養液土耕の潅水装置の構成と液肥混入器

養液土耕栽培での潅水装置には、潅水と液肥による施肥を同時に行うことが求められます。そのために液肥混入器が必要になります。

液肥混入器は潅水での原水（井戸水など）に一定の濃度で液肥を混入（希釈と呼びます）する装置のことです。原水への液肥の混入には、混合タンクを使う場合と使わない場合があります。

大規模な養液栽培では、あらかじめ混合タンクに大量の液肥を作り、大面積へ送る方式がとられます。一般的な養液土耕栽培や小規模な養液栽培では、混合タンクを用いず、簡易な希釈を行います。

養液栽培でも養液土耕栽培でも、液肥混入器の入口側（1次側）に、原水を送水し貯水するための原水タンクや送水ポンプが必要になります。

また詰まりを防止するフィルターも用い、水圧や流量を調整する弁やバルブを用いる場合があります。さらに原水に鉄分などの含有が多い場合は、ろ過装置を取り付ける場合もあります。液肥混入機の出口側（2次側）には、潅水の入り切りや系統の変更を行うためのバルブ、電磁弁、流量計が取り付けられます。

そしてそれらの動作を制御する様々なコンロ―ラを取り付け、自動化や省力化をはかります。

なお液肥には1液混合と2液混合の方式があります。1液混合ではあらかじめ液肥タンクに液肥を用意（粉体や液状の元肥を定められた倍率で原水に混合する）します。2液混合の場合はA液とB液などの2種類の液肥を液肥タンクに用意します。その混合割合を調整することで肥料の処方（肥料成分の割合）を調整可能です。

無電源式液肥混入器

液肥混入機にはいくつかの種類がありますが、構造がシンプルで安価なものとして無電源式液肥混入機があります。さらにこれには差圧式液肥混入機や比例式液肥混入機があります。

差圧式

ベンチュリー効果と呼ばれる水圧差の発生を利用したもので、原水が液肥混入機内を流れる際の水圧差（負圧）により液肥を吸い込み混入する装置です。流量や水圧によって液肥混入機の適正な希釈倍率が変わるため、仕様で定められた範囲に調整が必要な場合があります。

比例式

原水の流れがピストンを動かし、設定した一定の比率で液肥を混入する装置です。混入率が流量や水圧に影響されません。

いずれの方式においても原水の流れがあれば、液肥混入機自体には電源や制御装置は不要となります。混入の割合（希釈倍率）は液肥混入機のダイヤルなどで手動設定します。

また原水をポンプで液肥混入機に送水するため、液肥混入機の1次側には電源やポンプ設備が必要になります。

定量ポンプ式液肥混入器

定量ポンプ式液肥混入機は、電気式のポンプで原水に液肥を定量混入する方式です。

流量計により原水の流量を計測し、流量に応じて定量ポンプを動作させる制御が行われ、希釈倍率をコントロールすることもでき、複雑な潅水と施肥の制御を行うことも可能になります。

液肥を原水に混入する際に、中小規模では混合タンクを用いない場合もありますが、大規模では混合タンクと液肥センサー（EC、ｐHなど）と組み合わせる場合があります。

手動制御

手動バルブの開閉や、電磁弁の手動ON/OFFにより潅水の開始と停止を行います。サブタイマーを追加して一回の潅水時間を設定する半自動制御もあります。

タイマー制御

メインタイマーで潅水開始時刻、サブタイマーで潅水時間を設定する自動制御です。

日射比例制御

積算日射量が一定値になった際に信号出力を行う専用のコントローラを用いる自動制御です。植物の群落の大きさにより必要とする潅水量が異なるため、一回当たりの潅水量を調整する必要があります。

多系統制御

1台の潅水装置で、２つ以上の多系統を順番に潅水施肥を行う自動制御です。1系統に１つの電磁弁を取り付け、系統別の潅水切り替えをコントローラにより行います。

ゼロアグリ

土壌水分を計測し、一定値に安定させるAI潅水制御機能がある自動制御を行います。また日射比例制御や多系統制御機能を併せ持ちます。通信機能を持つコントローラとクラウド上の潅水演算機能やデータベース機能が合体し、液肥混入機や電磁弁の動作を遠隔制御します。動作状況やセンサー値もクラウド経由で、スマホなどでモニタリングが可能です。