BRPI0716267B1 - sistema de cultivo de plantas. - Google Patents

Abstract

sistema de cultivo de plantas. [problemas] para prover um sistema para produzir hortaliças seguras e de elevado valor nutritivo com custo baixo. [meios para resolver os problemas] um sistema de cultivo de plantas para ciltivar uma planta sobre uma película hidrofilica não porosa, que compreende uma película hidrofilica não porosa e um meio de alimentação para fornecer água ou um fluido nutriente à superfície inferior da película na ausência de um tanque hidropônico para acomodar água ou um fluido nutriente e cultivar uma planta nesse lugar. como o meio de alimentação, usa-se um material absorvedor de água, que está em contato com a película e que é disposto entre a película e uma material impermeável à água. um sistema para produzir hortaliças seguras e de elevado valor nutritivo com custo baixo pode ser obtido por didposição de material impermeável à água diretamente sobre o solo do terreno, sobre o qual o material absorvedor de água e um tubo de irrigação são dispostos, seguido por disposição da película sobre os mesmos.

Description

"SISTEMA DE CULTIVO DE PLANTAS" Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um sistema de cultivo de plantas. Particularmente, a presente invenção refere-se a um sistema de cultivo de plantas que emprega uma película capaz de se integrar substancialmente com as raízes da planta. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um sistema de cultivo de plantas que é capaz de alimentar água ou um fluido nutriente para cultivar uma planta na ausência de um tanque hidropônico para acomodar água ou um fluido nutriente e cultivar uma planta no mesmo.

De acordo com a presente invenção, um tanque hidropônico convencional (usado para acomodar água ou um fluido nutriente e cultivar uma planta no mesmo) não é necessário para cultivar uma planta e, assim, a presente invenção é capaz de proporcionar economias com os custos de materiais para o tanque hidropônico.

Além disso, quando se usa um tanque hidropônico, o tanque hidropônico precisa ser instalado horizontalmente sem inclinação, o que requer um custo excessivo. Este custo não é necessário na presente invenção e, assim, o custo com equipamento se toma baixo.

Na presente invenção, para manter uma planta separada do solo do terreno, que é usado em um cultivo com solo ou fertigação por gotejamento, um material impermeável à água sozinho ou um material impermeável à água tendo um material absorvedor de água colocado sobre o mesmo é disposto sobre o solo do terreno, sobre o qual uma película hidrofílica não porosa é disposta, formando, assim, o sistema de cultivo de plantas da presente invenção sobre o solo do terreno. Ao cultivar uma planta sobre uma película hidrofílica não porosa do sistema de cultivo de plantas acima mencionado, se toma possível evitar a ocorrência de problemas que acompanham o cultivo de solo e fertigação por gotejamento convencionais, ou seja contaminação da planta com microorganismos (como nematódeos), bactérias, vírus e semelhantes no solo, que são causadores das doenças do solo que acompanham os plantios sequenciais; contaminação das plantas com agroquímicos residuais no solo; inibição do crescimento de plantas causada por sais acumulados na superfície do solo; e contaminação do lençol de água causada por lixívia de fertilizantes. A presente invenção é capaz de resolver os problemas acima mencionados que são causados pelo contato direto entre as raízes das plantas e o solo do terreno. Além disso, porque o sistema de cultivo de plantas da presente invenção requer somente uma quantidade muito pequena de água e fertilizantes, se toma possível diminuir drasticamente os custos para cultivar uma planta.

Além disso, a qualidade da planta cultivada pode ser facilmente melhorada por cultivo da planta sob condições com supressão de água usando os sistemas de cultivo de plantas da presente invenção.

Pelo uso do sistema de cultivo de plantas da presente invenção, também se toma possível diminuir nitrato de nitrogênio contido em uma planta, o que é atualmente considerado problemático. Técnica Anterior Convencionalmente, uma ampla variedade de plantas tem sido cultivada ao ar livre por cultivo no campo ou em interiores por cultivo em estufa, usando condições naturais (como luz solar, solo e chuva). Tanto no cultivo no campo como no cultivo em estufa, o solo continua da superfície do terreno até a parte profunda da terra. Assim, no caso de propagação de microorganismos prejudiciais (como nematódeos) e bactérias no solo, que são os agentes causadores principais das doenças que acompanham os plantios sequenciais, se torna necessário esterilizar o solo ou realizar a assim chamada mudança de solo em que o solo é mudado por uma grande quantidade de solo não contaminado proveniente de outro local. Um método representativo para esterilizar o solo é fumigação, mas o banimento total do uso de brometo de metila para fumigação tem tomado difícil a esterilizado do solo. Além disso, uma mudança de solo em larga escala é substancialmente impossível de pontos de vista econômicos e físicos.

Além disso, os agroquímicos de organofósforo, que foram usados em uma grande quantidade no passado, vêm contaminando o solo do terreno, e a contaminação de culturas agrícolas com tais agroquímicos se tomou um sério problema. Os agroquímicos de organofósforo são difíceis de decompor e destoxifícar. Assim, uma troca de solo em larga escala é também necessária para resolver este problema.

Em um método de fertilização convencional, uma grande quantidade de um fertilizador é aplicada ao terreno como uma fertilização basal e, então, durante o cultivo de uma planta, um fertilizador em uma quantidade igual a uma dose de 1 a 2 semanas é dado uma vez como uma fertilização adicional. Este método de fertilização convencional é impraticável em vista da realidade de que somente uma quantidade pequena de um fertilizante é absorvida por uma planta jovem, e a quantidade de absorção aumenta com o crescimento da planta. Assim, o método de fertilização convencional não é somente ineficiente, mas também causa acúmulo de sal no solo. A umidade contida no solo (especialmente, solo de uma estufa) migra ascendentemente da parte inferior para a parte superior do solo. Durante a irrigação, os componentes fertilizantes são transi entemente transportados para baixo com água por gravidade, mas após o término da irrigação, água novamente migra para a superfície do solo e sais são transportados em direção à superfície do solo pela água migrando. Na superfície do solo, somente água é perdida por evaporação. A repetição deste processo leva ao acúmulo de sais na superfície do solo. Em geral, quanto maior a quantidade em excesso de sais presentes em um meio de cultivo, maior o nível de acúmulo de sal, e os sais acumulados provocam a inibição do crescimento de uma planta. As condições deste solo são muito similares às de solo do deserto, onde chuvas são extremamente escassas. O único modo para melhorar estas condições é ou lavar os sais acumulados usando uma grande quantidade de água ou realizar uma troca de solo em larga escala, ambos requerendo custos elevados. A fertilização ineficiente acima mencionada também provoca contaminação do lençol de água. Quando são usados fertilizantes em uma quantidade apropriadas, os fertilizantes, especialmente fertilizantes de nitrogênio, são decompostos por microorganismos no solo, em que os fertilizantes são oxidados na seguinte ordem: composto organonitrogênio -> NH/ N02~ N03\ No entanto, quando fertilizantes são usados em uma quantidade em excesso ou quando a atividade de bactérias nitrificantes no solo é fraca, o processo de oxidação acima mencionado não prossegue de modo que NH4+ e N02" são excessivamente acumulados no solo. Ions NH4+ são adsorvidos na superfície dos colóides de solo negativamente carregados, enquanto íons N02" não são adsorvidos no solo mas, ao contrário, lixiviam do solo e causam contaminação do lençol de água.

Irrigação também coloca os seguintes problemas. Irrigação de uma planta é realizada uma vez durante vários dias usando uma grande quantidade de água e o solo tende a se tomar muito úmido imediatamente após a irrigação, mas se toma seco logo antes da próxima irrigação.Assim, o estresse de água aplicada à planta é difícil de controlar e, assim, uma planta de alta qualidade, como uma planta tendo um teor de açúcar elevado, é difícil de produzir.

Por outro lado, conhece-se um método de cultivo chamado "fertigação por gotejamento" que explora as vantagens do cultivo do solo. Neste método, somente os componentes fertilizantes requeridos pela planta são oferecidos à planta em uma quantidade apropriada somente quando necessário. A fertigação por gotejamento é uma técnica de irrigação e fertilização que envolve dispor um tubo de gotejamento sobre o solo e alimentar um fluido nutriente a partir de uma instalação de alimentação de fluido enquanto realizando uma medição em tempo real dos teores de um fertilizante e umidade no solo, em que o fluido nutriente contém quantidades apropriadas de não apenas nitrogênio, ácido fosfórico e potássio, mas também componentes de micronutrientes (como cálcio) requeridos pela planta. Os aspectos básicos da fertigação por gotejamento são como a seguir. 1) Não se usa fertilizante (no entanto, materiais orgânicos e condicionadores do solo podem ser aplicados para manter e melhorar as propriedades físicoquímicas de e o teor de microorganismos do solo). 2) Irrigação e fertilização são realizadas cada dia. 3) Irrigação e fertilização apropriadas são realizadas com base nos resultados das medições do teor de nutrientes e o teor de umidade. 4) Usa-se um fertilizante que tem uma composição se ajustando à relação de absorção de nutriente da planta e que não contém componentes desnecessários. 5) Usa-se um misturador de fertilizante líquido que é capaz de medir e misturar com precisão os componentes fertilizantes líquidos e mudar facilmente a relação de misturação dos componentes do fertilizante líquido. 6) Um medidor de fluxo é provido para registrar a quantidade de irrigação e fertilização. 7) Usa-se um tubo de irrigação (como o assim chamado "tubo de gotejamento") que é capaz de irrigar uniformemente o campo completo.

Como explicado acima, de modo contrário ao cultivo do solo, a fertigação por gotejamento reduz as quantidades de fertilizante e água e, assim, melhora as interrupções de crescimento causadas por sais acumulados na superfície do solo. Além disso, a fertigação por gotejamento é vantajosa para reduzir a contaminação do lençol de água causada por fertilização excessiva. No entanto, a fertigação por gotejamento não é utilizável para evitar a doença do solo que acompanham os plantios sequenciais, a qual é causada pelo contato direto entre as raízes da planta e o solo, e a contaminação por agroquímicos causada por agroquímicos residuais no solo.

Documento não patente 1: "Youeki Dokou Saibai no Riron to Jissai (Theory and Practice of Drip Fertigation)", páginas 2-18; editado por Hiroshi Aoki, Kenji Umezu e Shinichi Ono; publicado por Seibundo Shinkosha em junho 2001.

Para resolver os problemas acima mencionados que acompanham o cultivo de solo e fertigação por gotejamento convencionais, foi desenvolvido um sistema de cultivo chamado ''cultivo com fluido nutriente" ou "hidropônico". No cultivo com fluido nutriente, o terreno e uma planta são separados por um tanque hidropônico (leito) para armazenar ai um fluido nutriente e, assim, este sistema é substancialmente isento dos problemas que acompanham o cultivo do solo e a fertigação por gotejamento, ou seja a contaminação do solo com o fluido nutriente e a infecção da planta devido ao solo contaminado.

No entanto, o cultivo com fluido nutriente é desvantajoso não apenas em que requer um tanque hidropônico (leito) e suportes para o leito o que, per se, são onerosos, mas também em que o tanque hidropônico precisa ser instalado horizontalmente sem inclinação, o que requer um custo elevado.

Além disso, porque as raízes da planta estão diretamente imersas em um fluido nutriente, a contaminação do fluido nutriente com bactérias, vírus e semelhantes, resulta, com facilidade, em contaminação da planta. Assim, este sistema de cultivo requer o uso de uma instalação onerosa para circular, esterilizar e filtrar o fluido nutriente. Além disso, a imersão constante das raízes da planta no fluido nutriente resulta em falta de estresse de água, o que causa a diminuição do valor nutritivo e aroma da planta cultivada. Em outras palavras, este sistema é acompanhado por uma dificuldade na produção de uma planta de alta qualidade, o que é um problema fatal.

Além disso, como um problema comum às produções agrícolas pelo cultivo com fluido nutriente usando uma quantidade grande de fluido nutriente para cultivar uma planta em um período de tempo curto, o cultivo do solo, acompanhado por grandes quantidades de fertilização e irrigação, e a fertigação por gotejamento, pode-se mencionar o problema que ameaça a saúde e provocado por nitrato de nitrogênio acumulado em uma alta concentração nas plantas, especialmente vegetais de folhas, como espinafre e folhas de alface. A folha de alface, espinafre e semelhantes podem conter concentrações elevadas de nitratos em pecíolos que são suas partes comestíveis. Um nitrato é convertido em um nitrito quando da reação com saliva, cujo nitrito, por sua vez, é convertido em uma nitrosamina carcinogênica durante o processo de digestão. Assim, o teor de nitrato das hortaliças está se tomando um dos critérios importantes para a qualidade das hortaliças e se nota uma demanda para hortaliças tendo baixo teor de nitrato.

Descrição da Invenção Problemas a Serem Resolvidos Pela Invenção A tarefa da presente invenção consiste em prover um sistema de cultivo de plantas que é livre dos problemas acima mencionados acompanhando o cultivo com fluido nutriente, o cultivo do solo e a fertigação por gotejamento.

Meios para Resolver os Problemas Nesta situação, os presentes inventores realizaram estudos extensivos e intensivos tendo em vista resolver os problemas acima mencionados. Como um resultado, verificou-se, de modo inesperado, que os problemas acima mencionados podem ser resolvidos por um sistema barato de cultivo que compreende um material impermeável à água, uma película hidrofilica não porosa, um material absorvedor de água, disposto entre o material impermeável à água e a película hidrofilica não porosa, um meio para fornecer água ou um fluido nutriente ao material absorvedor de água, e um meio para alimentar água ou um fluido nutriente no lado superior da película hidrofilica não porosa, em que o sistema não usa um tanque hidropônico usado em um cultivo com fluido nutriente e, assim, pode prescindir do trabalho de construção onerosa visando instalar o tanque hidropônico.

Em uma forma de realização da presente invenção, o material impermeável à água do sistema de cultivo de plantas é disposto sobre o solo do terreno para manter uma planta separada do solo, e um meio de irrigação é provido de modo a alimentar água ou um fluido nutriente para a película hidrofilica não porosa através de um material absorvedor de água disposto sobre o material impermeável à água. O sistema desta forma de realização é capaz de isentar as raízes das plantas dos problemas que acompanham o cultivo do solo convencional e a fertigação por gotejamento convencional, ou seja, a doença do solo que acompanha o plantio sequencial que é causado por bactérias patogênicas e nematódeos no solo. O sistema de cultivo de plantas da presente invenção é também vantajoso em que, porque as raízes das plantas sendo cultivadas pelo sistema da presente invenção são mantidas para ficarem separadas do solo do terreno pelo material impermeável à água acima mencionado e a película hidrofilica não porosa, se toma possível evitar a contaminação das plantas com agroquímicos residuais e semelhantes que estão presentes no solo do terreno. O sistema de cultivo de plantas da presente invenção apresenta ainda outras vantagens em que o vazamento de fertilizantes e água no solo do terreno pode ser evitado pelo material impermeável à água acima mencionado, assim evitando acúmulo de sais no solo e lixívia dos fertilizantes do sistema. O sistema de cultivo de plantas da presente invenção apresenta ainda outra vantagem e que, ao dispor de uma quantidade pequena de solo estranho sobre a película hidrofílica não porosa e efetivamente alimentar quantidades pequenas de um fertilizante e água ao solo estranho, se toma possível produzir economicamente uma planta de alta qualidade por aplicação de estresse de água à planta. O sistema de cultivo de plantas da presente invenção tem ainda outra vantagem em que o sistema de cultivo de plantas é capaz de diminuir o teor de nitrato de nitrogênio dos corpos de plantas cultivadas.

Como um resultado dos estudos intensivos e extensivos, os presentes inventores verificaram um novo fenômeno em que as raízes das plantas podem ser substancialmente integradas com uma película hidrofílica não porosa (por exemplo uma película de polímero). Como resultado de outros estudos sobre o mesmo fenômeno, os presentes inventores verificaram que as raízes das plantas, que são substancialmente integradas com a película hidrofílica não porosa, são capazes de absorver, através da película, os componentes fertilizantes e água de um fluido nutriente que está em contato com a película, em que os componentes fertilizantes e água são absorvidos em quantidades respectivas necessárias para o crescimento da planta. Os presentes inventores também verificaram que, para absorver a água e os componentes fertilizantes através da película, uma planta tendo suas raízes integradas com a película cresce em uma vasta quantidade de cabelos das raízes, e os cabelos das raízes permitem uma absorção eficiente da água, componentes fertilizantes, ar e outros a partir da vizinhança das raízes.

Além disso, os presentes inventores verificaram que a alimentação de água ou um fluido nutriente para a película hidrofilica não porosa na ausência de um tanque hidropônico (que é usado para acomodar água ou um fluido nutriente e cultivar uma planta ai) é vantajosa para realizar as tarefas da presente invenção. A presente invenção foi completada com base nestas novas descobertas. O sistema de cultivo de plantas da presente invenção é baseado nas descobertas acima mencionadas. Especificamente, o sistema da presente invenção tem uma característica em que o corpo da planta a ser cultivado é colocado sobre uma película hidrofilica não porosa capaz de integrar substancialmente com as raízes da planta, em que a película hidrofilica não porosa é disposta sobre um material impermeável à água diretamente ou através de um material absorvedor de água disposto sobre o material impermeável à água. A presente invenção também provê um sistema de cultivo de plantas, em que água ou um fluido nutriente é fornecido por um meio de irrigação ao material absorvedor de água que está disposto entre o material impermeável à água e a película hidrofilica não porosa. A presente invenção também provê um sistema de cultivo de plantas, em que um suporte de cultivo de plantas e um corpo de planta são dispostos sobre ou acima da película hidrofilica não porosa. A presente invenção também provê um sistema de cultivo de plantas, em que um corpo de plantas e uma película de cobertura tipo mulch ou material de cobertura tipo mulch, que é impérvio ao vapor d'água, são dispostos sobre a película hidrofilica não porosa. A presente invenção também provê um sistema de cultivo de plantas, em que, após a integração substancial das raízes da planta com a película hidrofílica não porosa, água e/ou fluido nutriente são alimentados de modo apropriado sobre o lado superior da película hidrofílica não porosa.

Efeitos da Invenção O sistema de cultivo de plantas tendo a construção acima mencionada não precisa de um tanque hidropônico usado na fertigação por gotejamento convencional para armazenar um fluido nutriente e, assim, pode prescindir do trabalho de construção oneroso para instalar o tanque hidropônico. Assim, a presente invenção provê um sistema de cultivo de plantas econômico.

De acordo com a presente invenção, a película hidrofílica não porosa (e o material impermeável à água) mantém as raízes das plantas separadas do solo do terreno para evitar o contato direto entre as raízes e o solo. Mesmo quando o solo está contaminado com microorganismos patogênicos e bactérias patogênicas, os microorganismos e bactérias não podem passar através da película hidrofílica não porosa (e o material impermeável à água). Assim, a película hidrofílica não porosa (e o material impermeável à água) evita o contato entre as raízes e os microorganismos e bactérias, de modo que a doença do solo que acompanha os distúrbios dos plantios sequenciais pode ser evitada.

Além disso, mesmo quando o solo do terreno é contaminado por agroquímicos residuais e outros, o sistema da presente invenção é capaz de reduzir a contaminação de uma planta cultivada ao manter as raízes das plantas separadas do solo pela película hidrofílica não porosa (e o material impermeável à água).

Na presente invenção, quando o material impermeável à água é disposto sobre o solo do terreno, o material impermeável à água evita que o fluido nutriente e outros (alimentados para o material absorvedor de água disposto entre a película hidrofílica não porosa e o material impermeável à água) migrem para dentro do solo do terreno. Assim, o sistema da presente invenção não somente evita o acúmulo de sal e a contaminação do lençol de água, mas também diminui os custos com o cultivo ao permitir um uso eficiente de água preciosa e reduzir a quantidade de fertilizantes usados.

Além disso, mesmo quando sais são acumulados na superfície do terreno, a presença do material impermeável à água evita que as raízes estejam em contato direto com os sais e, assim, os sais acumulados não tem uma influência séria sobre o crescimento da planta.

No sistema de cultivo de plantas da presente invenção, o estresse de água aplicado à planta sendo cultivada pode ser facilmente controlado pela película hidrofílica não porosa, assim permitindo a produção de uma planta de alta qualidade.

Além disso, na presente invenção, o teor de nitrato de nitrogênio da planta cultivada pode ser facilmente diminuído em uma grande extensão por um dos seguintes métodos: um método que compreende alimentar principalmente água apenas à superfície inferior da película hidrofílica não porosa e alimentar uma quantidade pequena de um fluido nutriente ao lado superior da película hidrofílica não porosa enquanto controlando precisamente as doses e tempos da alimentação, e, em um estágio posterior do cultivo, mudar o fluido nutriente alimentado do lado superior para água apenas; e um método que compreende alimentar um fluido nutriente na superfície inferior da película hidrofílica não porosa, e alimentar água apenas ao lado superior da película hidrofílica não porosa.

No sistema da presente invenção, do ponto de vista de facilidade no controle da alimentação de água ou um fluido nutriente a uma dentre a superfície inferior ou o lado superior da película hidrofílica não porosa, prefere-se usar o assim chamado "tubo de gotejamento" para a alimentação.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

Abaixo, a presente invenção será explicada em detalhes ao fazer referência aos desenhos anexos. Nas explicações abaixo, cada um dos termos "parte" e "%" representa uma relação com base em massa, salvo especificado em contrário. (Sistema de cultivo de plantas) O sistema de cultivo de plantas da presente invenção é usado para cultivar uma planta em uma película hidrofílica não porosa, e compreende uma película hidrofílica não porosa e um meio para alimentar água ou um fluido nutriente à superfície inferior da película hidrofílica não porosa na ausência de um tanque hidropônico para acomodar água ou um fluido nutriente e cultivar uma planta no mesmo. A figura 1 é uma vista em seção transversal esquemática de um exemplo de uma forma de realização básica do sistema de cultivo de plantas da presente invenção. Como evidente da figura 1, nesta forma de realização, película hidrofílica não porosa 1, para colocar um corpo de planta sobre a mesma, é disposta sobre o material impermeável à água 2. (Outra forma de realização 1) A figura 2 é uma vista em seção transversal esquemática de um exemplo de outra forma de realização do sistema de cultivo de plantas da presente invenção. Como evidente da figura 2, nesta forma de realização, meios de irrigação 3 (por exemplo, um tubo de gotejamento) e material absorvedor de água 8 (como um pano não tecido) são dispostos sobre o material impermeável à água 2, sobre o qual a película hidrofílica não porosa 1 é disposta. O uso destes meios de irrigação 3 é vantajoso para alimentar efetivamente um fluido nutriente para a película hidrofílica não porosa 1. (Componentes adicionais) Na forma de realização mostrada na figura 2, se desejado, o suporte de cultivo de plantas 4 (como solo) e/ou material de supressão de evaporação 5 (por exemplo, o material tipo mulch abaixo mencionado), que é ou impérvio ou semi-pérvio a vapor d'água, pode ser disposto sobre ou acima da película hidrofílica não porosa 1. O uso de tal material supressor de evaporação 5 permite a evaporação do vapor d'água a partir da película hidrofílica não porosa 1 para a atmosfera a ser condensado sobre a superfície do material supressor de evaporação 5 ou dentro do suporte de cultivo de plantas 4, assim permitindo que a planta utilize a água condensada a partir do vapor d'água. Além disso, a disposição do material absorvedor de água 8 (como um pano não tecido) abaixo da película hidrofílica não porosa 1 permite a alimentação uniforme do fluido nutriente à película hidrofílica não porosa 1.

Além disso, se desejado, meios de irrigação 6 (por exemplo, um tubo de gotejamento) para alimentar intermitentemente água ou um fluido nutriente podem ser dispostos sobre ou acima da película hidrofílica não porosa 1, A disposição destes meios de irrigação intermitentes 6 é vantajosa para suplementar água ou componentes fertilizantes quando ocorre uma deficiência de água ou de componente fertilizantes absorvidos pela planta através da película hidrofílica não porosa.

Além disso, se desejado, meios de pulverização de névoa 7 (por exemplo uma válvula) para pulverizar intermitentemente água, um fluido nutriente ou uma solução de agroquímicos diluídos, podem ser providos acima da região de cultivo contendo a película hidrofílica não porosa 1. O uso dos meios de pulverização de névoa 7 é vantajoso em que permite a automação de uma pulverização intermitente de: água para resfriamento, especialmente durante as estações do verão; um fluido nutriente para resfriar o ambiente e para alimentar os componentes fertilizantes na forma de uma pulverização foliar; e água ou um fluido nutriente contendo um agroquímico para polvilhamento da cultura. A construção do sistema mostrado na figura 2 é substancialmente igual que a mostrada na figura 1, exceto pelos aspectos adicionais explicados acima. (Outra forma de realização 2) A figura 3 é uma vista em seção transversal esquemática de um exemplo de outra forma de realização do sistema de cultivo de plantas da presente invenção. Como evidente da figura 3, nesta forma de realização, o material impermeável à água 2 é colocado sobre, por exemplo, solo do terreno de modo a formar um sulco tendo uma altura predeterminada sobre o solo do terreno. Em tal sulco (formado pelo material impermeável à água 2) é colocada a película hidrofílica não porosa 1, em que porções periféricas da película hidrofílica não porosa 1 são dobradas para baixo de modo a ficar penduradas para baixo ao longo dos lados do sulco formado pelo material impermeável à água 2. Para evitar que o suporte de cultivo de plantas 4 (por exemplo solo) disposto sobre a película 1 caia para fora do sulco formado pelo material impermeável à água 2, parede de retenção 9 para manter o suporte de cultivo de plantas, ou seja uma parede de retenção feita de um material plástico, madeira ou similar, é disposta sobre a película 1 de modo que um espaço para fluir água é formado entre a película hidrofílica não porosa 1 e a parede de retenção 9. Pelo uso de tal parede de retenção, mesmo quando o sistema da presente invenção é usado ao ar livre sem um abrigo para chuva (como um politúnel), água em excesso pode ser removida do lado superior da película hidrofílica não porosa 1 durante a chuva, assim permitindo o cultivo sob condições que são similares às encontradas dentro de uma instalação, como uma estufa. A construção do sistema mostrado na figura 3 é substancialmente igual que a mostrada na figura 2, exceto pelos aspectos explicados acima. (Material de cobertura tipo mulch) Na presente invenção, a assim chamada cobertura tipo "mulch" pode ser usada de modo preferido. "Mulch" significa um material, como uma película, que é aplicado em tomo da raiz, caule e semelhantes de uma planta para proporcionar proteção contra calor, frio, secura, etc. O uso de tal mulch é vantajoso para melhorar o uso eficiente de água.

No sistema da presente invenção, água ou um fluido nutriente migra na película hidrofílica não porosa 1 ou a partir do lado superior do material impermeável à água 2 ou a partir do material absorvedor de água 8 disposto sobre o material impermeável à água 2 e, então, a água ou o fluido nutriente é absorvida pelas raízes da planta que são integradas com a película 1. No entanto, uma parte da água ou o fluido nutriente será provavelmente perdida por evaporação na forma de vapor d'água da superfície da película hidrofílica não porosa 1. Para suprimir na medida do possível a perda d'água causada pela evaporação de água na atmosfera, a superfície da película 1 (ou o solo colocado sobre a mesma como um suporte de cultivo de planta) pode ser coberta com o material tipo mulch 5. A cobertura com o material tipo mulch 5 permite que o vapor d'água seja condensado sobre a superfície do material tipo mulch 5 ou no suporte de cultivo de planta, de modo que a planta pode usar a água condensada do vapor d'água. (Meios de irrigação) Meios de irrigação 3 e 6 (por exemplo tubos de gotejamento) são capazes de alimentar intermitentemente água ou um fluido nutriente em doses pequenas para um suporte de cultivo de plantas (como solo de cultura e solo de terreno), assim permitindo a utilização da ação de tamponamento do solo no cultivo de uma planta. O assim chamado "tubo de gotejamento", que é um exemplo do meio de irrigação utilizável na presente invenção, foi desenvolvido em Israel onde água é preciosa, e pode ser usado para alimentar somente quantidades mínimas de água e fertilizantes requeridos para o crescimento das plantas por irrigação com gotejamento. (Meios de pulverização de névoa) Durante o cultivo em estufa, sombra e ventilação podem ser insuficientes como medidas defensivas contra temperatura elevada durante o verão, enquanto o uso de um condicionar de ar pode aumentar os custos com energia para cultivar uma planta. Para resolver estes problemas, o meio de pulverização de névoa 7 pode ser provido para aplicar o assim chamado chuveiro de névoa à planta. O chuveiro de névoa é uma pulverização de água atomizada composta de partículas muito pequenas, que são utilizáveis para resfriamento do ar por remoção do calor de evaporação do ar. O meio de pulverização de névoa pode ser usado não apenas como um resfriador, mas também um dispositivo para alimentação foliar e/ou polvilhamento da cultura. A pulverização de água contendo fertilizantes e/ou agroquímicos pelo meio de pulverização de névoa pode resultar em economia de mão-de-obra. (Sistema de cultivo de plantas) Na presente invenção, o sistema de cultivo de plantas pode ter várias estruturas, componentes e partes desde que o sistema tenha a construção acima mencionada. Aqui abaixo, explicações são realizadas sobre as formas de realização preferidas do sistema de cultivo de plantas que são vantajosas para alcançar os efeitos característicos da presente invenção, como omissão de custos para um tanque de cultivo oneroso e suportes para o mesmo, e trabalho de construção para nivelar o tanque; prevenção da doença de solo que acompanha o plantio sequencial, contaminação com agroquímicos, contaminação do lençol de água e acúmulo de sal na superfície do terreno; produção de uma planta de alta qualidade; e diminuição do teor de nitrato de nitrogênio da planta. (Sistema de cultivo de plantas preferido 1) A explicação é feita com referência à vista em seção transversal esquemática mostrada na figura 2. Nesta forma de realização, água, ou um fluido nutriente, é alimentada a partir dos meios de irrigação 3 (por exemplo um tubo de gotejamento) para o lado superior do material impermeável à água 2 ou para o material absorvedor de água 8 disposto sobre o material impermeável à água 2, depois do que a água ou o fluido nutriente migra para a película hidrofílica não porosa 1 disposta sobre ou o material impermeável à água 2 ou o material absorvedor de água 8. As raízes das plantas crescem por absorção da água ou o fluido nutriente que tinha migrado para a película 1.

Se desejado, meios de irrigação 6 (por exemplo, um tubo de gotejamento) para alimentar intermitentemente água ou um fluido nutriente podem ser dispostos sobre ou acima da película hidrofílica não porosa 1. O uso de meios de irrigação 6 permite a alimentação de uma quantidade controlada de água ou um fluido nutriente ao suporte de cultivo de plantas 4 (como solo) e é vantajoso para suplementar água ou um componente fertilizante quando ocorre uma deficiência de água ou componente fertilizante absorvidos pela planta através da película 1.

Além disso, material de supressão de evaporação 5 (por exemplo material tipo mulch) que é ou impérvio ou semi-pérvio a vapor d'água pode ser disposto no sistema de cultivo de plantas. O uso de tal material de supressão de evaporação 5 permite a evaporação de vapor d'água da película hidrofílica não porosa 1 na atmosfera a ser condensada ou sobre a superfície do material de supressão de evaporação 5 ou dentro do suporte de cultivo de planta 4 (por exemplo, solo), assim permitindo à planta utilizar a água condensada a partir do vapor d'água.

Além disso, se desejado, meios de pulverização de névoa 7 (por exemplo uma válvula) podem ser providos acima da película hidrofílica não porosa 1 para pulverizar intermitentemente água, um fluido nutriente ou uma solução de agroquímico diluído. Pelo uso de tal meio de pulverização de névoa 7, se toma possível automatizar uma pulverização intermitente de: água para resfriamento, especialmente durante o verão; um fluido nutriente para resfriar o meio ambiente e para alimentar componentes fertilizantes na forma de uma pulverização foliar; e água ou um fluido nutriente contendo um agroquímico para polvilhar a cultura. (Sistema de cultivo de plantas preferido 2) Na presente invenção, para reduzir a quantidade de um componente desfavorável específico (como nitrato de nitrogênio) contido em uma planta, prefere-se basicamente alimentar somente água no lado superior da película hidrofílica não porosa 1 (de modo a evitar o acúmulo de componentes nutrientes). No entanto, para promover a "integração" das raízes com a película 1, que é definida abaixo, prefere-se alimentar um fluido nutriente na superfície inferior da película 1.

Quando uma quantidade em excesso de água é alimentada para o lado superior da película 1 antes de completar a "integração" das raízes e a película 1, a planta absorve água do lado superior da película que é mais fácil de absorver, assim reduzindo a necessidade de absorver água da superfície inferior da película. Como um resultado, a integração das raízes com a película tende a se tomar difícil. Assim, até as raízes terem sido integradas com a película 1, prefere-se refrear a alimentação de uma quantidade em excesso de água para o lado superior da película.

Por outro lado, após a integração das raízes com a película, a água/ fluido nutriente podem ser alimentada para o lado superior da película, quando apropriado. (Vantagens da presente invenção) Pelo uso do sistema de cultivo de plantas da presente invenção, com a construção acima mencionada, mesmo na ausência de um tanque hidropônico oneroso e suportes para o mesmo, que são necessários para o cultivo com fluido nutriente convencional e que requer um trabalho de construção inoportuno para nivelar o tanque, se toma possível evitar a doença do solo que acompanha o plantio sequencial causada por bactérias patogênicas e nematódeos no solo e contaminação da planta por agroquímicos residuais no solo.

Além disso, mesmo quando sais são acumulados na superfície do solo, os sais não irão influenciar o crescimento da planta porque o solo não entra em contato direto com as raízes. Além disso, no sistema da presente invenção, solo do terreno é coberto com o material impermeável à água 2 que evita que a água e o fluido nutriente alimentados para o lado superior da película vazem para o solo. Assim, se toma possível evitar a contaminação do solo e lençol de água com os fertilizantes. Além disso, porque a alimentação de água para a planta pode ser facilmente controlada pela película hidrofílica não porosa, se toma possível melhorar a qualidade da planta por enriquecimento do valor nutritivo (por exemplo teor de açúcar) da mesma.

No cultivo do solo e fertigação por gotejamento convencionais, os componentes fertilizantes alimentados para o solo do terreno se espalham através do terreno. Assim, mesmo quando um fluido nutriente alimentado para a planta é mudado para água em um estágio posterior do período de cultivo, é difícil diminuir a concentração do fertilizante do solo e diminuir a quantidade de nitrato de nitrogênio permanecendo no corpo da planta. Além disso, de um ponto de vista prático, é difícil mudar o fluido nutriente no tanque para água durante o cultivo de uma planta.

Por outro lado, o sistema de cultivo de plantas da presente invenção tem as seguintes vantagens: somente uma quantidade pequena de solo estranho precisa ser usada sobre a película hidrofílica não porosa 1; somente uma quantidade pequena de fluido nutriente ou água precisa ser alimentada para o lado superior da película; o fluido nutriente pode ser mudado para água durante o cultivo de uma planta; e a quantidade de nitrato de nitrogênio permanecendo na planta pode ser muito facilmente diminuída. (Aspecto de cada parte do sistema) Aqui abaixo, explicação é dada sobre os aspectos das partes do sistema de cultivo de plantas da presente invenção. Com relação a tais aspectos (ou funções), se necessário, referência pode ser feita à "Descrição Detalhada da Invenção" e "Exemplos" de WO 2004/064499, que é um pedido de patente dos presentes inventores. (Película 1) A película 1 usada no sistema de cultivo de plantas da presente invenção é caracterizada em que "ela é capaz de substancialmente integrar com as raízes da planta". Na presente invenção, se ou não uma película é capaz de "substancialmente integrar com as raízes da planta" pode ser determinado por, por exemplo, o "teste de integração" abaixo mencionado. De acordo com as descobertas dos presentes inventores, prefere-se que a película capaz de "substancialmente integrar com as raízes da planta" tenha um equilíbrio específico entre permeabilidade à água e permeabilidade aos íons (equilíbrio permeabilidade à água / permeabilidade aos íons), que é explicado abaixo. Supõe-se que, quando a película tem tal equilíbrio permeabilidade à água / permeabilidade aos íons, um equilíbrio excelente entre permeabilidade à água e permeabilidade a nutriente, que é o mais apropriado para o crescimento de uma planta cultivada (especialmente o crescimento das raízes) pode ser facilmente alcançado, e tal equilíbrio excelente permite a integração substancial das raízes com a película.

Em uso do sistema da presente invenção, uma planta absorve um fertilizante na forma de íons através da película 1, e a quantidade de componentes fertilizantes alimentados à planta será provavelmente influenciada pela permeabilidade a sal (íon) da película. Prefere-se usar uma película tendo uma permeabilidade aos íons de 4,5 dS/m ou menos em termos de uma diferença de condutividade elétrica (EC) em um sistema água/ solução salina. A diferença EC é determinada por contato da água com uma solução salina através da película (em que a água e a solução salina são colocadas em compartimentos respectivos que são divididos pela película), e medindo o EC de cada um dentre água e a solução salina 4 dias após o início do contato, e calculando a diferença em EC entre a água e a solução salina. O uso de tal película permite uma alimentação apropriada de água ou uma solução fertilizante às raízes, assim promovendo facilmente a integração das raízes com a película. A película 1, tendo uma impermeabilidade à água de 10 cm ou mais, em termos de resistência à pressão da água, é preferivelmente usada na presente invenção. Isto é porque o uso de tal película promove a integração das raízes com a película. Além disso, o uso de tal película é vantajoso para prover facilmente um suprimento de oxigênio suficiente às raízes e para evitar a contaminação por bactérias patogênicas. (Resistência à pressão da água) A resistência à pressão da água de uma película pode ser medida de acordo com JIS LI092 (método B). Prefere-se que a resistência à pressão da água da película 1 , usada na presente invenção, seja de 10 cm ou mais, mais vantajosamente 20 cm ou mais, e ainda mais vantajosamente 30 cm ou mais. A película 1 tendo as características acima mencionadas deve ser não porosa e hidrofílica. (Permeabilidade à água/íons) Na presente invenção, prefere-se que a película acima mencionada 1 demonstre uma diferença de condutividade elétrica (EC) de 4,5 dS/m ou menos, como determinado entre água e uma solução salina, em que a diferença de EC é determinada por um método compreendendo contatar a água com a solução salina (0,5 % em peso) através da película, e medindo EC de cada uma dentre água e a solução salina na temperatura de cultivo 4 dias após o início do contato, e calculando a diferença em EC entre a água e a solução salina. Mais preferivelmente, a diferença de EC é 3,5 dS/m ou menos, e o mais preferivelmente 2,0 dS/m ou menos. A diferença de condutividade elétrica é preferivelmente determinada do seguinte modo. <Equipamentos experimentais e semelhantes>

Salvo especificado em contrário, equipamentos experimentais, aparelhos e materiais usados nas experiências abaixo mencionadas (incluindo exemplos) são os descritos no começo da seção "Exemplos”, descrita abaixo. <Método para medir condutividade elétrica>

Porque um fertilizante é geralmente absorvido na forma de íons, prefere-se determinar a quantidade de sais (ou íons) dissolvidos em uma solução. A concentração dos íons é determinada em termos de uma condutividade elétrica (EC). EC é também chamada "condutividade específica" e representa uma condutividade elétrica entre dois eletrodos, cada Λ tendo uma área de seção transversal de 1 cm , que são separados em uma distância de 1 cm um do outro. A unidade usada é Siemens (S), e o valor de EC de uma solução é expressado em termos de S/cm. No entanto, porque a EC de uma solução fertilizante é baixa, unidade "mS/cm" (que é 1/1000 de S/cm) é usada no presente relatório (unidade usada de acordo com o Sistema Internacional de Unidades é dS/m, em que d representa "deci-"). Em uma medição real, uma quantidade pequena de uma amostra (por exemplo, uma solução) é colocada, usando um gotejador, sobre uma porção de medição (porção de sensor) de um medidor de condutividade elétrica para medir a condutividade elétrica definida acima, para assim medir a condutividade elétrica da amostra. <Teste de permeabilidade a sal/água de película 1>

Dez (10) gramas de um sal de mesa comercialmente disponível (por exemplo, "Hakata no Sio (sal de Hakata)" descrito abaixo) são dissolvidos em 2.000 ml de água para preparar uma solução salina a 0,5% (EC: cerca de 9 dS/m). A medição é realizada usando um "conjunto de cesta de peneira-tigela". O conjunto de cesta de peneira-tigela compreende uma cesta de peneira e uma tigela, em que a cesta de peneira é acomodada na tigela. A película 1 a ser testada (tamanho: 200 a 260 mm x 200 a 260 mm) é colocada sobre a cesta de peneira do conjunto de cesta de peneira-tigela, e 150 g de água são despejados sobre a película da cesta de peneira. Por outro lado, 150 g da solução salina preparada acima são colocados na tigela do conjunto de cesta de peneira-tigela. A cesta de peneira contendo a película e água é acomodada na tigela contendo a solução salina, e o todo do sistema resultante é enrolado em uma película de resina para embrulhar alimentos (uma película de cloreto de polivinilideno, Nome comercial : Saran Wrap, fabricada e vendida pela Asahi Kasei Corporation) para evitar a evaporação da água do sistema. O sistema resultante é deixado permanecer ainda em temperatura ambiente, e os valores de EC da água e da solução salina são medidos a cada 24 horas.

Na presente invenção, para facilitar a absorção de nutriente (material orgânico) pelas raízes da planta através da película 1, prefere-se que a película 1 também demonstre um nível específico de permeabilidade a glicose. A permeabilidade a glicose pode ser avaliada de modo apropriado pelo seguinte teste de permeabilidade de água/ solução de glicose. Na presente invenção, prefere-se que a película acima mencionada demonstra uma diferença de concentração Brix (%) de 4 ou menos, como determinado entre água e uma solução de glicose na temperatura de cultivo, em que a diferença de concentração Brix (%) é determinada por um método compreendendo contatar água com a solução de glicose através da película (em que a água e a solução de glicose são colocadas em compartimentos respectivos que são separados pela película), medindo a concentração Brix (%) de cada uma dentre água e a solução de glicose três dias (72 horas) após o início do contato, e calculando a diferença na concentração Brix (%) entre a água e a solução de glicose. A diferença de concentração Brix (%) é mais preferivelmente de 3 ou menos, ainda mais preferivelmente 2 ou menos, especialmente preferivelmente 1,5 ou menos.

Teste de permeabilidade à água/solução de glicose de película 1>

Uma solução de glicose a 5% é preparada usando uma glicose comercialmente disponível (dextrose). Um " conjunto de cesta de peneira-tigela" , que é igual que o usado no teste de permeabilidade a sal/ água acima mencionado, é usado. A película 1 a ser testada (tamanho: 200 a 260 mm x 200 a 260 mm) é colocada na cesta de peneira do conjunto de cesta de peneira-tigela, e 150 g de água são despejados sobre a película. Por outro lado, 150 g da solução de glicose preparada acima são colocados na tigela do conjunto de cesta de peneira-tigela. A cesta de peneira contendo a película e água é acomodada na tigela contendo a solução de glicose, e o todo do sistema resultante é enrolado com uma película de resina para embalar alimentos (uma película de cloreto de polivinilideno, Nome comercial : Saran Wrap, fabricada e vendida pela Asahi Kasei Corporation) para evitar a evaporação da água do sistema. O sistema resultante é deixado permanecer ainda em temperatura ambiente, e os teores de açúcar (concentração Brix (%)) da água e da solução de glicose são medidos a cada 24 horas usando um medidor Brix. (Integração de raízes com película 1) Um teste é realizado sob as condições (usando vermiculite) mencionadas no exemplo 2 abaixo. Especificamente, um teste de crescimento de planta é realizado durante 35 dias usando duas mudas de alface 'sunny' (cada tendo pelo menos 1 folha principal), assim obtendo um sistema híbrido plantas/película 1. As plantas foram removidas do sistema híbrido plantas/película 1 obtido por corte dos caules e das folhas próximas das raízes das plantas. As amostras de teste foram cortadas da película tendo as raízes aderidas às mesmas de modo que a largura de cada amostra de teste é de 5 cm (e o comprimento é cerca de 20 cm) com o caule da planta estando posicionado em tomo do centro de cada amostra de teste.

Um grampo comercialmente disponível é fixado a um gancho pendurado da mola de uma balança tipo mola, e uma extremidade da amostra de teste obtida acima é agarrada por um grampo, seguido por registro do peso (gramas A) (correspondendo ao peso da tara da amostra de teste) indicado pela balança tipo mola. Subsequentemente, o caule da planta no centro da amostra de teste é mantido manualmente e suavemente puxado para baixo para destacar (ou romper) as raízes da película, enquanto registrando o peso (gramas B) (correspondendo à carga aplicada) indicado pela balança tipo mola. O peso de tara é subtraído deste valor (isto é, gramas B menos gramas A) para, assim, obter uma resistência ao destacamento para uma largura de 5 cm.

Na presente invenção, é vantajoso usar a película 1 que demonstra uma resistência ao destacamento de 10 g ou mais com relação às raízes da planta. A resistência ao destacamento da película é preferivelmente de 30 g ou mais, e mais preferivelmente 100 g ou mais. (Materiais de película 1) Na presente invenção, não se nota uma limitação particular com relação aos materiais utilizáveis como a película 1 e quaisquer materiais convencionais podem ser usados desde que a película seja capaz de "integrar substancialmente com as raízes". A película pode ser de um material que é geralmente referido como uma "membrana". Os exemplos específicos de materiais da película 1 incluem materiais hidrofílicos, como álcool polivinílico (PVA), um celofane, um acetato de celulose, um nitrato de celulose, uma etil celulose e um poliéster. Não se nota uma limitação particular com relação à espessura da película 1, e é geralmente cerca de 300 pm ou menos, preferivelmente cerca de 5 pm a 200 pm, mais preferivelmente cerca de 20 pm a 100 pm. (Suporte de cultivo de plantas) Como descrito acima, na presente invenção, qualquer um dos solos ou meios de cultura convencionais pode ser usado como o suporte de cultivo de plantas. Como tais solos ou meios de cultura, podem-se mencionar, por exemplo, um solo para uso em cultivo de solo e um meio de cultura para uso em cultivo hidropônico.

Os exemplos de materiais inorgânicos, utilizáveis como o suporte de cultivo de plantas, incluem: materiais naturais, como areia, cascalho, e areia de pedra-pome, e materiais processados, (por exemplo, um produto de calcinação de alta temperatura), como fibra de rocha, vermiculite, perlite, cerâmicas e casca de arroz carbonizada. Os exemplos de materiais orgânicos utilizáveis para o suporte de cultivo de plantas incluem materiais naturais, como musgo de turfa, fibra de coco, meio de casca de árvore, casca de vagens, turfa (Nitan) e grama de turfa (Sotan); e materiais sintéticos, como resina fenol particulada. Os materiais acima mencionados podem ser usados individualmente ou em qualquer combinação. Além disso, panos tecidos e não tecidos feitos de fibras sintéticas também podem ser usados. Para o suporte de cultivo explicado acima, uma quantidade pequena de um nutriente (por exemplo, fertilizante e componentes micronutrientes) podem ser adicionadas. Com relação a este nutriente adicionado ao suporte de cultivo, de acordo com a descoberta dos presentes inventores, prefere-se adicionar um nutriente ao suporte de cultivo de plantas sobre a película 1, em tal uma quantidade como requerido até as raízes de uma planta crescerem em um grau tal que a planta seja capaz de absorver água ou um fluido nutriente através da película, em outras palavras, até as raízes integrarem com a película. (Fluido nutriente) Com relação ao fluido nutriente (ou a solução fertilizante) usada na presente invenção, não se nota uma limitação particular. Por exemplo, podem-se usar quaisquer fluidos nutrientes que têm sido usados no cultivo de solo convencional e cultivo com fluido nutriente.

Como componentes inorgânicos contidos em água ou um fluido nutriente, que são geralmente conhecidos como componentes essenciais para o crescimento das plantas, pode-se mencionar nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S), que são componentes principais; e ferro (Fe), manganês (Mn), boro (B), cobre (Cu), zinco (Zn) e molibdênio (Mo) que são componentes micronutrientes. Além disso, pode-se mencionar silício (Si), cloro (Cl), alumínio (Al), sódio (Na) e outros que são componentes subsidiários. Se desejado, qualquer uma das outras substâncias fisiologicamente ativas pode ser adicionada desde que as substâncias não inibem substancialmente o efeito da presente invenção. Além disso, a água ou fluido nutriente pode ser suplementada com açúcares, como glicose (dextrose), e aminoácidos. (Material impermeável à água) Não se tem uma limitação particular com relação ao material impermeável à água, desde que ele seja impermeável à água. Os exemplos de material impermeável à água incluem resina sintética, madeira, metal e cerâmicas, que podem estar na forma de uma película, uma folha, uma placa ou uma caixa. (Material absorvedor de água) O material absorvedor de água tem a função de fornecer água ou um fluido nutriente à película 1 e, basicamente, não se tem uma limitação particular com relação ao material absorvedor de água, desde que ele seja capaz de absorver e reter água no mesmo. Por exemplo, pode-se usar uma esponja ou pano não tecido feito de uma resina sintética; um pano tecido; fibras, aparas e pó de origem de plantas; e outros materiais geralmente usados como um suporte de cultivo de plantas, como musgo de turfa e musgo.

Abaixo, a presente invenção será explicada em maiores detalhes por referência aos seguintes exemplos. EXEMPLOS Exemplo 1 1) Método de teste Um sistema de cultivo de plantas foi preparado em uma estufa simplificada, como a seguir. Uma película de polietileno (fabricada e vendida por Okura Industrial Co., Ltd.) tendo uma espessura de 50 pm, uma largura de 1 m e um comprimento de 1 m foi espalhada sobre o solo dentro da estufa, e uma folha capilar (SR-130, fabricada e vendida por Mebiol Inc.) tendo uma largura de 60 cm e um comprimento de 1 m foi disposta sobre a película de polietileno. Um total de 10 bocais se estendendo de um dispositivo de irrigação automatizado foi colocado sobre a superfície da folha capilar, em que 5 bocais foram posicionados em cada lado oposto da folha capilar com intervalos de 20 cm. Então, uma película hidrofílica não porosa (película Hymec, tendo uma espessura de 65 pm, fabricada e vendida por Mebiol Inc.) foi disposta sobre a folha capilar tendo os bocais dispostos na mesma. Sobre a película hidrofílica não porosa foi disposto, como um solo de cultura, Super Mix A (fabricado e vendido por Sakata Seed Co.) a uma espessura de 2 cm, e um total de 10 bocais se estendendo de outro dispositivo de irrigação automatizado foi também colocado sobre o solo de cultura. O solo de cultura foi coberto com uma película de material tipo mulch que é Silver Mulch 30 pm (fabricado e vendido por TOKANKO-SAN CO. LTD.). Sobre a película de material tipo mulch, foram feitos seis cortes transpassantes em forma de X em uma linha com intervalos de 15 cm para plantar as plantas através dos mesmos, e os cortes transpassantes foram cobertos com um solo de cultura, assim obtendo um sistema de cultivo.

Como uma experiência comparativa, um tanque hidropônico (largura interna: 45 cm, comprimento: 1 m, e profundidade: 12 a 18 cm) cheio com 30 L de um fluido nutriente foi instalado sobre o terreno e uma película hidrofílica não porosa (película Hymec com uma espessura de 65 pm, (fabricada e vendida por Mebiol Inc.) foi disposta sobre o mesmo. Sobre a película hidrofílica não porosa foi disposto, como um solo de cultura, Super Mix A (fabricado e vendido por Sakata Seed Co.) a uma espessura de 2 cm, e um total de 10 bocais de um dispositivo de irrigação automatizado foi colocado sobre o solo de cultura. O solo de cultura foi coberto com uma película de material tipo mulch que é Silver Mulch 30 pm (fabricado e vendido por TOKANKO-SAN CO. LTD.). Sobre a película de material tipo mulch, foram feitos seis cortes transpassantes em forma de X em uma linha com intervalos de 15 cm para plantar as plantas através dos mesmos, e os cortes transpassantes foram cobertos com um solo de cultura, assim obtendo um sistema de cultivo.

Sementes de alface 'sunny' "Red Wave" (fabricadas e vendidas por Sakata Seed Co.) foram cultivadas em uma bandeja de células até as sementes crescerem em mudas tendo 1 a 2 folhas principais. Um total de seis mudas foi plantado através dos seis cortes transpassantes acima mencionados da película de material tipo mulch , respectivamente, e o cultivo das mudas plantas foi iniciado após a irrigação primária.

Dispositivo de irrigação automatizada: Temporizador para rega automatizada: EY4200-H (fabricado e vendido por Panasonic Corporation), Método de cultivo: Após o plantio das sementes, um fluido nutriente em uma quantidade de 200 ml a 300 ml por dia foi alimentado a partir dos bocais do dispositivo de irrigação automatizado para a folha capilar disposta abaixo da película hidrofílica não porosa. Neste exemplo, incluindo a experiência comparativa, a irrigação (alimentação de um fluido nutriente) para o lado superior da película hidrofílica não porosa foi realizada usando o dispositivo de irrigação automatizado, A quantidade de irrigação (fluido nutriente alimentado) para o lado superior da película foi de aproximadamente 20 ml por muda. O período de cultivo foi de 1 mês a partir do plantio das mudas.

Fluido nutriente: A EC do fluido nutriente foi 1,2 dS/m, O fluido nutriente era uma mistura de 0,6 g/L de Otsuka House No. I e 0,9 g/L de Otsuka House No, 2, com o que 0,03 g/L de Otsuka House No. 5 foram misturados. 2) Resultados de teste Como evidente da tabela 1 abaixo, o peso total de seis plantas de espinafre-moslarda japonês após um cultivo de I mês foi de 143,6 g quando um material absorvedor de água foi colocado sob a película hidrofílica não porosa. Por outro lado, o peso total das alfaces 'sunny' foi 163,5 g na experiência comparativa, que usou um tanque hidropônico.

[Tabela 11 A quantidade de colheita no sistema de cultivo de plantas da presente invenção foi aproximadamente 10% menor do que na experiência comparativa usando um tanque hidropônico, mas a quantidade de fluido nutriente colocado abaixo da película hidrofílica não porosa foi cerca de 1/4 da quantidade usada na experiência comparativa. Métodos experimentais diferentes dos mencionados acima são explicados abaixo. <Medição do pH> A medição do pH foi realizada usando o medidor de pH abaixo mencionado. Após calibrar a porção do sensor do medidor de pH com uma solução padrão (pH 7,0), a porção do sensor foi imersa em uma solução para ser medida. O corpo principal do medidor de pH foi suavemente agitado e deixado assim até o valor estável ser mostrado no painel do LCD (mostrador de cristal líquido) do medidor de pH. O valor de pH da solução foi obtido por leitura do valor estável mostrado no painel de LCD do medidor de pH. <Medição da concentração Brix (%)> A concentração Brix (%) foi medida usando o medidor Brix abaixo mencionado (refractômetro). Uma parte da solução a ser medida foi amostrada usando um gotejador e gotejada sobre a porção de prisma do medidor Brix. O valor de concentração Brix da solução foi obtido por leitura do valor mostrado no LCD do medidor Brix. <Equipamentos experimentais e semelhantes> 1. Equipamentos e aparelhos experimentais 1) Conjunto de cesta de peneira - tigela: O raio da cesta de peneira foi 6,4 cm (a área da superfície de fundo foi cerca de 130 cm2): 2) Caixa de Styrofoam: tamanho: 55 x 32 x 15 cm; 3) Balança de panela elétrica: Max. 1 kg, fabricada e vendida por Tanita Corporation; 4) Balança tipo mola: Max. 500 g, fabricada e vendida por Kamoshita Seikojyo K.K.; 5) Pós-balança: Postman 100, fabricada e vendida por Maruzen Co., Ltd.; 6) Condutômetro: Twin Cond B-173, fabricado e vendido por Horiba Ltd.; 7) Medidor de pH: pH pal TRANS Instruments, fabricado e vendido por Gunze Sangyo Inc., e medidor de pH compacto (Twin pH) B-121, fabricado e vendido por HORIBA, Ltd.; e 8) Medidor Brix (refratômetro): PR201, fabricado e vendido por Atago, Co., Ltd. 2. Materiais usados (Solos): 1) Super Mix A: Solo de cultura tendo um teor de água de cerca de 70% e contendo quantidades de traço de fertilizantes, fabricado e vendido por Sakata Seed Corporation; 2) Fibra de rocha: algodão granular 66R (partículas finas) para uso agrícola, fabricada e vendida por Nitto Boseki Co., Ltd.; e 3) Vermiculite: Tipo GS, fabricada e vendida por Nittai Corporation. (Películas): 4) Película de álcool polivinílico (PVA): espessura: 40 pm, fabricado e vendido por Aicello Chemical Co., Ltd.; 5) Película de PVA biaxialmente orientada: BOVLON, fabricada e vendida por Nipon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.; 6) Película de poliéster hidrofílica: espessura 12 pm, fabricada e vendida por DuPont; 7) Celofane permeável (para secagem por fumaça): fabricado e vendido por Tokyu Hands Inc.; 8) Celofane: espessura 35 gm, fabricado e vendido por FUTAMURA CHEMICAL Co., LTD; 9) Película de polipropileno microporosa : PH-35, fabricada e vendida por Tokuyama Corp., e 10) Pano não tecido: Shaleria (pano não tecido feito por fibras ultrafinas), fabricado e vendido por Asahi Kasei Corporation. (Sementes para preparação de mudas) 11) Sementes de alface 'sunny': "Red Fire", fabricadas e vendidas por Takii & Co., Ltd. (Fertilizantes) 12) Solução de carga Hyponex: fabricada e vendida pro HYPONeX JAPAN CORP., LTD; e 13) Otsuka House Nos. 1, 2 e 5: todos fabricados e vendidos por Otsuka Chemical. Co., Ltd. (Outros) 14) "Hakata no Sio (Sal de Hakata)": fabricado e vendido por Hakata Engyo Co., Ltd.. e 15) Glicose: Glicose 100, fabricado e vendido por E.S. NA.

Exemplo 2 (Integração de raízes com uma película) Efeitos de uma concentração de fertilizante sobre a integração das raízes com uma película foram examinados. Cada uma solução Hyponex diluída 100 vezes, uma solução Hyponex diluída 1000 vezes, e água (água da bica) foram usados como um fluido nutriente e os resultados foram comparados.

Sobre uma película hidrofílica não porosa (película PVA) tendo um tamanho de cerca de 20 cm x 20 cm, foram dispostos cerca de 300 ml de ou vermiculite ou fibra de rocha como o solo. Duas mudas de alface 'sunny' (cada tendo pelo menos uma folha principal) foram plantadas no solo para cada uma das seguintes 6 condições de teste. Seis condições de teste diferentes, ou seja, as combinações de dois tipos de solos e 3 tipos de fluidos nutrientes foram preparadas. A quantidade de fluido nutriente usada foi 300 ml. O solo foi colocado sobre a película de PVA a uma profundidade de cerca de 2 cm. As experiências foram realizadas em uma estufa usando luz solar natural. A temperatura da estufa durante a experiência foi 0 a 25°C, e a umidade 50 a 90 % UR. A quantidade de evaporação de água e o valor de EC do fluido nutriente foram medidos em dia 13 e dia 35 a partir do início do cultivo. A "resistência ao destacamento" acima mencionada, que é um padrão de medida para a avaliação da integração das raízes com a película, foi também medida no dia 35.

As condições experimentais usadas acima podem ser resumidas como a seguir: 1. Experimento 1) Película: PVA 40 pm (fabricada e vendida por Aicello Chemical Co., Ltd.) 200 x 200 mm; 2) Muda: Mudas de alface 'sunny' (tendo pelo menos uma folha principal); 3) Solo: vermiculite (partículas finas) ou fibra de rocha 66R; 4) Fluido nutriente: água, uma solução Hyponex diluída 100 vezes, aquosa, ou uma solução Hyponex diluída 1000 vezes, aquosa; 5) Equipamento: um conjunto de uma cesta de peneira e uma tigela; e 6) Local da experiência : estufa (sem controle de temperatura e umidade). 7) Método Experimental: Após colocar a película (200 x 200 mm) em uma cesta de peneira, ou 150 g de vermiculite (umidade: 73%, peso seco: 40 g) ou 200 g de fibra de rocha (umidade: 79%, peso seco: 40 g) foram dispostos sobre a película, e as duas mudas foram plantadas nesse local. O cesto de peneira resultante foi colocado em uma tigela contendo 240 g a 300 g de água ou um fluido nutriente para contatar a película com água ou o fluido nutriente, assim cultivando as mudas plantadas. 8) Período de cultivo: 29 de outubro a 4 de dezembro.

Os resultados da experiência acima mencionada são mostrados na tabela 2 abaixo.

Na tabela 2, quando dois valores de EC são mostrados, os valores são "EC antes da adição de fertilizante líquido/EC após adição de fertilizante líquido".

[TABELA 2| (Explicação sobre os resultados experimentais) Como evidente da Tabela acima, contrário aos resultados obtidos por alimentação de água abaixo da película, não somente o crescimento da plantas mas também a integração das raízes com a película foi notavelmente melhorado quando um fluido nutriente foi alimentado na superfície inferior da película. Os resultados demonstram que as plantas absorveram não somente água mas também componentes fertilizantes através da película. Além disso, considera-se que a integração das raízes com a película é um resultado da necessidade de uma adesão forte entre as raízes e a película para uma absorção eficiente da água e componentes fertilizantes através da película. Exemplo 3 (Teste de permeabilidade a sal e água) Várias películas foram submetidas a um teste de permeabilidade a sal e água de acordo com o método descrito acima sob a seção <Teste de permeabilidade a sal/água da película 1>. Os seguintes 6 tipos de películas foram usados: uma película de PVA, BOVLON (uma película de PVA biaxialmente orientada), uma película de poliéster hidrofílica, uma película de celofane, uma película de PH-35 e um pano não tecido de fibra ultrafina (Shaleria). Os resultados da experiência acima são resumidos na seguinte tabela 3. (TABELA 3] EC (dS/m) da solução salina EC (dS/m) de água (Explicação sobre os resultados experimentais) Dentre as 6 películas testadas, o pano não tecido da fibra ultrafina (Shaleria), a película de PVA, a película de poliéster hidrofilica e a película de celofane demonstraram urna elevada permeabilidade a sal. BOVLON demonstrou somente uma permeabilidade a sal baixa, e a película de polipropiieno micro porosa (PH-35) não demonstrou permeabilidade a sal. Os resultados da experiência mostram que, do ponto de vista de permeabilidade a sal, a película de polipropiieno microporosa (PH-35) não é apropriada para uso na presente invenção.

Exemplo 4 (Teste de permeabilidade a dextrose) Várias películas foram submetidas a um teste de permeabilidade a dextrose de acordo com o método descrito acima sob a seção <Testc de permcabilidade com solução de glucose agua>. Os seguintes 5 tipos de películas foram usados: uma película de PVA, BOVLON (uma película de PV biaxialmente orientada), uma película de celofane, uma película de celofane permeável, e uma película de PH-35. Os resultados da experiência acima são resumidos na seguinte Tabela 4.

[TABELA 4] Mudança era concentração Brix (%) cora tempo (Explicação dos resultados experimentais) Dentre as 5 películas testadas, a película de PVA, a película de celofane, e a película de celofane permeável demonstraram excelente permeabilidade a dextrose, mas BOVLON quase não demonstrou permeabilidade a dextrose. Além disso, não foi observada permeabilidade a dextrose com relação à película de PH-35. Os resultados da presente experiência mostram que, do ponto de vista de permeabilidade a dextrose, as películas que são vantajosas para uso na presente invenção são a película de PVA e a película de celofane.

Exemplo 5 (Teste de resistência à pressão d'água) Como explicado acima, teste de resistência à pressão d'água com relação a 200 cm H2O foi realizado de acordo com JIS LI092 (método B). (Resultados da experiência) [Tabela 5] (Explicação sobre os resultados experimentais) Na presente invenção, uma das funções importantes de uma película tendo excelente resistência à água é melhorar a integração entre as raízes das plantas e a película ao evitar a infiltração da água através da película a partir do lado inferior para o lado superior da película, em que a água infiltrada liberta a planta da necessidade de absorver água ou um fluido nutriente através da película. Além disso, a película deve simultaneamente evitar a contaminação da planta com microorganismos, bactérias e vírus presentes abaixo da película. Os resultados da experiência mostram que, do ponto de vista da resistência à água da película, os panos não tecidos e panos tecidos tendo poros nos mesmos (como um pano não tecido de fibra ultrafina) não são apropriados para uso na presente invenção.

Como evidente dos exemplos 2, 3, 4 e 5 acima, as películas que simultaneamente demonstram excelente permeabilidade a sal e dextrose e excelente resistência a água são limitadas a películas hidrofílicas não porosas de um PVA, um celofane, um poliéster hidrofilico e outros. A integração entre as raízes e a película é obtida somente quando a película hidrofilica não porosa é usada.

Aplicabilidade Industrial No sistema de cultivo de plantas da presente invenção, as raízes de plantas e o solo do terreno são mantidos para serem separados um do outro por uma película e, assim, as raízes não estão em contato direto com o solo. Mesmo quando o solo do terreno está contaminado com microorganismos patogênicos e bactérias patogênicas, os microorganismos e bactérias são incapazes de passar através da película e não entram em contato com as raízes das plantas. Assim, a presente invenção é capaz de evitar a contaminação da planta, como um distúrbio de plantio sequencial. Além disso, mesmo quando o solo do terreno está contaminado com agroquímicos residuais, o uso do sistema da presente invenção permite a redução da contaminação da planta por separação do solo das raízes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[Figura 1] Uma vista em seção transversal esquemática de um exemplo de uma forma de realização básica do sistema de cultivo de plantas da presente invenção.

[Figura 2] Uma vista em seção transversal esquemática de um exemplo de outra forma de realização do sistema de cultivo de plantas da presente invenção.

[Figura 3] Uma vista em seção transversal esquemática de um exemplo de ainda outra forma de realização do sistema de cultivo de plantas da presente invenção.

Descrição dos Números de Referência 1: Película hidrofilica não porosa; 2: Material impermeável à água; 3: Meios de irrigação (no lado do material impermeável à água); 4: Suporte de cultivo da planta (solo); 5: Material redutor da evaporação;. 6: Meios de irrigação; (no lado do suporte de cultivo de plantas); 7: Válvula de pulverização de névoa; 8: Material absorvedor de água; e 9; Armação para o suporte de cultivo de plantas.

REIVINDICACÒHS

Claims (16)

1. Sistema de cultivo de plantas caracterizado pelo fato de compreender uma película hidrofílica não porosa (1), e um material de alimentação (2 ou 8) para fornecer água ou um fluido nutriente para a superfície inferior da referida película hidrofílica não porosa (1).

2. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com a reivindicação I, caracterizado pelo fato de que referido material de alimentação compreende um material absorvedor de água (8) que está em contato com a superfície interior da referida película hidrofílica não porosa (1).

3. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com a reivindicação 1. caracterizado pelo fato de que referido material de alimentação compreende um material impermeável à água (2) que é disposto abaixo da referida película hidrofílica não porosa (1),

4. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que referido material de alimentação ainda compreende um material absorvedor de água (8) que é disposto entre referida película hidrofílica não porosa (1) e material impermeável à água (2), e que está em contato com a superfície inferior da referida película hidrofílica não porosa (1).

5. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 4, caracterizado pelo fato de que referida película hidrofílica não porosa (!) demonstra uma diferença de condutividade elétrica (EC) de 4,5 dS/in ou menos entre água e urna solução salina, tendo uma concentração de sal de 0,5% em peso.

6. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que referida película hidrofílica não porosa (I) demonstra uma diferença de concentração Brix (%) de 4 ou menos entre água e uma solução de glicose, tendo uma concentração de glicose de 5% em peso.

7. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 6, caracterizado pelo fato de que referida película hidrofílica não porosa (1) tem uma resistência ao destacamento de 10 g ou mais.

8. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo íãto de que referida película hidrofílica não porosa (1) tem uma impermeabilidade a água de 10 cm ou mais em termos dc resistência à pressão d'água.

9. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma via de irrigação (3) posicionado entre referido material impermeável à água (2) e referida película hidrofílica não porosa {1).

10. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de ainda compreender um suporte de cultivo de planta (4) dispostos sobre referida película hidrofílica não porosa (1).

11. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de ainda compreender um material tipo nmlch (5) disposto sobre ou acima da referida película hidrofílica nào porosa (I).

12. Sistema de cultivo de plantas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de ainda compreender um dispositivo de alimentação suplementar (7) para fornecer água ou um fluido nutriente ao lado superior de referida película hidrofílica não porosa (1},

13. Sistema dc cultivo de plantas, dc acordo com a reivindicação 3. caracterizado pelo fato de que referido material impermeável à água (2) é uma película de resina sintética que está em contato com a superfície inferior de referida película hidrofílica nào porosa < I).

14, Sistema de cultivo de plantas, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que referido material impermeável à água (2) é urna película de resina sintética que está em contato com referido material absorvedor de água (I).

15, Sistema de cultivo de plantas, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que referida via de irrigação (3 e 6) é um meio de irrigação intermitente para fornecer intermilentemente a água ou o fluido nutriente ao referido sistema,

16, Sistema de cultivo de plantas, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de referida via de irrigação intermitente (3 e 6) é um tubo de gotejamento,