JP2009033985A - 植物栽培用培地 - Google Patents

Abstract

【課題】
緑化場所や緑化用栽培に制約されず容易に使用することができ、降雨時などに土壌が流出することがなく、排水性、保水性および保肥性に優れ、植物の生育状態も良好であって、重量的に軽量である植物栽培用培地を提供することにある。降雨時などに土壌が流出せず、保水性および保肥性に優れ、植物の生育状態も良好な植物栽培用培地を提供する。
【解決手段】
植物栽培用培地においてバークチップ、天然軽石、発泡ガラス体、バーミキュライトからなる。その中のバークチップは松の皮であって、植物に有機質や水分を提供する。また軽石は排水性と保水性、発泡ガラス体は排水性、保水性および酸性度を向上させ、バーミキュライトによって保水性、保肥性を高め、比重として０．２０から０．３５の範囲となる植物栽培用培地を完成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、屋上緑化、植物栽培などを目的として、建築物の屋上部分、地面、栽培容器内などにおいて植物を育成する際に軽量で保水性を良くして使用される植物栽培用培地に関する。

近年の地球温暖化に伴い、夏場の都市部などにおいて生じているヒートアイランド現象を抑制する手段の一つとして、ビル、家屋の屋上部分などにおける緑化が推進されている。また一般家庭でベランダなどの家庭菜園を行う場合、あるいはビルの屋上部分などを緑化する場合、樹木、野菜などの植物が生育するに適した保水性、排水性、透水性、保肥性を有する培地を形成することが必要であるが、通常の土砂を敷き詰めて形成しただけの培地は水もちが悪い、雨天の際に土砂が流出しやすい、また重量的にも制限があって高く積むことができないなどの欠点がある。

このため、雨天などの際に土砂が流出せず、保水性や排水性、保肥性などの良好な培地を形成することのできる植物栽培用培地として、セラミックスを原料とする板状またはブロック状の植生基盤材料などがある。この植生基盤材料は、セラミックス粒子が互いに１ｍｍ以上の空隙を介して相互に焼結、部分結着されることによって形成された板状またはブロック状のものである（特許文献１参照）。

また食品製造にて発生する有機性廃棄物の炭化物を使用した植物栽培用培地が提案されているが、この炭化物は排水性と多量に入手することに問題をもっている（特許文献２参照）。また、炭化物粉粒体と固結化材の粉粒体と木質チップ材と繊維部材と保水材とからなる植物培地が提案されている（特許文献３参照）。さらに植物の栽培には微生物を保有できる軽量なバーミキュライト、腐葉土が有効であり、この使用が植物の栽培土壌として多く提案されている（特許文献４，５，６参照）。

しかし腐葉土を使用する場合には、土厚の減少、目減りなど土壌の経緯的な変化をもたらすことがある。さらに軽石、バークチップを添加して人工土壌が提案されている（特許文献７参照）。しかし植物栽培に対して十分に適しているとは言い難い。
特開２００２−３４８１７１号公報 特開２００３−３２５０４４号公報 特開２００３−５２２４１号公報 特開平５−１９４９５１号公報 特開平８−２００７３７号公報 特開平１１−２０７３７１号公報 特開２００６−３２５４８４号公報

植物を栽培する培地には土壌の中で気体部分、液体部分、固体部分が適切な比率で存在していることが好ましい。また家屋、屋上に設置する場合には植物の栽培に一定体積の培地が必要であり、そのために全体の重量に制限を要する。

一般家庭などのプランターや家庭菜園で利用することを目的にした植物栽培用培地では、長時間使用する場合には腐葉土など有機物の自然分解によって、自然沈下して体積が減少するとともに、相対的に固体部分の割合が増大してくる。そのために気体部分の割合が減少して通気性が悪くなり、植物の成長が阻害される。そのために気体部分と液体部分を同時に培地に保持して、固体部分が常時適切な排水性、保水性、保肥性の状態を維持しておくことが必修である。また家屋の栽培用培地では比重が大きく積載荷重に制限されているという問題点もある。また屋上の緑化に使用する場合には培地の重量が制限される。
したがって軽量な固体物質を必要としている。長時間にわたり安定して土壌体積、三相（固相、気相、液相）構造を維持して、植物栽培に適したものが要請される。

また、この植物栽培用培地は、一定比重からなる固形体として屋上、家屋に搬入するものであるため、植物栽培などの緑化部分の広さや形態によっては、植物栽培用培地をそのまま敷設できる。本発明が解決しようとする課題は、緑化場所や緑化用栽培に重量的、育成的に制約されず、容易に使用することができ、降雨時などに土壌が流出することがなく、排水性、保水性および保肥性に優れ、植物の生育状態も良好であって、重量的に軽量である植物栽培用培地を提供することにある。

植物栽培用培地はバークチップ、天然軽石、発泡ガラス体、バーミキュライトからなり、全体の比重が０．３５から０．２０である。その中でバークチップの比重は０．１〜０．３であり、これらの比重より大きい場合には運搬に問題を残し、さらに水分を含有すると重量の増大につながる。
またバークチップの形状は通気性、排水性から望ましい形状である。バークチップの使用は軽量化と水分の保有性の効果からもよい。大きさとしては５ｍｍ〜５０ｍｍが好ましい。この大きさよりも小さい場合には、保通気性がなくなり比重も増大してくる。さらに大きい場合には培地として使用が困難になってくる。

上記の成分に汚泥乾燥物またはバーク堆肥を添加することもできる。この場合には植物の成長には効果を示すが、添加は必須成分ではない。ここに使用される汚泥乾燥物またはバーク堆肥は、軽量無機質土壌の栄養分を提供するものであって、汚泥乾燥物は、ミネラル含有の有機性汚泥を８０℃以上で乾燥して、比重を０．８以下にしたものであって、１ｍｍ〜５０ｍｍの粒状の形状にしているものが好ましい。またバーク堆肥は杉の繊維状の木材であって、長さ１ｍｍ〜５０ｍｍ、幅０．３ｍｍ〜５ｍｍに破砕したものを微生物によって発酵させたもので、比重として０．３から０．８の範囲が好ましい。上記の範囲以外では保肥の効果を示さない。とくに微生物の繁殖には空隙率と比重が重要な要件になる。

天然の軽石は白軽石、シラスで、その形状は３ｍｍ〜30ｍｍの粒状体であって、空隙率が２０〜４０％の範囲にあり、天然軽石の容積比率はバーミキュライト１００に対して１００〜２００である。形状として３ｍｍ以下の場合には全体の重量に影響を与え、また排水性において問題を生じる。天然の軽石とバーミキュライトは同量か軽石の方が多いことが望ましい。
発泡ガラス体は細孔容積が高く、保水性、保肥性を高め、しかも若干の塩基（アルカリ）性であるため土壌の酸性側の制御が可能であり、非常に有効な軽量土壌成分となる。発泡ガラス体の形状は３ｍｍ〜30ｍｍの粒状体であり、発泡ガラス体の空隙率は３０〜５０％の範囲であって、発泡ガラス体の含有する容積比率は天然の軽石１００に対して５０〜５である。

この発泡ガラス体はアルカリ成分を保持しているが、空隙率が高く、しかもその径が大きいことと、本来の特性から保水性、保肥性、保気性が高いので、非常に有効である。
バーミキュライトは通常のものであって、保水性が優れているものである。

バークチップと天然軽石とバーミキュライトと発泡ガラス体の容積比率は１０〜５０：１０〜５０：１０〜５０：５〜２０であることが望ましく、それ以外の組成では植物栽培用培地として適さない。また、上記成分以外の保水材、保肥材を添加しても問題ない。本発明の材料は、培地の湿度が低下すると保持水分を放出し、培地の湿度が上昇すると保持水分を維持する性質も備えている。

緑化場所の広さや形状に制約されることなく、容易に緑化用培地を形成することができる。また、前記成分組成は肥料成分を混入させているため、流し込み後における施肥の手間などを省くことができる。また、緑化用培地が落ち着いた後、温度などの気象環境などが整えば、植物の育成、発芽が比較的短期間のうちに達成されて、植物による緑化を実現することができる。前記成分物は、降雨などによって緑化用培地が崩壊したり、流出したりすることがない。また、緑化用培地は人間が載っても崩壊しない程度の強度も有している。また、緑化用培地は保水材も含有しているため、保水性および保肥性にも優れている。

なお、植物栽培土壌として緑化用培地に含有する天然の軽石、発泡ガラス体は植物栽培土壌の通気性、透水性を確保する作用があり、保肥性をもっている、またこの軽石、発泡性ガラス、バーミキュライトなどの保水材は、気温が上がると保持水分を放出し、気温が下がると保持水分を維持する性質があり、夏場に植物に対する水分補給源として機能し、冬場に培地の乾燥を防止する機能を発揮するために、長時間の保水性、保肥性を維持して植物栽培に適した土壌を形成することができる。

緑化用培地に含まれる天然の軽石、発泡ガラス体は培地の通気性、透水性を確保する作用があり、保肥性をもっている、また、この軽石、発泡性ガラス、バーミキュライトなどの保水材は、夏場においては植物に対する水分補給源として機能し、冬場においては培地の乾燥を防止する機能を発揮する。

植物栽培用土壌１ｍ3においてバークチップの長さ１０ｍｍ〜１５ｍｍ範囲のものを３００Ｌ、７ｍｍ〜１３ｍｍφの範囲の天然軽石３００Ｌ、５ｍｍ〜１０ｍｍ範囲の発泡ガラス体１００Ｌ、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲のバーミキュライト３００Ｌを用いて、機械によって均一になるように混合した。配合比率は３：３：１：３で、この配合の場合での重量は３００kgとなり、比重は０．３０であった。
土壌のPHは７付近であり、これを２０Lになるようにポリエチレン袋に詰めて商品形体にした。

この配合比率の２０L袋から１０Ｌ入りのプランターに７Ｌ充填し、土壌層の高さは１５０ｍｍにして緑化土壌として使用した。この土壌にピーマン野菜を移植栽培した。このプランターは雨時などでも培地が流出することがなく、保水性および保肥性に優れたものとなり、植物の生育状態も良好であった。１ケ月後に２０ｃｍまで成長した。土壌の高さには変化はなかった。またPHは７付近を維持した。
この場合、７Ｌの植物栽培用土壌自体の重量は約２．１ｋｇであって、この重量より大きい場合には運搬にやや問題を残し、さらに水分を含有すると重量の増大につながるが、本配合比率では緑化場所や緑化用栽培容器のサイズや形状に制約されず容易に使用することができた。

植物栽培用土壌１ｍ3においてバークチップの長さ１０ｍｍ〜１５ｍｍ範囲のものを３００Ｌ、７ｍｍ〜１３ｍｍφの範囲の天然軽石３００Ｌ、５ｍｍ〜１０ｍｍ範囲の発泡ガラス体１００Ｌ、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲のバーミキュライト３００Ｌを用いて、機械によって均一になるように混合した。配合比率は３：３：１：３で、この配合の場合での重量は３００kgで、比重は０．３０であった。
土壌のPHは７付近であり、これを２０Lになるようにポリエチレン袋に詰めて商品形体にした。

この配合比率の２０L袋の商品を、敷地内アスファルトの上に防水マット等を敷き、１ｍ四方を縁石で囲った中に充填し、土壌層の高さは２００ｍｍにして緑化土壌として使用した。この土壌にナス野菜を栽培した。このプランターは雨時などに培地が流出することがなく、保水性および保肥性に優れたものとなり、植物の生育状態も良好であった。３ケ月後に５０ｃｍまで成長した。土壌の高さには変化はなかった。またPHは７付近を維持した。

植物栽培用土壌１ｍ3においてバークチップの長さ１０ｍｍ〜１５ｍｍ範囲のものを２５０Ｌ、７ｍｍ〜１３ｍｍφの範囲の天然軽石３００Ｌ、５ｍｍ〜１０ｍｍ範囲の発泡ガラス体２００Ｌ、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲のバーミキュライト２５０Ｌを用いて、機械によって均一になるように混合した。配合比率は２．５：３：２：２．５で、この配合の場合での重量は３１０kgで、比重は０．３１であった。
土壌のPHは７．５付近であり、これを２０Lになるようにポリエチレン袋に詰めて商品形体にした。

この配合比率の２０L袋から１０Ｌ入りのプランターに７Ｌ充填し、土壌層の高さは１５０ｍｍにして緑化土壌として使用した。この土壌にピーマン野菜を移植栽培した。このプランターは雨時などでも培地が流出することがなく、保水性および保肥性に優れたものとなったが、この配合比率の場合、有機物の絶対的含有量がやや少なく、また発泡ガラス体の配合割合が多く植物栽培用培地がアルカリ性に傾き、両方の原因が相まって、実施例１に比較して植物の生育が劣り、１ケ月後に１５ｃｍ程度の成長となった。土壌の高さには変化はなかった。

植物栽培用土壌１ｍ3においてバークチップの長さ１０ｍｍ〜１５ｍｍ範囲のものを３００Ｌ、７ｍｍ〜１３ｍｍφの範囲の天然軽石３５０Ｌ、５ｍｍ〜１０ｍｍ範囲の発泡ガラス体５０Ｌ、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲のバーミキュライト３００Ｌを用いて、機械によって均一になるように混合した。配合比率は３：３．５：０．５：３で、この配合の場合での重量は３３０kgで、比重は０．３３であった。
土壌のPHは６．５付近であり、これを２０Lになるようにポリエチレン袋に詰めて商品形体にした。

この配合比率の２０L袋から１０Ｌ入りのプランターに７Ｌ充填し、土壌層の高さは１５０ｍｍにして緑化土壌として使用した。この土壌にピーマン野菜を移植栽培した。このプランターは雨時などでも培地が流出することがなく、保水性および保肥性に優れたものとなったが、この配合比率の場合、相対的に比重の大きい天然軽石の配合割合が多く、また比重の小さな発泡ガラス体の割合が少ないので、やや重量の大きい培地となった。実施例１に比較して植物の生育に差は見られなかった。また土壌の高さには変化はなかった。
「比較例１」

植物栽培用土壌１ｍ3においてバークチップの長さ１０ｍｍ〜１５ｍｍ範囲のものを３００Ｌ、７ｍｍ〜１３ｍｍφの範囲の天然軽石４００Ｌ、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲のバーミキュライト３００Ｌを用いて、機械によって均一になるように混合した。配合比率は３：４：３で、この配合の場合での重量は３４０kgで、比重は０．３４であった。
土壌のPHは６付近であり、これを２０Lになるようにポリエチレン袋に詰めて商品形体にした。

この配合比率の２０L袋から１０Ｌ入りのプランターに７Ｌ充填し、土壌層の高さは１５０ｍｍにして緑化土壌として使用した。この土壌にピーマン野菜を移植栽培した。このプランターは雨時などでも培地が流出することがなく、保水性および保肥性に優れたものとなったが、この配合比率の場合、培地の酸性度（ＰＨ）を調整する役目の発泡ガラス体が含まれていないので、培地がやや酸性に傾いたが、実施例１に比較して植物の生育に差は見られなかった。また、相対的に比重の大きい天然軽石の配合割合が多くなり、比重の小さな発泡ガラス体が含まれていないので、やや重量の大きい培地となった。土壌の高さには変化はなかった。
「比較例２」

植物栽培用土壌１ｍ3においてバークチップの長さ１０ｍｍ〜１５ｍｍ範囲のものを２００Ｌ、７ｍｍ〜１３ｍｍφの範囲の天然軽石２００Ｌ、５ｍｍ〜１０ｍｍ範囲の発泡ガラス体１００Ｌ、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲のバーミキュライト２５０Ｌ、２ｍｍ〜４ｍｍの腐葉土２５０Ｌを用いて、機械によって均一になるように混合した。配合比率は２：２：１：２．５：２．５で、この配合の場合での重量は３００kgとなり、比重は０．３０であった。
土壌のPHは６．５付近であり、これを２０Lになるようにポリエチレン袋に詰めて商品形体にした。

この配合比率の２０L袋から１０Ｌ入りのプランターに７Ｌ充填し、土壌層の高さは１５０ｍｍにして緑化土壌として使用した。この土壌にピーマン野菜を移植栽培した。このプランターは雨時などでも培地が流出することはなかったが、初めの方で排水がやや茶色になり、美観上で問題を呈した。植物の生育状態は良好で１ケ月後に２０ｃｍまで成長した。土壌の高さは、時間が経過するに連れてわずかずつ下がり、土壌の目減りがみられた。またPHは６．５付近を維持した。
「比較例３」

植物栽培用土壌１ｍ3においてバークチップの長さ１０ｍｍ〜１５ｍｍ範囲のものを２００Ｌ、７ｍｍ〜１３ｍｍφの範囲の天然軽石２００Ｌ、５ｍｍ〜１０ｍｍ範囲の発泡ガラス体１００Ｌ、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲のバーミキュライト２５０Ｌ、５ｍｍ〜１０ｍｍ範囲のバーク堆肥２５０Ｌ、機械によって均一になるように混合した。配合比率は２：２：１：２．５：２．５で、この配合の場合での重量は３２０kgとなり、比重は０．３２であった。
土壌のPHは７付近であり、これを２０Lになるようにポリエチレン袋に詰めて商品形体にした。

この配合比率の２０L袋から１０Ｌ入りのプランターに７Ｌ充填し、土壌層の高さは１５０ｍｍにして緑化土壌として使用した。この土壌にピーマン野菜を移植栽培した。このプランターは雨時などでも培地が流出することはなかったが、終始排水が茶色に染まり、美観上で問題を残した。植物の生育状態は良好で１ケ月後に２０ｃｍまで成長した。土壌の高さは、時間が経過するに連れてわずかずつ下がり、土壌の目減りがみられた。またPHは７付近を維持した。

本発明の第１実施形態を示す図である。 本発明の第２実施形態である示す視図である。

符号の説明

１ ビル屋上面
２ 防水シート
３ 耐根フィルム
４ 貯水排水層
５ 透水シート
６ 緑化用培地
７ 植物

Claims (5)

1. 家庭菜園、屋上緑化などの植物栽培土壌においてバークチップと、天然軽石と、発泡ガラス体と、バーミキュライトとからなり、全体の比重が０．３５から０．２０であることを特徴とする植物栽培用培地。
2. 請求項１において、バークチップは、松の皮であって、比重として０．１〜０．３で、形状として、長さ５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲、幅５ｍｍ〜３０ｍｍ範囲の板状体、および粒状体であって、バークチップの容積比率として、天然軽石の容積１００に対して５０〜２００であることを特徴する植物栽培用培地。
3. 請求項1において、天然の軽石は、白軽石であって、比重として０．４〜０．６、その形状として３ｍｍ〜30ｍｍ範囲の粒状体であって、しかも空隙率で２０％〜４０％の範囲にあり、天然軽石の容積比率としてバーミキュライトの容積１００に対して１００〜２００であることを特徴とする植物栽培用培地。
4. 請求項1において、発泡ガラス体は、比重として０．１〜０．３で、形状として３ｍｍ〜30ｍｍの粒状体であって、発泡ガラス体内の空隙率で３０％〜５０％の範囲にあり、発泡ガラス体の含有する容積比率として天然軽石の容積１００に対して５０〜５であることを特徴とする植物栽培用培地。
5. 請求項1において、バーミキュライトは、比重として０．１〜０．３で、形状として１ｍｍ〜１０ｍｍの板状体であって、バーミキュライトの容積比率として、天然軽石１００に対して１００〜５０であることを特徴とする植物栽培用培地。
   

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