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METHOD AND APPARATUS FOR AUTOMATICALLY FEEDING CULTURE SOLUTION IN HYDROPONIC AND METHOD AND APPARATUS FOR HYDROPONIC USING THE SAME

Patent code P04A004863
Posted date Nov 29, 2004
Application number P2002-023061
Publication number P2003-219741A
Patent number P3660986
Date of filing Jan 31, 2002
Date of publication of application Aug 5, 2003
Date of registration Apr 1, 2005
Inventor
  • (In Japanese)東出 忠桐
  • (In Japanese)島地 英夫
  • (In Japanese)濱本 浩
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
Title METHOD AND APPARATUS FOR AUTOMATICALLY FEEDING CULTURE SOLUTION IN HYDROPONIC AND METHOD AND APPARATUS FOR HYDROPONIC USING THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for automatically feeding a culture solution by which an adequate amount of the culture solution can automatically be fed according to the growth of horticultural crops without causing defective growth or lowering of yields of the horticultural crops and an apparatus therefor, a method for hydroponics by which a fertilizer and water can be saved to reduce the amount discharged of the used culture solution and the horticultural crops can efficiently be subjected to the hydroponics and an apparatus therefor using the method for automatically feeding the culture solution and the apparatus for automatically feeding the culture solution.
SOLUTION: This method for automatically feeding the culture solution in the hydroponics is carried out as follows. A minute amount of the discharged culture solution is continuously measured for the culture solution discharged from a hydroponic bed and the amount of water absorbed by the horticultural crops is continuously calculated from both the amount of the discharged culture solution and the amount of the fed culture solution. The new amount of the fed culture solution is determined on the basis of the calculated amount of the absorbed water. Thereby, only the determined amount of the fed culture solution is automatically fed.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)



蔬菜及び花卉などの園芸作物の生産にあたり、ロックウール耕をはじめとする養液栽培の割合が増加してきている。一般的に、養液栽培における培養液の給液には、タイマーや日射比例方式が用いられるが、作目、季節、天候、作物の生育状況等は全く考慮されないため、これらを考慮して、その都度、給液量や給液間隔の設定を修正しなければならない。

このため、栽培期間を通じて、作物に適量の培養液を、完全に自動で給液することは不可能である。また、給液設定の修正には、生産者の長年の経験や高度な技術が必要なため、給液管理に失敗し、生育不良や収量低下を引き起こす危険性がある。





さらに、ロックウール栽培では、病気の発生、拡散や養分組成が乱れることを防ぐために、かけ流し方式をとる場合が多く、このとき安全を見越して、供給量の30%程度が排液となるように培養液を供給している。

このため、大量の使用済み培養液が施設外へ排出され、資源の無駄と地下水等の環境汚染への原因となっている。





これらの状況を背景として、作物に対して適量の培養液を、生育期間を通じて完全自動で供給することができ、排液削減により養水分の利用効率が高い、養液栽培の給液法が強く望まれている。





病気の発生、拡散や養分組成の乱れなしに排液を出さない方法には、培養液のリサイクル法があるが、貯留タンク、ろ過・殺菌装置など大規模な設備が必要であり、多大なコストがかかる上に、常に収益低下や尻腐れ果など品質低下等の危険を伴っている。さらに、リサイクル設備を用いても、培養液組成が修正できないほど乱れる場合もあり、系外に捨てざるを得ない場合もある。

Field of industrial application (In Japanese)



本発明は、排液量測定手段と、該排液量測定手段を用いた養液栽培における自動給液方法と自動給液装置、並びにこれを用いた養液栽培方法と養液栽培装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、養液栽培ベッドから排出される余剰の培養液(排液)について微小な排液量が精度高く連続的に測定できる排液量測定手段と、該排液量測定手段を用いて、園芸作物の生育不良や収量低下を伴うことなく、園芸作物の生育に応じて適量の培養液を自動給液することのできる方法と装置、並びにそのような自動給液方法と自動給液装置とを用いて、肥料や水の節約及び使用済み培養液の排出量を削減させて、効率よく園芸作物を養液栽培することのできる方法と装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
隔壁を境として、左右に設けられた2つの函状体のそれぞれ上方にそれぞれ排液入口を備え、かつ、前記隔壁を境として左右対称の位置の側方にそれぞれ排液出口を備えた排液量測定補助具を、前記隔壁下部を支点として左右に揺動自在となるように、電子天秤の計量皿上に取り付け、測定開始時には前記排液量測定補助具を左右いずれかの方向に揺動させて前記排液量測定補助具を傾斜させた状態としておき、傾斜させて上がっている側の前記函状体の一方に備えられている排液入口から、前記函状体の一方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として前記揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の一方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、次いで、新たに傾斜させて上がっている側の前記函状体の他方に備えられている排液入口から、前記函状体の他方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として直前の揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の他方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、これを順次繰り返すことにより、自動的に貯留排液を順次吐出できるようにして、電子天秤の測定値から排液量を求める排液量測定手段。

【請求項2】
 
養液栽培において培養液を自動給液するにあたり、養液栽培ベッドから排出される培養液について、隔壁を境として、左右に設けられた2つの函状体のそれぞれ上方にそれぞれ排液入口を備え、かつ、前記隔壁を境として左右対称の位置の側方にそれぞれ排液出口を備えた排液量測定補助具を、前記隔壁下部を支点として左右に揺動自在となるように、電子天秤の計量皿上に取り付け、測定開始時には前記排液量測定補助具を左右いずれかの方向に揺動させて前記排液量測定補助具を傾斜させた状態としておき、傾斜させて上がっている側の前記函状体の一方に備えられている排液入口から、前記函状体の一方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として前記揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の一方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、次いで、新たに傾斜させて上がっている側の前記函状体の他方に備えられている排液入口から、前記函状体の他方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として直前の揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の他方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、これを順次繰り返すことにより、自動的に貯留排液を順次吐出できるようにして、電子天秤の測定値から排液量を求める排液量測定手段を用いて微少な排液量を連続測定し、この排液量と給液量とから、園芸作物の吸水量を連続的に算出し、算出された吸水量に基づいて新たな給液量を決定し、決定された給液量だけ培養液を自動給液することを特徴とする、養液栽培における自動給液方法。

【請求項3】
 
養液栽培ベッド上で培養液を用いて園芸作物を養液栽培するにあたり、養液栽培ベッドから排出される培養液について、隔壁を境として、左右に設けられた2つの函状体のそれぞれ上方にそれぞれ排液入口を備え、かつ、前記隔壁を境として左右対称の位置の側方にそれぞれ排液出口を備えた排液量測定補助具を、前記隔壁下部を支点として左右に揺動自在となるように、電子天秤の計量皿上に取り付け、測定開始時には前記排液量測定補助具を左右いずれかの方向に揺動させて前記排液量測定補助具を傾斜させた状態としておき、傾斜させて上がっている側の前記函状体の一方に備えられている排液入口から、前記函状体の一方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として前記揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の一方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、次いで、新たに傾斜させて上がっている側の前記函状体の他方に備えられている排液入口から、前記函状体の他方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として直前の揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の他方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、これを順次繰り返すことにより、自動的に貯留排液を順次吐出できるようにして、電子天秤の測定値から排液量を求める排液量測定手段を用いて微少な排液量を連続測定し、この排液量と給液量とから、園芸作物の吸水量を連続的に算出し、算出された吸水量に基づいて新たな給液量を決定し、決定された給液量だけ培養液を自動給液しながら園芸作物を栽培することを特徴とする、養液栽培方法。

【請求項4】
 
隔壁を境として、左右に設けられた2つの函状体のそれぞれ上方にそれぞれ排液入口を備え、かつ、前記隔壁を境として左右対称の位置の側方にそれぞれ排液出口を備えた排液量測定補助具を、前記隔壁下部を支点として左右に揺動自在となるように、電子天秤の計量皿上に取り付け、測定開始時には前記排液量測定補助具を左右いずれかの方向に揺動させて前記排液量測定補助具を傾斜させた状態としておき、傾斜させて上がっている側の前記函状体の一方に備えられている排液入口から、前記函状体の一方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として前記揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の一方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、次いで、新たに傾斜させて上がっている側の前記函状体の他方に備えられている排液入口から、前記函状体の他方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として直前の揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の他方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、これを順次繰り返すことにより、自動的に貯留排液を順次吐出できるようにして、電子天秤の測定値から排液量を求める排液量測定手段と、前記排液量測定手段により測定された排液量と給液量とから、園芸作物の吸水量を連続的に算出し、算出された吸水量に基づいて新たな給液量を決定する給液管理制御手段と、前記給液管理制御手段の決定に基づき培養液を自動給液する給液手段と、を備えることを特徴とする、養液栽培における自動給液装置。

【請求項5】
 
園芸作物を培養液を用いて栽培する養液栽培ベッドと、前記養液栽培ベッドから園芸作物が吸収しなかった培養液を排液として排出する排液口と、隔壁を境として、左右に設けられた2つの函状体のそれぞれ上方にそれぞれ排液入口を備え、かつ、前記隔壁を境として左右対称の位置の側方にそれぞれ排液出口を備えた排液量測定補助具を、前記隔壁下部を支点として左右に揺動自在となるように、電子天秤の計量皿上に取り付け、測定開始時には前記排液量測定補助具を左右いずれかの方向に揺動させて前記排液量測定補助具を傾斜させた状態としておき、傾斜させて上がっている側の前記函状体の一方に備えられている排液入口から、前記函状体の一方の内部に、前記排液口からの排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として前記揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の一方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、次いで、新たに傾斜させて上がっている側の前記函状体の他方に備えられている排液入口から、前記函状体の他方の内部に、前記排液口からの排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として直前の揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の他方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、これを順次繰り返すことにより、自動的に貯留排液を順次吐出できるようにして、電子天秤の測定値から排液量を求める排液量測定手段と、前記排液量測定手段により測定された排液量と給液量とから、園芸作物の吸水量を連続的に算出し、算出された吸水量に基づいて新たな給液量を決定する給液管理制御手段と、前記給液管理制御手段の決定に基づき培養液を自動給液する給液手段と、を備えることを特徴とする、養液栽培装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2002023061thum.jpg
State of application right Registered


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