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WO2004064499A1 - 植物栽培用器具および植物栽培方法 - Google Patents

植物栽培用器具および植物栽培方法 Download PDF

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WO2004064499A1
WO2004064499A1 PCT/JP2004/000319 JP2004000319W WO2004064499A1 WO 2004064499 A1 WO2004064499 A1 WO 2004064499A1 JP 2004000319 W JP2004000319 W JP 2004000319W WO 2004064499 A1 WO2004064499 A1 WO 2004064499A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
plant
water
cultivation
nutrient solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2004/000319
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yuichi Mori
Akihiro Okamoto
Makiko Kubota
Shinya Otubo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mebiol Inc
Original Assignee
Mebiol Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US10/542,392 priority Critical patent/US7832145B2/en
Priority to JP2005508059A priority patent/JP4625408B2/ja
Priority to CA2513500A priority patent/CA2513500C/en
Priority to DK04702818.8T priority patent/DK1606993T3/da
Priority to CN200480004151.9A priority patent/CN1750751B/zh
Priority to EP04702818.8A priority patent/EP1606993B1/en
Application filed by Mebiol Inc filed Critical Mebiol Inc
Priority to SI200432142T priority patent/SI1606993T1/sl
Priority to HK06106887.7A priority patent/HK1084563B/en
Publication of WO2004064499A1 publication Critical patent/WO2004064499A1/ja
Priority to IL169676A priority patent/IL169676A/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G27/00—Self-acting watering devices, e.g. for flower-pots
    • A01G27/02—Self-acting watering devices, e.g. for flower-pots having a water reservoir, the main part thereof being located wholly around or directly beside the growth substrate

Definitions

  • the present invention relates to a plant cultivation device, a plant-film composite, and a plant cultivation method. More specifically, the present invention relates to a plant cultivation tool having a film that can be substantially integrated with a plant root; a plant-film having a plant and a film substantially integrated with the root of the plant. And a plant cultivation method using the plant cultivation device.
  • the present invention it is possible to suitably separate the supply of oxygen to the plant from the supply of water and fertilizer components, and thus, for example, the root of a plant, which is the basis of hydroponics, comes into direct contact with the nutrient solution.
  • Many problems arising from this, such as the supply of oxygen to the roots, the precise management of nutrient solutions, the contamination of nutrient solutions or nutrients from the roots, and the elimination of many problems, such as the contamination of plants with pathogens from the nutrient solution. can be.
  • the plant cultivation device of the present invention it is easy to bring the plant to be cultivated into a water-suppressed state and to improve the quality of the plant.
  • pathogenic bacteria can be prevented from contaminating the plant from the culture solution, so that sugar culture, that is, tissue culture of cloned seedlings can be performed.
  • the supply of oxygen to plants is also the most important condition.
  • root respiration increases and oxygen demand increases, but on the other hand, the dissolved oxygen concentration decreases, so there is a problem of oxygen deficiency.
  • oxygen deficiency occurs, a phenomenon called “rooting” occurs.
  • the roots rot, ammonia is generated, and the pH of the nutrient solution starts to rise.
  • the supply of oxygen to the roots can be supplemented by dissolved oxygen in the liquid in hydroponic cultivation or by direct contact with oxygen in the air.However, in hydroponic cultivation, in general, due to the system configuration, In many cases, the dissolved oxygen in the liquid must be used. However, because of its nature, it is impossible to increase the concentration of dissolved oxygen itself, and in fact, in hydroponic cultivation, the supply of oxygen to plants is often inadequate.
  • An object of the present invention is to provide a plant cultivation device, a plant-film composite, and a plant cultivation method which have solved the above-mentioned drawbacks of the prior art.
  • Another object of the present invention is to provide a plant cultivation device, a plant-film composite, and a plant cultivation method that can suitably perform both supply of oxygen to roots and supply of water and fertilizer components. To do that.
  • a film for example, a polymer film
  • the present inventors have found that the plant roots substantially integrated with the film allow the fertilizer component and water in the solution to grow into the plant through the film. To the extent necessary, we also found phenomena to be absorbed.
  • the plant cultivation device of the present invention is based on the above findings, and will be described in more detail.
  • a device having a shape capable of accommodating a plant to be cultivated; characterized in that at least a part thereof has a film which can be substantially integrated with the root of the plant. is there.
  • the film may be, for example, when water and salt water are brought into contact with each other via the film at a predetermined temperature (27 ⁇ 3 ° C.).
  • 'graph plots the difference AEC 2 4 hrs (d S / m), full Ilm thickness of ( ⁇ ⁇ ) on the horizontal axis of the measurement start 2 4 hours after the electric conductivity of water / salt water (EC)
  • the slope ⁇ EC 24 hrs (d S / n / l O iz m is preferably 0.77 or less.
  • the slope AEC 24 hrs (d S / m) / 10 ⁇ m is Further, it is preferably 0.5 or less, particularly preferably 0.3 or less.When such a film is used, a good balance between the durability based on the film thickness and the film permeability can be easily obtained. Obtainable.
  • the present invention further provides a plant-film composite comprising at least a plant and a film substantially integrated with the root of the plant.
  • an instrument having a shape capable of accommodating a plant; at least a part thereof, having a film which can be substantially integrated with the root of the plant.
  • a cultivation device disposing a plant holding support and a plant in the container; and culturing the plant while contacting water containing a fertilizer component at least through the film.
  • the roots of the plant are not in direct contact with the nutrient solution (the liquid containing the fertilizer component).
  • the supply of oxygen to the plant and the supply of water and fertilizer components are in a state where their functions are suitably separated. Therefore, in the present invention, plants can effectively use oxygen in the air, and The supply of oxygen to the roots, precise management of the nutrient solution, and contamination of the nutrient solution from the roots, which was a cultivation problem (ie, many problems that arise from direct contact between the plant roots and the nutrient solution) Alternatively, problems such as contamination of pathogenic bacteria from plants from nutrient solution can be easily solved. Further, by using the plant cultivation device of the present invention, it is extremely easy to bring a plant to be cultivated into a water-suppressed state, and the plant can be improved in quality.
  • water is supplied to the film surface on the side where roots exist as water vapor, while the fertilizer component also dissolves as ions in the water in the membrane.
  • This fertilizer component is (1) the root directly absorbs water from the film surface together with water, or (2) if water is present on the membrane surface on the side where the root is present, the fertilizer component is transferred from the membrane to the water and the root is absorbed. It is estimated to be absorbed into the root in two ways: In an example described later (Example 12), data showing that a main fertilizer component permeates the membrane (film) is shown, and it is clear that the fertilizer component permeates the membrane. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a basic embodiment of the plant cultivation device of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the plant cultivation device of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining measurement of film properties (contact with water and salt water) used in the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view showing another example of the plant cultivation device of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view showing another example of the plant cultivation device of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view showing another example of the plant cultivation device of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the plant cultivation device of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic sectional view showing another example of the plant cultivation device of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining measurement of film characteristics (water evaporation) used in the present invention.
  • FIG. 11 is a photograph showing the growth state of a plant obtained in the example.
  • FIG. 12 is a photograph showing the growth state of a plant obtained in the example.
  • FIG. 13 is a photograph showing a growing state of a plant obtained in the example.
  • FIG. 14 is a photograph showing the state of development of the plant root on the film obtained in the example.
  • FIG. 15 is a photograph showing a state of development of a plant root on a film obtained in the example. .
  • FIG. 16 is a photograph showing the state of development of the plant root on the film obtained in the example.
  • FIG. 17 is a photograph showing a test piece for measuring characteristics (peeling strength) of the film used in the present invention.
  • FIG. 18 is a graph showing an example of measurement results of film properties (water-salt water contact) used in the present invention.
  • FIG. 19 is a graph showing an example of measurement results of film characteristics (water-glucose contact) used in the present invention.
  • FIG. 20 is a photograph showing an example of a state where the roots of the plant have penetrated the film.
  • Figure 21 is a photograph showing an example of a state where the roots of a plant have penetrated the film.
  • Figure 22 is a photograph showing an example of a state where the roots of the plant do not penetrate the film
  • FIG. 23 is a photograph showing the initial state of plant growth obtained in the example.
  • FIG. 24 is a photograph showing the state of the late growth stage of the plant obtained in the example.
  • Figure 25 is a graph showing the film permeability of ammonia nitrogen
  • Figure 26 is a graph showing the film permeability of nitrate nitrogen.
  • FIG. 27 is a graph showing the film permeability of phosphoric acid.
  • FIG. 28 is a graph showing the film permeability of the film.
  • FIG. 29 is a graph showing the film permeability of calcium.
  • FIG. 30 is a graph showing the film permeability of magnesium.
  • Figure 31 is a rough graph showing the film permeability of sulfur.
  • Fig. 32 is a photograph showing the condition at the time of planting.
  • Figure 33 is a photograph showing the state at the end of plant cultivation.
  • Fig. 34 is an optical microscope photograph (magnification: 250 times) showing the state near the root / film / nutrient solution interface at the end of plant cultivation.
  • Figure 35 shows the state of planting during winter and without heating. It is a photograph showing. .
  • Figure 36 is a photograph showing the state at the end of cultivation of the plant in winter and without heating.
  • Fig. 37 is a photograph showing the state of planting during and after cooling in summer.
  • Fig. 38 is a photograph showing the state at the end of cultivation of the plant during summer cooling and during no cooling.
  • Fig. 39 is a photograph showing the state at the end of plant cultivation with and without the multi-film for preventing water evaporation.
  • FIG. 40 is a photograph showing the state at the end of plant cultivation with and without a multi-film for preventing water evaporation.
  • Fig. 41 is a photograph of the nutrient solution on the 39th day after the start of mini tomato cultivation.
  • Figure 42 is a photograph of the nutrient solution on day 20 after the start of cultivation of rutula and lettuce.
  • FIG. 43 is a photograph of a nutrient solution on the 43rd day after the start of spinach cultivation.
  • FIG. 44 is a graph showing 0.5% salt water permeability of hydrophilic polyester films of various thicknesses.
  • FIG. 45 is a graph showing 0.5% salt water permeability of PVA films of various thicknesses.
  • FIG. 46 is a photograph (magnification: 0.5 times) showing a state in which seeds (rutu kola) are arranged on a PVA film and germinated.
  • Fig. 47 is a photograph (magnification: 0.5 times) showing a state in which seeds (proccoli) are placed on a PVA film and shoji paper and germinated.
  • FIG. 48 is a schematic sectional view showing an embodiment in which the film used in the present invention is arranged as an intermediate film.
  • FIGS. 49A and 49B are photographs showing the degree of plant growth obtained in Example 23.
  • FIGS. 5OA and 50B are photographs showing the degree of plant growth obtained in Example 24.
  • FIG. 51 is a photograph showing the back side of the cell tray obtained in Example 24.
  • FIGS. 52A and 52B are photographs showing the degree of plant growth obtained in Example 25. .
  • FIG. 53 is a photograph showing the back side of the urethane foam obtained in Example 25.
  • FIG. 54 is a graph showing the change in the water content of several types of films with temperature, obtained in Example 26.
  • the plant cultivation device of the present invention is a device having a shape capable of accommodating a plant; at least a part thereof has a film that can be substantially integrated with the root of the plant.
  • the plant cultivation device 1 of this embodiment includes a wall material 3 for providing (defining) a housing portion 2 for housing a plant, A film 4 disposed at least at a position (a part where the root of the plant body should come into contact) corresponding to the bottom of the housing part 2 defined by the wall material 3.
  • the film 4 has such a property that it can be substantially integrated with the root of the plant.
  • the film 4 is arranged on the entire area of the bottom of the storage section 2, but in the present invention, it is sufficient that the film 4 is arranged on at least a part of the bottom.
  • the film 4 may be divided into an appropriate number of other materials (for example, the same material as the wall material 3).
  • an inner frame arbitrary shape such as lattice, radial, concentric circle, etc.
  • the film 4 can be divided into an appropriate number.
  • the entire device 1 including the wall material 3 can be made of the film 4 or a material similar to the film 4 (thickness can be reduced). May be adjusted as appropriate). That is, all parts of known containers for plant cultivation (for example, pot, tray, and planter) which have been conventionally used are made of the film 4 or the same material as the film 4. It is also possible to do so.
  • the film 4 and the wall material 3 may be integrally formed, or may be fixed to each other using an adhesive or a fixing means such as an adhesive or a physical fixing means.
  • the plant cultivation instrument 1 having the above-described configuration contacts at least the bottom surface (in this case, the film 4) of the storage unit 2 with the solution 6 arranged in the solution container 5. Thus, it can be brought into contact with the solution 6.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the plant cultivation device 1 of the present invention.
  • a perforated wall material 3 for example, a wall material 3 having a “zaru” shape
  • the film 4 having the property of being qualitatively integrated is arranged on the entire surface.
  • the film of the present invention is disposed as an intermediate film 12, and a film having a function of retaining water or nutrient solution is provided as a lower film 13.
  • the upper film 11 may be composed of three layers: a film having no water vapor permeation or a film having less water vapor permeation than the intermediate film 12 in order to prevent water evaporation. Also, it is more desirable that the upper film 11 permeate the air (such as oxygen and carbon dioxide that is useful for plants).
  • the ends of the three layers of film can be joined by, for example, heat or an adhesive.
  • the shape of each film or laminated film is not particularly limited, but if necessary, the portions 14 other than the ends can be joined in a dotted and / or linear manner.
  • a plant planting port 15 can be provided on the top film 11 to plant plants. At that time, a plant support may be used if necessary.
  • a liquid supply / drain port 17 is provided in the lower film 13 so that a nutrient solution or water 16 can be supplied.
  • the above-described system of the present invention can be placed not only horizontally but also vertically such as on a wall, so that it can be used in various forms.
  • the film 4 (or the film 12 in FIG. 48; hereinafter the same) constituting the plant cultivation device 1 is referred to as “substantially the same as the root of the plant. It can be integrated. " In the present invention, whether or not "substantially integrated with the root of a plant” can be determined, for example, by an “integration test” described later. According to the findings of the present inventors, it is found that a film having the following moisture-permeable and nonion-permeable balance is preferable as the film 4 “which can be substantially integrated with the roots of the plant”. Has been issued.
  • a balance of water / nutrient permeability suitable for growth of a plant to be cultivated (particularly, root growth). It is presumed that this can be realized easily, so that it can be substantially integrated with the root.
  • the plant absorbs the fertilizer as ions through the film, and it is presumed that such salt permeability of the film used affects the amount of the fertilizer component given to the plant.
  • the difference in the electric conductivity (EC) of the salt water after 4 days from the start of the measurement shown below is less than 4.5 dSZm.
  • EC electric conductivity
  • This film preferably has a water impermeability of 10 cm or more as a water pressure resistance. When such a film is used, it becomes easy to suitably supply oxygen to the roots and prevent pathogen contamination through the film.
  • the water pressure can be measured by a method according to JISLI092 (Method B).
  • the water pressure resistance of the film of the present invention is 10 cm or more, preferably 20 cm or more, more preferably 30 cm or more.
  • the film 4 was measured at the cultivation temperature of water / salt water 4 days after the start of measurement when water and saline (0.5% by mass) were brought into contact with each other through the film. It is preferable that the difference in the obtained electric conductivity (EC) is 4.5 dS / m or less. This difference in electric conductivity is more preferably 3.5 dS Zm or less. In particular, it is preferably not more than 2. O d S / m. This difference in electrical conductivity is preferably measured as follows.
  • EC electric conductivity
  • paper As a means for measuring the ion concentration, electric conductivity (EC, paper) is used. EC is also called specific conductivity, and the value of electric conductivity when two electrodes having a cross-sectional area of 1 cm 2 are separated at a distance of 1 cm is used.
  • the unit is Siemens (S), which is S / cm, but the EC of fertilizer nutrient solution is small, so use 1100 mSZcm (dS / m (d is de ) Is displayed).
  • a small amount of a sample for example, a solution
  • a spot for example, a spot
  • the film preferably has a predetermined glucose permeability.
  • This glucose permeability can be suitably evaluated by the following water / glucose solution permeation test.
  • the film when the water and the glucose solution are brought into contact with each other through the film, the film is heated at the cultivation temperature of the water / glucose solution on the third day (72 hours) after the start of the measurement.
  • the difference between the measured concentrations (Brix%) is 4 or less.
  • the difference in the concentration (Bri x%) is preferably 3 or less, more preferably 2 or less (especially 1.5 or less).
  • Example 1 using permikilite
  • Example 1 using permikilite
  • a plant growth test is performed for 35 days under the conditions of the liquid fertilizer of Example 1 (stock solution Hyponex 1000-fold diluted solution).
  • the foliage is cut at the root of the plant seedling.
  • the film is cut to a width of 5 cm (length: about 20 cm) so that the stem of the film in which the roots are closely attached is almost at the center (see FIG. 17), which is used as a test specimen).
  • the initial weight is subtracted from this value, and the obtained (B-A) gram is used as a peeling load having a width of 5 cm.
  • a film exhibiting a peel strength of 10 g or more with respect to the root of the plant in the peel strength measured as described above can be suitably used.
  • the peel strength is preferably at least 30 g, more preferably at least 100 g.
  • the integration of the film and the plant root can be evaluated by the magnitude of the load required to peel the root from the film in which the root is in close contact. Can also be confirmed with an optical microscope. For example, as shown in Example 14 below, the root and film It was observed that the roots of the film were integrated with the roots of the film without any gaps, and it was confirmed that the roots of the film and the plant were integrated. In addition, it can be seen that the roots are closely attached to each other and share roots with each other.
  • the film material that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned property “can be substantially integrated with the root”, and can be appropriately selected from known materials.
  • Such a material can be usually used in the form of a film or a film.
  • hydrophilic materials such as polyvinyl alcohol (PVA), cellophane, senorelose acetate, cellulose nitrate, ethyl cellulose, and polyester can be used. is there.
  • the thickness of the film is not particularly limited, it is usually preferably about 300 ⁇ m or less, more preferably about 200 to 5 ⁇ , and particularly preferably about 100 to 20 ⁇ .
  • the film 4 may be composited with another material (for example, laminated). Such a composite is preferable, for example, from the viewpoint of maintaining the strength of the film.
  • the “other material” is not particularly limited as long as the effect (substantially integrated with the root) of the film 4 in the present invention is not substantially hindered. Even if a normal porous material (for example, non-woven fabric), a water-permeable and / or ion-permeable material, etc. are disposed outside the film 4 as viewed from the plant (that is, on the solution side of the film 4), In many cases, the effect of the film 4 in the present invention is not substantially hindered.
  • the effect of the film 4 in the present invention is not substantially hindered. (Thus, such "other materials” could be used).
  • the film 4 of the present invention is compounded with “other materials” as necessary for the purpose of reinforcing the strength of the film 4 and improving the ease of handling and shape retention
  • “other materials” include, for example, And nonwoven fabrics made of polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyamide, polyvinyl alcohol, cellulose and the like, and sponges having communicating holes. Examples of the method of the compounding include lamination, a double container, and the like.
  • the outer side of the film 4 may be reinforced with another material having water permeability.
  • the “other material” and the film 4 may be in contact (including partial contact), or may be arranged with a gap therebetween as necessary.
  • Such materials include, for example, relatively rigid materials such as metals, plastics, ceramics, and wood.
  • the shape and size of the utensil 1 are not particularly limited.
  • a well-known cultivation container eg, pot, tray, or planter
  • the shape and size of the storage section 2 of the device 1 or the material and thickness of the wall material 3 for providing the storage section are not particularly limited, and the water consumption of the plant to be grown and the container It can be appropriately selected in consideration of various conditions such as the internal volume of the plant, the air permeability of the plant support (soil or the like), the temperature of water, and the like.
  • the wall material 3 may be made of polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene, etc. from the viewpoint of weight reduction, easy moldability and low cost.
  • the following general-purpose plastics can be suitably used.
  • an example (Example 13) described later shows an example of plant cultivation using a microporous polypropylene film ⁇ pH-35J (manufactured by Tokuyama Corporation).
  • the weight of the plant after cultivation for 26 days was 13.1 g for the PVA film, but less than 1 g for the microporous polypropylene film. Indicates that the sample does not pass through the microporous polypropylene film.
  • multi-film refers to a film used for the purpose of providing cold protection and drying prevention to the roots and trunks, etc., in order to promote the growth of plants.
  • multi-film refers to a film used for the purpose of providing cold protection and drying prevention to the roots and trunks, etc., in order to promote the growth of plants.
  • the solution is transferred from the nutrient solution into the film.
  • Moved water tends to evaporate as water vapor from the soil-side film surface, in addition to being directly absorbed by plant roots that adhere to the film.
  • the soil surface can be covered with a multi-film in order to keep the evaporating water vapor from leaking into the atmosphere as much as possible.
  • water vapor can be condensed on the multi-film surface on the soil side and used as water.
  • Example 18 shows the weight and the Brix value of the crop with and without the multi-film of sunny lettuce and arugula. Multi-film increases crop weight, and the absence of multi-film indicates more moisture suppression and higher Brix values.
  • the reason why the nonporous hydrophilic film permeates the ion is that the ion as a fertilizer component penetrates together with water from one side of the film and reaches the film surface on the other side. It is estimated that there is. According to this mechanism, for example, by increasing the water content of the film, it is possible to increase the permeation amount of water and fertilizer components.
  • Example 26 The results of the measurement of the water content of the film are shown in Example 26 described later. (The film used in this example showed a relatively small difference in water content depending on the film type and thickness.) ).
  • film modification to further increase the water content can be achieved by making the film more hydrophilic, for example, [Ref .: P.J. Flory, “Polymer Chemistry I” Showa 4 Aug. 20, 0th 3rd edition, 9th printing, translator Oka Koten, Kanamaru Akira Issuance Office Maruzen Co., Ltd.
  • plants absorb fertilizer components as ions dissolved in water.
  • nitrogen one of the fertilizer components
  • NH 4 + or NO 3- which component is easier to absorb depends on the plant.
  • NO 3 can be hardly permeated by introducing a positive ion group into the film.
  • NH 4 + can be made harder to transmit.
  • the method of using the plant cultivation instrument having the above configuration is not particularly limited.
  • a plant holding support and a plant are arranged in the container, and at least the film is brought into contact with water or a fertilizer solution while What is necessary is just to grow a plant.
  • the plant (body) that can be cultivated in the present invention is not particularly limited.
  • the cultivation method of the present invention since the grown root of the plant is integrated with the above-mentioned film, it is possible to absorb fertilizer components from the liquid in contact with the film through the film. It is desirable that the seedlings are in the condition of a grown seedling.
  • the seed (or soil) may be contained or mixed in the support (or soil) in which the plant is to be held, so that the plant is capable of growing roots until the plant is integrated with the film. Even seeds immediately after germination can be cultivated by the cultivation method of the present invention.
  • the growth of plants by the cultivation method of the present invention cultivated from seedlings or seeds is uniform, and for example, the yield of seedling production and the like is improved. This is because the supply of water and nutrients through the film is more uniform than with normal overhead water, and as shown in Figures 14, 15 or 34, This is thought to be due to mutual roots being in close contact and sharing the rhizosphere.
  • a PVA film having a thickness of 40 ⁇ alone on a nutrient solution or a shoji paper layered on a PVA film is used, and the seeds of rutula and broccoli are used. Sufficient germination to germination growth during growth can be performed.
  • the film to be brought into contact with the plant may be a moisture-permeable film alone, or, if necessary, a paper such as shoji paper, moisture-absorbing fiber, non-woven cloth, etc. May be repeated.
  • the cultivation method of the present invention is very effective even as a means for producing vegetable sprout (sprout).
  • sprout is germinated and grown by sowing seeds in a medium such as polyurethane foam.
  • sprout can be grown on a film.
  • many characteristics of the cultivation method of the present invention can be utilized during the production of sprout.
  • a conventionally known support can be used without any particular limitation as the support (or soil) for holding the plant.
  • Such supports include, for example, soil (gravel, sand, soil), carbides, natural minerals (permikilite, perlite, zeolite, etc.), natural plant matter (peetmos, parks, moss, coconut husk, etc.). Etc.), water-retention materials for plant growth, and mixed planting materials for seedlings and seedlings, which contain them.
  • any commonly used soil or medium can be used in the present invention.
  • a soil or a medium include a soil used for soil cultivation and a medium used for hydroponics.
  • planted seedlings can be grown even without a plant holding support.
  • Example 23 to be described later shows a case where a case in which only a multi-film is stacked on a film is used
  • Example 24 shows a case where a plastic box is used between the film and the multi-film. The following shows data on the growth of seedlings when using the case provided with. In all of these cases, plant growth is observed.
  • Example 25 shows a case where a case in which a flexible polyurethane foam was placed between a film and a multi-film was used. In this case, the plants are still growing. Therefore, if the soil is not used at all from the commonly known soil, or if an artificial structure (plate, box, fibrous, cotton, particulate, foam, etc.) is used In this case, according to the system of the present invention, plants can be grown.
  • an artificial structure plate, box, fibrous, cotton, particulate, foam, etc.
  • the nutrient solution (or fertilizer solution) that can be used in the present invention is not particularly limited.
  • used in conventional hydroponics or hydroponics Any of the above liquid components can be used in the present invention.
  • the essential inorganic components that are essential for the growth of plants in water or nutrient solution are the main components: nitrogen (N), phosphorus (P), calcium (K), calcium ( Ca), magnesium (Mg), sulfur (S), and minor components: iron (Fe), manganese (Mn), boron (B), copper (Cu), zinc (Zn) And Molybdenum (Mo).
  • silicon (S i), chlorine (C 1), aluminum (A 1), sodium (Na) and the like as accessory components.
  • other physiologically active substances can be added as long as the effects of the present invention are not substantially inhibited. It is also possible to add sugars such as glucose (glucose).
  • plant stimulants containing vitamins, amino acids, sugars, microorganisms, and the like have been used.
  • plant vitality agent can also be generally used in the present invention.
  • vitamins, amino acids and the like can also be used.
  • peptone can be used as the amino acids.
  • vitamins for example, "yeast extract” can be used.
  • peptone is a general term for a variety of proteins generally obtained by enzymatic degradation or hydrolysis with an acid.
  • This peptone is defined as a substance that contains components from polypeptides to amino acids and does not solidify by heat treatment. (For details on this “peptone,” see, for example, Dictionaries 8 1 9 8 7 February 15th, Edition 30th edition Editors can see the editorial board of the Chemical Dictionary, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. P369]).
  • yeast extract refers to a substance that substantially impairs the vitamins, nucleic acid components, minerals, and unknown bacterial growth hormone contained in yeast. Instead of using the self-digesting action of the cells themselves and extracting them out of the cells, subjecting only their water-soluble parts to low-temperature treatment and spray-drying.
  • the Chemical Dictionary, Feb. 19, 7th, February 15th, Edition 30th Edition Editors can see the Chemical Dictionary Editor's Committee, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd.
  • the film should be integrated (or already integrated) with the film.
  • the temperature around the root that is, the rhizosphere temperature can be adjusted. According to such an embodiment, it becomes easier to control the rhizosphere temperature of the plant precisely and energy-saving than the conventional method in which the entire room such as a greenhouse is heated and Z-cooled.
  • the control of the rhizosphere temperature is particularly easy because the roots of the plant are in close contact with or integral with the film.
  • the system according to the present invention requires a very small amount of water to be heated and cooled, does not require an operation to increase the dissolved oxygen in the nutrient solution as in conventional nutrient solution cultivation, or
  • the nutrient solution in the storage tank is not in direct contact with the outside air and is sealed, so it has an excellent heat-retaining effect, and can be efficiently heated and cooled as a whole, and has an advantage in energy cost.
  • the heating effect in winter in the rhizosphere and the cooling effect in summer are shown in Example 17 for spinach.
  • the optimum temperature for growing spinach is 15 to 20 ° C, but in severe winter or midsummer, the optimum temperature range often falls significantly. It can be seen that, even in such a severe winter or midsummer season, by controlling only the rhizosphere to an appropriate temperature range, as shown in Example 17, the weight of the crop is increased and excellent growth can be obtained. (Cultivation method)
  • the cultivation method to be used in combination with the cultivation device 1 having the above-described configuration is not particularly limited as long as the cultivation device 1 having the above configuration is used.
  • Embodiments of the cultivation method that can be suitably used in the present invention are described below.
  • the film and the solution are in direct contact.
  • the solution can be heated by a heater disposed inside the solution. It is also possible to circulate the solution by heating it externally.
  • a styrofoam toro box can be used to place a film (a mesh box can be supported) on top of the fertilizer solution, put the soil on, and plant seedlings.
  • the aqueous fertilizer solution is covered with a film, and evaporation of water is mainly performed through plants, so that direct evaporation from the surface of the aqueous solution can be prevented.
  • FIG. 6 in this embodiment, the film is in contact with the solution via a net-like container.
  • the mesh container is useful for preventing damage to the film.
  • Figures 7 (a) and (b) show an example in which a film is placed in a net-like container ( Figure 7 (a)) and an example in which a plurality of these containers are placed in a solution ( Figure 7 (b)). .
  • this embodiment shows an example in which a solution is brought into contact with a film by a siphon effect at a contact surface between a film and a container.
  • this embodiment there is an advantage that the degree of freedom increases, such as the ease of switching the type of solution.
  • a solution is supplied in contact with a film by arranging a film on a water-absorbing mat such as a nonwoven fabric.
  • a water-absorbing mat such as a nonwoven fabric.
  • hydrophilic A container with water can be placed next to the container made of ester, and the siphon effect of the water-absorbing mat can guide the water to the soil container.
  • the supply of oxygen to the plant is separated from the supply of nutrients to the plant.
  • oxygen to the roots which was the biggest problem with conventional nutrient cultivation
  • nutrients are supplied to a necessary degree from the nutrient solution that comes in contact with the film. be able to. Therefore, in the present invention, the degree of freedom regarding the management of the concentration of the nutrient solution, pH, and the like is much greater than in conventional nutrient solution cultivation. That is, in the present invention, since the plant is physically separated from the nutrient solution by the film, the nutrient solution can be managed substantially independently of the plant. In other words, the replacement of the nutrient solution itself during cultivation and the management of the concentration of Z or the nutrient solution, pH, etc., become extremely easy.
  • the essential inorganic components necessary for plant growth include the following main components: nitrogen (N), phosphorus (P), calcium (K), calcium (Ca), and magnesium. (Mg), sulfur (S), and trace components: iron (Fe), manganese (Mn), boron (B), copper (Cu), zinc (Zn), and molybdenum (Mo) No.
  • sub-components include silicon (S i), chlorine (C 1), aluminum (A 1), and sodium (Na). These components are usually supplied in the form of ions. However, since the amount of each component required for each type of plant differs, it is generally necessary to determine the composition for each plant. Also, depending on the water used, it may be necessary to adjust the concentration taking into account the amount of ions contained.
  • the plant in which one nutrient solution plant is separated by a film, such adjustment of the nutrient solution composition can be performed much more easily.
  • the plant may be pulled up and separated from the first nutrient solution together with the film, and then immersed in a second nutrient solution having another composition.
  • the concentrations of individual components and total salt in nutrient solutions have a significant effect on crop growth and quality. Therefore, it is important to determine the concentration of the nutrient solution. It is clear that it greatly changes depending on the growth stage and growth environment conditions.
  • the composition of ingredients initially adjusted does not change during cultivation, and that unnecessary components do not accumulate.
  • the composition and concentration of liquid and drainage do not always match.
  • the nutrient solution present in the culture medium is called a starter nutrient solution
  • the nutrient solution that is drip-irrigated is called a top fertilizer solution, and the two are distinguished.
  • the pH (hydrogen ion concentration) of the nutrient solution changes due to the nutrient absorption of the plant. However, at the same time, it is known that it directly affects the nutrient absorption capacity of the plant roots. At high pH (alkaline side) conditions, the solubility of P, Ca, Fe, and Mn may be low and may not be in the ionic form that plants can absorb. At low pH (acid side), excessive absorption of Mn may occur. From this, pH 5.5 to 6.5 is generally considered to be suitable. The main cause of changes in the pH of nutrient solutions used in hydroponics is an imbalance in cation and anion absorption.
  • plants nitrate nitrogen - also affected by whether absorb either the priority of the ammonia nitrogen (NH 4 +), NO 3 (N0 3) - when is preferentially absorbed p H becomes upward trend , NH 4 + has a lower priority.
  • the pH of the nutrient solution can be easily changed by the generation of organic acids such as acetic acid, formic acid, and propionic acid due to leakage from the root and decay of the root.
  • such adjustment of the nutrient solution pH can be performed much more easily, similarly to the adjustment of the nutrient solution composition described above.
  • oxygen supply is the most important condition in growing plants.
  • the respiration of the roots increases and the oxygen demand increases, but on the other hand, there is a problem of oxygen deficiency because the dissolved oxygen concentration decreases.
  • Oxygen deficiency causes a phenomenon called “rooting” that results in root decay, ammonia formation, and an increase in nutrient solution pH.
  • the supply of oxygen to the roots is supplemented by dissolved oxygen in the liquid in hydroponics or by direct contact with oxygen in the air.
  • Dissolved oxygen in the liquid can be divided into two cases: spontaneous dissolution by contact between the liquid surface and the air layer, and suction by waterfall during liquid circulation.
  • the supply of oxygen to such a plant utilizes the oxygen in the air effectively and has very little moisture in the soil. More easily than in open-field cultivation.
  • fruits and vegetables such as tomatoes and melons have been devised to add high added value by improving quality.
  • hydroponic culture of melon it is common to increase the sugar content of fruits by increasing the concentration of the culture solution before harvesting.
  • concentration of the culture solution is increased, or salt is added to the culture solution, or seawater is added to increase the osmotic pressure to suppress the water absorption of the plant to obtain a fruit having a high sugar content.
  • the supply of water to the plant is in a relatively short state, so that high quality such as high sugar content can be easily achieved.
  • Example 15 For example, an example of cultivation of a mini tomato using the system of the present invention is shown in Example 15 described later.
  • the sugar content is 7.0 to 8.4 level.
  • Example 16 the Brix values of sunny lettuce, rutu kola and spinach grown by the system of the present invention showed higher Brix values as compared with the conventional method. (Nutrient solution management technology for high quality-low content of specific components)
  • Nitrate nitrogen Since leafy vegetables such as salad and spinach contain petiole in their edible parts, they may contain nitrate at high concentrations. It is said that nitrate reacts with saliva to form nitrite, and in the process of digestion, it produces a carcinogenic substance, nitrosoamine. For this reason, the nitric acid content in vegetables is becoming one of the important criteria for quality, and a lower content is required. To reduce the nitrate nitrogen content of the plant by nutrient solution management, it is possible to first stop the supply of nitrate nitrogen for several days before harvesting.
  • the roots of the plant in contact with the film are simultaneously in contact with the matritus used in soil cultivation.
  • the buffer effect against changes in the environment such as nutrient solutions is exhibited, and environmental control and the like become extremely easy, so that facility costs can be significantly reduced.
  • simplification of the cultivation environment makes it possible to remarkably reduce not only the facility costs described above but also the running costs. .
  • the nutrient solution of the above-described nutrient solution depends on the buffer capacity of the soil used for soil cultivation. Management can be greatly facilitated.
  • the above-mentioned simplification of oxygen supply substantially, the Equivalent or better oxygen supply
  • easier nutrient solution management more than conventional nutrient solution cultivation. It is possible to expand the target of plants to be applied
  • glucose (glucose) or the like is added to an agar medium and the like and sterilized. It has been done, but there are some serious problems. For example, high costs such as sterilization, use of a clean room, etc., removal of agar medium containing glucose when moving from the cultivation stage to the field, a decrease in the viability of the aquatic environment due to drastic changes in the water environment, and lower seedling quality. is there.
  • hydroponics consumes a lot of water
  • tomatoes in summer consume several hundred ml to more than 2 L per seedling per day.
  • it is 1 LZ per day.
  • an operation is performed to increase the contact surface with air to increase the dissolved oxygen in the nutrient solution.
  • the consumption of nutrient solution is 0.015 L / day in cultivation of sunny lettuce arugula, as shown in Example 19. It can be seen that the water consumption is very low.
  • Example 20 shows the result of observing the degree of contamination of the nutrient solution after cultivating several kinds of vegetables.
  • the nutrient solution after use is clear and almost maintains the initial transparency. This is because the nutrient solution is covered with a film covered with soil, there is almost no contamination from the soil side, or oxygen is hard to enter from outside air, and no light enters. Therefore, it is considered that microorganisms and algae are also difficult to grow. Therefore, when the nutrient solution is reused, the necessary processing can be performed easily and with minimal operations, and the reuse can be facilitated.
  • seedlings of cultivars are planted on rootstocks that are resistant to pests, dry and wet or cold and heat.
  • grafting is used to create seedlings. Watermelon and melons' grafting is used to grow vegetables such as watermelon, tomato and eggplant. About 0 to 90%, and tomato It is said that 5 to 15% is cultivated by grafting.
  • the nutrients of grafted crops are basically absorption of mineral nutrients from roots (stockstock) and photosynthesis.
  • nutrient solution-one plant is separated by the film, It is also possible to supply nutrients such as glucose to the plant to be grafted (or grafted) via a film until the scion is completely bonded to the rootstock.
  • the roots of the plant seedlings produced by the system according to the present invention are excellent in growth, have a large amount of roots, and have well-developed hair roots, so that they are suitable as rootstocks used for grafting.
  • the long-term durability (for example, resistance to tearing) of the film is high.
  • a method of increasing the durability of the film for example, there is a method of changing the film type such as a composition or a processing method such as stretching, or a method of increasing the thickness in the case of the same type.
  • the film thickness is simply increased, the ion permeability may decrease.
  • the ion permeability of the fertilizer component is a measure of 0.5% salt water permeability.
  • Example 21 for the hydrophilic polyester film and the PVA film, the film thickness was changed in the range of 20 to 75 / zm to obtain a 0.5% salt water permeability (a measure of the film permeability of fertilizer ions). ) Is shown.
  • the salt water permeability hardly changes, which is extremely advantageous in plant cultivation by the system of the present invention.
  • the water / ion permeability expressed by the difference of (EC) has a specific film thickness dependency. If the moisture / ion permeability is less dependent on the film thickness, the moisture / ion permeability of the film can be compared even if the film thickness is increased (for example, from the viewpoint of increasing the damage resistance of the film). This is because it is not easily lowered, and it is easy to achieve both improvement of the breakage resistance of the film and maintenance of the moisture Z ion permeability.
  • the pH was measured by a pH meter described below. Attach the sensor part of the pH meter calibrated with the standard solution (pH 7.0) to the solution to be measured, shake the body gently, wait for the value to stabilize, and read the value displayed on the LCD (liquid crystal display). I read.
  • the Brix% measurement was performed using a sugar content meter (refractometer) described later.
  • the measurement solution was sampled with a spot, dropped on the prism portion of the refractometer, and after measurement, the value of LCD was read.
  • Zaru pole set Zaru radius 6.4 cm (Bottom area approx. 130 cm 2 )
  • Electric conductivity meter Twin Cond B _ 1 7 3 Horiba, Ltd.
  • pH meter pH PAL TRANS Instruments (Gunze Sangyo) 8) Sugar refractometer (refractometer): PR 201 manufactured by Atago Co., Ltd.
  • Lock fiber granular cotton for cultivation 66 R (fine) Nitto Bo Ingredient (%) S i 0 2 4 3, Ca O 3 3, ⁇ 1 2 ⁇ 3 15, Mg O 6, Fe 2 O 3 1 or less, Mn O 1 or less
  • Microporous polypropylene film PH 35 (approx. 40 ⁇ ) Tokuyama
  • Non-woven fabric Charelia (ultra-fine fiber non-woven fabric) Asahi Kaseisha (seedling seeds)
  • the water evaporation and the EC value of the solution were measured 13 days and 35 days after the start of cultivation. After 35 days, the aforementioned “peeling test” was also performed.
  • Soil permikilite (fine grain), rock fiber 66 R 4)
  • Solution water, undiluted solution of Hyponex 100 times diluted aqueous solution, 10000 times diluted aqueous solution
  • FIGS. 11 to 13 are photographs showing the state of the plant on the 35th day from the start of cultivation obtained in the present example (in all cases, the soil is permeabilite).
  • Fig. 11 shows the results when Hyponex 100-fold diluted solution was used as the solution through the film
  • Fig. 12 shows the results when Hyponex 100-fold diluted solution was used
  • Fig. 13 shows water (tap water).
  • FIGS. 14 to 16 are photographs showing the state of the root as viewed from the back side (solution side) of the film 35 days after the start of cultivation obtained in this example. (In all cases, the soil is permikilite).
  • Fig. 14 shows the results when Hyponex 100-fold diluted solution was used as the solution via the film
  • Fig. 15 shows the results when Hyponex 100-fold diluted solution was used
  • Fig. 16 shows the water (tap water). This is the case when used.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the concentration of the liquid fertilizer used as the nutrient solution was Hyponex 100-fold, 2000-fold, and 300-fold dilution, and the items shown in Table 2 were used. An experiment was performed.
  • Liquid fertilizer dilution ratio 1 0 0 0 times 2 0 0 0 times 3 0 0 0 times
  • Example 2 An experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that permikilite was used as the soil, the film was a hydrophilic polyester with a black nonwoven fabric, and the items shown in Table 4 were used.
  • the number of true leaves of the final seedling is as follows: hydrophilic polyester with non-woven fabric ⁇ PVA> hydrophilic polyester ⁇ bob mouth> hydrophilic polyester with fabric. This trend was similar to the root development.
  • PH-35 showed no permeation of salt water.
  • the ultra-fine fiber non-woven fabric is completely permeable to salts with water, but PVA, hydrophilic polyesters and cellophane are also relatively permeable to salts.
  • the difference in the EC value between the saltwater system and the water system is less than 4.5 on the fourth day, although Bob Kun has a low salt permeation rate.
  • zaru bowl set described above, add 150 g of 5% glucose aqueous solution (glucose 50 ⁇ water 100 ml) to the bowl, spread a 200 x 200 mm film on the zaru, and add water One hundred fifty grams were added and placed on the powl. The time-dependent change of each concentration and weight was measured.
  • B ri x% is a unit of weight% when sucrose is dissolved in water.
  • B ri x 10% a liquid in which 100 g of sucrose is dissolved in 100 g.
  • Fig. 19 shows a graph of the above data.
  • the plants were cultivated under the following conditions, and the roots were manually peeled off from the obtained film (PVA film and nonwoven fabric that had been in contact with the plant roots).
  • Ultra-fine fiber nonwoven fabric (acrylic) Charelia (Asahi Kasei) (160 x 170 mm) Soil: Permiki Light
  • FIG. 20 is the back side of the nonwoven fabric. It is observed that roots protrude from the back side of the nonwoven fabric.
  • Figure 21 shows the front (soil) side of the nonwoven fabric, and the roots remain even after removing the soil. Thus, when the roots protrude from the back side of the film or the cloth, they are in a state of penetrating roots, which is not suitable for the cultivation of the present invention.
  • FIG. 22 shows the back side of the PVA film. Since the PVA film is transparent, it is observed that no root remains on both sides of the film.
  • Figures 23 and 24 show photographs of the growth status.
  • Figure 23 is a photograph of a seedling at the time of planting
  • Figure 24 is a photograph on the 43rd day.
  • Example 7 Boruse' bets (monkeys radius 6. 4 cm, capacity 1 3 0 cm 3) using a pure water put a film of 2 0 x 2 0 cm 1 5 0 g was added to the colander, 150 g of nutrient solution was added to the pole side and wrapped in Saran wrap. A total of seven containers were prepared at sampling times of 3, 6, 12, 24, 36, 48, and 72 hrs, and after a predetermined time had elapsed, samples were collected into sample containers at 100 ml each. The main fertilizer components in each sample were analyzed.
  • Moisture permeable film PVA film 25 ⁇ (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), hydrophilic polyester 20 ⁇ m (manufactured by Dupont)
  • Phosphoric acid unit p p m
  • Example 11 In the same manner as in Example 11, a nutrient solution was placed in a polystyrene foam mouthpiece box, the surface was covered with a film, and 0.2 to 0.3 g / cm 2 of permicilite was added thereon. The permuki hydrate was moistened with about 70% water, and arugula seedlings were planted using aluminum foil as a multi-film covering the soil surface. After the test period, the growth was observed and the weight of the plant was measured.
  • Table 17 shows the plant weight after growth, and Figures 32 to 33 show the growth status.
  • the growth of microporous polypropylene was clearly inferior, and water was permeated from the nutrient solution side, but fertilizer components were not.
  • Example 11 In the same manner as in Example 11 1, a solution of Hyponex stock solution (N: 5%, P: 10%, K: 5%) as a nutrient solution in a mouth box of 30 ⁇ 22 ⁇ 8 cm (manufactured by Hyponex Japan Co., Ltd.) 1.3 liters of a 300-fold diluted aqueous solution (EC: 1.37) was added, and a 48 ⁇ ⁇ 40 cm film of 40 ⁇ ⁇ ⁇ film (manufactured by Aiseguchi Chemical Co., Ltd.) was floated on top.
  • Hyponex stock solution N: 5%, P: 10%, K: 5%
  • EC 300-fold diluted aqueous solution
  • Supermix A (Sakata Seed Co., Ltd.) was placed as soil on the film at a depth of 2 cm, and 12 seedlings of sunny lettuce (three true leaves) were planted. They were grown in a Bullhouse (without temperature and humidity control) for a period of 200.21.1.12 to 200.3.1.11 (60 days). Thereafter, using a PVA film integrated with the root as a sample, an optical microscope photograph (magnification: 10 to: L00x) of the root interface was taken.
  • a detailed test method can be referred to in the section of low temperature polymerized resin tetanovite J on the homepage of Oike Shoji Co., Ltd. (ht tp / Vwww.okenshoji.co.jp /).
  • FIG. 34 shows the result of observation with an optical microscope. As shown in Fig. 34, it was observed that the root cells were placed on the PVA film surface without any gaps, and that the ⁇ VA film and the root were integrated.
  • Example 11 In the same manner as in Example 1, a foam box with a mouth made of foam was used.
  • the normal (commercially available) minitomato has a sugar content of about 5, whereas the sugar content of this embodiment is 7.0 to 8.4.
  • BriX% 0.5 (Brix% measurement: Handheld refractometer ATC-IE (manufactured by Atago Co., Ltd.)
  • Styrofoam containers (inner volume: 60 cm wide x 15 cm deep x about 3 m long) were wrapped in a 0.15 mm thick hydroponic sheet to form cultivation bulls. A nutrient solution was added to the pool, a film was laid, and about 2 cm of soil was placed on the film to form a cultivation bed. Seedlings were planted with the soil water content set at about 70%, and the growth of plants was observed with and without the moisture evaporation multi-film.
  • Multi-film Aluminum foil (Alpha Mic Co., Ltd.)
  • B rix% increased from 3.8 with mulch to 5.2 without mulch As shown in Table 19, compared to the commercially available hydroponic products of the comparative example, the B rix% was higher in the Example in each case. High, especially the value without multi-film with high water suppression.
  • a 18 x 28 x 7.5 cm bar was set in a styrene foam toro box (internal volume: approx. 26 L). A film was stretched out, and the soil was laid about 2 cm thick to provide a cultivation bed. 20 L of nutrient solution was added to the mouth box, and the mixture was heated to 19 ° C with a water tank heater. Seedlings were planted in soil, and the growth of the plants with and without heating was observed.
  • Soil Super Mix A (70% moisture) (Sakata Seed Co., Ltd. Seedling: Spinach II (Dimple Co., Ltd. Sakata Seed)
  • a film was placed on a styrene foam toro box (internal volume: about 15 L), and a soil with a water content of about 70% was placed at a depth of about 2 cm to make a cultivation bed.
  • the nutrient solution was added to the toro box in an amount of 4 to 6.5 L, and circulated and cooled to 20 ° C with a cooling device. Seedlings were planted in soil, and the growth status of the plants with and without cooling was observed.
  • Cooling system ReiSeaLX—502CX type (made by Ichiichi)
  • Example 16-2 In the same manner as in Example 16-2, a styrofoam container (internal volume: 60 cm wide x 15 cm deep x about 3 m long) is wrapped with a 2 mm thick water supply sheet, and a cultivation pool is used. And A nutrient solution was added to the pool, the surface was covered with a film, and the soil was laid about 2 cm thick on top of it, and water was added to the soil used as a cultivation bed, and seedlings were planted.As a multi-film for controlling water evaporation The growth status of plants with and without aluminum foil was observed.
  • Multi-film Aluminum foil (Alpha Mic Co., Ltd.)
  • Example 16-2 As in Example 16-2, a Styrofoam container (inner volume: 60 cm wide x 15 cm deep, approximately 3 m long) was wrapped with a 2 mm thick water supply sheet to form a cultivation pool. . A nutrient solution was added to the pool, the surface was covered with film, and the soil was laid about 2 cm thick on it to form a cultivation bed. The seedlings were planted by adding water to the soil, grown using Sylpa Multifilm as a multifilm, and the consumption of nutrient solution was measured. Nutrient pool area: 60 cm X 310 cm
  • Multi film Silver multi thickness 30 ⁇ m, width 95 cm, length 3.1 m
  • Fig. 41 to Fig. 43 show photographs of nutrient solution when mini tomato, rutula / sunny lettuce and spinach are cultivated, all of which are in a very clear state.
  • Mini Tomato 2.2 L of the nutrient solution was added to a styrene foam toro box (volume of 11 L), and the surface was covered with 40 ⁇ PVA film. On top of that, 0.6 g / cm 2 of permiki light was spread over the paddy, and the water content was adjusted to about 70% to form a cultivation bed. Planted mini tomato seedlings and grew them in Bierhaus.
  • Figure 41 shows a photograph of the nutrient solution 39 days after the start of cultivation.
  • Fig. 42 shows a photograph of the nutrient solution on day 20 after the start of cultivation. 3. Cultivation of spinach
  • the surface was covered with 40 tm PVA film. On top of that, 0.3 g Z cm 2 of vermiculite was spread over the water, and the water content was adjusted to about 70% to make a cultivation bed.
  • the seedlings of spinach were planted with multi-films and grown in Bull House.
  • Figure 43 shows a photograph of the nutrient solution 43 days after the start of cultivation.
  • Example 7 using a zaru pole set (zaru radius 6.4 cm, capacity: 130 cm 3 ), place a 20 x 20 cm film on the zaru and add 150 g of tap water. Then, 150 g of brine was added to the bowl side, wrapped in Saran wrap, and left at room temperature. At each sampling time, the nutrient solution on the water side (zaru) and the salt water side (ball) was thoroughly stirred, then sampled with a spot, and the EC value was measured.
  • Moisture permeable film A hydrophilic polyester film (manufactured by DuPont) and a PVA film (manufactured by Sanbon Chemical Co., Ltd.) having different thicknesses were used.
  • Hakata salt 37.5 g of sodium in 100 g, 110 mg of magnesium, 90 mg of calcium, 50 mg of calcium
  • Multi-film Polysilver Multi 30 ⁇ m (manufactured by Tokan Kosan Co., Ltd.)
  • Nutrient solution Otsuka House No. 1 and 2 (Otsuka Chemical Co., Ltd.) Nutrient solution E C: 1.
  • FIGS. 46 and 47 Photographs of the plant obtained 4 days after its growth are shown in FIGS. 46 and 47. As shown in these figures, both No. 1 (using PVA film alone) and No. 2 (using shoji paper on PVA film) are fully germinated and growing. It has been found.
  • Example 2 3
  • Multi-film Poly Silver Multi (manufactured by Tokan Kosan Co., Ltd.)
  • Nutrient solution Otsuka House No. 1 1.5 g / L, No. 2 lg ZL (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.)
  • Huinolem PVA 40 ⁇ m (Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.)
  • Manorechifuinorem Poly Silver Multi (manufactured by Tokan Kosan Co., Ltd.) Nutrient solution: Otsuka Haas No. 1 1.5 g ZL, No. 2 lg / L (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.)
  • FIGS. 5OA and 50B although there is a cell tray supporting the seedlings, it is observed that the seedlings are growing even if there is a space above the PVA film.
  • Figure 51 shows a photograph of the back of the tray observed.
  • X-cuts were made at intervals of 15 cm in the multi-film and urethane foam, and through this hole, seedlings of sunny lettuce (17 days after sowing seeds manufactured by Takii Seed Co., Ltd.) were planted. Subsequent plant growth was observed.
  • Multi-film Poly Silver Multi (manufactured by Tokan Kosan Co., Ltd.) Nutrient solution: Matsuzaki No. 1 6 g Z 8 L, Matsuzaki No. 2 4 g Z 8 L
  • FIGS. 52A and 52B it can be seen that they grow even when a structure such as a synthetic polymer which is not a general natural soil is used as a support.
  • Fig. 53 shows a photograph of the back side of the urethane foam. It can be seen that the roots of the Sani lettuce are well developed at the interface between the urethane foam and the PVA film.
  • PVA film # 2500 (25 ⁇ ), # 400 (0 ⁇ m), # 650 (65 m) (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.) Hydrophilic polyester: K 06-40 (40 ⁇ m) (Dupont) ⁇
  • Model ERV740 Capacity 9 L, power consumption 75 W (Matsushita Electric Works, Ltd.)
  • Figure 54 shows the moisture content of each temperature by temperature.
  • PVA shows a tendency that the water content increases as the temperature increases. Contrary to PVA, the hydrophilic polyester decreases in water content as the temperature increases.
  • the difference in film thickness of PVA or the difference in water content depending on the type of polymer is not so large, and is about 20 to 28%, including temperature changes.
  • an apparatus for plant cultivation having a film that can be substantially integrated with a plant root; a plant; and a film that is substantially integrated with the root of the plant A plant-film complex; and a plant cultivation method using the plant cultivation device.
  • the roots of the plant do not come into direct contact with the nutrient solution (the liquid containing the fertilizer component), and supply of oxygen to the plant body and supply of the fertilizer component Is in a state where the functions are suitably separated. Therefore, in the present invention, plants can effectively utilize oxygen in the air, supply oxygen to the roots, which is a problem of conventional hydroponic cultivation, precise management of the nutrient solution, Problems such as contamination of the nutrient solution or contamination of the plant with pathogenic bacteria from the nutrient solution can be easily eliminated.
  • the plant cultivation device of the present invention it is extremely easy to bring a plant to be cultivated into a water-suppressed state, and it is possible to improve the quality of the plant.
  • the fertilizer components or nutrients on the nutrient solution side that comes in contact with the film are effectively used, cultivating useful plants while reducing eutrophication on the nutrient solution side It is also possible.
  • the plant cultivation device of the present invention is brought into contact with natural water resources such as lakes and marshes (for example,

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Abstract

栽培すべき植物体を収容可能な形状を有する器具。該器具の少なくとも一部に、該植物体の根と実質的に一体化し得るフィルムが配置される。これにより、根に対する酸素供給と、水および肥料成分供給との両方ともを好適に行うことを可能とする植物栽培用器具、植物−フィルムの複合体、および植物栽培方法が提供される。

Description

明 細 書 植物栽培用器具および植物栽培方法 技術分野
本発明は植物栽培用器具、 植物一フィルム複合体、 および植物栽 培方法に関する。 よ り詳しく は、 本発明は、 植物の根と実質的に一 体化できるフィルムを有する植物栽培用器具 ；植物体と、 該植物体 の根と実質的に一体化したフィルム とを有する植物ーフイルム複合 体 ； および該植物栽培用器具を用いた植物栽培方法に関する。
本発明によれば植物体に対する酸素供給と、 水および肥料成分の 供給とを好適に機能分離することが可能となるため、 例えば、 養液 栽培の基本となる植物の根と養液が直接接することによ り生ずる多 くの問題、 すなわち根に対する酸素の供給、 養液の精密な管理、 根 からの養液の汚染あるいは養.液から植物への病原菌汚染等、 多くの 問題を解消することができる。 更に、 本発明の植物栽培用器具を用 いることにより、 栽培すべき植物を水分抑制状態として、 該植物を 高品質化することが容易になる。 更に、 本発明の植物栽培用器具を 用いることにより、 培養液からの植物への病原菌汚染が防止できる ために、 有糖培養、 すなわち、 クローン苗の組織培養を行う ことが 可能になる。 背景技術
従来よ り、 伝統的に種々の植物が露地 （ろじ） 栽培によ り、 すな わち、 太陽や土などの自然の恵みを利用して、 屋外で栽培されて来 た。 これに対して、 近年、 施設栽培、 すなわち、 ガラスやビニール フィルム等で覆われた温室あるいはハウスの中で植物を栽培する方 法も盛んに行われるよ うになって来た。 このような施設栽培におい ては、 露地栽培より も自然条件に左右されにくいため、 種々の植物 (例えば蔬菜類） を安定して作ることが可能と ¾るという利点があ る。
1 9 9 9年の統計によれば、 蔬菜類の施設栽培の総面積は 1 1万 2 8 2 2 h aに増加しており、 蔬菜の端境期をなく し、 種々の蔬菜 を年間通じて供給可能と した点で、 露地栽培によるものに比べて、 栄養的に劣るという批判もあるものの施設栽培の功績は大きい。 植物の施設栽培において、 露地栽培における連作障害の回避や栽 培不適地での栽培が可能であること、 露地栽培に比べると労働時間 の短縮につながることや、 単位面積当たりの収量増加、 工業的生産 の可能性等の観点から、 温室中の設備を用いて、 土を使わずに植物 を保持し、 且つ養分や水を与えて植物を栽培する、 いわゆる養液栽 培 （一般には 「水耕栽培」 と称される場合が多い） が導入され始め た。 この養液栽培においては、 土を使った栽培に比べて、 連作障害 がなく （特に、 燻蒸に使用する臭化メチルの全面使用禁止を控えて 、 この利点は大きい） 、 一般的に成長が早く収量が多い、 栽培環境 の調節が比較的容易である等の利点がある。
しかしながら、 1 9 9 9年における養液栽培の面積は 1 0 5 6 h aであって、 蔬菜施設栽培総面積の約 1 %にすぎない。 このよ う に 養液栽培が盛んとはならない大きな理由と しては、 初期資本投資が 大きく、 生産コス トが上昇しリスクが大きいことや、 管理に相当な 技術を要する、 栽培に一度失敗すると （病原菌の侵入や養液の調整 等） 壊滅的被害が出ること等が障害になることが挙げられる。
養液栽培の種類は、 噴霧耕、 水耕 （たん液式、 N F T ) 、 固形培 地 （砂耕、 れき耕、 ロ ックウール耕） の 3種類あり、 それぞれの方 式には利点、 欠点を有する （これらの各方式の詳細、 利害得失、 等 に関しては、 例えば文献 「養液栽培の新マニュアル」 編者 ： （社） 日本施設園芸協会、 発行所 ： （株） 誠文堂新光社、 発行 ： 2 0 0 2 年 7月を参照することができる） 。
上記した各方式の養液栽培システムに共通する最も重要なポイ ン トないし弱点は、 初期導入コス ト、 ランニングコス ト、 および酸素 の供給である。 更には、 養液栽培では根と養液が直接接触すること から、 養液の調整がデリケートであり、 その管理範囲が非常に狭い ことが問題となる。 特に、 養液の組成、 濃度、 p Hの変化には細心 の注意が必要とされている。 中でも、 養液栽培で最も問題となる点 の 1つは、 養液の p Hが容易に変化することである。
また、 植物に対する酸素の供給も、 最も重要な条件である。 特に 、 高温時には根の呼吸が高まって酸素要求量が増すが、 一方で溶存 酸素濃度は低くなるので、 酸素欠乏の問題がある。 酸素不足が発生 すると 「根づまり」 と称される現象が生じ、 その結果、 根が腐敗し 、 アンモニアが発生し、 養液の p Hが上昇し始める。 根への酸素の 供給は養液栽培では液中の溶存酸素によるか、 直接空気中の酸素に 接することによって補うことができるが、 一般的に養液栽培におい ては、 そのシステム構成上、 養液中の溶存酸素を使用せざるを得な い場合が多い。 しかしながら、 その性質上、 溶存酸素の濃度自体を 上昇させることは不可能であるため、 実際には、 養液栽培において は、 植物への酸素の供給が不充分となることが極めて多い。
加えて、 従来の養液栽培においては、 病原菌の感染防止が極めて 重大な問題である場合が極めて多い。 これを防止するための種々の 工夫が試みられている。 農薬の投与が考えられるが、 農薬登録上、 培養液中に農薬を添加することが出来ないので、 農薬によらない殺 菌方法が、 種々考えられている。 例えば、 紫外線、 オゾンや熱によ る殺菌、 ろ過による病原菌の除去、 銀等の金属イオンの添加による 殺菌、 拮抗微生物の添加等がある。 しかしながら、 いずれも付帯設 備の設置や管理によるコス トアップが問題になり、 更には、 植物体 にダメージを与えたり、 養液中の有効成分を分解する等の新たな問 題を生じ、 未だに決定的な感染防止の効果は得られていない。
(非特許文献 1 )
「養液栽培の新マニュアル」 編者 ： （社） 日本施設園芸協会、 （株 ) 誠文堂新光社、 2 0 0 2年 7月発行 発明の開示
本発明の目的は、 上記した従来技術の欠点を解消した植物栽培用 器具、 植物一フィルムの複合体、 および植物栽培方法を提供するこ とにある。
本発明の他の目的は、 根に対する酸素供給と、 水および肥料成分 供給との両方ともを好適に行う ことを可能とする植物栽培用器具、 植物一フィルムの複合体、 および植物栽培方法を提供することにあ る。
本発明の他の目的は、 植物の病原菌による感染の危険性を極めて 抑制した植物栽培用器具、 植物一フィルムの複合体、 および植物栽 培方法を提供することにある。
本発明者らは鋭意研究の結果、 フィルム （例えば高分子製フィル ム） 力 植物の根と実質的に一体化するという全く新たな現象を見 出した。
本発明者らは、 このよ うな知見に基づいて更に研究を進めた結果 、 フィルム と実質的に一体化した植物の根が、 フィルムを介して、 溶液中の肥料成分および水を植物の成長に必要な程度、 吸収する現 象をも見出した。
本発明の植物栽培用器具は上記知見に基づく ものであり、 より詳 しく は、 栽培すべき植物体を収容可能な形状を有する器具であって ； その少なく とも一部に、 該植物体の根と実質的に一体化しうるフ ィルムを有することを特徴とするものである。
上記構成を有する本発明においては、 前記フィルムと しては、 例 えば、 所定の温度 （ 2 7 ± 3 °C) において、 該フィルムを介して水 と塩水とを対向して接触させた際に、'測定開始 2 4時間後の水/塩 水の電気伝導度 （E C) の差 A E C 2 4 h r s ( d S / m ) を、 フ イルム厚み （ μ πι) を横軸にプロ ッ トしたグラフの傾き Δ E C 2 4 h r s ( d S/n / l O iz mが、 0 · 7以下であることが好まし い。 この傾き A E C 2 4 h r s ( d S /m) / 1 0 μ mは、 更には 0. 5以下、 特に 0. 3以下であることが好ましい。 このようなフ イルムを用いた場合には、 フィルム厚みに基づく耐久性と、 フィル ム透過性との良好なパランスを容易に得ることができる。
本発明によれば更に、 植物体と、 該植物体の根と実質的に一体化 したフィルム とを少なく とも有する植物一フィルムの複合体が提供 される。
本発明によれば更に、 植物体を収容可能な形状を有する器具であ つて ； その少なく とも一部に、 該植物体の根と実質的に一体化しう るフィルムを有することを特徴とする植物栽培用器具を用い ； 該容 器中に植物保持用支持体および植物体を配置し ； 肥料成分を含有す る水を、 少なく とも前記フィルムを介して接触させつつ、 前記植物 体を栽培する植物栽培方法が提供される。
上記構成を有する本発明の植物栽培用器具においては、 植物の根 と養液 （肥料成分を含む液体） とが直接には接触してはいない。 換 言すれば、 植物体に対する酸素供給と、 水および肥料成分の供給と が好適に機能分離された状態にある。 このため、 本発明においては 、 植物が空気中の酸素を有効に利用することができ、 従来の養液栽 培の問題 （すなわち、 植物の根と養液が直接に接することにより生 ずる多くの問題） であったところの、 根に対する酸素の供給、 養液 の精密な管理、 根からの養液の汚染あるいは養液から植物への病原 菌汚染等の問題を容易に解消することができる。 更に、 本発明の植 物栽培用器具を用いることによ り、 栽培すべき植物を水分抑制状態 とすることが極めて容易となり、 該植物を高品質化することができ る。
本発明者は上記によ り得られた知見に基づき更に研究を進めた結 果、 以下のよ うな現象をも観察した。
すなわち、 本発明によるシステムでは、 水は水蒸気として根の存 在する側のフィルム表面に供給され、 他方、 肥料成分も膜中の水に イオンとして溶ける。 この肥料成分は、 （ 1 ) 根が直接フィルム表 面から水と共に吸収する、 あるいは （ 2 ) 根の存在する側の膜表面 に水が存在すると肥料成分が膜中からこの水に移行し根が吸収する 、 の 2通りの方法で根に吸い上げられると推定される。 後述する実 施例 （実施例 1 2 ) には主要な肥料成分が膜 （フィルム） を透過す るデータが示されており、 明らかに肥料成分が膜を透過しているこ とがわかる。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の植物栽培用器具の基本的な態様の例を示す模式 断面図である。
図 2は、 本発明の植物栽培用器具の他の態様例を示す模式断面図 である。
図 3は、 本発明において用いるフィルム特性 （水一塩水接触） 測 定を説明するための模式断面図である。
図 4は、 本発明に用いるフィルム特性 （引き剥がし強度） 測定を 説明するための模式斜視図である。
図 5は、 本発明の植物栽培用器具の他の態様例を示す模式断面図 である。
図 6は、 本発明の植物栽培用器具の他の態様例を示す模式断面図 である。
図 7は、 本発明の植物栽培用器具の他の態様例を示す模式断面図 である。
図 8は、 本発明の植物栽培用器具の他の態様例を示す模式断面図 である。
図 9は、 本発明の植物栽培用器具の他の態様例を示す模式断面図 である。
図 1 0は、 本発明において用いるフィルム特性 （水蒸発量） 測定 を説明するための模式断面図である。 ， 図 1 1は、 実施例において得られた植物の生育状態を示す写真で ある。
図 1 2は、 実施例において得られた植物の生育状態を示す写真で ある。
図 1 3は、 実施例において得られた植物の生育状態を示す写真で ある。
図 1 4は、 実施例において得られた植物根のフィルム上の発達状 態を示す写真である。
図 1 5は、 実施例において得られた植物根のフィルム上の発達状 態を示す写真である。 ，
図 1 6は、 実施例において得られた植物根のフィルム上の発達状 態を示す写真である。
図 1 7は、 本発明において用いるフィルムの特性 （引き剥がし強 度） 測定用の試験片を示す写真である。 図 1 8は、 本発明において用いるフィルム特性 （水—塩水接触） 測定結果の例を示すグラフである。
図 1 9は、 本発明において用いるフィルム特性 （水ーブドウ糖接 触） 測定結果の例を示すグラフである。
図 2 0は、 植物の根がフィルムを突き抜けた状態の例を示す写真 である。
図 2 1 は、 植物の根がフィルムを突き抜けた状態の例を示す写真 である。
図 2 2は、 植物の根がフィルムを突き抜けない状態の例を示す写 真である
図 2 3は、 実施例において得られた植物の生育初期の状態を示す 写真であ
図 2 4は、 実施例において得られた植物の生育終盤の状態を示す 写真であ
図 2 5は、 アンモニア性窒素のフィルム透過性を表すグラフであ る
図 2 6は、 硝酸性窒素のフィルム透過性を表すダラフである。 図 2 7は、 りん酸のフィルム透過性を表すグラフである。
図 2 8は、 カリ ゥムのフィルム透過性を表すグラフである。
図 2 9は、 カルシウムのフィルム透過性を表すグラフである。 図 3 0は、 マグネシゥムのフィルム透過性を表すグラフである。 図 3 1 は、 硫黄のフィルム透過性を表すダラフであ
図 3 2は、 植物の植付け時の状態を表す写真である
図 3 3は、 植物の栽培終了時の状態を表す写真であ
図 3 4は、 植物の栽培終了時の、 根/フィルム Ζ養液の界面近傍 の状態を表す光学顕微鏡写真 （倍率 ： 2 5 0倍） であ
図 3 5は、 冬季加温時および無加温時の植物の植付け時の状態を 表す写真である。 ，
図 3 6は、 冬季加温時および無加温時の植物の栽培終了時の状態 を表す写真である。
図 3 7は、 夏期冷却時および無冷却時の植物の植付け時の状態を 表す写真である。
図 3 8は、 夏期冷却時および無冷却時の植物の栽培終了時の状態 を表す写真である。
図 3 9は、 水分蒸発を防ぐためのマルチフィルムが有る場合と無 い場合の植物の栽培終了時の状態を表す写真である。
図 4 0は、 水分蒸発を防ぐためのマルチフィルムが有る場合と無 い場合の植物の栽培終了時の状態を表す写真である。
図 4 1は、 ミニ トマ ト栽培開始後 3 9 日 目の養液の写真である。 図 4 2は、 ルツコラ、 レタス栽培開始後 2 0 日 目の養液の写真で ある。
図 4 3は、 ホウレンソゥ栽培開始後 4 3 日 目の養液の写真である 図 4 4は、 種々の厚みの親水性ポリエステルフィルムの 0 . 5 % 塩水透過性を示すグラフである。
図 4 5は、 種々の厚みの P V Aフィルムの 0 . 5 %塩水透過性を 示すグラフである。
図 4 6は、 P V Aフィルム上に種子 （ルツコラ） を配置して発芽 させた状態を示す写真 （倍率 ： 0 . 5倍） である。
図 4 7は、 P V Aフィルム と障子紙とを重ねた上に種子 （プロッ コリー） を配置して発芽させた状態を示す写真 （倍率 ： 0 . 5倍） である。
図 4 8は、 本発明に使用するフィルムを中間フィルムとして配置 した態様を示す模式断面図である。 図 4 9 Aおよび 4 9 Bは、 実施例 2 3において得られた、 植物の 生長の程度を示す写真である。
図 5 O Aおよび 5 0 Bは、 実施例 2 4において得られた、 植物の 生長の程度を示す写真である。
図 5 1 は、 実施例 2 4において得られた、 セルト レーの裏側を示 す写真である。
図 5 2 Aおよび 5 2 Bは、 実施例 2 5において得られた、 植物の 生長の程度を示す写真である。 .
図 5 3は、 実施例 2 5において得られた、 ウレタンフォームの裏 側を示す写真である。
図 5 4は、 実施例 2 6において得られた、 数種のフィルムの含水 率の温度変化示すダラフである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 必要に応じて図面を参照しつつ本発明を更に具体的に説明 する。 以下の記載において量比を表す 「部」 および 「％」 は、 特に 断らない限り質量基準とする。
(植物栽培用器具）
本発明の植物栽培用器具は、 植物体を収容可能な形状を有する器 具であって ； その少なく とも一部に、 該植物体の根と実質的に一体 化し得るフィルムを有する器具である。
該器具の基本的な一態様を示す図 1 を参照して、 この態様の植物 栽培用器具 1 は、 植物体を収容するための収容部 2を与える （画す る） ための壁材 3 と、 該壁材 3が画する収容部 2の底部に対応する 位置 （植物体の根が接触すべき部分） の少なく とも一部に配置され たフィルム 4 とを含む。 該フィルム 4は、 植物体の根と実質的に一 体化し得る性質を有する。 図 1においては、 収容部 2の底部全域にフィルム 4を配置してい るが、 本発明においては、 該底部の少なく とも一部に、 フィルム 4 が配置されていれば足りる。 また、 器具 1 の強度、 フィルム 4 の補 強等の観点から、 他の材料 （例えば、 壁材 3 と同じ材料） で、 フィ ルム 4.を適当な数に分割してもよい。 この場合には、 例えば、 障子 の 「さん」 と同様の内枠 （形状は、 格子状、 放射状、 同心円等、 任 意である） を設けて、 フィルム 4を適当な数に分割することができ る。
また、 必要に応じて （強度、 植物体保持等の条件が満たされる限 り ） 、 壁材 3を含めた器具 1 の全体をフィルム 4ないしは該フィル ム 4 と同様の材料 （ただし、 厚さは適宜調節する） で構成してもよ い。 即ち、 従来より使用されてきたような公知の植物栽培用容器 （ 例えば、 ポッ ト状、 ト レィ状、 プラ ンター状） の全ての部分を、 フ イルム 4ないしは該フィルム 4 と同様の材料で構成することも可能 である。
フィルム 4 と壁材 3 とは一体的に成形してもよく、 また接着剤や 物理的固定手段等の接着 · 固定手段を用いて、 相互に固定してもよ い。
上記構成を有する植物栽培用器具 1は、 例えばこの図 1に示すよ うに、 溶液容器 5内に配置された溶液 6に、 少なく とも収容部 2の 底面 （この場合にはフィルム 4 ) が接触するようにして、 溶液 6 と 接触させることができる。
(他の態様）
図 2は、 本発明の植物栽培用器具 1の他の態様を示す模式断面図 である。 図 2を参照して、 この態様においては、 植物体収容部 2を 画する機能を有する有孔の壁材 3 (例えば、 「ざる」 状の形状を有 する壁材 3 ) の内側 （植物体を配置すべき側） に、 植物体の根と実 質的に一体化し得る性質を有するフィルム 4が全面的に配置されて いる以外は図 1の態様と同様である。
(他の態様 2 )
また例えば、 図 4 8の模式断面図に示すように、 本発明のフィル ムを中間フィルム 1 2 と して配置し、 下方フィルム 1 3 として水あ るいは養液を保持する機能を有するフィルムを配置し、 更に、 上方 フィルム 1 1 として、 水分蒸発を防ぐため、 水蒸気透過の無いフィ ルムあるいは中間フィルム 1 2より水蒸気透過の少ないフィルム、 の 3層で構成することができる。 また、 上方のフィルム 1 1空気 （ 植物にとって有用な酸素や炭酸ガスなど） を透過することがより望 ましい。 この 3層のフィルムの端を、 例えば熱あるいは接着剤で接 合することができる。 各フィルムないし積層フィルムの形状は特に 制限されないが、 必要に応じて、 端以外の部分 1 4を点状および/ 又は線状に接合することができる。
例えば上面フイルム 1 1 に植物の植えこみ口 1 5を設け、 植物を 植えこむことができる。 その際、 必要に応じて、 植物支持体を使用 しても良い。 例えば、 下面フィルム 1 3には液体の給排水口 1 7を 設け、 養液あるいは水 1 6を供給できるようにすることができる。
このような形態にすることにより、 養液あるいは水が袋に密封さ れ、 本システム全体の搬送や、 設置の際水溶液が外に漏れることが ない。 '
上記した本発明のシステムは、 水平だけでなく、 壁掛けのように 垂直にも置く こともできるため、 多様な形態における使用が可能で ある。
(フィルム）
本発明において、 植物栽培用器具 1 を構成するフィルム 4 (また は図 4 8のフィルム 1 2 ; 以下同様） は、 「植物体の根と実質的に 一体化し得る」 であることが特徴である。 本発明において 「植物体 の根と実質的に一体化」 できるか否かは、 例えぱ、 後述する 「一体 化試験」 によって判断できる。 本発明者らの知見によれば、 「植物 体の根と実質的に一体化し得る」 フィルム 4 としては、 以下のよう な水分透過性ノイオン透過性のパランスを有するフィルムが好まし いことが見出されている。 本発明者らの知見によれば、 このような 水分/イオン透過性のパランスを有するフィルムにおいては、 栽培 すべき植物の成長 （特に、 根の成長） に好適な水分/養分透過性の バラ ンスが容易に実現できるため、 根と実質的に一体化が可能とな ると推定される。 本発明において、 植物はフィルムを通して肥料を イオンと して吸収するが、 このような使用するフィルムの塩類 （ィ オン） 透過性が、 植物に与えられる肥料成分の量に影響すると推定 される。 該フィルムを介して水と塩水を対向して接触させた際に、 下記に示す測定開始 4 日後の水ノ塩水の電気伝導度 （E C ) の差が 4 . 5 d S Z m以下のイオン透過性を有するフィルムを好適に用い ることができる。 このようなフィルムを用いた際には、 根に対する 好適な水あるいは肥料溶液を供給し、 該フイルム と根との一体化を 促進することが容易となる。
このフィルムは、 耐水圧と して 1 0 c m以上の水不透性を有する ことが好ましい。 このようなフィルムを用いた際には、 根に対する 好適な酸素供給および該フィルムを介しての病原菌汚染を防止する ことが容易となる。
(耐水圧）
耐水圧は J I S L I 0 9 2 ( B法） に準じた方法によって測定 することができる。 本発明のフィルムの耐水圧としては 1 0 c m以 上、 好ましく は 2 0 c m以上、 よ り好ましく は 3 0 c m以上である (水分/イオン透過性）
本発明においては、 上記フィルム 4は、 該フィルムを介して水と 塩水 （ 0. 5質量％) とを対向して接触させた際に、 測定開始 4 日 後の水/塩水の栽培温度において測定した電気伝導度 （E C) の差 が 4. 5 d S /m以下であることが好ましい。 この電気伝導度の差 は、 更には 3. 5 d S Zm以下であることが好ましい。 特に、 2. O d S /m以下であることが好ましい。 この電気伝導度の差は、 以 下のようにして測定することが好ましい。
ぐ実験器具等 >
なお、 本明細書の以降の部分 （実施例も含む） において用いた実 験器具、 装置および材料は、 （特に指定がない限り） 後述する 「実 施例」 の前の部分に示した通りである。
<電気伝導度の測定方法 >
肥料は、 通常イオンの形で吸収されるため、 液中に溶けている塩 類 （あるいはイオン） 量を把握することが望ましい。 このイオン濃 度を測定する手段と して電気伝導度 （E C、 ィーシ一） を用いる。 E Cは比導電率ともいい、 断面積 1 c m2 の電極 2枚を 1 c mの距 離に離したときの電気伝導度の値を使用する。 単位はシーメ ンス （ S ) が使われ、 S / c mとなるが肥料養液の E Cは小さいので、 1 1 0 0 0の m SZ c mを使う （国際単位系では d S / m ( dはデ シ） と表示する） 。
実際の測定においては、 上記した電気伝導度の測定部位 （センサ 一部） にスポィ トを用いて試料 （例えば溶液） を少量乗せ、 導電率 を測定する。
<フィルムの塩/水の透過試験 >
市販の食塩 （例えば、 後述する 「伯方の塩」 ） 1 0 gを水 2 0 0 O m l に溶解して、 0. 5 %塩水を作製する (E C : 約 9 d S /m ) o
図 3を参照して、 上記 「ざるポウルセッ ト」 を使い、 ざる上に試 験すべきフィルム （サイズ ： 2 0 0〜 2 6 0 X 2 0 0〜 2 6 0 mm ) を乗せ、 該フィルム上に水 1 5 0 gを加える。 他方、 ボウル側に 上記の塩水 1 5 0 gを加え、 得られた系全体を食品用ラップ （ポリ 塩化ビニリデンフィルム、 商品名 ： サランラップ、 旭化成社製） で 包んで、 水分の蒸発を防ぐ。 この状態で、 常温で放置して、 2 4 h r s毎に水側、 塩水側の E Cを測定する。
本発明においては、 フィルムを介する植物の根の養分 （有機物） 吸収を容易とする点からは、 上記フィルムは、 所定のグルコース透 過性を示すことが好ましい。 このグルコース透過性は、 下記の水/ グルコース溶液の透過試験によ り好適に評価できる。 本発明におい ては、 上記フィルムは、 該フィルムを介して水とグルコース溶液と を対向して接触させた際に、 測定開始後 3 日 目 （ 7 2時間） の水/ グルコース溶液の栽培温度において測定した濃度 （B r i x %) の 差が 4以下であることが好ましい。 この濃度 （B r i x % ) の差は 、 更には、 3以下、 よ り好ましく は 2以下 （特に 1 . 5以下） であ ることが好ましい。
<フィルムの水 Zダルコース溶液透過試験 >
市販のグルコース （ブドウ糖） を用いて 5 %グルコース溶液を作 製する。 上記塩水試験と同様の 「ざるポウルセッ ト」 を使い、 ざる 上に試験すべきフィルム （サイズ ： 2 0 0〜 2 6 0 X 2 0 0〜 2 6 O mm) を乗せ、 該フィルム上に水 1 5 0 gを加える。 他方、 ボウ ル側に上記のグルコース溶液 1 5 0 gを加え、 得られた系全体を食 品用ラップ （ポリ塩化ビニリデンフィルム、 商品名 ： サランラップ 、 旭化成社製） で包んで、 水分の蒸発を防ぐ。 この状態で、 常温で 放置して、 2 4 h r s毎に水側、 グルコース溶液側の糖度 （B r i X % ) を糖度計で測定する。
(植物との一体化） ·
後述する実施例 1 の条件 （パーミキユライ ト使用） で、 試験を行 う。 すなわち、 サニーレタス （本葉 1枚強） を 2本用いて、 実施例 1 の液肥 （原液ハイポネックス 1 0 0 0倍希釈液） 条件で、 3 5 日 間、 植物の成長試験を行う。
得られた植物—フィルムの系において、 植物苗の根元で茎葉を切 断する。 根の密着したフィルムの茎がほぼ中心になるように、 該フ イルムを巾 5 c m (長さ ： 約 2 0 c m ) に切断して試験片とする図 1 7を参照） 。
図 4を参照して、 ばね式手秤に市販のク リ ップを付け、 上記で得 た試験片の一方をク リ ップで固定して、 ばね式手秤の示す重量 （試 験片の自重に対応 = Aグラム） を記録する。 次いで試験片の中心に ある茎を手で持ち、 下方に緩やかに引き下げて、 根とフィルムが離 れる （あるいは切断される） 際の重量 （荷重 = Bグラム） をばね式 手秤の目盛りから読み取る。 この値から初期の重量を差し引き、 得 られた （B—A ) グラムを巾 5 c mの引き剥がし荷重とする。
本発明においては、 このようにして測定された剥離強度において 、 前記植物体の根に対して 1 0 g以上の剥離強度を示すフィルムが 好適に使用可能である。 この剥離強度は、 更には 3 0 g以上、 特に 1 0 0 g以上であることが好ましい。
(光学顕微鏡による確認）
上述したように、 本発明においては、 フィルムと植物の根の一体 化は、 根が密着したフィルムから根を引き剥しため必要な荷重の大 きさで評価するこ とができるが、 この一体化は、 光学顕微鏡によつ ても確認することができる。 例えば、 後述する実施例 1 4に示すよ うに、 根とフィルムの界面の'光学顕微鏡写真において、 根とフィル ムが一体化して、 根がフィルム表面を実質的に隙間無く覆っている ことが観察され、 フィルムと植物の根が一体化していることが確認 されている。 また、 根と根が密着し、 お互い.に根を共有している様 子が見られる。
(フィルム材料)
上述した 「根と実質的に一体化し得る」 性質を満足する限り、 本 発明において、 使用可能なフィルム材料は、 特に制限されず、 公知 の材料から適宜選択して使用することが可能である。 このような材 料は、 通常フィルムないし膜の形態で用いることができる。
より具体的には、 このよ うなフィルム材料としては、 例えば、 ポ リ ビュルアルコール ( P V A ) 、 セロ ファ ン、 酢酸セノレロース、 硝 酸セルロース、 ェチルセルロース、 ポリ エステル等の親水性材料が 使用可能である。
上記フィルムの厚さも特に制限されないが、 通常は、 3 0 0 μ m 以下程度、 更には 2 0 0〜 5 μ πι程度、 特に 1 0 0〜 2 0 μ πι程度 であることが好ましい。
必要に応じて、 上記フィルム 4は他の材料と複合化 （例えば、 ラ ミネート化） してもよい。 このような複合化は、 例えば、 フィルム の強度維持の点から好ましい。 上記した 「他の材料」 としては、 本 発明におけるフィルム 4の効果 （根との実質的な一体化） を実質的 に妨害しない限り特に制限されない。 通常の多孔質材料 （例えば、 不織布） 、 透水性および/又はイオン透過性材料等を、 植物体から 見てフィルム 4よ り外側 （すなわち、 フィルム 4よ り溶液側） に配 置しても、 本発明におけるフィルム 4の効果が実質的に妨害されな い場合が多い。 他方、 後述するよ うに、 所定の材料を植物体から見 てフィルム 4より内側 （すなわち、 フィルム 4よ り植物側） 配置し ても、 本発明におけるフィルム 4の効果が実質的に妨害されない場 合もあり得る （したがって、 このような 「他の材料」 も使用可能で ある） 。
本発明のフィルム 4の強度補強、 取り扱い易さおよび形状保持性 の向上の目的で、 必要に応じて、 「他の材料」 と複合化する場合、 このような 「他の材料」 としては、 例えば、 ポリエチレン、 ポリプ ロ ピレン、 ポリ エチレンテレフタ レー ト、 ポリ アミ ド、 ポリ ビュル アルコール、 セルロース等から成る不織布および連通孔を有するス ポンジ等が挙げられる。 該複合化の手法と しては、 例えば、 貼り合 せ、 二重容器等が挙げられる。
更には、 フィルム 4 の機械的強度を考慮して、 該フィルム 4の外 側を、 水透過性を有する他の材料で力パーしてもよい。 該 「他の材 料」 とフィルム 4 とは接触 （一部接触を含む） していてもよく、 ま た必要に応じて、 互いに間隙をおいて配置してもよい。 このような 材料と しては、 例えば、 金属、 プラスチック、 セラミ ック、 木材等 の比較的堅い材料が挙げられる。
(器具 · 収容部 · 壁材）
器具 1 の形状、 大きさ等も特に制限されず、 例えば、 従来より使 用されてきたような公知の栽培容器 （例えば、 ポッ ト状、 トレイ状 、 プランター状） の形状、 大きさ等を、 そのまま用いることができ る。
また、 該器具 1 の収容部 2 の形状、 大きさ、 ないしは該収容部を 与えるための壁材 3の材質、 厚さ等も、 特に制限されず、 育成すベ き植物の水分消費量、 容器の内容積、 植物支持体 （土壌等） の通気 性、 水の温度等の種々の条件を考慮して、 適宜選択することが可能 である。
例えば、 壁材 3 の材質としては、 軽量化、 易成形性および低コス ト化の点からはポリプロ ピレン、 ポリ塩化ビュル、 ポリエチレン等 の汎用プラスチックが好適に使用可能である。
(無孔性親水性フィルムと多孔性疎水性フィルム）
水を透過せず、 水蒸気を透過する透湿性材料には、 （ 1 ) 多孔性 を持つタイプと、 （ 2 ) 無孔性のタイプとの 2種類が知られている 。 前者の多孔性の材料と して、 微孔を多数付与した疎水性高分子フ イルムがあるが、 このタイプの場合、 水蒸気は微孔を透過するので あって、 疎水性であるフィルム自身に水が浸透しないので、 肥料成 分としてのイオンは実質的に透過できないと推定される。 他方、 本 発明者の知見によれば、 後者の無孔性のタイプにおいては、 肥料成 分としてのイオンの透過が容易である。 この点からは、 （ 1 ) 微孔 を有する疎水性高分子フィルムよ り も、 （ 2 ) 無孔性のタイプの方 が本発明のシステムに適している。 例えば、 後述する実施例 （実施 例 1 3 ) には、 微孔性ポリ プロ ピレンフィルム Γ p H - 3 5 J ( ( 株） トクャマ製） を用いた植物栽培例が示されている。 この例にお いては、 2 6 日間栽培後の植物体の重量が P V Aフィルムでは 1 3 . 1 gなのに対し、 微孔性ポリ プロ ピレンフィルムでは 1 g以下と 育ちが劣り、 実質的に肥料成分が微孔性ポリプロ ピレンフィルムを 透過していないことを示している。
(マルチフィルムによる植物体の成長性および糖度 Z B r i x値の 制御）
本発明においては、 いわゆる 「マルチフィルム」 も、 好適に使用 することができる。 ここに、 「マルチフィルム」 とは、 植物の生長 を助けるため、 防寒 · 乾燥防止などを根元や幹などに施す目的のた めに使用されるフィルムを言う。 このようなマルチフィルムを用い た場合には、 水分の有効利用性が高まるというメ リ ッ トを得ること ができる。
すなわち、 本発明によるシステムでは、 養液からフィルム中に移 動した水が、 フィルムに密着した植物の根によって直接吸収される 以外に、 土壌側のフィルム表面から水蒸気と して蒸発する傾向があ る。 このように蒸発する水蒸気を大気中に出来る限り逃がさないよ うにするために、 土壌表面をマルチフィルムで覆う ことができる。 マルチフィルムで覆うことにより、 土壌側のマルチフィルム面に水 蒸気を凝結させ、 水と して利用することができる。
例えば、 実施例 1 8にサニーレタスおよびルッコラのマルチフィ ルムの有無による、 作物の重量および B r i x値を示した。 マルチ フィルムによ り作物重量が増え、 マルチフィルム無しは、 よ り水分 抑制がかかって、 B r i X値が上がることを示している。
(フィルムの含水率）
本発明者の知見によれば、 無孔性親水性フィルムがィォン透過す る理由は、 肥料成分であるイオンが水と共にフィルムの片側から中 に浸透し、 反対側のフィルム面に到達するためであると推定される 。 このメ カニズムに従えば、 例えば、 フィルムの含水率が大きくす ることによ り、 水分および肥料成分等の透過量を増大させることが できる。
後述する実施例 2 6には、 フィルムの含水率を測定した結臬を示 す （この実施例において使用したフィルムは、 フィルム種類や厚み による含水率の差は、 比較的に小さいものであった） 。 本発明にお いては、 例えば、 含水率をよ り高めたフィルムに改質することによ り、 水分あるいは肥料成分等の透過を、 更に大きくすることができ る。 このように、 含水率をよ り高めるためのフィルム改質は、 フィ ルムに親水性をよ り多く持たせることで、 例えば、 [文献 ： P . J . フローリー著 「高分子化学 I」 昭和 4 0年 8月 2 0 日第 3版第 9 刷、 訳者 岡 小天、 金丸 競 発行所 丸善株式会社 P 3 8〜 4 7、 P 4 8〜 5 4、 P 1 6 8〜 2 2 1 ] で参照される方法で水酸 基 （OH) などの親水基を含む分子をよ り多く、 共重合することで 可能となる。 また、 表面改質方法があり、 その詳細は、 例えば [文 献 ： 「電気電子用プラスチック材料」 発行 2 0 0 2年 3月 株式 会社東レリサーチセンター P 4 7〜7 7 ] を参照することができ る。
(フィルム組成へのイオン基の導入）
一般に、 植物は肥料成分を水に溶けた状態のィオンとして吸収す る。 例えば、 肥料成分の 1つである窒素は、 NH4 + あるいは NO 3 - と して植物に吸収されるが、 どちらの成分を吸収し易いかは植 物によって異なる。 従来は、 供給する肥料として NH4 + 体窒素と N O 3 — 体窒素のパランスを変えることが行われてた。 本発明のシ ステムにおいては、 例えば、 フィルム中にプラスイオン基を導入す ることにより NO 3 一 を透過しにく くすることができる。 他方、 フ イルム中にマイナスイオン基を導入することによ り、 NH4 + を透 過しにく くする とができる。 このように、 フィルム組成へのィォ ン基の導入の詳細に関しては、 例えば、 [文献 ： ？ . J . フローリ 一著 「高分子化学 I」 昭和 4 0年 8月 2 0 日第 3版第 9刷、 訳者 岡 小天、 金丸 競 発行所 丸善株式会社 P 3 8〜4 7、 P 4 8〜5 4、 P 1 6 8〜2 2 1 ] で参照される方法でイオン基を、 導 入することで可能となる。 また、 表面改質方法があり、 その詳細は 、 例えば [文献 ： 「電気電子用プラスチック材料」 発行 2 0 0 2 年 3月 株式会社東レリサーチセンター P 4 7〜7 7 ] を参照す ることができる。
(容器の形成方法）
上記構成を有する植物栽培用器具の使用方法は特に制限されない が、 例えば、 該容器中に植物保持用支持体および植物体を配置し、 少なく とも前記フィルムを水もしくは肥料溶液に接触させつつ、 該 植物体を栽培すればよい。
(植物体）
本発明において栽培可能な植物 （体） は、 特に制限されない。 本 発明の栽培方法においては、 植物の成長した根が、 上記したフィル ムと一体化した後に、 該フィルムを介して接する液体からの肥料成 分吸収が可能となるため、 該植物は、 ある程度成長した苗の状態で あることが望ましい。 ただし、 該植物を保持すべき支持体 （ないし 土壌） 中に、 該植物がフィルムと一体化するまでの根の成長を可能 とする程度の養分および水分を含有ないし混入することにより、 種 子ないし発芽直後の種子であっても、 本発明の栽培方法によ り栽培 することが可能となる。 また、 苗あるいは種から栽培された本発明 の栽培方法による植物体の生育は均一であり、 例えば、 苗生産など の収率が向上する。 これは、 通常の頭上権水に比べ、 フィルムを介 する水や養分の供給がよ り均一であること、 また、 図 1 4、 1 5あ るいは図 3 4に示されるように、 植物体相互の根が密着し、 根圏領 域を共有するためと考えられる。
また、 本発明においては、 支持体無しで、 直接フィルム上に植物 体 （例えば、 種子） を蒔いて発芽させ、 生育させることも可能であ る。
例えば、 後述する実施例 2 2に示すように、 養液の上に厚み 4 0 μ πιの P V Aフィルム単独あるいは P V Aフィルム上に障子紙を重 ね、 ルツコラとブロ ッコ リ一の種子を用いて、 充分な発芽〜生育に おける発芽生長を行う ことができる。 この場合、 植物体に接触させ るべきフィルムは、 透湿性フィルム単独であってもよく、 また、 必 要に応じて、 透湿性フィルムに障子紙等の紙、 吸湿性の繊維、 不織 布等を重ねてもよい。
このよ うに、 フィルム上に直接種子を蒔き、 生育させることによ り、 得られた生長後の植物体を 「苗」 として使用できることはもち ろんであるが、 野菜のスプラウ ト （新芽） を作製する手段と しても 、 本発明の栽培方法は非常に有効となる。 例えば、 本発明の特徴の 一つとして前述したように、 養液からのウィルスや病原菌から植物 体力 S汚染されることを有効に防止することができる。 また、 一般的 には、 スプラウ トは発泡ポリ ウ レタンなどの培地に種子を蒔いて、 発芽生育する方法がと られているが、 本発明によれば、 フィルム上 にスプラウ トを生長させることが出来るため、 容易に根とフィルム を剥がすことによ り、 スプラウ トを容易に回収することも可能にな る。 その他、 スプラウ トの製造時においても、 本発明の栽培方法が 有する、 多くの特徴を活かすことが出来ることは、 もちろんである
(植物保持用支持体）
本発明においては、 上記の植物保持用支持体 （ないし土壌） と し ては、 従来より公知の支持体を特に制限なく使用することが可能で ある。 このよ う な支持体としては、 例えば、 土壌 （礫、 砂、 土） 、 炭化物、 天然鉱物質 （パーミキユラィ ト、 パーライ ト、 ゼォライ ト 等） 、 天然植物質 （ピー トモス、 パーク、 水苔、 ヤシガラ等） 、 植 物育成用保水材およびこれらを配合した苗育苗用混合植込材料等が 挙げられる。
(土壌）
上述したように、 通常使用される土壌ないし培地は、 本発明にお いて、 いずれも使用可能である。 このような土壌ないし培地と して は、 例えば、 土耕栽培に用いられる土壌、 および水耕栽培に用いら れる培地が挙げられる。
例えば、 無機系では天然の砂、 れき、 パミ スサンドなど、 加工品 (高温焼成等） では、 ロ ックウール、 パーミキユライ ト、 パーライ ト、 セラミ ック、 籾殻くん炭など。 有機系では天然のピートモス、 ココヤシ繊維、 樹皮培地、 籾殻、 ニータン、 ソータンなど、 合成品 の粒状フヱノール樹脂などがある。 また、 これらの混合物でもよい 。 必要最小限の肥料および微量要素を、 これらの土壌ないし培地に 加えてもよい。 本発明者らの知見によれば、 本発明の栽培器具/栽 培方法においては、 植物の根が、 フィルムを介して接触する養液側 から吸収可能な程度に伸びるまでの養分は、 ここに言う 「必要最小 限の肥料および微量要素」 と して、 フィルムよ り内側 （すなわち、 植物側） に加えておく ことが望ましい。
(植物保持支持体が無い場合）
本発明のシステムにおいては、 植物保持支持体が無い場合でも植 えつけ苗を生育することができる。 例えば、 後述する実施例 2 3に は、 フィルムの上にマルチフィルム重ねただけのケースを用いた場 合を示し、 実施例 2 4には、 フィルムとマルチフィルムの間にブラ スチックの箱で空間を設けたケースを用いた場合の苗の生育を行つ たデータを示す。 これらのいずれの場合にも、 植物の生育が認めら れる。
また、 実施例 2 5には、 フィルムとマルチフィルムの間に軟質ゥ レタンフォームを置いたケースをを用いた場合示す。 この例におい ても、 やはり植物体は生育している。 従って、 一般的に知られてい る土壌から、 土壌の類を全く使用しない場合、 あるいは、 人工的な 構造物 （板状、 箱状、 繊維状、 綿状、 粒子状、 発泡体など） を使用 する場合にも、 本発明のシステムによれば、 植物を生育させること ができる。
(養液）
本発明において使用可能な養液 （ないし肥料溶液） は特に制限さ れない。 例えば、 従来の養液栽培ないし水耕栽培において使用され てきた液状成分は、 本発明においていずれも使用可能である。
一般には、 水あるいは養液とした植物の生育にとって必要不可欠 な無機成分と しては、 主要な成分と して ： 窒素 （N) 、 リ ン （P) 、 カ リ ウム （K) 、 カルシウム （C a ) 、 マグネシウム （M g ) 、 硫黄 （ S ) 、 微量成分と して ： 鉄 （F e ) 、 マンガン （Mn) 、 ホ ゥ素 （B) 、 銅 （C u) 、 亜鉛 （ Z n) 、 モリ ブデン （M o ) が挙 げられる。 さらにこの他に、 副成分として、 珪素 （ S i ) 、 塩素 （ C 1 ) 、 アルミニウム （A 1 ) 、 ナト リ ウム （N a ) 等がある。 必 要に応じて、 本発明の効果を実質的に阻害しない限り、 その他の生 理活性物質も加えることができる。 更に、 グルコース （ブドウ糖） などの糖質を添加することも可能である。
近年、 窒素、 りん酸、 カリ ウムなどの肥料成分の他に、 ビタミ ン 類、 アミノ酸、 糖類、 微生物等が含まれている植物活力剤と称され る材料が使用されている。 このよ う な 「植物活力剤」 も、 本発明に おいて一般に使用可能である。 例えば、 前述した糖類以外にも、 例 えば、 ビタ ミ ン類、 アミノ酸類等も使用可能である。 このアミ ノ酸 類としては、 例えば 「ペプトン」 が使用可能である。 また、 ビタミ ン類と しては、 例えば 「酵母エキス」 が使用可能である。
ここに、 ペプトンとは、 一般的に各種のたんぱく質を酵素分解ま たは酸で加水分解したものの総称である。 このペプトンは、 ポリべ プチドからアミ ノ酸までの成分が混在し、 加熱処理によ り凝固しな い物質と定義.されている （この 「ペプトン」 の詳細については、 例 えば文献 [化学大辞典 8 1 9 8 7年 2月 1 5 日縮刷版第 3 0刷 編集者 化学大辞典編集委員会 発行所 共立出版株式会社 P 3 6 9 ] を参照することができる） 。
上記の 「酵母エキス」 とは、 酵母菌に含まれるビタミン、 核酸成 分、 ミネラル、 未知の菌体増殖ホルモンなどを実質的に損なう こと なく菌体自身の自己消化作用を利用して菌体外に取り出し、 その水 溶性部分だけを低温処理およぴ噴霧乾燥したものを言う （この 「酵 母エキス」 の詳細については、 例えば文献 [化学大辞典 3 1 9 8 7年 2月 1 5 日縮刷版第 3 0刷 編集者 化学大辞典編集委員会 発行所 共立出版株式会社 P 6 0 3 ] を参照することができる）
(根圏温度の制御）
本発明においては、 必要に応じて、 フィルムを介して植物体の根 と接触する液体 （例えば、 養液） の温度を制御することにより、 該 フィルムと一体化すべき (ないしは、 既に一体化した） 根周辺の温 度、 すなわち根圏温度を調節するこ とができる。 このよ うな態様に よれば、 温室等の室内全体を暖房 Z冷房していた従来の方式と比べ て、 植物の根圏温度を精密に、 且つ省エネルギー的にコント ロール することが容易となる。
本発明においては、 特に、 植物体の根がフィルムと密着ないし一 体化しているため、 根圏温度の制御が特に容易である。
加えて、 本発明によるシステムでは加温、 冷却すべき使用水量が 極めて少ないこと、 従来の養液栽培のように、 養液の溶存酸素を増 やす操作が不要であること、 あるいは、 栽培べッ ド中の養液が外気 と直接に触れず、 密閉されているため保温効果に優れ、 全体と して 加温冷却を効率的に行う ことができ、 エネルギーコス トに優位性が ある。 例えば、 根圏の冬場の加温、 夏場の冷却効果をホウレンソゥ について実施例 1 7に示す。 ホウレンソゥの育成適温は 1 5〜 2 0 °Cとされるが、 厳冬期や盛夏においては、 適温範囲を大きく はずれ ることが多い。 このよ うな厳冬期や盛夏の時期においても、 根圏の みを適温範囲に制御することにより、 実施例 1 7に示すように、 作 物重量がアップし優れた生育が得られることがわかる。 (栽培方法）
本発明においては、 上記した構成を有する栽培器具 1 を使用する 限り、 これと組み合わせて使用すべき栽培方法は、 特に制限されな い。 本発明において好適に使用可能な栽培方法の態様を、 以下に述 ベる。
(好適な栽培方法）
図 5の模式断面図を参照して、 この態様においては、 フィルム と 溶液とが直接に接触している。 この態様においては、 溶液内部に配 置したヒーターによって、 該溶液を加温することもできる。 また、 溶液を外部で加温して循環することもできる。 例えば、 発泡スチロ ール製の ト ロ箱を用い、 肥料溶液の上にフィルム （網目のある箱を 支えにしてもよい） を置き、 土壌を乗せ、 苗を植え付けることがで きる。' この態様においては、 肥料水溶液はフィルムによって蓋をさ れ、 水分の蒸発は主として植物を通して行われるので、 水溶液表面 から直接の蒸散を防ぐことができる。
図 6の模式断面図を参照して、 この態様においては、 フィルムが 網状の容器を介して溶液と接触している。 網状の容器は、 フィルム の破損防止等のために有用である。 図 7 ( a ) および （ b ) は、 網 状の容器内にフィルムを配置した例図 7 ( a ) ) と、 溶液中にこれ らの容器を複数配置した例図 7 ( b ) ) を示す。
図 8の模式断面図を参照して、 この態様においては、 フィルム と 容器の接触面におけるサイホン効果で、 溶液をフイルムと接触させ る例を示す。 この態様においては、 溶液の種類切替の容易さなど自 由度が増えるという利点がある。
図 9の模式断面図を参照して、 この態様においては、 不織布等の 吸水マッ トの上にフィルムを配置することにより溶液をフイルムと 接触させて供給する。 例えば、 フィルムと して不織布付親水性ポリ エステルを用いた容器の隣に水の入った容器を置き、 吸水マツ トの サイホン効果で土壌の容器に水を導く ことができる。
本発明においては、 上記したような図 5〜図 9の個々に示した構 成の 2以上を、 必要に応じて組み合わせてもよい。
(本発明の利点）
上記構成を有する本発明の栽培器具ないし栽培方法を用いること によ り、 植物に対する.酸素供給が、 植物に対する養分供給から機能 分離されることとなる。 すなわち、 従来の養液栽培の最大の問題点 であった根への酸素が、 空気中から充分に供給可能ある一方で、 養 分はフィルムを介して接触する養液から必要な程度を供給すること ができる。 したがって、 本発明においては、 養液の濃度、 p H等の 管理に関し、 従来の養液栽培におけるよ り も遥かに自由度が増大す る。 すなわち、 本発明においては、 植物体がフィルムによって養液 と物理的に分離されているため、 実質的に、 植物体とは無関係に養 液を管理することが可能となる。 換言すれば、 栽培途中における養 液自体の交換、 および Z又は養液の濃度、 P H等の管理が極めて容 易になる。
更に、 本発明によれば、 養液中の有害細菌から、 植物体を隔離す ることが極めて容易である。 加えて、 フィルムを介して接触する養 液からの水分供給が、 植物に対しては比較的抑制されるため、 糖度 等の点における品質の向上も可能となる。
(養液における利点）
上述したように、 植物の生育にとつて必要不可欠な無機成分とし ては、 主成分 ： 窒素 （N) 、 リ ン ( P ) 、 カ リ ウム (K) 、 カルシ ゥム （C a ) 、 マグネシウム （M g ) 、 硫黄 （ S ) 、 微量成分とし て ： 鉄 （F e ) 、 マンガン （Mn ) 、 ホウ素 （B) 、 銅 （C u) 、 亜鉛 （Z n) 、 モリ ブデン （M o ) が挙げられる。 さ らにこの他に 、 副成分と して、 珪素 （ S i ) 、 塩素 （C 1 ) 、 アルミニウム （A 1 ) 、 ナト リ ウム （N a ) 等がある。 これらの成分は通常はイオン の形で供給されるが、 植物の種類ごとに要求する各成分の量が異な るため、 一般には、 植物ごとに配合を決める必要がある。 また、 使 用する水によっては、 含まれるイオンの量も考慮した濃度の調整が 必要になる場合がある。
養液一植物体がフィルムによって分離されている本発明において は、 このような養液組成の調整も、 遥かに容易に行うことができる 。 例えば、 植物体をフィルムごと第 1 の養液から引き上げて分離し 、 他の組成を有する第 2の養液中に浸漬すればよい。
(養液の濃度）
養液の個々の成分濃度や全塩濃度は、 作物の生育や品質に大きな 影響を及ぼす。 従って、 養液の濃度をどの値にするかは重要な問題 である。 生育段階、 生育環境条件によって大きく変化することが明 らカ になっている。
これまで、 日本では最初に調整したときの成分組成が栽培中にも 変化せず、 不必要なものは蓄積しないことが理想とされてきたが、 ロ ックウール等の固形培地では、 かん液する培養液と排液の組成、 濃度は必ずしも一致していない。 欧州では、 培地内に存在する養液 をスターター養液、 3々かん液する養液を追肥養液と呼び、 両者を 区別している。 今後、 栽培の各段階で、 養液組成、 濃度を変化させ ることが必要になる可能性がある。
養液一植物体がフィルムによって分離されている本発明において は、 このよ うな養液濃度の調整も、 上記した養液組成の調整と同時 に、 遥かに容易に行う ことができる。
( P H )
養液の p H (水素イオン濃度） は植物の養分吸収によって変化す るが、 同時に、 植物体の根による養分吸収能にも直接影響すること が知られている。 高 p H (アルカリ性側） 条件では P、 C a、 F e 、 Mnの溶解度が低い場合があり、 また植物の吸収できるイオン形 態でない場合もある。 また、 低 p H (酸性側） では Mnの過剰吸収 が生じる場合がある。 このことから、 一般的に p H 5. 5〜 6. 5 が好適とされる。 養液栽培で用いる養液の p Hが変化する主な原因 は、 陽イオンと陰イオンの吸収の不均衡である。 また、 植物が硝酸 態窒素 （N03 — ) とアンモニア態窒素 （NH4 + ) のどちらを優 先吸収するかによっても影響を受け、 NO 3 ― が優先吸収されると p Hは上昇傾向となり、 NH4 + が優先すると低下する。 更に、 根 からの漏出や、 根の腐敗による、 酢酸、 蟻酸、 プロピオン酸等の有 機酸の生成によっても、 養液の p Hが容易に変化することである。 養液—植物体がフィルムによって分離されている本発明において は、 このような養液 p Hの調整も、 上記した養液組成の調整と同様 に、 遥かに容易に行う ことができる。
(酸素濃度）
一般に、 植物体の育成において、 酸素の供給は最も重要な条件で ある。 特に、 高温時には根の呼吸が高まって酸素要求量が増すが、 一方で溶存酸素濃度は低くなるので、 酸素欠乏の問題がある。 酸素 不足が発生すると 「根づまり」 と称される現象が生じ、 その結果、 根が腐敗し、 アンモニアが発生し、 養液の p Hが上昇し始める。 根 への酸素の供給は水耕栽培では液中の溶存酸素によるか、 直接空気 中の酸素に接することによって補う。 液中の溶存酸素による場合に は、 液表面と空気層との接触によって行う 自然溶存の場合と、 液循 環の際の瀑気ゃ吸い込みによって行う場合に分けられる。 直接空気 中の酸素に接する場合は、 N F Tの一部の方式 （養液を一次的に止 め、 根を空気に完全にさらす） やロ ックウール等で行われている。 根の発育生態を見ると、 溶存酸素のみによる場合には根毛がほと んど発'達せず、 環境適応幅も狭い。 それに対し、 空気中の酸素を利 用した場合には根毛が良く発達し、 環境の変化に対し順応性が高い 。 したがって、 有機物が充分に供給された土壌の場合には土壌の団 粒構造が発達しており、 土壌中に空気すなわち酸素が充分含まれる ため、 そこで栽培した植物の根には根毛が発達しており、 環境に対 する適応性も高くなる。 養液栽培は、 この土壌で栽培した場合の良 い点を取り入れる努力がなされ、 かつ土壌の場合に生じる欠点を補 う ことを目標にしているため、 特にこの酸素の供給に対しては細心 の注意が払われてきた。
養液一植物体がフィルムによって分離されている本発明において は、 このような植物への酸素の供給は、 空気中の酸素を有効に利用 して、 かつ、 土壌中水分が極めて少ないため、 従来の露地栽培と同 等以上に、 容易に行う ことができる。
(高品質化のための養液管理技術一高糖度）
最近、 トマトやメ ロ ン等の果菜類では、 高品質化により高付加価 値をつける工夫がなされている。 メ ロンの養液栽培では、 収穫前に 培養液濃度を高めて果実の糖度を上げることがよく行われている。 トマ トでは通常、 培養液濃度を高めたり、 培養液に食塩を加えたり 、 あるいは海水を加えて浸透圧を高めて、 植物体の吸水を抑制して 、 高糖度の果実を得ている。
養液一植物体がフィルムによって分離されている本発明において は、 植物への水の供給は比較的不足した状態であるため、 高糖度等 の高品質化を容易に行う ことができる。
例えば、 後述する実施例 1 5に本発明のシステムによるミニ トマ トの栽培事例を示すが、 通常のミニ トマ トの糖度 4〜 5に対し、 こ の例では糖度 7 . 0〜 8 . 4 レベルは少なく とも可能であることが 確認されている。 実施例 1 6においては、 本発明のシステムにより 栽培したサニーレタス、 ルツコラおよびホウレンソゥの B r i x値 は、 通常法と比較してが、 いずれも高い B r i x値を示している。 (高品質化のための養液管理技術一特定成分の低含量化）
養液一植物体がフィルムによって分離されている本発明において は、 上述したように、 養液組成、 濃度、 p H等の調整が極めて容易 であるため、 以下のような特定成分の調整も容易に行う ことができ る。
( 1 ) 硝酸態窒素 サラダやホウレン草等の葉菜にはその可食部に 葉柄部が含まれているため、 高い濃度で硝酸塩が含まれていること がある。 硝酸塩は唾液と反応して亜硝酸塩となり、 更に消化の過程 で発ガン性を持つニ トロソァミンという物質を生成するとされてい る。 このため、 野菜に含まれる硝酸含量が品質の重要な基準の 1つ になりつつあり、 その低含量化が求められている。 養液管理によつ て植物体の硝酸態窒素含量を低下させるには、 まず収穫前の数日間 、 硝酸態窒素の供給を停止することで可能である。
( 2 ) シユウ酸 葉菜の中でもホウレン草は特にシユウ酸含量が高 いものと して知られている。 シユウ酸はァク、 えぐ味の成分である ばかりでなく、 尿路結石の原因物質と しても知られ、 その低含量化 が求められている。 例えば、 養液中の硝酸態窒素を減らすことでシ ユウ酸含量を低下させることができる （ただし、 一般的には若干の 生育の抑制も伴う傾向がある） （養液栽培のデメ リ ッ トの克服ない し軽減）
( 1 ) 一般的には養液栽培においては、 初期の資本投資額が大き いとされている。 すなわ'ち、 養液栽培では温室 · ハウスなどの園芸 用施設だけでなく、 養液栽培装置の設置が不可欠であり、 土耕栽培 と比較して初期投資額が大きくなる。 しかも、 養液の給液管理や環 境制御等を自動化する場合には、 さらに各種コ ン ト ローラーへの投 資が必要となる。
これに対して、 養液一植物体がフィルムによって分離されいる本 発明においては、 フィルムと接している植物の根が同時に土耕栽培 に使用されているマ ト リ ッタスに接触しているため、 養液等の環境 変化に対する緩衝効果が発揮され、 環境制御等が極めて容易となる ため、 施設コス トを著しく軽減することが可能となる。
( 2 ) —般的には、 養液栽培においては、 ランニングコス トがよ り多くかかるとされている。 すなわち、 養液栽培は土耕栽培に比べ 肥料費や光熱動力 (費をより多く要する。 また、 培養液の分析、 機器 のメンテナンスのほか、 方式によっては使用済み口 ックウールや廃 液等の廃棄物処理に費用がかかる場合もある。
これに対して、 養液一植物体がフィルムによって分離されいる本 発明においては、 栽培環境の簡略化により、 上述した施設コス トの みならずランニングコス トをも著しく軽減することが可能となる。
( 3 ) —般的には、 養液栽培においては、 培養液の管理が難しい とされている。 すなわち、 養液栽培の場合、 土耕栽培より も地下部 の緩衝能力が小さいため、 肥料成分や温度、 酸素量等の影響を受け やすい。
これに対して、 養液一植物体がフィルムによって分離されいる本 発明においては、 先に述べたように、 用いられている土耕栽培用の 土壌の緩衝能力によ り、 上述した養液の管理を著しく容易化するこ とが可能となる。
( 4 ) 一般的には、 養液栽培においては、 導入できる植物 （例え ば、 野菜） の種類が限定されている。
これに対して、 養液一植物体がフィルムによって分離されいる本 発明においては、 上述した酸素供給の容易化 （実質的に露地栽培と 同等以上の酸素供給） 、 および養液管理の容易化に；よ り、 従来の養 液栽培より も。 適用すべき植物の対象を拡大することが可能となる
( 5 ) 更に、 従来、 有糖培養によってのみ生育可能な幼苗の栽培 方法 （例えば、 組織培養によるクローン苗の栽培等） においては、 寒天培地等にグルコース （ブドウ糖） 等を添加し、 無菌的に行われ てきたが、 いく つかの重大な問題点がある。 例えば、 滅菌操作、 ク リーンルームの使用等の高いコス ト と培養段階から圃場に移行する 際のグルコースを含む寒天培地の除去、 水分環境の激変による活着 率の低下、 および苗の低品位化である。
これに対して、 養液一植物体がフィルムによって分離されている 本発明においては、 グルコース等の栄養成分がフィルムを介して植 物に供給され、 かつ酸素が充分供給され、.かつフィルムによって菌 による汚染が防止されるため、 上述した従来の組織培養法の問題点 が完全に解消される。
(養液 （水） の消費量）
一般的には、 養液栽培では水の使用量が多く、 夏場のトマ トでは 1 日 1本の苗当たり数百 m Lから 2 L以上も消費すると言われてい る。 実際にガーベラ養.液栽培において測定された例では 1 L Z日 · 本とされている。 一般の養液栽培の場合は、 表面から大気中への直 接蒸発があることに加え、 養液中の溶存酸素を増やすために空気と 接触面を増やすための操作が行われるため、 水分の消費が多くなる これに対して、 本発明による事例では、 実施例 1 9に示すように 、 サニーレタスゃルッコラの栽培で養液の消費量が 0 . 0 1 5 L / 日 · 本であり、 非常に水消費量が少ないことがわかる。 加えて、 水 使用量が少ないので、 肥料の口スを少なくすることが期待できる。 水使用量が少ないことは設備投資あるいはランニングコス トの面で 経済的優位性がある。 更には、 本発明によれば、 水および肥料使用 量を最小限に抑えることが可能であり、 コス ト面以外にも、 使用済 み廃液も最小限に抑えることができ、 環境汚染の極小化が可能とな る。
(養液の再使用、 コンタミネーシヨ ン抑制)
本発明によるシステムでは、 養液が土壌や根から隔離されている ので、 根 ·からの分泌物や土壌による養液汚染が少なく、 使用後の養 液は不純物がほとんど無く、 p Hや養液濃度の管理が容易になる。 実施例 2 0に、 数種類の野菜栽培後の養液の汚染程度を観察した結 果を示す。 この実施例 2 0のいずれの例においても、 使用後の養液 は清澄で、 初期の透明さを、 ほぼ保っていいる。 これは、 養液が土 壌の敷かれたフィルムで蓋をされている状態にあり、 土壌側からの 汚染が殆ど無いこと、 あるいは、 外気から酸素が入りにく く、 また 、 光も入らないことから、 微生物や藻類も育ちにくいためと考えら れる。 従って、 養液の再使用に際し必要な処理も容易に且つ最小限 の操作で良く、 再利用もし易ぐなる。
また、 養液からの土壌汚染が少ないので、 土壌と して、 肥料成分 やその他不純物を含まない材料を用いることで、 植物の根が微量分 泌する物質を回収、 定性、 定量することが容易になる。
(接木）
一般的に、 土壌中の病気や線虫、 又は低温や高温によ り野菜の生 育が困難な場合、 病害虫抵抗性、 耐乾湿性あるいは耐寒耐暑性をも つ台木に栽培品種の穂木を接木して苗作りをすることが行われる場 合がある。 スイカ . メ ロン ' キユウ リ · トマ ト · ナスなどの野菜栽 培には接木を用いた栽培法が行われており、 スイカでは 9 5 %と多 く、 メ ロ ン * キユウ リ · ナスでは 4 0〜 9 0 %ほど、 および トマ ト は 5〜 1 5 %が接木によ り栽培されているとされる。
接木した作物の栄養源は、 基本的には （台木の） 根からの無機栄 養の吸収と光合成であるが、 本発明においては、 養液一植物体がフ イルムによって分離されているため、 台木に穂木が完全に接合する までの間、 グルコース等の栄養分をフィルムを介して、 接木すべき (または接木した） 植物に供給することも可能である。 また、 本発 明によるシステムで作られた植物苗の根は生育に優れ、 根の量も多 く、 毛根も発達しているため、 接木に使用する台木と しても適して レヽる。
(フィルム強度とィオン透過性の関係）
一般に、 フィルムの厚さが大きくなるにつれて、 （根等によるフ ィルムの破れ難さは増大するが） 養液の透過性は減少する傾向にあ る と考えられる。
本発明によるシステムでは、.植物栽培を長期にわたりフィルム上 で行うので、 フィルムの長期耐久性 （例えば、 破れ難さ） は高い方 が好ましい。 フィルムの耐久性を上げる方法は例えば、 組成や延伸 などの加工方法などフィルム種類を変えること、 あるいは、 同一種 類の場合は厚みを増す方法もある。 これに対して、 フィルム厚みを 単に増した場合、 イオン透過性が低下する可能性がある。
しかしながら、 本発明者の知見によれば、 例えば、 スキン構造を 有するフィルムにおいては、 厚さが厚くなつても、 透過性はあま り 低下しない場合があることが見出された。 例えばソルベント · .キヤ スティ ングでは、 表面のみが先ず乾燥して緻密な膜 （スキン層） を 形成するため、 スキン構造を有するフィルムが形成される。 この場 合、 スキン構造以外の部分 （フィルム内部） は、 かなり多孔質のま まである。 本発明者の知見によれば、 「養液の透過」 は、 緻密なス キン層の透過が律速であり、 内部の多孔質部分はあま り影響がない (すなわち、 スキン構造の厚さがあまり変化しなければ、 フィルム の厚さが大きくなつても、 透過性はあまり低下しない） と推定され る。 例えば、 後述するように P V Aフィルムを使用した場合には、 厚さが厚くなつても、 透過性はあまり低下せず非常に好都合である ことが判明している。 後述する実施例 2 1に示すように、 フィルム 強度を上げるために、 フィルム厚みを増しても、 P VAフィルムの 場合には、 肥料成分のイオン透過性の目安である 0. 5 %塩水透過 性が、 大きく変化しない利点がある。
この実施例 2 1においては、 親水性ポ リ エステルフィルム と P V Aフィルムについて、 フィルム厚みを 2 0〜 7 5 /z mの範囲で変え 、 0. 5 %塩水透過性 （肥料イオンのフィルム透過性の目安となる ) の試験結果が示されている。 P V Aフィルムの場合はフィルム厚 みを 2 5〜 6 5 μ mに変えた場合、 殆ど塩水透過性が変化せず、 本 発明のシステムによる植物栽培において、 非常に有利であることが わ力 る。
(水分 ィオン透過性のフィルム厚み依存性）
本発明においては、 上記フィルムは、 所定の温度 （ 2 7 ± 3 °C) において、 該フィルムを介して水と塩水 （ 0. 5質量％) とを対向 して接触させた際に、 測定開始 2 4時間後の水/塩水の電気伝導度
(E C) の差で表現した際の水分/イオン透過性が、 特定のフィル ム厚み依存性を有することが好ましい。 この水分 ィォン透過性の フィルム厚み依存性が小さい場合には、 (例えば、 該フィルムの破 損耐性を増大させる観点から） フィルム厚みを増大させたと しても 、 フィルムの水分/ィォン透過性は比較的に低下しないこと となり 、 フィルムの破損耐性の向上、 および水分 Zイオン透過性の維持の 両立を図ることが容易となるからである。
よ り具体的には、 2 7 ± 3 °Cにおいて、 該フィルムを介して水と 塩水を対向して接触させた際に、 測定開始 2 4時間後の水/塩水の 電気伝導度 （E C) の差 A E C 2 4 h r s ( d S /m) を、 フィル ム厚み （ μ m) を横軸にプロ ッ トしたダラフの傾き Δ E C 2 4 h r s ( d S /m) / 1 0 μ m (即ち、 厚み 1 0 / m当たりの A E C 2 4 h r s変化量） 力 0. 7以下であることが好ましく、 更には 0 . 5以下 （特に 0. 3以下） であることが好ましい。
上記のフィルム透過度試験においては、 比較的に高い温度 （ 2 7 ± 3 °C) を使用したが、 この瘟度は、 本発明に好適に使用可能なフ イルムを確認する目的のみに使用するものであって、 他の温度条件
(例えば、 実際の栽培時の温度条件） を何ら制限しない。 すなわち 、 本発明においては、 例えば、 実質的に温度調節を省略することに よ り、 比較的に低温の条件 （冬季等） においても、 植物体を栽培す ることができる。
以下、 実施例によ り本発明を更に具体的に説明する。
[実施例]
以下で用いた実験方法は、 上述したものの他は、 以下の通りであ る。
<水の蒸発量測定〉
図 1 0の模式断面図を参照して、 上述した 「ざるボウルセッ ト」 を使い、 ざるにフィルム ( 2 0 0〜 2 6 0 X 2 0 0〜 2 6 0 mm) を敷いた後に土壌を加え、 植物の苗 （ 1〜 2本） を植え付ける。 ポ ウルに水あるいは所定濃度の肥料希釈液を加え、 この上にざるを乗 せた。 定期的に上皿天秤にて重量を測定し、 減量から液の蒸発量を 測定した。 蒸発によ り減量した^は随時追加した。
<成長過程の観察〉
苗の成長過程の観察は、 デジタル写真によ り撮影した （デジタル カメラ ： キヤノン社製 I X Y D i g i t a l 2 0 0 a ) 。 <試験終了後の観察ならびに測定 >
試験終了後は、 根の乗っているフィルムの裏側をフィルム越しに 、 あるいはフィルムを除き、 根の部分を中心に写真撮影を行った。 成長した苗の重量測定は、 根の付いたまま、 あるいは根元で切断し 、 茎葉部分を秤量した。
< P Hの測定 >
P Hの測定は後述の p Hメーターによって行った。 標準液 （ p H 7. 0 ) で校正した p Hメーターのセンサー部分を測定すべき溶液 につけ、 本体を軽く揺らし、 値が安定するのを待ち、 L C D (液晶 ) 表示部に表示される値を読み取った。
< B r i x %の測定 >
B r i x %測定は後述の糖度計 （屈折計） を用いて行った。 測定 溶液をスポィ トでサンプリ ングし、 糖度計のプリズム部分に滴下し 測定後、 L C Dの値を読み取った。
く実験器具等 >
1. 使用器具および装置
1 ) ざるポールセッ ト ： ざるの半径 6. 4 c m (底面の面積約 1 3 0 c m2 )
2 ) 発泡スチ口ール製トロ箱 ： サイズ 5 5 X 3 2 X 1 5 C m等
3 ) 上皿電子天秤 ： M a X . 1 K g 株式会社タニタ
4 ) ばね式天秤 ： M a x . 5 0 0 g 株式会社鴨下精衡所
5 ) ポス トスケール ： ポス トマン 1 0 0 丸善社
6 ) 電気伝導度計 ： Twin Cond B _ 1 7 3 株式会社堀場製作 所
7 ) p Hメーター ： p Hパル TRANS Instruments (グンゼ産業） 8 ) 糖度計 （屈折計） ： P R 2 0 1 (株） ァタゴ社製
2. 使用材料 （土壌） ― I ) スーパーミ ックス A ： 水分約 7 0 % 微量肥料入り 株式会 社サカタの種
2 ) ロ ックファイバー ： 栽培用粒状綿 6 6 R (細粒） 日東紡 成分 （％) S i 02 4 3、 C a O 3 3、 Α 1 2 Ο 3 1 5、 M g O 6、 F e 2 O 3 1以下、 Mn O 1以下
3 ) パーミキユライ ト ： タイプ G S ニッタイ株式会社 (フィルム）
4) ポリ ビニルアルコール （P VA) ： 4 0 m アイセロ化学
5 ) 二軸延伸 P V A ： ボブロ ン 日本合成化学工業
6 ) 親水性ポリエステル、 同不織布付、 生地付 ： 1 2 μ m デュ ポン社
7 ) セロファン
8 ) 浸透セ口ファン ： 横浜商事 （株）
9 ) 微孔性ポリ プロ ピレンフィルム ： P H— 3 5 (約 4 0 μ πι) トクャマ
1 0 ) 不織布 ： シャレリ ア （超極細繊維不織布） 旭化成社 （苗用 種）
I I ) サニーレタス ： レッ ドフアイヤー タキイ種苗株式会社
1 2 ) パンジー ： マキシム F— 1 株式会社サカタの種
(肥料）
1 3 ) 原液ハイポネックス ： 株式会社ハイポネックスジャパン 全窒素量 5. 0 %
内アンモニア性窒素 1. 9 5 %、 硝酸性窒素 0. 9 0 % 水溶性リ ン酸 1 0. 0 %、 水溶性カ リ 5. 0 %、 水溶性苦土 0. 0 5 %
水溶性マンガン 0. 0 0 1 %, 水溶性ほう素 0. 0 0 5 % ( その他） 1 4 ) 伯方の塩 ： 伯方塩業株式会社
1 0 0 g中ナト リ ウム 3 7. 5 g、 マグネシウム 1 1 0 m g、 カノレシゥム 9 0 m g、 カ リ ウム 5 0 m g
1 5 ) ブドウ糖 ： プドウ糖 1 0 0 (株） ィーエス NA
実施例 1
(液体肥料の効果）
図 1 0の系を用いて、 ハイポネックス原液の濃度の効果を調べた 。 すなわち、 ハイポネックス 1 0 0倍希釈液、 1 0 0 0倍希釈液、 および水 （水道水） の効果を比較した。
大きさが約 2 0 c m X 2 0 c mのフイノレム ( P V A) 内に土壌と して、 パーミキユライ ト、 またはロックファイバーを約 3 0 0 m 1 配置した。 この土壌内に、 植物の苗と して、 サニーレタス (本葉 1 枚強） を 2本配置した。 土壌および溶液毎に 6種類の系を作製し、 それぞれの溶液に浸漬した。 この際、 溶液は各 3 0 0 m 1使用し、 フィルム （P VA) 内の土壌が約 2 c mの深さで浸かるように配置 した。 実験はハウス内で行い、 日照は自然のままのものとした。 実 験の際の気温は、 約 0〜 2 5 °C、 湿度は 5 0〜 9 0 % R H程度であ つた。
水分蒸発量および溶液の E C値を、 栽培開始後 1 3 日後、 および 3 5 日後に測定した。 3 5 日後には、 前述した 「引き剥がし試験」 も行った。
上記実験条件を纏めると、 以下の通りである。
1 . 実験
1 ) フィルム ： P VA 4 0 m (ァイセ口化学）
2 0 0 X 2 0 0 mm
2 ) 苗 ： サニーレタス 本葉 1枚強
3 ) 土壌 ： パーミキユラィ ト （細粒） 、 ロ ックファイバー 6 6 R 4 ) 溶液 ： 水、 ハイポネックス原液 1 0 0倍希釈水溶液、 1 0 0 0倍希釈水溶液
5 ) 器具 ： ざるとポールのセッ ト
6 ) 置き場所 ： ハウス （温度湿度制御無し）
7 ) 実験方法 ： ざるにフィルム （ 2 0 0 X 2 0 0 mm) を介し パーミキユライ ト 1 5 0 g (水分 7 3 %、 乾燥重量 4 0 g ) 、 ロ ックファイバー 2 0 0 g (水分 7 9 %、 乾燥重量 4 0 g ) を加え 、 苗を 2本植え付ける。 ボウルに水または養液を 2 4 0〜 3 0 0 g 加え、 ざるを乗せた。
8 ) 期間 ： 2 0 0 2. 1 0. 2 9〜 1 2. 4 2. 上記実験により 得られた結果を、 下記表 1に示す。
実験 Ν ο . 1 - 1 1 - 2 1 - 3 2 - 1 2 - 2 2 - 3 実 フイノレム P V A 4 0 μ m
験 田 サニーレタス 本葉 1枚強 各 2本
条 土壌 ノ 一ミキユラィ ト ロ ックフ ァイ ノ 一
件 液肥希釈倍率 1 0 0倍 1 0 0 0倍 水 1 0 0倍 1 0 0 0倍 水
実 水分蒸発量 （ g )
験 1 3 曰 目 1 0 7 1 0 5 1 0 5 1 2 4 1 2 4 1 1 4 結 3 5 日 目 2 0 1 2 0 1 1 8 2 2 2 1 2 3 1 2 0 9 果 液肥 E C
( d S /m)
0 曰 目 3. 6 0. 6 1 ― 3. 6 0. 6 1 ―
1 3 曰 目 3. 3 / . 5 8 / — 3. 3 / . 6 4/ —
3. 4 • 5 8 3. 5 . 6 4
3 5 曰 目 0. 1 0. 3
4. 2 0. 3 1 4. 2 0. 5 2
8 6
茎葉重量 ( g )· 5 3 < 1 2 2 < 1 引剥がし試験 （ g ) 2 6 0 1 6 0 8 2 5 1 1 0 3
ϊ ) 1 E C ： 液肥追加前 Z追加後
図 1 1〜 1 3は、 本実施例で得られた栽培開始から 3 5 日 目の植 物体の状態を示す写真である （いずれも土壌はパーミキユラィ トで ある） 。 図 1 1はフィルムを介した溶液と してハイポネックス 1 0 0倍希釈液を使用した場合、 図 1 2はハイポネックス 1 0 0 0倍希 釈液を使用した場合、 図 1 3は水 （水道水） を使用した場合である また、 図 1 4〜 1 6は、 本実施例で得られた栽培開始から 3 5 日 目のフィルムの裏側 （溶液側） から見た根の状態を示す写真である (いずれも土壤はパーミキユライ トである） 。 図 1 4は、 フィルム を介した溶液としてハイポネックス 1 0 0倍希釈液を使用した場合 、 図 1 5はハイポネックス 1 0 0 0倍希釈液を使用した場合、 図 1 6は水 （水道水） を使用した場合である。
上記した表 1および写真を見れば、 本実施例において植物の良好 な成長が得られていることが理解できょう。 ハイポネックス 1 0 0 倍希釈液を使用した場合の方が、 該 1 0 0 0倍希釈液を使用した場 合よ り も良好な成長が見られる。
(表 1、 図 1 1および 1 4 ) 。 また、 これらのデータ （例えば、 1 0 0倍希釈一 1 0 0 0倍希釈一水のデータの比較） によ り、 植物が フィルムを介した肥料溶液中から成長に必要な肥料成分を得ている ことも、 容易に理解できよう。
実施例 2
養液と した用いた液体肥料の濃度を、 ハイポネックス 1 0 0 ◦倍 、 2 0 0 0倍、 3 0 0 0倍希釈とし、 表 2に示した項目とした以外 は、 実施例 1 と同様に実験を行った。
「ざる」 にフィルムを介し土壌 2 0 0 g (水分 7 9 %、 乾燥重量 4 0 g ) を加え、 苗を 2本植え付けた。 ポウルに水または肥料溶液 を 2 4 0 g加え 「ざる」 を乗せた。
(実施期間 ： 2 0 0 2. 1 0. 3 0〜： L 2. 4 ) 上記実験によ り得られた結果は、 以下の通りである。
実験 N o . 1 - 1 1 - 2 1 - 3
実 フイ ノレム P V A 4 0 μ m
田 サニー レタス 本葉 1枚強 各 2本
条 土壌 ロ ックフ "^イノ 一
件 液肥種類 /ヽィポネックス
液肥希釈倍率 1 0 0 0倍 2 0 0 0倍 3 0 0 0倍
実 水分蒸発量 （ g )
1 2 曰 目 1 0 3 9 7 9 8
結 3 4 曰 目 2 0 4 1 9 2 1 9 7
液肥 E C
( d S /m)
0 曰 目 0. 6 1 0. 3 9 0. 3 4
1 2 曰 目 0 · 6 / 0. 4 9 / 0. 5 2 /
0. 6 0. 4 7 0. 4 6
3 4 曰 目 0. 4 6 0. 4 1 0. 4 3
茎葉重量 ( g ) 2 1 1
引剥がし試験 （ g ) 1 7 0 6 0 3 0
) 2 E C ： 液肥追加前 Z追加後 （実験結果に対する記述） 液体肥料の希釈倍率によって、 植物成長の程度は実施例 1 と同様 に濃度の濃い方が成長しており、 フィルムを介して肥料成分を吸収 していることが理解できる。
実施例 3
(パーミキユラィ ト /P VA液体肥料効果）
パーミキユラィ ト ZP VAの系を用いて、 水とハイポネックス 1 0 0 0倍希釈液の効果を比較した。 表 3に示した以外は、 実施例 1 と同様に実験を行った。
「ざる」 にフィルムを介し土壌 2 3 5 g (水分 6 3 %) を加え、 苗を 2本植え付けた。 ポウルに水または肥料溶液を約 2 5 0 m 1加 え 「ざる」 を乗せた （実施期間 ： 2 0 0 2. 1 0. 2 2〜 1 1. 2 5 ) o
上記実験によ り得られた結果を纏めれば、 以下の通りである。
(表 3 )
Figure imgf000049_0001
E C ： 液肥追加前 追加後 引き剥がし試験 ： ボス トスケール使用 （実験結果に対する記述） 肥料溶液の E C値は、 初期 0 . 5 d S / mに対し、 最終 3 5 日 目 には 0 . 2 2 d S / mと低下し、 明らかに肥料が消費されていた （ 水分蒸発を考慮すると、 液体肥料の消費量は、 さ らに大きいと思わ れる） 。
実施例 4
土壌としてパーミキユライ トを用い、 フィルムを黒不織布付親水 性ポリ エステルとし、 表 4に示した項目とした以外は、 実施例 1 と 同様に実験を行った。
<パーミキユラィ ト Z不織布付親水性ポリエステル液体肥料効果 > 実験は、 「ざる」 にフィルムを介し土壌 2 3 0 g (水分 7 6 %、 乾燥重量 5 5 g ) を加え、 苗を 2本植え付けた。 ポウルに水、 また は肥料溶液を約 2 0 0 g加え 「ざる」 を乗せた。
上記実験により得られた結果は、 以下の通りである。
(表 4 )
Figure imgf000050_0001
(実験結果に対する記述）
3 0 日 目における根と茎葉の重量を、 肥料溶液と水で比較すると 、 明らかに肥料溶液の方が大であり、 肥料を吸収していることが理 解できる。
実施例 5
土壌としてロ ック ファイバー （使用量 ： 乾燥重量 1 0、 2 0、 3 0 g ) を用い、 表 5に示した項目とした以外は、 実施例 1 と同様に 実験を行った。
く口 ックフアイパー量の効果 >
「ざる」 にフィルムを介し土壌 5 0〜 1 5 0 g (水分 8 3 %、 乾 燥重量 1 0、 2 0、 3 0 g ) を加え、 苗を 2本植え付けた。 ポウル に水、 または肥料溶液を 2 9 0〜 3 9 0 g加え 「ざる」 を乗せた。 (期間 ： 2 0 0 2. 1 1. 1〜 ： 1 2. 4 )
上記実験によ り得られた結果は、 以下の通りである。
(表 5 )
Figure imgf000051_0001
引き剥がし試験 ： ばね式秤を使用 （実験結果に対する記述）
土壌量 1 0 gの場合には 1 0 日 目で枯れ、 根の成長が進む前に水 分不足によ り枯れたと思われる。 従って、 適度な土壌量が極めて好 ましいと考えられる。
実施例 6
(各種フィルムの差）
上記した方法で、 各種フィルムに関して、 水による苗の成長を観 察した。 フィルムと しては、 P VA、 二軸延伸 P VA (ボブロン） 、 親水性ポリエステル 3種の計 5サンプルを用いた。
ざるにフィルム （ 2 6 0 X 2 6 0 mm) を介し土壌 5 0 0 m l を 加え、 苗を 2本植え付ける。 ボウルに水 2'5:0 m 1 を加え 「ざる」 を乗せた。 期間は 8月 1 7 日〜 9月 1 4 日である。
実験 N o · 1 2 3 4 5 実 フ イノレム P V A 親水性 同不織布付 同生地付 ボブ口 ン ポリ エステノレ
条 田 パンジー （マキシム） 本葉 2枚 各 2本
件 土壌 スーパーミ ックス A 5 0 0 m l
ri 溶液 水
実 水分蒸発量 （ g )
1 4 曰 目 1 9 0 2 7 2 5 7 2 1 6 1 2 0 0 結 2 8 曰 目 3 3 8 5 2 9 1 2 4 3 2 6 5 3 4 0 果 2 8 日 目本葉数 6枚 4. 5 6強 3 3.. 5
(実験結果に対する記述） ，
不織布付親水性ポリ ステルの水分蒸発量が突出しているが、 不 織布からの蒸発が含まれているためと考えられる。
最終苗の本葉数は、 不織布付親水性ポリエステル≥ P VA〉親水 性ポリエステル≥ボブ口ン>生地付親水性ポリエステルの順であつ 十こ。 これは、 根の発育状況と同様の傾向であった。
実施例 7
(塩水透過試験）
前述の <フィルムの塩/水透過試験 >方法に従って、 各種フィル ムの塩水透過試験を行った。 フィルムは P VA、 ボブロ ン （二軸延 伸 P VA) 、 親水性ポ リ エステル、 セロ ファ ン、 P H— 3 5、 超極 細繊維不織布 （シャレリ ア） の 6種である。
上記実験によ り得られた結果は、 以下の通りである。
- 1 塩水側 E C ( d S /m)
Figure imgf000055_0001
水側 E C ( d S /m)
曰 PVA ボブ口 ン 親水性ポリ セロ ファ ン水 P H - 3 5水 不織布
水 水 エステノレ水 水
0 曰 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
1 曰 3.7 1 3.8 4.2 0.2 3.8
2 曰 4.5 1.8 4.5 4.7 0.2 4.6
3 曰 4.8 2.2 4.8 4.7 0.2 4.8
4 曰 4.8 2.7 4.8 4.8 0.2 4.8
上記データをグラフ化したものを図 1 8に示す。
(実験結果に対する記述）
6種類のフィルムのうち、 P H— 3 5は塩水の透過が認められな かった。 その他のフィルムでは、 超極細繊維不織布は水と共に塩が 完全に透過しているが、 P VA、 親水性ポ リ エステルおよびセロ フ ア ンも比較的早く塩の透過が進んでいる。 ボブ口ンは塩の透過速度 が小さいものの、 4 日 目には塩水系と水系との E C値の差が 4. 5 以内になっている。
実施例 8
(ブドウ糖透過試験）
下記の <グルコース （ブドウ糖） 透過試験 >方法に従って、 各種 フィルムのブドウ糖透過試験を行った。 フィルムは P VA、 ポプ口 ン （二軸延伸 P VA) 、 セロ ファ ン、 浸透セロ ファ ン、 P H— 3 5 の 5種である。
<グルコース (ブドウ糖） 透過試験〉
前述のざるボウルセッ トを使用し、 ボウルに 5 %ブドウ糖水溶液 (ブドウ糖 5 0 § 水 1 0 0 0 m l ) 1 5 0 gを加え、 ざるに 2 0 0 X 2 0 0 mmのフィルムを敷き、 水 1 5 0 gを加えて、 ポウルに 乗せた。 それぞれの濃度と重量の経時変化を測定した。
く濃度測定 >糖度計 （屈折計） を用いて B r i X %を測定した。 B r i x %はショ糖を水に溶解したときの重量％の単位で、 例えば 1 0 0 g中に 1 ◦ gのシ ョ糖が溶けている液は B r i x 1 0 %とな る。
上記実験によ り得られた結果は、 以下の通りである。
B r i x %の経時変化
時間 P V A P V A セ ロ フ ァ ン セロ フ ァ ン 浸透セロ フ 浸透セロ フ P H - 3 5 P H - 3 5 ボブ口 ン ボブロ ン
( hr s ) 水系 水系 糖系 アン水系 ァン糖系 水系 水系 糖系
0 0 4. 9 0 4. 9 0 4. 9 0 4. 9 0 4. 9
23. 5 0. 9 3. 8 1. 3 3. 4 1. 5 3 0 4. 8 0 4. 9
36. 5 1. 3 3. 2 2 2. 8 2. 2 2. 8 0 4. 9 0 4. 9
47. 5 1. 7 3. 1 2. 2 2. 6 2. 3 2. 6 0 4. 9 0 4. 9
60. 5 1. 8 2. 8 2. 4 2. 6 2. 4 2. 6 0 4. 8 0 4. 9
71. 5 2. 1 2. 8 2. 5 2. 5 2. 5 2. 6 0 4. 9 0 4. 8
85 2. 2 2. 7 2. 5 2. 6 2. 5 2. 6 0 5 0 4. 7
95. 5 2. 3 2. 6 2. 6 2. 5 2. 6 2. 6 0 4. 9 0. 1 4. 7
119. 5 2. 4 2. 6 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 0 4. 9 0. 2 4. 5
i ) 8 上記データをグラフ化したものを、 図 1 9に示す。
(実験結果に対する記述）
5種類のフィルムのうち、 ポブロン、 P H— 3 5を除いた、 P V A、 セロ ファンおよび浸透セロファンは実験開始から 3 日 目程度で 、 ブドウ糖系と水系との B r i X値の差が 1以内になり、 ブドウ糖 がフィルムを透過していることが判る。
実施例 9
(耐水圧試験）
J I S L 1 0 9 2 (B法） に準じた試験によ り、 2 0 0 c mH
2 Oの耐水圧試験を行った。
実験結果
フィスレム種 耐水圧 c m H 2
P VAフィルム （ 4 0 μ πι) 2 0 0以上
二軸延伸 Ρ V Α (ボブロ ン） 2 0 0以上
セロ ファ ン 2 0 0以上
親水性ポリエステル 2 0 0以上
超極細繊維不織布
実施例 1 0
(P V Aと極細繊維不織布の比較）
以下の条件で植物を栽培し、 得られたフィルム （P VAフィルム および不織布の、 植物根に接触していたもの） から根を手で引き剥 がした。
<実験条件 >
器具 ： ざるボウルセッ ト
フィルム ： P VA ( 2 0 0 X 2 0 0 mm) 、
超極細繊維不織布 （アク リ ル系） シャ レリ ア （旭化成社） （ 1 6 0 X 1 7 0 m m) 土壌 ： パーミキユライ ト
苗 ： サニーレタス
溶液 ： ハイポネックス 1 0 0 0倍希釈液
期間 ： 2 0 0 2. 9. 2 9〜： L 0. 3 1
引き剥がした後のフィルムの状態を、 図 2 0〜 2 2の写真に示す 。 図 2 0は不織布の裏側である。 不織布の裏側に、 根が突き出てい ることが'観察される。 図 2 1 は、 不織布の表 （土壌） 側であり、 土 壌を除いても根が残っている。 このように、 根がフィルムないし布 の裏側に突き出た場合には、 貫根という状態となり、 本発明の栽培 には適しない。
これに対し、 図 2 2は P V Aフィルムの裏側を示す。 P VAフィ ルムは透明であるために、 該フィルムの裏 . 表ともに、 根が残って いないことが観察される。
実施例 1 1
( P Hの測定）
ト ロ箱 （ 3 0 X 2 2 X 8 c m) に 3 0 0倍希釈のハイポネックス 溶液 (E C : 1. 3 7 ) を 1. 3 L入れ、 その上に P VAフィルム ( 4 8 X 4 O c m) を敷いた。 P VAフィルムに土壌 （スーパーミ ックス A) を 2 c mの深さを加え、 サニー レタス （本葉 3枚） の苗 を 1 2本植え付けた。 無加温のハウス内 （ 1 1月 1 2 日〜 1 2月 2 5 日） にて育て、 溶液の E C値と p Hを定期的に測定した。 この間 、 上からの給水も溶液の補充も全く行っていない。
上記実験により得られた結果は、 以下の通りである。 (表 9 )
Figure imgf000060_0001
図 2 3、 2 4に生育状況の写真を示す。 図 2 3は苗の植付け時の 写真で、 図 2 4は 4 3 日 目の写真である。
(実験結果に対する記述）
p Hについて、 0 日 目 7. 2に対し、 4 3 日 目は 4. 2 と低下し ている。 一般に、 レタスは窒素肥料のアンモニア態窒素を優先的に 吸収するため、 アンモニア態窒素が消費されるまで、 p Hが低下す ると言われており、 本実験結果からもアンモニア態窒素が消費され ていると考えられる。 E C値も経時的に低下しており、 肥料の吸収 を裏付けており、 図 2 3および 2 4の比較からも苗の成長が理解で きる。
実施例 1 2
実施例 7 と同様にしてざるボールセッ ト （ざるの半径 6. 4 c m 、 容量 1 3 0 c m3 ) を用い、 ざるに 2 0 x 2 0 c mのフィルムを 乗せ純水を 1 5 0 g加え、 ポール側に養液 1 5 0 gを加えて、 サラ ンラップで包んだ。 サンプリ ング時間 3、 6、 1 2、 2 4、 3 6、 4 8、 7 2 h r sで計 7個の容器を用意し、 所定時間経過後 1 0 0 m 1ずつサンプル容器に採取した。 各サンプル中の、 主要肥料成分 の分析を行った。
1 ) 透湿フィルム ： P VAフィルム 2 5 μ πι (日本合成化学工業 (株） 製） 、 親水性ポリエステル 2 0 μ m (デュポン社製）
2 ) 水 ： 蒸留水 （和光純薬工業 （株） 製） 、 養液肥料 ： 大塚ハウ ス 1号 1. 5 g /L、 2号 l g /L (大塚化学 （株） 製） 3 ) 分析方法
a ) アンモニゥムイオン、 硝酸イオンおよび硫酸イオン ： イオン クロマ トグラフ法により分析 （分析の詳細に関しては ： 「水の分析 J 第 4版 日本分析化学会北海道支部編 発行 （株） 化学同人 1 9 9 7年 7月 2 0 日 第 3章水の分析に用いられる分析法 3. 7 . 3 イオンク ロマ トグラフィー (P 1 2 5〜 1 2 9 ) を参照する ことができる） 。
b ) りん、 カ リ ウム、 カルシウムおよびマグネシウム ： I C P ( 発光分光分析） 法により分析 （分析の詳細に関しては ： 「水の分析 J 第 4版 日本分析化学会北海道支部編 発行 （株） 化学同人 1 9 9 7年 7月 2 0 日 第 1 3章微量汚染物質と関連する分析法 1 3. 1 0 I C P (P 4 7 8〜 4 8 0 ) を参照することができる） 主要成分のアンモニア性窒素 （NH4 — N) 、 硝酸性窒素 （NO 3 — N) 、 りん酸 （P 2 O 5 ) 、 カ リ ウム （K2 Ο) 、 カルシウム ( C a Ο) 、 マグネシウム （M g O) および硫黄 （ S O 4 ) につい て、 フィルム透過性の経時変化を表 1 0〜表 1 6に、 またこれらの データに対応するグラフを図 2 5〜図 3 1 に示す。
上記した表およびダラフに示すように、 肥料のフィルム透過性に 関して、 肥料成分によって透過速度の違いはあるものの、 主要成分 の窒素 （N) 、 リ ン ( P ) 、 カ リ ウム (K) 、 カルシウム ( C a ) 、 マグネシウム （M g ) および硫黄 （ S ) はすべて透過する。 (表 1 0 )
ァンモニニァ性寫素 早位 ： p p m
時間 親水性 親水性 PVA水 PVA養液 hr s ポリエステル水 ポリエステノレ養液
0 O L 0 24. 9 0 24. 9
3 5. 2 20. 2 4. 4 17. 8
6 7. 2 18. 8 5. 1 17. 7
12 9. 7 15. 7 7. 9 15. 2
24 12. 2 12. 9 9. 5 12. 3
36 12. 9 12. 5 10. 6 9. 9
48 13. 9 11. 6 10. 5 5. 3
72 13. 6 11. 7 10. 6 10. 2
(表 1 1 )
硝酸性窒素 単位 ： P p m
時間 親水性 親水性 PVA水 PVA養液 hr s ポリ エステル水 ポリ エステル養液
0 0 237. 9 0 237. 9
3 29 211. 4 42. 4 215. 1
6 42. 3 197. 3 51 199. 8
12 179. 6 72. 9 174. 1
24 82. 9 155 90. 9 153. 5
36 90. 3 148. 2 109. 8 58. 1
48 106. 5 137. 8 116. 2 130
72 106. 5 131 120. 1 122. 2 (表 1 2 )
りん酸 単位 ： p p m
時間 親水性 親水性 PVA水 PVA養液 hr s ポリエステル水 ポリエステノレ養液
0 0 144. 7 0 144. 7
3 5. 8 140. 4 4. 9 135. 4
6 10. 7 129. 2 6. 7 137. 4
12 20. 3 117. 6 17 124. 6
24 34. 5 103. 7 29. 3 109. 7
36 41. 1 97. 1 41. 8 102. 9
48 50. 5 88. 5 49 86. 6
72 60. 1 80. 8 61. 1 79. 4
(表 1 3 )
カリ ウム 単位 ： p p m
時間 親水性 親水性 PVA水 PVA養液 hr s ポリエステノレ水 ポリエステ/レ養液
0 1 434. 6 0 434. 6
3 68. 8 371. 2 83. 4 338. 1
6 103. 3 317. 3 96. 2 333. 6
12 152. 2 271. 5 140. 5 286. 1
24 207. 2 218. 6 170. 7 249. 7
36 214. 3 205 196. 5 241
48 231 183. 6 203. 5 219. 2
72 233. 6 191. 4 207. 3 215. 9 (表 1 4 )
カノレシゥム 卓位 ： P p m
時間 親水性 親水性 PVA水 PVA養液 hrs ポ リ エステノレ水 ポ リ エステノレ養液
0 0 246. 7 0 246. 7
3 6 243. 4 20. 6 228. 6
6 11 231. 8 28. 6 218. 2
12 20. 1 222. 4 48. 3 198. 9
24 37. 8 205. 2 69. 6 178. 9
36 46 193 92. 5 160. 6
48 62 178. 2 103. 2 144. 2
72 82. 4 160. 8 116. 3 134. 1
(表 1 5 )
マグネシウム 単位 ： P p m
時間 親水性 親水性 PVA水 PVA養液 hr s ポリエステノレ水 ポリエステノレ養液
0 0 76. 9 0 76. 9
3 0. 5 75. 9 4. 1 72
6 1. 9 73. 9 6. 2 69. 1
12 4. 4 70. 6 12. 3 64. 1
24 9. 4 66 17. 9 56. 9
36 11. 3 62. 4 24. 1 52. 1
48 15. 5 57. 8 27. 9 46. 1
72 21. . 53 32. 5 41. 9 (表 1 6 )
Figure imgf000065_0001
実施例 1
実施例 1 1 と同様にして発泡スチロール製ト口箱に養液を入れ、 表面をフィルムで覆い、 その上にパーミキユライ トを 0. 2〜 0. 3 g / c m 2 加えた。 パーミキユラィ トに約 7 0 %の水分を含ませ 、 土壌表面を覆うマルチフィルムとしてアルミホイルを使用し、 ル ッコラの幼苗を植えつけた。 試験期間経過後、 生育状況の観察と植 物体の重量を測定した。
[試験条件と結果]
(表 1 7 )
Figure imgf000065_0002
フィルム ： P H _ 3 5 (約 4 0 μ m) (株） トタヤマ製） 微孔ポ リ プロ ピレンフィルム、 P VA 4 0 m (ァイセ口化学 （株） 製） 土壌 ： パーミキユライ ト （昭和パーミキユライ ト （株） 製） マルチフィルム ： アルミ ホイル (アルフ ァ ミ ック (株) 製） 養液 ： マツザキ 1号 6 g / 8 L、 マツザキ 2号 4 g / 8 L
( (株） マツザキアグリ ビジネス製）
試験期間 ： 2 0 0 3年 5月 9 日〜 6月 4 日 生育後の植物体重量 を表 1 7に、 生育状況を図 3 2〜図 3 3に示す。 微孔ポリプロ ピレ ンにおいては明らかに生育が劣り、 養液側から水分は透過している が、 肥料成分が透過していなかった。
実施例 1 4
実施例 1 1 と同様に、 3 0 X 2 2 X 8 c mのト口箱に養液として ハイポネックス原液 （N ： 5 %、 P ： 1 0 %、 K ： 5 %) ( (株） ハイポネックスジャパン製） 3 0 0倍希釈水溶液 （E C ： 1. 3 7 ) 1. 3 Lを加え、 4 0 μ πιΡ νΑフィルム （ァイセ口化学 （株） 製） 4 8 X 4 0 c mを上に浮かべた。
フィルム上に土壌と してスーパーミ ックス A ( (株） サカタの種 ) を深さ 2 c m乗せ.、 サニーレタス幼苗 （本葉 3枚） を 1 2本植え つけた。 ビュルハウス （温度湿度制御無し） に 2 0 0 2. 1 1 . 1 2〜 2 0 0 3. 1 . 1 1 ( 6 0 日間） の間生長させた。 その後、 根 と一体化した P V Aフィルムを試料とし、 根の界面の光学顕微鏡写 真 （倍率 ： 1 0〜 ： L 0 0倍） を撮影した。
[試料の前処理と観察]
1 ) 試料をエタ ノールで脱水
2 ) 親水性の樹脂 「テクノビッ ト」 （応研商事 （株） 社製） に包 埋
3 ) ガラスナイフで厚さ 3 ミクロンに薄切り してガラス板の上に 载せ乾燥させる
4 ) 0. 1 %の トルイ ジン青にて 1 5分間染色 5 ) 水洗下の血に 7 0 %ェタノール溶液で過剰な染色部分を脱色 させる （分別）
6 ) アルコールで脱水した後にキシレンに入れて、 その後にカパ 一ガラスをかけて封入
7 ) 観察は光学顕微鏡にて、 1 0倍から 1 0 0倍の間で観察 (なお、 上記した試料の前処理および観察方法の詳細に関しては
、 例えば、 応研商事株式会社のホームページ （ht tp/Vwww. okenshoj i . co . j p/) の 「低温重合樹脂テタノビッ ト J の項で詳細な試験方法 を参照することができる。 ）
光学顕微鏡による観察結果を 、 図 3 4に示す。 この図 3 4に示す ように、 根の細胞が P V Aフィルム面に隙間無く配置され、 Ρ V A フィルムと根が一体化している様子が観察さ プし。
実施例 1 5
ミニトマトの栽培 （糖度測定結果）
実施例 1 1 と同様に、 発泡スチ口一ノレ製のト ロ箱 （内容積 1 1 L
) に養液 2 . 2 Lを加え、 4 0 μ mの P V Aフイノレムで表面を覆つ た。 その上にパーミキユラィ 卜を 0 . 6 g Z c m 2 敷き、 パーミキ ユライ トに水道水を加えることにより水分を 7 5 % (水/パーミキ ュライ ト = 7 5 / 2 5 の比） に調整し栽培べッ ドと した。 ミニ トマ トの苗を寝かせ植えし、 ビニルハウス中で育てた。
試験条件と結果 フィルム P V A 4 0 μ m (ァイセ口化学 （株
) 製）
用土 ： パーミキユライ ト （二ッタイ (株) 製）
養液 ： ハイポネックス （ （株 ) ノヽィポネックスジャパン製） 5 0
0倍希釈 （E C ： 1 . 2 8 )
5 / 2 0 (栽培開始後 3 4 曰 ) に 2 L、 6 / 1 6 (栽培開始後 6
1 日） に 2 Lを追加 苗 ： ミニ トマ ト 栽培期間 ： 2 0 0 3年 4月 1 6 日〜 6月 2 9 日 測定日 系列 N 0. 重量 （ g ) 糖度
6 / 1 5 1 1 3. 3 7. 6
2 1 3. 2 7. 6
6 / 2 3 1 7. 2 8. 2
2 4. 2 8. 4
8. 4 7. 0
6 / 2 5 2 8. 4 8. 0
6 / 2 9 2 8. 4 7. 8
(糖度測定 ： 手持ち屈折計 AT C— 1 ( (株） ァタゴ製） ）
[比較市販品] 7 / 9 (測定曰）
ピッコロ トマ ト （愛知あつみ）
1 5 4 g / 1 3個 糖度 4. 6
上記したように、 通常 （市販品） のミニトマ トが糖度 5程度に対 し、 本実施例では糖度 7. 0〜 8. 4 レベルが可能であることを確 ρ'Ι^ レた ο
実施例 1 6
1. サニ ーレタス B r i x %測定結果
発泡スチロール製のトロ箱 （内容積 5. 3 L ) に養液 2 Lを加え 、 4 0 μ mの P V Aフィルムで表面を覆った。 その上に土壌を深さ 約 2 c m加え水分を約 7 5 %に調整し栽培べッ ドとした。 アルミホ ィルで土壌表面を被覆し、 サニ ーレタスの幼苗 2本植えビニルハゥ ス中で育てた。
[試験条件と結果]
フィルム ： P VA 4 0 / m (ァイセ口化学 （株） 製）
土壌 ： 1 ) パーミキユライ ト （昭和パーミキユライ ト （株） 製） 0. 3 g / c m 2 2 ) スーパーミ ックス A ( (株） サカ タの種製）
c m
3 ) さつま軽石 （エスペックミ ック （株） ） 0 苗 ： サニーレタス （ 4 / 1 0播種） 本葉 2枚強
マルチ ： アルミ ホイル （アルファミ ック （株） 製
養液 ： マツザキ 1号 6 g Z 8 L、 マツザキ 2号 4
株） マツザキアグリ ビジネス製)
E C ： 1 . 7
(表 1 8 )
Figure imgf000069_0001
比較 市販サニーレタス （長野産水耕栽培）
B r i X % 0. 5 ( B r i x %測定 ： 手持ち屈折計 A T C— I E ( (株） ァタゴ製）
表 1 8に示すよ うにいずれの土壌においても、 比較の市販品に比 ベ、 高 B r i x値を示した。
2. ルツコラ B r i X %測定結果
発泡スチロール製の容器 （内容積 ： 巾 6 0 c m X深さ 1 5 c m X 長さ約 3 m) を厚さ 0. 1 5 mmの水耕シー トで包み、 栽培用ブー ルと した。 プールに養液を加え、 フィルムを敷き、 その上に土壌を 厚さ約 2 c m置いて、 栽培用ベッ ドとした。 土壌の水分を約 7 0 % と し、 幼苗を植え付け、 水分蒸発抑制用マルチフィルムの有無によ る植物の生育状況を観察した。
[試験条件と結果]
フィルム ： Ρ νΑ 4 0 μ πι (ァイセ口化学 （株） 製）
土壌 ： パーミキユライ ト （昭和バーミキユライ ト （株） 製） マルチフィルム ： アルミ ホイル （アルファ ミ ッ ク (株) 製） の有
'、、ヽ
養液 ： マツザキ 1号 6 g / 8 L、 マツザキ 2号 4 g / 8 L
( (株） マツザキアグリ ビジネス製）
E C ： 1. 3 4 5 L 試験期間 ： 2 0 0 3年 5月 1 9 日〜 6月 1 4 曰 ' (表 1 9 )
Figure imgf000070_0001
比較 （市販養液栽培）
B r i % 2. 6
(B r i x %測定 ： 手持ち屈折計 A T C - 1 Ε ( (株） ァタゴ） 土壌表面からの水分蒸発を制御することで植物の生育状況ならび に植物葉茎の B r i X値 （栄養価値の目安） を制御できることが わかる。 '
B r i x %はマルチ有りの 3. 8から無しの 5. 2へと増大した 表 1 9に示すように比較例の市販養液栽培品に比較し、 いずれも 実施例の方が B r i x %が高く、 特に水分抑制が大のマルチフィル ム無しの数値が高い。
3. ホウレンソゥ B r i X測定結果
実施例 1 7で栽培した冬期加温、 無加温ホウレンソゥの B r i X %を測定した。
(B r i x %測定 ： 手持ち屈折計 AT C— 1 E ( (株） ァタゴ） 条件 B r i x (%)
無加温 （冬） 6. 2
加温 （ 1 9 °C) 4
比較 （市販養液栽培） 2. 2
無加温、 加温とも市販水耕栽培ホウレンソゥに比較して、 高 B r i x %であった。 特に、 無加温の場合は水分抑制が強いため、 よ り 高い B r i x %を示す。
実施例 1 7
1. 冬期保温による効果
発泡スチロール製のトロ箱 （内容積 ： 約 2 6 L) に 1 8 X 2 8 X 7. 5 c mのざるをセッ トした。 ざるにフィルムを張り、 土壌を厚 さ約 2 c m敷いて、 栽培用べッ ドと した。 ト口箱に養液を 2 0 L加 え、 水槽用ヒーターで 1 9 °Cに加温した。 土壌に幼苗を植え付け、 加温の有無による植物の生育状況を観察した。
試験条件と結果
(表 2 0 )
Figure imgf000071_0001
フィルム ： P VA 4 0 /z m (ァイセ口化学製）
土壌 ： スーパーミ ックス A (水分 7 0 %) ( (株） サカタの種 苗 ： ホウレンソゥ （ディンプル （株） サカタの種）
養液 ： ハイポネックス原液 N e wタイプ （ （株） ハイポネック スジャパン製）
希釈水溶液 E C ： 2. 8
水槽用ヒーター ： 1 5 0W (コ トプキ工芸 （株） 製） 試験期間 ： 2 0 0 2年 1 2月 2 8 日〜 2 0 0 3年 2月 1 6 日 （ 横浜市）
2. 夏期冷却による効果
発泡スチロール製のトロ箱 （内容積 ： 約 1 5 L) に、 フィルムを 張り、 水分約 7 0 %の土壌を深さ約 2 c m置いて、 栽培用べッ ドと した。 トロ箱に養液を 4〜6. 5 L加え、 冷却装置で 2 0 °Cに循環 冷却した。 土壌に幼苗を植え付け、 冷却の有無による植物の生育状 況を観察した。
試験条件と結果
(表 2 1 )
Figure imgf000072_0001
フィルム ： P V A 4 0 μ m (ァイセ口化学製）
マルチ ： シルバーマルチ 3 0 μ m (東罐興産 （株） 製） 土壌 ： パーミキユライ ト （昭和パーミキユライ ト （株） 製） 苗 ： ホウレンソゥ （おかめ タキイ種苗 （株） ）
養液 ： マツザキ 1号 6 g Z 8 L、 マツザキ 2号 4 g / 8 L
( (株） マツザキアグリ ビジネス製）
E C ： 2. 7
冷却装置 ： R e i S e a L X— 5 0 2 C X型 （ （株） 1 一製）
試験期間 ： 2 0 0 3年 6月 2 3 日〜 2 0 0 3年 8月 5 日
. 結果のまとめ 表 2 0、 2 1に結果を、 図 3 5〜 3 8に植付け時と栽培終了時の 生育状況を写真で示す。 植物体 1本の平均重量が冬期の場合、 無加 温の 2 g以下が加温の 7 g、 夏季の場合、 無冷却の 6. 7 gが冷却 の 8. 5 g といずれも増えている。 - ホウレンソゥの生育適温は 1 5〜 2 0 °Cとされるが、 環境全体を 厳寒期に加温、 盛夏期に冷却することなく、 根圏のみを適温範囲に 加温あるいは冷却することで、 良好な生育状況を示すことが確認で きた。
実施例 1 8
実施例 1 6の 2 と同様に、 発泡スチロール製の容器 （内容積 ： 巾 6 0 c m X深さ 1 5 c m X長さ約 3 m) を厚さ 2 mmの給水シー ト で包み、 栽培用プールとした。 プールに養液を加え、 表面をフィル ムで覆い、 その上に土壌を厚さ約 2 c m敷き、 栽培用べッ ドと した 土壌に水分を加え幼苗を植え付け、 水分蒸発抑制用マルチフィル ムとしてアルミ ホイルの有無による植物の生育状況を観察した。
[試験条件と結果]
フィルム ： Ρ νΑ 4 0 μ πι (ァイセ口化学 （株） 製）
土壌 ： パーミキユライ ト （昭和パーミキユライ ト （株） 製） マルチフィルム ： アルミホイル （アルファミ ック （株） 製） の有 ハゝ、
養液 ： マツザキ 1号 6 g / 8 L、 マツザキ 2号 4 g / 8 L
( (株） マツザキアグリ ビジネス製）
E C ： 1 . 3 4 5 L 試験期間 ： 2 0 0 3年 5月 1 9 日〜 6月 1 4 曰 (表 2 2 )
Figure imgf000074_0001
表 2 2および表 2 3に示すように、 ルツコラ パーミキユラィ ト の系では、 植物体の重量はマルチ無しの 6. 3 gがマルチ有りの 1
6. 3 g と増えた。 一方、 サニーレタス Z軽石の系でも、 植物体の 重量はマルチ無しの 7 gがマルチ有りの 1 3. 7 gへと増大した。 図 3 9、 4 0には、 ルツコラとサニーレタスのマルチフィルム有無 による生育状況を示す。 , 土壌の種類、 植物の種類を変えた上記試験よ り、 土壌表面からの 水分蒸発を制御することで植物の生育を制御できることが判明した 実施例 1 9
実施例 1 6の 2 と同様に、 発泡スチロール製の容器 （内容積 ： 巾 6 0 c m X深さ 1 5 c m 長さ約 3 m) を厚さ 2 mmの給水シート で包み、 栽培用プールと した。 プールに養液を加え、 表面をフィル ムで覆い、 その上に土壌を厚さ約 2 c m敷き、 栽培用べッ ドと した 土壌に水分を加え幼苗を植え付け、 マルチフィルム としてシルパ 一マルチフィルムを使用し、 生育し、 養液の消費量を測定した。 養液溜め面積 ： 6 0 c m X 3 1 0 c m
養液 ： マツザキ 1号 6 g Z 8 L、 2号 4 g / 8 L ( (株） マツザ キアダリ ビジネス製）
E C ： 2 . 7 5 2 L
フィルム ： P V A厚み 4 0 μ πι、 巾 l m、 長さ 4 m (アイセロ化 学製）
土壌 ： パーミキユライ ト （昭和バーミキユライ ト （株） 製） 深さ 約 2 c m
マルチフィルム ： シルバーマルチ厚み 3 0 μ m , 巾 9 5 c m、 長 さ 3 . 1 m
(東罐興産 （株） 製）
苗 ： ルツ コ ラ 1 4本、 サニーレタス 1 4本
試験期間 ： 2 0 0 3年 6月 1 5 日〜 7月 9 日
[結果]
初期 （ 6 1 5 ) 最終 （ 7ノ 9 )
養液量 （L ) 5 2 4 2
養液消費量 （L ) 1 0 0 . 0 1 5 L Z苗 1本 - 日 実施例 2 0
本発明によるシステム （実施例 1 5あるいは 1 7の 2の方法） で 植物を生育した後の養液の汚れ具合を観察した。 図 4 1〜図 4 3に 、 ミニ トマ ト、 ルツコラ /サニーレタスおよびホウレンソゥを栽培 したときの養液の状態を写真で示すが、 いずれも非常に清澄な状態 にある。
1 . ミニ トマ ト 発泡スチロール製のトロ箱 （内容積 1 1 L) に養液 2. 2 Lを加 え、 4 0 μ πιの P VAフィルムで表面を覆った。 その上にパーミキ ユライ トを 0. 6 g / c m2 敷き水分を約 7 0 %に調整し栽培べ ッ ドと した。 ミニ トマ トの苗を植え、 ビエルハウス中で育てた。
[試験条件]
フィルム ： P VA 4 0 /z m (ァイセ口化学）
用土 ： パーミキユライ ト （ニッタイ （株） 製） 0. 6 g / c m
2 . 養液 ： ハイポネックス原液 （ （株） ハイポネックスジャパン） の
5 0 0倍希釈液 (E C ： 1. 2 8 ) 5 2 0に 2 L追加
苗 ： ミニ トマ ト
栽培期間 ： 2 0 0 3年 4月 1 6 日〜 6月 2 9 日
図 4 1 に、 栽培開始後 3 9 日 目の養液の写真を示す。
2. サニーレタス、 ノレ ッ コラの栽培
発泡スチロール製のト ロ箱 （内容積 1 5 L ) に養液 4 Lを加え、 4 0 μ πιの P VAフィルムで表面を覆った。 その上にパーミキユラ イ トを 0. 3 g Z c m2 敷き水分を約 7 0 %に調整し栽培ベッ ド と した。 ルツコラ、 サニーレタスの幼苗を植え、 ビニルハウス中で 育てた。
[試験条件]
フィルム ： P VA 4 0 /z m (日本合成化学工業 （株） 製） 用土 ： パーミキユライ ト （昭和パーミキユライ ト （株） 製） 養液 ： マツザキ 1号、 2号 （ （株） マツザキアグリ ビジネス製） E C ： 2. 7
苗 ： サニーレタス、 ノレ ッ コラ各 3本
栽培期間 ： 2 0 0 3年 6月 2 7 日〜 7月 1 3 日
図 4 2に、 栽培開始後 2 0 日 目の養液の写真を示す。 3. ホウレンソゥの栽培
発泡スチロール製の トロ箱 （内容積 1 5 L) に養液 4 Lを加え、
4 0 t mの P VAフィルムで表面を覆った。 その上にバーミキユラ イ トを 0. 3 g Z c m 2 敷き水分を約 7 0 %に調整し栽培ベッ ド とした。 マルチフィルムを敷きホウレンソゥの幼苗を植え、 ビュル ハウス中で育てた。
[試験条件]
フィルム ： Ρ νΑ 4 0 μ ιη (日本合成化学工業 （株） 製） 土壌 ： パーミキユライ ト （昭和パーミキユライ ト （株） 製） マルチ ： シルバーマルチ 3 0 μ m (東罐興産 （株） 製）
養液 ： マツザキ 1号、 2号 （ （株） マツザキアグリ ビジネス製） E C ： 2. 7
苗 ： ホウレンソゥ 「おかめ」 （タキイ種苗 （株） ） 7本
栽培期間 ： 2 0 0 3年 6月 2 3 日〜 8月 5 日
図 4 3に、 栽培開始後 4 3 日 目の養液の写真を示す。
実施例 2 1
実施例 7 と同様に、 ざるポールセッ ト （ざるの半径 6. 4 c m、 容量 1 3 0 c m3 ) を用い、 ざるに 2 0 X 2 0 c mのフィルムを乗 せ水道水を 1 5 0 g加え、 ボール側に塩水 1 5 0 gを加えて、 サラ ンラップで包み室温に置いた。 サンプリ ング時間毎に、 水側 （ざる ) および塩水側 （ボール） の養液を良く撹拌した後、 スポィ トでサ ンプリ ングし、 E C値を測定した。
1 ) 透湿フィルム ： 厚みの異なる親水性ポリ エステルフィルム （ デュポン社製） および P VAフィルム （ 3本合成化学工業 （株） 製 ) を使用した。
親水性ポリ エステル K 0 6— 2 0 m、 K 0 6— 4 0 /z m、 C R Ρ 0 6 - 7 5 πι (デュポン社製） 、 P VA # 2 5 0 0 ( 2 5 m ) 、 # 4 0 0 0 ( 4 0 μ τα) 、 # 6 5 0 0 ( 6 5 μ m) (日本合成 化学工業 （株） 製）
2 ) 0 . 5 %塩水 ： 水道水に 「伯方の塩」 （伯方塩業 （株） 製） を 0 . 5重量％溶解した。
伯方の塩 ： 1 0 0 g中ナト リ ウム 3 7 . 5 g、 マグネシウム 1 1 O m g、 カルシウム 9 0 m g、 カ リ ウム 5 0 m g
3 ) 実験方法
電気伝導度計 ： Twin Cond B _ 1 7 3 ( (株） 堀場製作所） を 用い、 スポィ トでサンプリ ングした溶液を電気伝導度計の測定部位 に少量乗せ、.電気伝導度 E C ( d s /m) を測定した。
実施期間 ： 2 0 0 3年 8月 2 6 日〜 3 1 日
親水性ポリ エステルフィルムの結果を表 2 4および図 4 4に、 P V Aフィルムの結果を表 2 5および図 4 5に示す。
上記の図 4 4および図 4 5から、 親水性ポリエステルフィルムお よび P V Aフィルムとも水側の E C値は増加し、 塩水側の E C値は 減少し、 両者の値が時間と共に同じ値に収束して行く ことが判明し た。 親水性ポリ エステルフィルムの場合、 フィルム厚み 2 0〜 7 5 μ mの範囲で、 水側 E C値の増加速度および塩水側 E C値の低下速 度は、 厚みが増すに従って遅くなり、 すなわち 0 . 5 %塩水透過性 が大きく低下している。 一方、 P V Aフィルムの場合は、 フィルム 厚み 2 5〜 6 5 μ mの範囲で、 厚みが増しても 0 . 5 %塩水透過性 は殆ど変わらない。 親水性ポリエステル 卓位 ： d S / m
(表 2 4 )
時間 K06-20 K06-20 K06-4I K06-40 CRP06-75 CRP06 - 75 h r s 水 塩水 水 塩水 水 塩水
0 0. 15 9. 1 0. 15 9. 1 0. 15 9. 1
3 0. 94 8. 5 0. 7 8. 7 0. 28 8. 9
6 1. 64 7. 7 1. 19 8. 1 0. 43 8. 8
15. 5 3 6. 4 2. 4 7. 1 0. 82 8. 5
24 3. 9 5. 7 3. 1 6. 3 1. 19 8. 1
36 4. 4 5. 2 3. 9 5. 6 1. 61 7. 7
48 4. 6 4. 9 4. 2 5. 2 2 7. 3
72 4. 8 4. 8 4. 6 5 2. 8 6. 7
96 4. 8 4. 9 4. 8 4. 9 3. 3 6. 3
120 4. 8 4. 9 4. 8 4. 9 3. 7 5. 9
P V A 単位 ： d S , / m
(表 2 5 )
時間 #2500 #2500 #權0 #4000 #6500 #6500 n r s 水 塩水 水 塩水 水 塩水
0 0. 15 9. 1 0. 15 9. 1 0. 15 9. 1
3 1. 69 7. 8 1. 79 7. 7 1. 63 7. 9
6 3 6. 7 2. 9 6. 6 2. 7 6. 9
15. 5 4. 1 5. 6 4. 1 5. 5 4 5. 7
24 4. 6 5. 1 4. 5 5. 1 4. 5 5. 2
36 4. 7 4. 9 4. 7 4. 9 4. 7 4. 9
48 4. 8 4. 8 4. 8 4. 8 4. 8 4. 8
72 4. 8 4. 8 4. 8 4. 8 4. 8 4. 8
96 4. 9 4. 9 4. 8 4. 8 4. 9 4. 9
120 4. 9 4. 9 4. 9 4. 9 4. 9 4. 9
実施例 2 2
発泡スチロール製トロ箱に養液を入れ、 表面をフィルムで覆った 。 フィルム上に、 下記のように前処理方法を変えた種子を蒔き、 ト 口箱をシルバーマルチフィルムで覆い、 室内の窓辺に置いた。 2 日 目にシルバーマルチフィルムを取り除き、 サランラップ （旭化成 （ 株） 製） で覆い、 光にあて、 4 日 目に生育状況を観察した。
実験 N o . 2においては、 P V Aフィルムの上に障子紙を重ね合 わせ、 その上に種子を蒔いた。 表 2 6に試験条件を示す。
[試験条件と結果]
(表 2 6 )
Figure imgf000080_0001
フィルム ： Ρ νΑ 4 0 μ πι (日本合成化学工業 （株） 製） 障子紙 ： 無地 パルプ （ 8 5 %) 、 レーヨ ン （ 1 0 %) 、 パイ ン ダー （ 5 % )
( (株） エルホーム製）
マルチフィルム ： ポリシルバーマルチ 3 0 μ m (東罐興産 （株） 製）
養液 ： 大塚ハウス 1号、 2号 （大塚化学 （株） ） 養液 E C ： 1.
5
試験期間 ： 2 0 0 3年 9月 6 日〜 9月 1 0 日
種子の前処理条件 ：
1 ) 無処理 （種をそのまま蒔き霧吹きで軽く水分を与える）
2 ) 水に 3 0分浸漬
3 ) 園芸用活力剤メネデール （ （株） メネデール化学研究所製） の 1 0 0倍希釈水溶液に 3 0分浸漬
4) 微生物土壌改良資材 EM 1 ( (株） EM研究所製） の 1 0 0 0希釈水溶液に 3 0分浸漬
上記によ り得られた植物体の生育 4 日後の写真を図 4 6および図 4 7に示す。 これらの図に示すように、 N o . 1 (P VAフィルム 単独で使用） 、 および N o . 2 ( P V Aフィルムに障子紙を重ねて 使用） のいずれも、 充分に発芽し、 生育していることが判明した。 実施例 2 3
プラスチック製の箱 （ 3 0 X 2 2 X 5 c m) に、 養液 （E C : 2 . O d SZm) 2 Lを加え、 P VAフィルム （ 4 0 X 3 2 c m) を 敷き、 マルチフィルムで覆った。
マルチフィルムに 1 0 c m間隔で X印の切り込みを入れ、 この穴 よ りサニーレタスの幼苗 （ （株） トーホク社製の種を種まき後 3 4 日 目、 本葉 3〜 4枚） を 6本植えつけて、 その後の植物の生育状況 を観察した。
[試験条件と結果]
フィルム ： P VA 4 0 / m (日本合成化学 （株） 製）
マルチフィルム ： ポリ シルバーマルチ （東罐興産 （株） 製） 養液 ： 大塚ハウス 1号 1 . 5 g /L、 2号 l g ZL (大塚化学 （ 株） 製）
E C ： 2. 0 2 L
試験期間 ： 2 0 0 3年 1 2月 8 日〜 1 2月 3 0 日
図 4 9 Aおよび 4 9 Bの写真に示すように、 土壌あるいは類似の 物質が存在しない場合においても、 苗が成長していることが観察さ れる。
実施例 2 4
発泡スチ口ール製の トロ箱 （ 3 2 X 2 4 x i 3 c m) に、 養液 （ E C : 2. 7 d S /m) 6 Lを加え、 P VAフィルム ( 6 0 X 5 0 c m) を敷いた。 その上に通常育苗用に使われるセルト レー （セル の口径 3 c m X深さ 4. 5 c m、 タキイ種苗 （株） 製） を逆さまに 置き、 マルチフィルムで覆った。
マノレチフイノレムに 1 5 c m間隔で X印の切り込みを入れ、 この穴 よ り上面に向いたセルトレーの底面の孔を通してサニーレタスの幼 苗 （タキイ種苗 （株 ) 製の種を種まき後 2 9 日 目） を植えつけた。 その後の植物の生育状況を観察した。
[試験条件と結果]
フイノレム ： P V A 4 0 μ m (日本合成化学 （株） 製）
マノレチフイノレム ： ポリ シルバーマルチ （東罐興産 （株） 製） 養液 ： 大塚ハゥス 1号 1. 5 g ZL、 2号 l g /L (大塚化学 ( 株） 製）
E C ： 2. 6 2. 5 L
試験期間 ： 2 0 0 3年 9月 7 日〜 1 1月 1 5 日
図 5 O Aおよび 5 0 Bに示すように、 苗を支えるセル ト レーは存 在するが、 P VAフィルムの上が空間であっても苗が成長している ことが観察される。 図 5 1 に トレーの裏側を観察した写真を示すが
、 ノレッコラの根力 S ト レ一と P V Aフィルムの界面で良く発達してい ることが観察できる。
実施例 2 5
発泡スチ口ール製のトロ箱 （ 3 0 X 2 2 X 8 c m) に養液 （ E C ： 2. 6 d S /m) 2. 5 Lを加え、 P VAフィルムを敷いた。 そ の上に軟質ウ レタ ンフォーム （ 3 0 X 2 2 c m X厚み 1 0 mm) を 乗せ、 マルチフィルムで覆った。
マルチフィルムとウレタンフォームに 1 5 c m間隔で X印の切り 込みを入れ、 この穴よ りサニーレタスの幼苗 （タキイ種苗 （株） 製 の種を種まき後 1 7 日 目） を植えつけた。 その後の植物の生育状況 を観察した。
[試験条件と結果]
フィルム ： P V A 4 0 m (日本合成化学 （株） 製）
軟質ウ レタ ンフォーム ： （ （株） シンヮ製）
マルチフィルム ： ポリ シルバーマルチ （東罐興産 （株） 製） 養液 ： マツザキ 1号 6 g Z 8 L、 マツザキ 2号 4 g Z 8 L
( (株) マツザキアグリ ビジネス製） E C ： 2 . 6 2 . 5
L
試験期間 ： 2 0 0 3年 7月 1 9 日〜 9月 8 日
図 5 2 Aおよび 5 2 Bに示すように、 一般的な天然土壌で無い合 成の高分子などの構造物を支持体としても、 生育することがわかる 。 図 5 3にウレタンフォームの裏側を観察した写真を示すが、 サニ 一レタスの根がウ レタ ンフォームと P V Aフィルムの界面で良く発 達していることが観察できる。
実施例 2 6
(含水率の測定）
ポリプロ ピレン製蓋つきプラスチック容器 （ 1 5 X l l X 4 c m ) に水 3 0 0 m l を加え、 厚みの異なる 3種類の P V Aフィルム と 親水性ポリ エステル 1種 （ 1 0 X 2 0 c m) を浸漬し、 適温ボック スに入れ 2 0時間保持した。 所定時間経過後フィルムを取りだし、 表面の水分をティ ッシュペーパーで速やかにふき取り秤量した （W τ g ) 。 乾燥時の重量を W。 g とし、 含水率 （％) = (Wx 一 W。 ) /Wx X I 0 0を求めた。
測定温度は 5、 2 0、 3 5 °Cの 3点で、 各温度 n = 2の試料で測 定した。
P V Aフィルム ： # 2 5 0 0 ( 2 5 πι) , # 4 0 0 0 ( 4 0 μ m) 、 # 6 5 0 0 ( 6 5 m) (日本合成化学 （株） 製） 親水性ポリエステル ： K 0 6— 4 0 ( 4 0 μ m ) (デュポン社製 ) ·
適温ボックス ： 型式 E R V 7 4 0 (容量 9 L、 消費電力 7 5 W ) (松下電工 （株） 製）
(結果）
図 5 4に含水率の温度別ダラフを示す。 このグラフに示すよ うに 、 P V Aは温度が上昇するにつれて、 含水率が上昇する傾向を示す 。 親水性ポリエステルは P V Aとは逆に温度が上昇するにつれ含水 率が低下する。 P V Aのフィルム厚みの差、 あるいはポリマー種に よる含水率の差はそれほど大きく無く、 温度変化も含め、 2 0〜 2 8 %程度である。 産業上の利用可能性
上述したように本発明によれば、 植物の根と実質的に一体化し得 るフィルムを有する植物栽培用器具 ；植物体と、 該植物体の根と実 質的に一体化したフィルム とを有する植物ーフィルム複合体 ； およ び該植物栽培用器具を用いた植物栽培方法が提供される。
上記構成を有する本発明の植物栽培用器具においては、 植物の根 と養液 （肥料成分を含む液体） とが直接には接触せず、 植物体に対 する酸素供給と、 肥料成分の供給とが好適に機能分離された状態に ある。 このため、 本発明においては、 植物が空気中の酸素を有効に 利用することができ、 従来の養液栽培の問題であった根に対する酸 素の供給、 養液の精密な管理、 根からの養液の汚染あるいは養液か ら植物への病原菌汚染等の問題を容易に解消することができる。 更に、 本発明の植物栽培用器具を用いることにより、 栽培すべき 植物を水分抑制状態とすることが極めて容易となり、 該植物を高品 質化することもできる。 加えて、 本発明によれば、 フィルムを介して接触する養液側の肥 料成分ないし養分が有効に利用されるため、 養液側の富栄養化を軽 減しつつ、 有用な植物を栽培することも可能である。 例えば、 湖沼 等の天然の水資源に本発明の植物栽培用器具を接触させて （例えば
、 1個以上を浮かべて） 、 該湖沼等の富栄養化を軽減することが可 能となる。

Claims

1 . 栽培すべき植物体を収容可能な形状を有する器具であって ； その少なく とも一部に、 該植物体の根と実質的に一体化し得るフ イルムを有することを特徴とする植物栽培用器具。
2 . 前記フィルムが、 該フィルムを介して水と塩水とを対向し
主
て接触させた際に、 測定開始後 4 日 目 （ 9 6時間） の水/塩水の電 気伝導度 （E C ) の差が 4 . 5 d S Z m以下のフィルムである請求 の
項 1に記載の植物栽培用器具。
3 . 前記フィルムが、 該フィルムを介して水とグルコース溶液 とを対向して接触させた際に、 測定開始後囲 3 日 目 （ 7 2時間） の水 /グルコース溶液の濃度 （B r i x % ) の差が 4以下のフィルムで ある請求項 1 または 2に記載の植物栽培用器具。
4 . 前記フィルムが、 該フィルムの内側 （水に対向する面の反 対側） に植物体を配置して栽培を開始した 3 5 日後に、 前記植物体 の根に対して 1 0 g以上の剥離強度を示すフィルムである請求項 1 〜 3のいずれかに記載の植物栽培用器具。
5 . 前記フィルムが、 耐水圧と して 1 0 c m以上の水不透性を 有する請求項 1 〜 4のいずれかに記載の植物栽培用器具。
6 . 植物体と、 該植物体の根と実質的に一体化したフィルム と を少なく とも有することを特徴とする植物一フィルムの複合体。
7 . 植物体を収容可能な形状を有する器具であって ； その少な く とも一部に、 該植物体の根と実質的に一体化し得るフィルムを有 することを特徴とする植物栽培用器具を用い ； 該器具中に植物体 を配置し、 肥料成分あるいは生理活性物質を有する水を、 少なく と も前記フィルムを介して接触させつつ、 前記植物体を栽培すること を特徴とする植物栽培方法。
8 . 前記植物体とフィルムとの間に、 植物保持用支持体を配置 する請求項 7に記載の植物栽培方法。
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