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KR102718193B1 - 수경 재배 장치, 및, 수경 재배 방법 - Google Patents

수경 재배 장치, 및, 수경 재배 방법 Download PDF

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KR102718193B1
KR102718193B1 KR1020207010800A KR20207010800A KR102718193B1 KR 102718193 B1 KR102718193 B1 KR 102718193B1 KR 1020207010800 A KR1020207010800 A KR 1020207010800A KR 20207010800 A KR20207010800 A KR 20207010800A KR 102718193 B1 KR102718193 B1 KR 102718193B1
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도판 홀딩스 가부시키가이샤
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Abstract

수경 재배 장치에 있어서, 재배용 플랜터(10)의 상부를 형성하는 덮개 부재(14)와, 덮개 부재(14)를 그 하방으로부터 지지함과 함께 팬(10B)에 분리 가능하게 연결되는 덮개 지지 부재(10C)를 구비하고, 덮개 부재(14)는, 동일 종류의 소정의 주수의 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 … 28Pn)을, 각각, 그 주근(28a)의 선단부(근관 및 근단 분열 조직을 포함하는 부분)(28b)가 팬(10B) 내의 양액(LQ1)에 침지되도록 지지하는 것.

Description

수경 재배 장치, 및, 수경 재배 방법
본 발명은 수경 재배 장치, 및, 수경 재배 방법에 관한 것이다.
근채류의 수경 재배에 있어서는, 예를 들어 특허문헌 1에도 기재된 바와 같이, 재배 시스템이 제안되어 있다. 그와 같은 재배 시스템은, 메인 혼합 탱크 내의 양액, 및, 배관으로부터의 처리된 양액을 각 재배용 용기에 공급하는 분배 공급로와, 각 재배용 용기로부터의 폐액을 회수하여 폐액 처리 장치에 공급하는 배출로와, 분배 공급로로부터의 양액을 저류함과 함께, 동일 종류의 소정의 주수의 식물을 개별로 생육시키는 복수의 재배용 용기를 주된 요소로서 포함하여 구성된다. 복수의 재배용 용기는, 각각, 재배용 용기의 몸통의 일부의 전체 둘레에는, 식물의 성장에 따른 수위 조절 수단으로서의 신축 가능한 벨로우즈부가 형성되어 있다. 이에 의해, 각 식물의 성장에 따라서 재배용 용기의 하부를 하방을 향하여 끌어내림으로써, 소정량의 양액이 재배용 용기 내에 저류되게 된다. 그와 같은 재배용 용기는, 공통의 하나의 용기 내에서 식물의 성장을 관찰하면서 조정함으로써, 근채류의 뿌리를 비대하게 하면서 생육을 시키는 것이 가능해진다.
일본 특허 공개 제2017-29144호 공보
상술한 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 재배 시스템의 경우, 각 식물의 성장에 따라서 재배용 용기의 하부를 하방을 향하여 끌어내리는 작업, 및, 수위 조절 수단이 필요해지므로 상술한 재배 시스템을 재배 선반과 같이 다단화하는 것이 곤란해진다. 이에 의해, 재배 시스템에 있어서, 단위 면적당 생산성을 높이는 것이 용이하지 않다. 또한, 하나의 공통의 재배용 용기 내에서 식물의 성장을 관찰하면서 조정함으로써, 근채류의 뿌리를 비대하게 하면서 생육을 시키므로 복수의 재배용 용기가 사용될 때, 필요한 양액의 양이 대량이 된다.
이상의 문제점을 고려하여, 본 발명은, 수경 재배 장치, 및, 수경 재배 방법이며, 수경 재배에 있어서의 단위 면적당 생산성을 높일 수 있고, 게다가, 필요한 양액의 사용량을 저감하여 장치의 러닝 코스트를 낮출 수 있는 수경 재배 장치, 및, 수경 재배 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 수경 재배 장치는, 양액이 저류되는 양액 저류부와, 양액 저류부 내의 양액이 공급되는 양액 저류용 용기와, 재배되는 복수의 식물을 지지하는 덮개 부재이며, 양액 저류용 용기의 양액의 액면에 대해 일정 간격을 두고 마주보도록 고정되는 덮개 부재를 구비하고, 덮개 부재에 지지되는 식물의 묘조의 길이에 비해 긴 주근을 갖는 식물에 있어서의 주근의 선단부만이, 양액 저류용 용기 내의 양액에 침지됨과 함께, 공기층이, 덮개 부재와 양액 저류용 용기 사이이며 주근의 선단부 이외의 부분의 주위에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 양액 저류용 용기는, 팬이어도 되고, 혹은, 분배로여도 된다. 양액 저류용 용기는, 각 식물에 대응하여 마련된 개별 재배 용기여도 된다. 식물의 근부 비대부가, 덮개 부재와 양액 저류용 용기 사이의 공간 내에 형성되어도 된다. 덮개 부재와 양액 저류 용기 사이의 공기층은, 시트, 예를 들어 투명 또는 반투명 시트로 둘러싸여 있어도 된다. 덮개 부재와 양액 저류용 용기에 있어서의 양액의 액면의 간격은, 주근의 생육에 따라서 임의의 길이로 조정 가능해도 된다.
또한, 본 발명에 관한 수경 재배 방법은, 식물의 묘조의 길이에 비해 긴 주근을 갖는 식물을 제1 양액 저류용 용기 내에서 재배하는 공정과, 제1 양액 저류용 용기 내에서 재배된 식물을, 공기층이 식물의 주근의 선단부 이외의 부분의 주위에 형성되는 제2 양액 저류용 용기 내에서 생육시키는 공정을 포함하고, 식물에 있어서의 주근의 선단부만이, 제1 양액 저류용 용기 및 제2 양액 저류용 용기 내의 양액에 침지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 식물의 묘조의 길이에 비해 긴 주근을 갖는 식물을 제1 양액 저류용 용기 내에서 재배하는 공정에 있어서, 주근의 성장에 따라서 식물에 있어서의 주근의 선단부만이, 제1 양액 저류용 용기 내의 양액에 침지되어도 된다.
본 발명에 관한 수경 재배 장치, 및, 수경 재배 방법에 의하면, 액 저류부 내의 양액이 공급되는 양액 저류용 용기와, 재배되는 복수의 식물을 지지하는 덮개 부재이며, 양액 저류용 용기의 양액의 액면에 대해 일정 간격을 두고 마주보도록 고정되는 덮개 부재를 구비하고, 덮개 부재에 지지되는 식물의 묘조의 길이에 비해 긴 주근을 갖는 식물에 있어서의 주근의 선단부만이, 양액 저류용 용기 내의 양액에 침지되므로, 근부의 성장에 맞춘 수위 조정 기구도 불필요하여, 수경 재배에 있어서의 단위 면적당 생산성을 높일 수 있고, 게다가, 필요한 양액의 사용량을 저감하여 장치의 러닝 코스트를 낮출 수 있다.
도 1a는 본 발명에 관한 수경 재배 장치의 복수의 실시예에 사용되는 모종으로서의 식물의 재배의 공정을 도시하는 도면이다.
도 1b는 그 식물의 재배의 각 공정에 사용되는 용기를 식물과 함께 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 관한 수경 재배 장치의 제1 실시예의 구성을 개략적으로 도시하는 구성도이다.
도 3a는 식물의 성장 과정의 설명에 제공되는 도면이다.
도 3b는 식물의 성장 과정의 설명에 제공되는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 예에 있어서의 팬이 다른 종류의 식물 재배에 적용된 경우에 있어서, 그 양액의 순환 경로를, 식물과 함께 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 관한 수경 재배 장치의 제2 실시예의 구성을 개략적으로 도시하는 구성도이다.
도 6a는 본 발명에 관한 수경 재배 장치의 제3 실시예의 구성을 개략적으로 도시하는 구성도이다.
도 6b는 식물의 성장 과정의 설명에 제공되는 도면이다.
도 6c는 식물의 성장 과정의 설명에 제공되는 도면이다.
도 7a는 본 발명에 관한 수경 재배 장치의 복수의 실시예에 사용되는 모종으로서의 식물의 재배의 공정을 도시하는 도면이다.
도 7b는 그 식물의 재배의 각 공정에 사용되는 하나의 용기 내의 복수의 스펀지(인공 배지판 등에 보유 지지된 우레탄 스펀지 등)를 식물의 육성과 함께 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 관한 수경 재배 장치의 제1 실시예를 개략적으로 도시한다.
수경 재배 장치는, 예를 들어 소위, 태양광형 식물 공장 또는 인공광 폐쇄형 식물 공장 내에 마련되어 있는 다단식 재배 선반(도시하지 않음)에 복수개, 배치되어 있다. 또한, 도 2에 있어서는, 하나의 수경 재배 장치가 대표적으로 도시되어 있다.
수경 재배 장치는, 예를 들어 소정의 농도로 조정된 액체 비료로서의 배양액(이하, 양액이라고도 함) LQ1을 저류하는 탱크(12)와, 탱크(12) 내에 배치되며, 탱크(12) 내의 양액 LQ1을 후술하는 공급로 Du2에 공급하는 펌프(12P)와, 후술하는 재배용 플랜터(10)의 하부를 형성하고, 소정량의 양액 LQ1을 저류하는 양액 저류용 용기(이하, 팬이라고도 함)(10B)와, 재배용 플랜터(10)의 상부를 형성하는 덮개 부재(14)와, 덮개 부재(14)를 그 하방으로부터 지지함과 함께 팬(10B)에 분리 가능하게 연결되는 덮개 지지 부재(10C)를 주된 요소로서 포함하여 구성된다.
또한, 도 2에 있어서는, 대표적으로, 복수의 식물(28P1 내지 28Pn) 중 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5)이 도시되어 있다. 이러한 수경 재배 장치에 있어서 재배되는 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 …)은, 예를 들어 소정의 주수의 당근, 조선 인삼(고려 인삼), 감초, 황련, 당귀(생약류), 참마류, 순무, 우엉, 무 등의 근채류로 된다.
덮개 부재(14)는, 동일 종류의 소정의 주수의 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 … 28Pn)을, 각각, 그 주근(28a)의 선단부(근관 및 근단 분열 조직을 포함하는 부분)(28b)가 팬(10B) 내의 양액 LQ1에 침지되도록, 후술하는 마개 부재로서의 식물 고정용 스토퍼(14a)를 통해 지지한다. 각 식물 고정용 스토퍼(14a)는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 덮개 부재(14)의 각 개구부에 대응한 위치에 배치되어 있다. 덮개 부재(14)의 복수의 개구부는, 소정의 간격을 두고 종횡으로 형성되어 있다. 각 식물 고정용 스토퍼(14a)는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 적층되는 복수의 시일 부재를 수용하는 시일 수용부를 내측에 갖고 있다. 또는, 우레탄 스폰지 매트와 같은 유연성과 신축성을 갖는 소재를 사용해도 된다. 이에 의해, 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5)의 묘조(슈트)(28c)가, 각 식물 고정용 스토퍼(14a)에 의해, 덮개 부재(14)에 지지된다.
덮개 지지 부재(10C)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 생육한 식물(48P1, 48P2, 48P3, 48P4, 48P5)의 근부 비대부(48c)를 수용할 수 있는 생육용 공간(10A)을 내측에 갖고 있다. 생육용 공간(공기층)(10A)은, 예를 들어 생육한 식물(48P1, 48P2, 48P3, 48P4, 48P5)에 있어서의 수확 시의 근부 비대부(48c)가 연장되는 방향의 길이를 초과하는 높이 HA를 갖고 있다. 높이 HA는, 예를 들어 무의 경우, 50㎝ 이상의 값으로 설정되어 있다. 또한, 높이 HA는, 이러한 예에 한하지 않고, 예를 들어 생육한 종류가 다른 식물에 있어서의 수확 시의 근부 비대부가 연장되는 방향의 길이에 따라서 50㎝ 미만의 소정의 높이로 설정되어도 된다. 당근의 경우, 높이 HA는, 예를 들어 약 20㎝ 이상 30㎝ 이하의 범위로 설정된다.
또한, 높이 HA는, 반드시, 식물의 생육 중, 소정의 값으로 고정될 필요는 없고, 예를 들어 장근의 주근 길이의 성장에 맞추어, 양액 LQ1의 수면과 모종의 뿌리를 보유 지지하는 공간의 길이를 유단식 또는 무단식으로 조정할 수 있는 기구가, 재배용 플랜터(10)에 있으면 문제없다.
또한, 수조 중이나 부근의 습기가 있는 곳이 녹색의 조류가 발생하는 경우가 있다. 양액 중에 조류가 발생한 경우, 그 제거가 번거롭고, 양액의 영양을 소비해버릴 뿐만 아니라, 위생면에서도 잡균의 발생원이 될 가능성이 있다. 이와 같은 경우, 덮개 부재(14)와 양액 저류 용기(10B) 사이의 공기층(10A)은, 시트, 예를 들어 투명 또는 반투명 시트, 차광 시트 등으로 둘러싸여 있어도 된다. 이에 의해, 물과 영양은, 양액 중에 있으므로, 시트에 의해, 외부로부터의 조류의 침입을 방지하거나, 광을 차단할 수 있으면 조류는 발생하지 않는다. 또한, 시트로 둘러쌈으로써, 안정된 환경이 얻어지므로 공기층 내의 온도 변동이나 습도의 변동을 적게 하는 효과가 있어, 재배 환경을 안정시킬 수 있다.
양액 저류부로서의 탱크(12) 내에는, 양액 LQ1이, 소정의 수위로 저류되어 있다. 또한, 탱크(12) 내에는, 공급로 Du2의 일단에 접속되는 토출구를 갖는 펌프(12P)가 마련되어 있다. 펌프(12P)는, 도시가 생략되는 제어부에 의해 구동 제어된다. 이에 의해, 펌프(12P)가 작동 상태로 되는 경우, 탱크(12) 내의 양액 LQ1이 공급로 Du2를 통해 후술하는 팬(10B)의 저류부 내에 공급된다. 따라서, 펌프(12P)가 작동 상태로 되는 경우, 탱크(12) 내의 양액 LQ1이 공급로 Du2, 리턴용 배출로 Du1을 통해 순환된다.
팬(10B)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 탱크(12)로부터 공급로 Du2를 통해 공급된 양액 LQ1이 소정량, 저류되는 저류부를 내측에 갖고 있다. 저류부의 상방은, 상술한 생육용 공간(10A)을 향하여 개구되어 있다. 공급로 Du2의 타단의 개구단은, 저류부에 있어서의 양액 LQ1의 액면을 향하여 개구되어 있다. 또한, 팬(10B)의 저류부의 양액 LQ1 내에는, 배출관(16)의 한쪽 개구단이 소정의 길이만큼 돌출되어 있다. 수위 조절 수단으로서의 배출관(16)의 한쪽 개구단의 돌출 길이는, 예를 들어 약 3㎝로 설정되어 있다. 만약 양액 LQ1의 수위가 상승한 경우, 양액 LQ1이 배출관(16)을 통해 탱크(12) 내에 연통되는 리턴용 배출로 Du1로 배출되므로 양액 LQ1의 수위가, 식물의 주근(28a)의 소정의 길이에 대응한 소정의 수위 LH로 제어되게 된다.
미리, 비교적 긴 주근을 갖는 모종으로서의 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 … 28Pn)을 준비함에 있어서는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 파종 공정 S1, 발아 공정 S2, 모종 육성 공정 S3을 순차적으로 거쳐 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 … 28Pn)이 얻어진다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 파종 공정 S1에 있어서, 복수개의 종(24)이, 예를 들어 양액 LQA가 채워진 용기(20) 내의 수면에 부유된 스펀지(인공 배지판 등에 보유 지지된 우레탄 스펀지 등)(22)에, 뿌려진다. 다음에, 발아 공정 S2에 있어서, 종(24)이 발아한 후, 모종(26)의 주근(26a)이 소정의 길이까지 자랐을 때, 발아한 모종(26)은, 양액 LQB가 소정량, 채워진 용기(30)로 옮겨진다. 용기(30)의 깊이는, 용기(20)의 깊이보다도 크게 설정되어 있다. 그때, 발아한 모종(26)의 주근(26a)의 선단부(26b)와 양액 LQB의 수면의 상대 위치는, 발아한 모종(26)의 주근(26a)의 선단부(26b)만이 양액 LQB에 침지될 정도로 설정된다. 즉, 모종(26)의 주근(26a)의 선단부(26b)와 양액 LQB의 수면의 상대 위치는, 주근(26a)이, 양액 LQB를 충분히 흡수할 수 있는 상태로 유지되도록 설정되어 있다. 양액 LQB의 수면의 상방에는, 공기층(30A)이 형성된다.
계속해서, 모종 육성 공정 S3에 있어서, 용기(30)에 있어서 스펀지(22)(또는, 발포 스티롤판)에 생육한 모종(26)이, 주근(26a)의 길이보다도 긴 소정의 길이의 주근(28a)을 갖는 모종(이하, 식물이라고도 함)(28P1, 28P2)이 될 때, 주근(28a)을 갖는 모종(28P1, 28P2)이, 스펀지(22)와 함께 용기(30)의 깊이보다도 깊은 큰 용기(40)로 옮겨진다. 그때, 모종(28)의 주근(28a)의 선단부(28b)와 양액 LQC의 수면의 상대 위치는, 모종(28)의 주근(28a)의 선단부(28b)만이 양액 LQC에 침지될 정도로 설정된다. 즉, 모종(28)의 주근(28a)의 선단부(28b)와 양액 LQC의 수면의 상대 위치는, 주근(28a)이, 양액 LQC를 충분히 흡수할 수 있는 상태로 유지되도록 설정되어 있다. 또한, 도 1b에 있어서, 복수의 모종 중 모종(28P1, 28P2)을 대표적으로 나타낸다.
그리고, 모종(28P1, 28P2)의 주근(28a)의 생육에 따라서 모종(28P1, 28P2)의 주근(28a)의 선단부(28b)와 양액 LQC의 수면의 상대 위치가 조정된다. 이에 의해, 묘조(슈트)(28c)가, 생육한 모종(28P1, 28P2)에 있어서의 스펀지(22)로 지지되는 부분에 형성된다. 또한, 모종(28P1, 28P2)의 주근(28a)의 평균 직경은, 예를 들어 약 2㎜ 이상 10㎜ 이하의 범위로 된다. 상술한 다른 사이즈(깊이)의 용기를 거쳐, 장근 모종을 육성하는 공정에 있어서, 다른 사이즈의 재배 용기의 수, 크기는, 재배하는 품종에 따라서 적정한 조합으로 실시한다. 도 2에 도시된 재배용 플랜터(10)에 있어서, 상술한 모종(28P1, 28P2)을 사용함으로써, 후술하는 바와 같이, 수확 시, 약 50㎝의 근부 비대부를 갖는 식물이 수확되게 된다.
또한, 미리, 비교적 긴 주근을 갖는 모종으로서의 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 … 28Pn)을 준비함에 있어서, 상술한 예에 있어서는, 다른 사이즈의 용기를 사용하여 비교적 긴 주근을 갖는 모종을 육성하였지만, 이러한 예에 한하지 않고, 예를 들어 크기가 동일한 하나의 재배 용기를 사용하여, 양액의 수위를 일정하게 유지한 상태에서 주근의 성장에 맞추어, 복수의 인공 배지(스펀지 또는 발포 스티롤판)를 그 재배 용기의 상부로 끌어올려, 주근의 선단부만이 양액에 침지되도록 하여 긴 주근 모종을 재배해도 된다. 이와 같은 경우, 예를 들어 도 7a에 도시된 바와 같이, 파종 공정 S1, 발아 공정 S2, 모종 육성 공정 S3을 순차적으로 거쳐 식물(28P1, 28P2) 등이 얻어진다. 또한, 도 7b에 있어서, 복수의 모종 중의 모종(28'P1, 28'P2, 28P1, 28P2)을 대표적으로 나타낸다.
파종 공정 S1에 있어서, 복수개의 종(24)이, 예를 들어 소정의 농도를 갖는 양액 LQD가 채워진 용기(60) 내의 수면에 있어서의 좌단에 부유된 제1 스펀지(22)에, 뿌려진다. 다음에, 발아 공정 S2에 있어서, 종(24)이 발아한 후, 모종(26)의 주근(26a)이 소정의 길이까지 자랐을 때, 발아한 모종(26)만이, 도 7b에 있어서 우측에 인접한 수면에 배치되는 제2 스펀지(22)에 이식된다. 또한, 도 7b에 도시된 각 스펀지(22)의 4코너에는, 승강 기구(도시하지 않음)에 감겨진 와이어(62)가 각각, 연결되어 있다. 이에 의해, 그 승강 기구를 작동시킴으로써, 스펀지(22)와 양액 LQD의 수면 사이의 거리가 조정 가능해진다.
그때, 발아한 모종(26)의 주근(26a)의 선단부(26b)와 양액 LQD의 수면의 상대 위치는, 발아한 모종(26)의 주근(26a)의 선단부(26b)만이 양액 LQD에 침지될 정도로 설정된다. 즉, 모종(26)의 주근(26a)의 선단부(26b)와 양액 LQD의 수면의 상대 위치는, 주근(26a)이 양액 LQD를 충분히 흡수할 수 있는 상태로 유지되도록 설정되어 있다. 양액 LQD의 수면의 상방에는, 공기층(60A)이 형성된다.
계속해서, 모종 육성 공정 S3에 있어서, 제2 스펀지(22)(또는, 발포 스티롤판)에 생육한 모종(26)이, 주근(26a)의 길이보다도 긴 소정의 길이의 주근(28'a)을 갖는 모종(이하, 식물이라고도 함)(28'P1, 28'P2)이 될 때, 주근(28'a)의 생육에 따라서 주근(28'a)을 갖는 모종(28'P1, 28'P2)과 함께 제2 스펀지(22)가 승강 기구에 의해 소정의 위치까지 상승된다. 그때, 주근(28'a)의 선단부(28'b)와 양액 LQD의 수면의 상대 위치는, 주근(28'a)의 선단부(28'b)만이 양액 LQD에 침지될 정도로 설정된다. 즉, 주근(28'a)의 선단부(28'b)와 양액 LQD의 수면의 상대 위치는, 주근(28'a)이, 양액 LQD를 충분히 흡수할 수 있는 상태로 유지되도록 설정되어 있다. 그리고, 모종(28'P1, 28'P2)보다도 더 생육한 모종(28P1, 28P2)의 주근(28a)의 생육에 따라서 제2 스펀지(22)가 승강 기구에 의해 최대한까지 상승되어 소정의 스토퍼에 의해 보유 지지된다. 그때, 모종(28P1, 28P2)의 주근(28a)의 선단부(28b)와 양액 LQD의 수면의 상대 위치는, 주근(28a)의 선단부(28b)만이 양액 LQD에 침지될 정도로 설정된다. 이에 의해, 상술한 예와 마찬가지로, 묘조(슈트)(28c)가, 생육한 모종(28P1, 28P2)에 있어서의 제2 스펀지(22)로 지지되는 부분에 형성된다.
이러한 구성에 있어서, 재배용 플랜터(10)에 배치된 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 … 28Pn)은, 점차 생육됨에 따라서 도 3a에 도시된 바와 같이, 근부 비대부(38c)가, 상술한 묘조(슈트)(28c)보다도 보다 크게 되어 있다. 이것은, 생육용 공간(공기층)(10A) 내의 건조 스트레스 때문으로 여겨진다.
또한, 도 3a 및 도 3b에 있어서, 도 2에 도시된 재배용 플랜터(10)의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대하여 동일한 부호를 붙여 나타내고, 그 중복 설명을 생략한다.
식물(38P1, 38P2, 38P3, 38P4, 38P5 … 38Pn)은, 근부 비대부(38c)의 상부에 성장한 잎(38d)과, 근부 비대부(38c)의 하부에 주근(38a)이 뻗어 있다. 주근(38a)의 선단부(38b)는 양액 LQ1에 침지되어 있다. 즉, 모종(38)의 주근(38a)의 선단부(38b)와 양액 LQ1의 수면의 상대 위치는, 주근(38a)이 양액 LQ1을 충분히 흡수할 수 있는 상태로 유지되도록 설정되어 있다.
그리고, 식물(38P1, 38P2, 38P3, 38P4, 38P5 … 38Pn)이 더 생육한 후, 식물의 수확 시, 도 3b에 도시된 바와 같이, 근부 비대부(48c)의 직경 및 길이는, 상술한 근부 비대부(38c)의 직경 및 길이보다도 커진다. 식물(48P1, 48P2, 48P3, 48P4, 48P5 … 48Pn)은, 근부 비대부(48c)의 상부에 성장한 잎(48d)과, 근부 비대부(48c)의 하부에 주근(48a)이 뻗어 있다. 주근(48a)의 선단부(48b)는 양액 LQ1에 침지되어 있다. 즉, 모종(48)의 주근(48a)의 선단부(48b)와 양액 LQ1의 수면의 상대 위치는, 주근(48a)이 양액 LQ1을 충분히 흡수할 수 있는 상태로 유지되도록 설정되어 있다.
종래, 근채 식물을 수경 재배로 생육시키는 경우에는, 큰 재배 수조에서 근부의 길이(무의 경우 50㎝) 이상의 수심이 필요하다고 생각되었다. 또한, 근부의 일부를 비대화시키거나, 변형된 비대 근부를 만드는 것이 한계이며, 근부를 길고, 굵게 안정적으로 재배하는 것은 불가능하다고 생각되었다. 근부의 성장은, 토경 재배에서는, 뿌리가 신장하면서 비대화되어 길고 굵은 근부를 형성할 수 있다. 신장과 비대의 양기능의 미묘한 균형을 잡으면서 성장할 수 있다.
그러나, 본원 발명자는, 상술한 바와 같은 수경 재배에서는, 신장과 비대의 미묘한 성장 균형은, 허용 범위가 좁기 때문에 유지하는 것이 곤란하다는 것을 발견하였다.
그래서, 본원 발명자는, 신장과 비대의 성장 균형을 잡을 수 없다면, 두 성장 기능을 따로따로 나누어 재배하면 균형을 잡을 필요가 없어지고 정상적인 근부 생육이 가능하지는 않을까 생각하였다. 본 발명에 관한 수경 재배 방법의 일례는, 구체적으로는, 먼저 근부를 가늘고 길게 하는 재배를 행하고, 그 후, 길게 자란 근부를 비대화시키는 재배 방법이다. 두 성장 기능을 시간적으로 어긋나게 하는 재배 공정을 거침으로써, 신장과 비대의 기능 분리를 행하였다. 본 발명에 관한 수경 재배 방법의 일례에 따라 실제로 재배 실험을 행한바, 근부가 길고, 굵게 비대화된 무(근채 식물)를 안정된 품질로 대량으로 재배하는 것에 성공하였다.
상술한 재배용 플랜터(10)에 있어서 재배되는 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 …)은, 예를 들어 근채류로 되지만, 이러한 예에 한하지 않고, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 재배되는 복수의 식물(32ai)(i=1 내지 n, n은 양의 정수)이, 소정의 주수의 양상추 등의 엽채류로 되어도 된다. 도 4에 있어서, 도 2에 도시된 재배용 플랜터(10)의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대하여 동일한 부호를 붙여 나타내고, 그 중복 설명을 생략한다.
엽채류가 재배되는 경우, 덮개 부재(14) 및 덮개 지지 부재(10C)가, 양액 LQ1의 농도와 동일, 혹은, 다른 농도를 갖는 양액 LQ2가 채워진 팬(10B)으로부터 분리된다. 복수의 식물(32ai)의 줄기는, 팬(10B) 내의 양액 LQ2의 수면에 부유된 발포 스티롤제의 지지판(34ai)(i=1 내지 n, n은 양의 정수)에 이식되어 있다. 따라서, 공통의 재배용 플랜터(10)를 사용함으로써, 근채류 및 엽채류를 재배할 수 있다.
도 5는 본 발명에 관한 수경 재배 장치의 제2 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2에 도시된 예에 있어서는, 소정량의 양액 LQ1이 팬(10B)에 채워져 있는 데 반해, 그 대신에, 도 5에 도시된 예에 있어서는, 수경 재배 장치가 한 무리의 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4)의 주근(28a)에 대응하여 마련되며 소정량의 양액 LQ1을 저류시키는 분배로(42)와, 한 무리의 식물(28P5, 28P6, 28P7, 28P8)의 주근(28a)에 대응하여 마련되며 소정량의 양액 LQ1을 저류시키는 분배로(44)를 구비하는 것으로 된다.
또한, 도 5에 있어서, 도 2에 도시된 예에 있어서의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대하여 동일한 부호를 붙여 나타내고, 그 중복 설명을 생략한다. 또한, 도 5에 도시된 수경 재배 장치는, 도시가 생략되지만, 도 2에 도시된 예에 있어서 구비되는 덮개 지지 부재(10C), 탱크(12), 및, 펌프(12P)를 구비하고 있다.
수경 재배 장치는, 예를 들어 소위, 태양광형 식물 공장 또는 인공광 폐쇄형 식물 공장 내에 마련되어 있는 다단식 재배 선반(도시하지 않음)에 복수개, 배치되어 있다. 또한, 도 5에 있어서는, 하나의 수경 재배 장치가 대표적으로 도시되어 있다.
분배로(42 및 44)는, 서로 동일한 구조를 구비하고 있으므로 분배로(42)에 대하여 설명하고, 분배로(44)의 설명은 생략된다.
홈통과 같은 분배로(42)는, 탱크(12)로부터 공급로 Du2를 통해 공급된 양액 LQ1이 소정량, 저류되는 저류부를 내측에 갖고 있다. 저류부의 상방은, 상술한 생육용 공간(10A)을 향하여 개구되어 있다. 공급로 Du2의 타단의 개구단은, 저류부에 있어서의 양액 LQ1의 액면을 향하여 개구되어 있다. 또한, 분배로(42)의 저류부의 양액 LQ1 내에는, 배출관(도시하지 않음)의 한쪽 개구단이 소정의 길이만큼 돌출되어 있다. 수위 조절 수단으로서의 배출관의 한쪽 개구단의 돌출 길이는, 예를 들어 약 3㎝로 설정되어 있다. 만약 양액 LQ1의 수위가 상승한 경우, 양액 LQ1이 배출관을 통해 탱크(12) 내에 연통되는 리턴용 배출로 Du1로 배출되므로 양액 LQ1의 수위가, 식물의 주근(28a)의 소정의 길이에 대응한 소정의 수위 LH로 제어되게 된다.
이러한 구성에 있어서도, 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 … 28Pn)을 생육시킬 수 있고, 게다가, 분배로(42 및 44) 내에 순환되는 양액 LQ1의 양을, 도 2에 도시된 팬(10B) 내에 순환되는 양액 LQ1의 양에 비해 적게 할 수 있으므로 양액 LQ1의 사용량을 절약할 수 있다.
도 6a, 도 6b, 및, 도 6c는, 각각, 본 발명에 관한 수경 재배 장치의 제3 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2에 도시된 예에 있어서는, 소정량의 양액 LQ1이 팬(10B)에 채워져 있는 것에 반해, 그 대신에, 도 6a에 도시된 예에 있어서는, 소정량의 양액 LQ1이, 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5)의 주근(28a)에 각각 대응하여 마련된 재배 용기(50B1, 50B2, 50B3, 50B4, 및, 50B5)에 채워지는 것으로 된다.
또한, 도 6a에 있어서, 도 2에 도시된 예에 있어서의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대하여 동일한 부호를 붙여 나타내고, 그 중복 설명을 생략한다.
수경 재배 장치는, 예를 들어 소위, 태양광형 식물 공장 또는 인공광 폐쇄형 식물 공장 내에 마련되어 있는 다단식 재배 선반(도시하지 않음)에 복수개, 배치되어 있다. 또한, 도 6a에 있어서는, 하나의 수경 재배 장치가 대표적으로 도시되어 있다.
수경 재배 장치는, 예를 들어 소정의 농도로 조정된 액체 비료로서의 양액 LQ1을 저류하는 탱크(12)와, 탱크(12) 내에 배치되며, 탱크(12) 내의 양액 LQ1을 후술하는 공급로 Du2에 공급하는 펌프(12P)와, 재배용 플랜터(50)의 하부를 형성하는 지지대(50D)와, 지지대(50D)에 지지되며, 소정량의 양액 LQ1을 저류하는 재배 용기(50B1, 50B2, 50B3, 50B4, 및, 50B5)와, 재배용 플랜터(50)의 상부를 형성하는 덮개 부재(54)와, 덮개 부재(54)를 그 하방으로부터 지지하는 덮개 지지 부재(50C)를 주된 요소로서 포함하여 구성된다.
덮개 부재(54)는, 동일 종류의 소정의 주수의 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 … 28Pn)을, 각각, 그 주근(28a)의 선단부(28b)가 재배 용기(50B1, 50B2, 50B3, 50B4, 및, 50B5) 내의 양액 LQ1에 침지되도록, 후술하는 마개 부재로서의 식물 고정용 스토퍼(54a)를 통해 지지한다. 각 식물 고정용 스토퍼(54a)는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 덮개 부재(54)의 각 개구부에 대응한 위치에 배치되어 있다. 덮개 부재(54)의 복수의 개구부는, 소정의 간격을 두고 종횡으로 형성되어 있다. 각 식물 고정용 스토퍼(54a)는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 적층되는 복수의 시일 부재를 수용하는 시일 수용부를 내측에 갖고 있다. 또는, 우레탄 스폰지 매트와 같은 유연성과 신축성을 갖는 소재를 사용해도 된다. 이에 의해, 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5)의 묘조(슈트)(28c)가, 각 식물 고정용 스토퍼(54a)에 의해, 덮개 부재(54)에 지지된다.
덮개 지지 부재(50C)는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 생육한 식물(48P1, 48P2, 48P3, 48P4, 48P5)의 근부 비대부(48c)를 수용할 수 있는 생육용 공간(50A)을 내측에 갖고 있다. 생육용 공간(공기층)(50A)은, 예를 들어 생육한 식물(48P1, 48P2, 48P3, 48P4, 48P5)에 있어서의 수확 시의 근부 비대부(48c)가 연장되는 방향의 길이를 초과하는 높이 HA를 갖고 있다. 높이 HA는, 예를 들어 무의 경우, 50㎝ 이상의 값으로 설정되어 있다. 또한, 높이 HA는, 이러한 예에 한하지 않고, 예를 들어 생육한 종류가 다른 식물에 있어서의 수확 시의 근부 비대부가 연장되는 방향의 길이에 따라서 50㎝ 미만의 소정의 높이로 설정되어도 된다. 당근의 경우, 높이 HA는, 예를 들어 약 20㎝ 이상 30㎝ 이하의 범위로 설정된다.
양액 저류부로서의 탱크(12) 내의 펌프(12P)는, 서브 탱크(50T) 내에 마련되는 액면 센서 LS로부터의 검출 출력 신호에 기초하여 도시가 생략되는 제어부에 의해 구동 제어된다. 액면 센서 LS는, 예를 들어 길이가 다른 3개의 수위 검출 단자를 구비하고 있다. 이에 의해, 서브 탱크(50T) 내의 수위가, 중간의 길이의 수위 검출 단자에 의해 검출되고, 소정의 하한값 이하가 될 때, 펌프(12P)가 작동 상태로 된다. 펌프(12P)가 작동 상태로 되는 경우, 탱크(12) 내의 양액 LQ1이 공급로 Du2를 통해 서브 탱크(50T)의 저류부 내에 공급된다. 그때, 서브 탱크(50T) 내의 수위가, 가장 짧은 수위 검출 단자에 의해 검출되고, 소정의 상한값에 도달할 때, 액면 센서 LS로부터의 검출 출력 신호에 기초하여 제어부에 의해 펌프(12P)가 정지된다. 여기서, 가장 긴 수위 검출 단자는, 공통 단자의 역할을 한다.
재배 용기(50B1, 50B2, 50B3, 50B4, 및, 50B5)의 저류부는, 연통로(50P)를 통해 서로 연통되어 있고, 재배 용기(50B5)의 저류부는, 연통로(50P)를 통해 서브 탱크(50T) 내에 연통되어 있다. 각 저류부의 상방은, 상술한 생육용 공간(50A)을 향하여 개구되어 있다. 공급로 Du2의 타단의 개구단은, 서브 탱크(50T)의 저류부에 있어서의 양액 LQ1의 액면을 향하여 개구되어 있다. 따라서, 재배 용기(50B1, 50B2, 50B3, 50B4, 및, 50B5)의 저류부 내의 양액 LQ1의 수위는, 서브 탱크(50T) 내의 수위에 대응하여 제어되게 된다.
이러한 구성에 있어서, 재배용 플랜터(50)에 배치된 식물(28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5 … 28Pn)은, 점차 생육함에 따라 도 6b에 도시된 바와 같이, 근부 비대부(38c)가, 상술한 묘조(슈트)(28c)보다도 보다 크게 되어 있다. 이것은, 생육용 공간(공기층)(50A) 내의 건조 스트레스에 의한 것으로 된다.
식물(38P1, 38P2, 38P3, 38P4, 38P5 … 38Pn)은, 근부 비대부(38c)의 상부에 성장한 잎(38d)과, 근부 비대부(38c)의 하부에 주근(38a)이 뻗어 있다. 주근(38a)의 선단부(38b)는 양액 LQ1에 침지되어 있다.
그리고, 식물(38P1, 38P2, 38P3, 38P4, 38P5 … 38Pn)이 더 생육한 후, 식물의 수확 시, 도 6c에 도시된 바와 같이, 근부 비대부(48c)의 직경 및 길이는, 상술한 근부 비대부(38c)의 직경 및 길이보다도 커진다. 식물(48P1, 48P2, 48P3, 48P4, 48P5 … 48Pn)은, 근부 비대부(48c)의 상부에 성장한 잎(48d)과, 근부 비대부(48c)의 하부에 주근(48a)이 뻗어 있다. 주근(48a)의 선단부(48b)는 양액 LQ1에 침지되어 있다. 이에 의해, 배수부가 필요없고, 대폭 양액의 공급량을 삭감할 수 있다.
따라서, 상술한 예에 있어서의 수경 재배 장치에 있어서는, 식물의 근부의 성장과 비대화를 분리시켜 재배하고 있으므로 미리, 경량이며, 공간 절약으로 재배할 수 있는 모종의 단계에서는, 큰 수조를 사용하는 일없이 효율적으로 긴 모종을 생육시키는 것은 용이하다. 식물의 근부가 비대화, 중량이 증가되어, 이동 등의 취급이 곤란해지는 단계에서는, 식물의 근부의 선단부에만 소량의 양액이 침지되면 되고, 공간의 확보만 할 수 있으면 근채 식물의 재배를 실현할 수 있다. 큰 수조나, 대량의 물을 보유 지지하는 수단을 필요로 하지 않는다. 또한 수위 조정 수단(용기 이동 수단)도 불필요하기 때문에, 또한, 다단 재배를 용이하게 할 수 있게 되기 때문에, 단위 면적당 생산성이 높아진다. 예를 들어, 엽채류(양상추) 재배에서 사용되고 있는 수경 재배 장치의 수심 약 3㎝의 깊이의 수량으로 충분히 재배할 수 있으므로, 근채계 식물 전용의 재배 장치를 새롭게 개발할 필요도 없다. 종래, 근채계 식물은, 큰 수조와 대량의 물이 필수라고 생각되었지만, 요하지 않게 할 수 있었다. 근채계 식물은, 식용 작물 이외에, 약초(한방, 생약) 등의 근부에 저장시키는 유효 성분의 생산도 기대되고 있지만, 저렴한 재배 방법을 개발함으로써, 무농약으로, 재배 환경의 제어에 의해 안정된 함유량을 확보하는 것이 가능해진다.
10, 50: 플랜터
10B: 팬
10C: 덮개 지지 부재
12: 탱크
14: 덮개 부재
16: 배출관
28P1, 28P2, 28P3, 28P4, 28P5: 식물
38P1, 38P2, 38P3, 38P4, 38P5: 식물
42, 48: 분배로
48P1, 48P2, 48P3, 48P4, 48P5: 식물
50B1, 50B2, 50B3, 50B4, 50B5: 재배 용기

Claims (10)

  1. 양액이 저류되는 양액 저류부와,
    상기 양액 저류부 내의 양액이 공급되는 양액 저류용 용기와,
    재배되는 복수의 식물을 지지하는 덮개 부재로서, 상기 양액 저류용 용기의 양액의 액면에 대해 일정 간격을 두고 마주보도록 고정되는 덮개 부재를 구비하고,
    상기 식물은 미리 주근의 신장만 성장 재배되어, 묘조의 길이에 비해 긴 주근을 가지며, 상기 주근의 선단부만이, 상기 양액 저류용 용기 내의 양액에 침지됨과 함께, 공기층이, 상기 덮개 부재와 상기 양액 저류용 용기 사이이며 상기 주근의 선단부 이외의 부분의 주위에 형성되고,
    상기 공기층은 적어도 수확 시의 비대화된 근부를 포함하고, 주근이 연장되는 방향의 길이를 초과하는 고정된 높이를 가지며, 상기 고정된 높이는 상기 양액 저류부의 높이보다 높은 것을 특징으로 하는, 수경 재배 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양액 저류용 용기는, 팬인 것을 특징으로 하는, 수경 재배 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양액 저류용 용기는, 분배로인 것을 특징으로 하는, 수경 재배 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양액 저류용 용기는, 각 식물에 대응하여 마련된 개별 재배 용기인 것을 특징으로 하는, 수경 재배 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 식물의 근부 비대부가, 상기 덮개 부재와 상기 양액 저류용 용기 사이의 공간 내에 형성되는, 수경 재배 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 덮개 부재와 상기 양액 저류용 용기 사이의 공기층은, 투명 또는 반투명 시트로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는, 수경 재배 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 덮개 부재와 상기 양액 저류용 용기 사이의 공기층이, 시트로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는, 수경 재배 장치.
  8. 삭제
  9. 식물의 주근의 신장만 성장 재배되어 묘조의 길이에 비해 긴 주근을 갖도록, 식물을 제1 양액 저류용 용기 내에서 재배하는 공정과,
    상기 제1 양액 저류용 용기 내에서 재배된 상기 식물을, 공기층이 해당 식물의 상기 주근의 선단부 이외의 부분의 주위에 형성되는 제2 양액 저류용 용기 내에서 생육시키는 공정을 포함하고,
    상기 식물에 있어서의 주근의 선단부만이, 상기 제1 양액 저류용 용기 및 제2 양액 저류용 용기 내의 양액에 침지되고,
    상기 공기층은 적어도 수확 시의 비대화된 근부를 포함하고, 주근이 연장되는 방향의 길이를 초과하는 고정된 높이를 가지며, 상기 고정된 높이는 상기 제2 양액 저류용 용기 내의 양액의 높이보다 높은 것을 특징으로 하는, 수경 재배 방법.
  10. 삭제
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