一方、栽培槽１０には太陽光またはＬＥＤ照明による人工光が当たるようにする。こうして苗１２の育成を行う。
水耕栽培を行う苗１２を栽培槽１０内の定植パネル１１の穴に挿入固定し、根１２ａを養液２１に漬ける。苗１２の種類に応じてボトル２２、２３等から養液槽２０に液体肥料２２ａ、２３ａ等を供給する。モーター７０で軸７１を回転させることにより攪拌翼７２を回転させることにより養液２１を十分に攪拌する。ポンプ７３により配管３０、３１を通して栽培槽１０に養液２１を循環させる。交流電流供給装置４０の電源ケーブル４１をＡＣ１００Ｖのコンセントに差し込み、交流電流供給装置４０のスイッチをオンとする。そして、配管３０に養液２１を流しながらコイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流を流すことで養液２１の処理を行い、栽培槽１０に供給する。一方、栽培槽１０には太陽光またはＬＥＤ照明による人工光が当たるようにする。こうして苗１２の育成を行う。
【0022】
この第１の実施の形態による水耕栽培システムによれば、配管３０に巻回されたコイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流供給装置４０により所定の交流電流を流すことで養液２１の処理を行い、こうして処理を行った養液２１を用いて水耕栽培を行っていることにより、従来より用いられている一般的な水耕栽培システムに比べて、苗１２の生育速度を大幅に速くすることができ、収穫までに要する時間の大幅な短縮を図ることができる。また、この水耕栽培システムは、従来より用いられている一般的な水耕栽培システムの養液供給用の配管３０にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、コイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流供給装置４０を接続するだけで足りるため、簡単に構築することができる。
【0023】
〈第２の実施の形態〉
［水耕栽培システム］
図４は第２の実施の形態による水耕栽培システムを示す。図４に示すように、この水耕栽培システムは、配管３０を栽培槽１０の上方まで延ばし、配管３０に設けられた穴から栽培槽１０に養液２１を散布することが第１の実施の形態による水耕栽培システムと異なり、その他のことは第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様である。
［水耕栽培システム］
図４は第２の実施の形態による水耕栽培システムを示す。図４に示すように、この水耕栽培システムは、配管３０を栽培槽１０の上方まで延ばし、配管３０に設けられた穴から栽培槽１０に養液２１を散布することが第１の実施の形態による水耕栽培システムと異なり、その他のことは第１の実施の形態による水耕栽培システムと同様である。
【0024】
［水耕栽培システムの使用方法］
この水耕栽培システムの使用方法は、栽培槽１０の上方まで延ばされた配管３０の穴から栽培槽１０に養液２１を散布することを除いて、第１の実施の形態による水耕栽培プラントの使用方法と同様である。
この水耕栽培システムの使用方法は、栽培槽１０の上方まで延ばされた配管３０の穴から栽培槽１０に養液２１を散布することを除いて、第１の実施の形態による水耕栽培プラントの使用方法と同様である。
【0025】
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【0026】
〈第３の実施の形態〉
［水耕栽培システム］
図５は第３の実施の形態による水耕栽培システムを示す。図５に示すように、この水耕栽培システムは、透明プラスチック等からなる透明な箱状の栽培室８０を有し、栽培室８０の底に定植パネル１１が設置される。定植パネル１１に水耕栽培を行う苗１２が固定される。養液２１は、第１の実施の形態と同様に定植パネル１１の下部を循環させ、あるいは、第２の実施の形態と同様に定植パネル１１の上方から散布する。その他のことは第１の実施の形態と同様である。図示は省略するが、栽培室８０の天井には栽培用のＬＥＤ照明が設置されている。
［水耕栽培システム］
図５は第３の実施の形態による水耕栽培システムを示す。図５に示すように、この水耕栽培システムは、透明プラスチック等からなる透明な箱状の栽培室８０を有し、栽培室８０の底に定植パネル１１が設置される。定植パネル１１に水耕栽培を行う苗１２が固定される。養液２１は、第１の実施の形態と同様に定植パネル１１の下部を循環させ、あるいは、第２の実施の形態と同様に定植パネル１１の上方から散布する。その他のことは第１の実施の形態と同様である。図示は省略するが、栽培室８０の天井には栽培用のＬＥＤ照明が設置されている。
【0027】
［水耕栽培システムの使用方法］
この水耕栽培システムの使用方法では、ＬＥＤ照明で照明を行いながら、養液２１を定植パネル１１の下部を循環させ、あるいは、定植パネル１１の上方から散布することにより水耕栽培を行う。
この水耕栽培システムの使用方法では、ＬＥＤ照明で照明を行いながら、養液２１を定植パネル１１の下部を循環させ、あるいは、定植パネル１１の上方から散布することにより水耕栽培を行う。
【0028】
この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【0029】
〈第４の実施の形態〉
［土壌栽培システム］
図６は第４の実施の形態による土壌栽培システムを示す。図６に示すように、この土壌栽培システムにおいては、土壌栽培を行う畑に苗１２を植え付け、第２の実施の形態と同様にして、畑の上方に延びた配管３０に設けられた穴から養液２１を散布する。養液槽２０、コイルＣ1 、Ｃ2 および交流電流供給装置４０については第１の実施の形態と同様である。
［土壌栽培システム］
図６は第４の実施の形態による土壌栽培システムを示す。図６に示すように、この土壌栽培システムにおいては、土壌栽培を行う畑に苗１２を植え付け、第２の実施の形態と同様にして、畑の上方に延びた配管３０に設けられた穴から養液２１を散布する。養液槽２０、コイルＣ1 、Ｃ2 および交流電流供給装置４０については第１の実施の形態と同様である。
【0030】
［土壌栽培システムの使用方法］
この土壌栽培システムの使用方法は、土壌栽培を行う畑に苗１２を植え付けることを除いて、第２の実施の形態と同様である。
この土壌栽培システムの使用方法は、土壌栽培を行う畑に苗１２を植え付けることを除いて、第２の実施の形態と同様である。
【0031】
この第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
【0032】
実施例について説明する。
（実施例１）
１００００坪以上の敷地に水耕栽培用大屋根ハウスを設置し、その内部に第１の実施の形態と同様な構成の水耕栽培システムを構築し、長ねぎの水耕栽培を行った。ハウス内には交流電流供給装置４０を用いないことだけが異なる水耕栽培システムも併設した。栽培槽１０は細長い長方形の平面形状を有する。栽培槽１０に設置された発砲スチロール製の定植パネル１１には幅方向および長さ方向にそれぞれ約１５ｃｍ間隔で穴が開けられている。それぞれの穴に長ねぎの苗を固定し、水耕栽培を行った。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した様子を図７および図８に示す。交流電流供給装置４０としては、市販されている株式会社マキシム製ドールマンショック型番ＤＫ－IIを用いた。配管３０としては口径５ｃｍの塩化ビニル管を用いた。コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数はそれぞれ１６回、単位長さ当たりの巻き数は概ね３回／ｃｍ、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流の波形は図３Ａに示すものであり、ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域は４．５ｋＨｚ～８ｋＨｚである。この交流電流の周波数スペクトルは図３Ｃに示す通りである。ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域における最大電流値は約４００ｍＡである。
（実施例１）
１００００坪以上の敷地に水耕栽培用大屋根ハウスを設置し、その内部に第１の実施の形態と同様な構成の水耕栽培システムを構築し、長ねぎの水耕栽培を行った。ハウス内には交流電流供給装置４０を用いないことだけが異なる水耕栽培システムも併設した。栽培槽１０は細長い長方形の平面形状を有する。栽培槽１０に設置された発砲スチロール製の定植パネル１１には幅方向および長さ方向にそれぞれ約１５ｃｍ間隔で穴が開けられている。それぞれの穴に長ねぎの苗を固定し、水耕栽培を行った。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した様子を図７および図８に示す。交流電流供給装置４０としては、市販されている株式会社マキシム製ドールマンショック型番ＤＫ－IIを用いた。配管３０としては口径５ｃｍの塩化ビニル管を用いた。コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数はそれぞれ１６回、単位長さ当たりの巻き数は概ね３回／ｃｍ、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流の波形は図３Ａに示すものであり、ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域は４．５ｋＨｚ～８ｋＨｚである。この交流電流の周波数スペクトルは図３Ｃに示す通りである。ｆ1 ～ｆ2 の周波数領域における最大電流値は約４００ｍＡである。
【0033】
図９の左側に、この水耕栽培システムを用いて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行って水耕栽培を行った栽培レーン（処理側と表示）の長ねぎの生育の様子を示し、栽培を開始してから１０日後の様子を示す。比較のために、図９の右側に、この水耕栽培システムにおいて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行わないことだけが異なる条件で水耕栽培を行った栽培レーン（未処理側と表示）の長ねぎの生育の様子も示す。図１０は図９の左側の栽培レーンを拡大した写真、図１１は図９の右側の栽培レーンを拡大した写真を示す。図１０より、交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行って水耕栽培を行った栽培レーンでは長ねぎの高さはネットの高さ（約３０ｃｍ）の２倍以上の６０ｃｍ以上であり、そろそろ出荷可能な生育状態であった。一方、交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行わずに水耕栽培を行った栽培レーンでは長ねぎの高さは平均して２５～３０ｃｍ程度に過ぎず、出荷までにはまだ相当の時間が必要であった。図１２は図９の左側の栽培レーンの一部を拡大した写真である。図１２から明らかなように、交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行って水耕栽培を行った長ねぎの茎は太く、株自体が、養液２１の処理を行わずに水耕栽培を行った長ねぎに比べてはるかに大きい。
【0034】
（実施例２）
敷地に水耕栽培用大屋根ハウスを設置し、その内部に第１の実施の形態と同様な構成の水耕栽培システムを構築し、長ねぎの水耕栽培を行った。ハウス内には交流電流供給装置４０を用いないことだけが異なる水耕栽培システムも併設した。栽培槽１０は細長い長方形の平面形状を有する。栽培槽１０に設置された発砲スチロール製の定植パネルに幅方向および長さ方向にそれぞれ約１５ｃｍ間隔で穴を開け、それぞれの穴に長ねぎの苗を固定し、水耕栽培を行った。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した。交流電流供給装置４０としては、実施例１と同じものを用いた。配管３０の材質および口径、コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数および単位長さ当たりの巻き数、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流は実施例１と同じである。
敷地に水耕栽培用大屋根ハウスを設置し、その内部に第１の実施の形態と同様な構成の水耕栽培システムを構築し、長ねぎの水耕栽培を行った。ハウス内には交流電流供給装置４０を用いないことだけが異なる水耕栽培システムも併設した。栽培槽１０は細長い長方形の平面形状を有する。栽培槽１０に設置された発砲スチロール製の定植パネルに幅方向および長さ方向にそれぞれ約１５ｃｍ間隔で穴を開け、それぞれの穴に長ねぎの苗を固定し、水耕栽培を行った。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した。交流電流供給装置４０としては、実施例１と同じものを用いた。配管３０の材質および口径、コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数および単位長さ当たりの巻き数、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流は実施例１と同じである。
【0035】
図１３の左側および図１４の右側に、この水耕栽培システムを用いて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行って水耕栽培を行った栽培レーンの長ねぎの生育の様子を示し、栽培を開始してから３３日経過後の様子を示す。比較のために、図１３の右側および図１４の左側に、この水耕栽培システムにおいて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行わないことだけが異なる条件で水耕栽培を行った栽培レーンの長ねぎの生育の様子も示す。図１３および図１４より、養液２１の処理を行って水耕栽培を行った栽培レーンでは養液２１の処理を行わずに水耕栽培を行った栽培レーンに比べて長ねぎの高さは１０～１５ｃｍ程度高かった。一例として、図１５および図１６に、養液２１の処理を行って水耕栽培を行った長ねぎと養液２１の処理を行わずに水耕栽培を行った長ねぎとを並べて撮影した写真を示す。図１５より、養液２１の処理を行って水耕栽培を行った長ねぎは養液２１の処理を行わずに水耕栽培を行った長ねぎに比べて約１１ｃｍ長かった。また、図１６より、根の張り方も、養液２１の処理を行って水耕栽培を行った長ねぎは養液２１の処理を行わずに水耕栽培を行った長ねぎに比べてはるかに深く広かった。
【0036】
（実施例３）
敷地に水耕栽培用大屋根ハウスを設置し、その内部に第１の実施の形態と同様な構成の水耕栽培システムを構築し、小松菜の水耕栽培を行った。ハウス内には交流電流供給装置を用いないことだけが異なる水耕栽培システムも併設した。栽培槽１０は細長い長方形の平面形状を有する。栽培槽１０に設置された発砲スチロール製の定植パネルには幅方向および長さ方向にそれぞれ約１５ｃｍ間隔で穴を開け、それぞれの穴に小松菜の苗を固定し、水耕栽培を行った。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した。交流電流供給装置４０としては、実施例１と同じものを用いた。配管３０の材質および口径、コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数および単位長さ当たりの巻き数、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流は実施例１と同じである。
敷地に水耕栽培用大屋根ハウスを設置し、その内部に第１の実施の形態と同様な構成の水耕栽培システムを構築し、小松菜の水耕栽培を行った。ハウス内には交流電流供給装置を用いないことだけが異なる水耕栽培システムも併設した。栽培槽１０は細長い長方形の平面形状を有する。栽培槽１０に設置された発砲スチロール製の定植パネルには幅方向および長さ方向にそれぞれ約１５ｃｍ間隔で穴を開け、それぞれの穴に小松菜の苗を固定し、水耕栽培を行った。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した。交流電流供給装置４０としては、実施例１と同じものを用いた。配管３０の材質および口径、コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数および単位長さ当たりの巻き数、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流は実施例１と同じである。
【0037】
図１７および図１８に、この水耕栽培システムを用いて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行って水耕栽培を行った栽培レーンの小松菜の生育の様子を示し、栽培を開始してから６日目の様子を示す。ここで、図１７は水耕栽培を行った小松菜の栽培レーン全景を示し、図１８は定植パネルを養液の液面から斜めに傾け、小松菜の根の生育の様子を示したものである。比較のために、図１９および図２０に、この水耕栽培システムにおいて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行わないことだけが異なる条件で水耕栽培を行った小松菜の生育の様子も示す。ここで、図１９は水耕栽培を行った小松菜の栽培レーン全景を示し、図２０は定植パネルを養液の液面から斜めに傾け、小松菜の根の生育の様子を示したものである。図１７および図１８と図１９および図２０とを比較すると、養液２１の処理を行って水耕栽培を行った栽培レーンでは養液２１の処理を行わずに水耕栽培を行った栽培レーンに比べて小松菜の生育は明らかに良いことが分かる。養液２１の処理を行って水耕栽培を行った場合はアオコの発生もなかった。
【0038】
（実施例４）
建物の室内に第３の実施の形態と同様な構成を有する小型の水耕栽培システムを設置し、ＬＥＤ照明を用いて照明を行いながらレタスの水耕栽培を行った。栽培室８０の定植パネル１１への養液の供給は定植パネル１１の上方から養液２１を一回、散布することにより行った。栽培室８０としては幅６０ｃｍ、奥行き３０ｃｍ、高さ３６ｃｍの透明アクリル樹脂製の直方体形状のものを用いた。栽培室１０の底に設置された発砲スチロール製の定植パネルは幅方向および長さ方向にそれぞれ約１５ｃｍ間隔で穴を開け、それぞれの穴にレタスの苗を固定し、水耕栽培を行った。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した。交流電流供給装置４０としては、実施例１と同じものを用いた。配管３０の材質および口径、コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数および単位長さ当たりの巻き数、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流は実施例１と同じである。
建物の室内に第３の実施の形態と同様な構成を有する小型の水耕栽培システムを設置し、ＬＥＤ照明を用いて照明を行いながらレタスの水耕栽培を行った。栽培室８０の定植パネル１１への養液の供給は定植パネル１１の上方から養液２１を一回、散布することにより行った。栽培室８０としては幅６０ｃｍ、奥行き３０ｃｍ、高さ３６ｃｍの透明アクリル樹脂製の直方体形状のものを用いた。栽培室１０の底に設置された発砲スチロール製の定植パネルは幅方向および長さ方向にそれぞれ約１５ｃｍ間隔で穴を開け、それぞれの穴にレタスの苗を固定し、水耕栽培を行った。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した。交流電流供給装置４０としては、実施例１と同じものを用いた。配管３０の材質および口径、コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数および単位長さ当たりの巻き数、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流は実施例１と同じである。
【0039】
図２１に、この水耕栽培システムを用いて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行って水耕栽培を行ったレタスの生育の様子を示し、栽培を開始してから６日目の様子を示す。比較のために、図２２に、この水耕栽培システムにおいて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行わないことだけが異なる条件で水耕栽培を行ったレタスの生育の様子も示す。図２１と図２２とを比較すると、養液２１の処理を行って水耕栽培を行ったレタスは養液２１の処理を行わずに水耕栽培を行ったレタスに比べて明らかに生育が良いことが分かる。また、養液２１の処理を行って水耕栽培を行ったレタスは葉に弾力があるのに全体的に柔らかく、株自体も相対的に大きく、成長が速く、商品価値が高いものであった。一方、養液２１の処理を行わずに水耕栽培を行ったレタスは株の大きさにばらつきがあり、葉が固く、商品価値が低いものであった。
【0040】
（実施例５）
敷地に土壌栽培用大屋根ハウスを設置し、その内部に第４の実施の形態と同様な構成の土壌栽培システムを構築し、いちごの土壌栽培を行った。ハウス内には交流電流供給装置を用いないことだけが異なる土壌栽培システムも併設した。地面から１ｍの高さに細長いプランターを設置し、プランター内部の土壌にいちごの苗を３０ｃｍ間隔で植えた。養液２１はプランターの上方に延びた配管の穴から散布した。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した。交流電流供給装置４０としては、実施例１と同じものを用いた。配管３０の材質および口径、コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数および単位長さ当たりの巻き数、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流は実施例１と同じである。
敷地に土壌栽培用大屋根ハウスを設置し、その内部に第４の実施の形態と同様な構成の土壌栽培システムを構築し、いちごの土壌栽培を行った。ハウス内には交流電流供給装置を用いないことだけが異なる土壌栽培システムも併設した。地面から１ｍの高さに細長いプランターを設置し、プランター内部の土壌にいちごの苗を３０ｃｍ間隔で植えた。養液２１はプランターの上方に延びた配管の穴から散布した。配管３０に相当する部位にコイルＣ1 、Ｃ2 を巻回し、ケーブルＣにより交流電流供給装置４０を接続した。交流電流供給装置４０としては、実施例１と同じものを用いた。配管３０の材質および口径、コイルＣ1 、Ｃ2 の巻き数および単位長さ当たりの巻き数、コイルＣ1 、Ｃ2 に流す交流電流は実施例１と同じである。
【0041】
図２３の左側の部分に、この水耕栽培システムを用いて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行って土壌栽培を行った栽培レーンのいちごの生育の様子を示し、栽培を開始してから６日目の様子を示す。比較のために、図２３の右側の部分に、この水耕栽培システムにおいて交流電流供給装置４０により養液２１の処理を行わないことだけが異なる条件で土壌栽培を行った栽培レーンのいちごの生育の様子も示す。図２３より、養液２１の処理を行って土壌栽培を行った栽培レーンでは養液２１の処理を行わずに土壌栽培を行った栽培レーンに比べていちごの生育が明らかに良いことが分かる。
【0042】
以上、この発明の実施の形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【0043】
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構成、形状、材料、方法などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構成、形状、材料、方法などを用いてもよい。
【符号の説明】
【0044】
１０…栽培槽、１１…定植パネル、２０…養液槽、２１…養液、３０～３６…配管、４０…交流電流供給装置、８０…栽培室、Ｃ…ケーブル、Ｃ1 、Ｃ2 …コイル
【要約】
【課題】水耕栽培あるいは土壌栽培において、簡単な手法で植物を極めて速い生育速度で栽培することができる植物栽培システムを提供する。
【解決手段】この植物栽培システムは、植物の種苗または植物に液体肥料を水道水または井戸水に溶かした養液２１を供給するための管３０と、管３０の外周面の少なくとも一箇所に巻回されたコイルＣ1 、Ｃ2 と、コイルＣ1 、Ｃ2 に１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数領域に含まれる周波数の交流電流を流すための交流電流供給装置４０とを有する。管３０に養液２１を流しながら交流電流供給装置４０によりコイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流を流す。交流電流は１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数領域の少なくとも一部の周波数領域、例えば４．５ｋＨｚ～８ｋＨｚで連続的に周波数の増減を反復する。
【選択図】図１
【解決手段】この植物栽培システムは、植物の種苗または植物に液体肥料を水道水または井戸水に溶かした養液２１を供給するための管３０と、管３０の外周面の少なくとも一箇所に巻回されたコイルＣ1 、Ｃ2 と、コイルＣ1 、Ｃ2 に１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数領域に含まれる周波数の交流電流を流すための交流電流供給装置４０とを有する。管３０に養液２１を流しながら交流電流供給装置４０によりコイルＣ1 、Ｃ2 に交流電流を流す。交流電流は１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数領域の少なくとも一部の周波数領域、例えば４．５ｋＨｚ～８ｋＨｚで連続的に周波数の増減を反復する。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
