JP2009131167A - 植物生育用保水剤 - Google Patents

Abstract

【課題】少量で良好な保水性を有し、発育阻害ないしは根の伸長阻害を生じない植物生育用の保水剤を提供する。
【解決手段】高吸水性樹脂（Ｘ）を含んでなる植物生育用保水剤において、（Ｘ）１重量部に２５℃のイオン交換水１００重量部を吸水させたときの吸水体の電気伝導率が０〜２．０ｍＳ／ｃｍであり、（Ｘ）のカルシウムイオン吸収量が（Ｘ）の重量あたり０〜１００ｍｇ／ｇであり、（Ｘ）の２５℃のイオン交換水の吸水倍率が８０〜１，０００倍であることを特徴とする植物生育用保水剤。
【選択図】 なし

Description

本発明は、植物生育用保水剤に関する。

紙おむつ、生理用品等に大量に使用されてきたポリカルボン酸系高吸水性樹脂、特にポリアクリル酸系高吸水性樹脂は、その低価格性および優れた保水性を活かして、農業の分野でも使用されるようになってきた。

例えば、ポリアクリル酸系高吸水性樹脂は、その保水性を利用して流体播種、緑化工、節水栽培、砂地栽培等の保水剤として利用されている。

しかしながら、従来のポリアクリル酸系高吸水性樹脂の場合には、使用量が多いと植物の生長に悪影響、特に著しい発根の阻害および根の伸長阻害が生じることが明らかになっている（非特許文献１）。

特に、従来のポリアクリル酸系高吸水性樹脂を組織培養、流体播種、緑化工に使用する場合には、ポリアクリル酸系高吸水性樹脂の含水ゲルを利用することが多く、植物の幼苗、種子等が高濃度のポリアクリル酸系高吸水性樹脂と直接、接触するために、著しい発根阻害および根の伸長阻害が生じ、その使用量が大幅に限定されている。
また、従来のポリアクリル酸系高吸水性樹脂を圃場あるいは露地用の保水剤として使用した場合でも、圃場あるいは露地中の土壌の保水効果を高めるために根の近辺のポリアクリル酸系高吸水性樹脂の濃度を増大させた際には、植物の根の伸長が阻害されることが明らかになっている。

上記したポリアクリル酸系高吸水性樹脂が、植物の生長を著しく阻害した例としては、架橋したポリアクリル酸ナトリウムに蒸留水を吸収させて含水ゲルを作成し、この含水ゲルとキュウリ、インゲンマメの種子を各時間（３、６、９、１２、２４、４８時間）接触させた後、それぞれの種子の発芽および発根状態を観察した実験が報告されている（非特許文献１）。この実験の結果、キュウリの種子の場合は、前記含水ゲルと３６〜４８時間接触させると根の伸長が著しく抑制され、インゲンマメの場合も、全く同様に根の伸長阻害が認められたことが報告されている。更には、根のα−ナフチルアミン酸化能も、前記含水ゲルと５時間以上、接触させると顕著に低下したとされている。このような植物の生長阻害および機能障害は、この報告においては、含水ゲル中の水分を植物が有効に使用出来ないことによるものであると推定されている。

また、ポリアクリル酸ナトリウム架橋物に水を吸収させることによって作成した含水ゲル上にイネの種子を播種し、発根過程を観察したところ、著しい発根障害が認められたことも報告されている（非特許文献２）。そして、この含水ゲルを水道水で透析処理すると発根障害は認められなかったが、このように水道水で透析した場合においても、根の生長回復は認められなかったとされている。この現象に関しては、この報告においては、水道水のような弱電解質溶液で含水ゲルを水洗または透析処理すると、含水ゲルへの水吸引力が弱められ、含水ゲルから根毛への水の移動が容易になり発根障害が解決すると推定されている。

更には、架橋ポリアクリル酸ナトリウムの含水ゲルを混合した土壌中でのダイズの根の伸長程度が、ポリビニルアルコール系高吸水性樹脂の含水ゲルと比較して顕著に阻害された例も報告されている（非特許文献３）。この現象は、該文献においては、架橋ポリアクリル酸ナトリウムの含水ゲル中の水は植物に利用されにくいことによるものと推定されている。

上述したように、従来においては、架橋ポリアクリル酸アルカリ金属塩からなる高吸水性樹脂の含水ゲルによる植物の生長が阻害されるのは、含水ゲル中の水が植物に有効利用されないためと考えられてきた。

また、同じく従来から土壌用保水剤として使用されてきたＮ−ビニルアセトアミド化合物を主構成成分とする高吸水性樹脂（例えば特許文献１）を使用した場合は、保水量が小さく、少量の使用では保水の効果が認められず水の補給が頻繁に必要となり、多量に用いると効果があるがコストアップとなることが知られている。

川島和夫ら、高吸水性高分子物質の作物の初期生長へ及ぼす影響、砂丘研究、３１（１）、１−８、１９８４ 杉村順夫ら、緑化工用資材としての高吸水性ポリマーの利用、緑化工技術、９（２）、１１−１５、１９８３ 中西友子、バイオサイエンスとインダストリー、５２（８）、６２３−６２４、１９９４ 特開平０４−３４６８３３号公報

上記の様に従来の土壌用保水剤は、著しく発根阻害をしたり、伸長阻害を生じること、また、所定量の水分を保持できないこと、さらに所定量の水分を保持するために大量の保水剤を使用することが必要となったり、水の補給が頻繁に必要となるなどの問題がある。
すなわち、本発明は、上記の問題点を改善し、少量で良好な保水性を有し、かつ植生が良好な高吸水性樹脂からなる植物生育の保水剤を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の植物生育用の保水剤は、高吸水性樹脂（Ｘ）を含んでなる植物生育用保水剤において、（Ｘ）１重量部に２５℃のイオン交換水１００重量部を吸水させたときの吸水体の電気伝導率が０〜２．０ｍＳ／ｃｍであり、（Ｘ）のカルシウムイオン吸収量が（Ｘ）の重量あたり０〜１００ｍｇ／ｇであり、（Ｘ）の２５℃のイオン交換水の吸水倍率が８０〜１，０００倍であることを特徴とする植物生育用保水剤であることを要旨とする。

本発明の植物生育用の保水剤は、以下の効果を奏する。
（１）本発明の植物生育用保水剤は、植物の生育を阻害することがない。
（２）本発明の植物生育用保水剤は、少量の使用でも植物に対して充分な水を供給することができる。
（３）本発明の保水剤を吸水させた含水ゲルは寒天のような天然の含水ゲルと異なり、腐敗しにくいため、含水ゲル中で生育した植物を土壌へ移植・馴化する際にも、含水ゲルの腐敗から誘発される根の腐敗による収率低下が起こりにくい。

高吸水性樹脂（Ｘ）は、高吸水性樹脂１重量部に２５℃のイオン交換水１００重量部を吸水させた時の吸水体の電気伝導率が０〜２．０ｍＳ／ｃｍであり、カルシウムイオン吸収量が（Ｘ）の重量あたり０〜１００ｍｇ／ｇであり、且つ、２５℃のイオン交換水の吸水倍率が８０〜１０００倍である。

高吸水性樹脂の電気伝導率としては、０〜２．０ｍＳ／ｃｍであり、好ましくは０．２〜１．９ｍＳ／ｃｍ、より好ましくは０．３〜１．８ｍＳ／ｃｍである。電気伝導率が２．０ｍＳ／ｃｍを超えると植生が良くない。
なお、電気伝導率は下記の方法で測定される。

〔電気伝導率の測定法〕
２５℃のイオン交換水１００重量部に高吸水性樹脂１重量部を入れ、２５℃で８時間、恒温槽中で放置して、前記高吸水性樹脂を膨潤させ吸水体を作成する。吸水体の温度が２５℃であることを温度計で確認し、比伝導度測定装置（東亜ディーケーケー製、商品名：デジタル電気伝導率計ＣＭ-40Ｇ）の電極［東亜ディーケーケー製、商品名：電気伝導率セル（ＣＴ−５７１０１Ｂ）］を吸水体に差し込み値を読み取る。なお、高吸水性樹脂の吸水倍率が小さい場合には、高吸水性樹脂の吸水体とイオン交換水が分離して２相になるので、撹拌して均一にした後、比伝導度測定装置の電極を差し込み値を測定する。撹拌・均一化してもすぐに２相に再び分離する場合は、撹拌下に比伝導度測定装置の電極を差し込み値を測定する。

（Ｘ）の電気伝導率を上記の範囲にするためには、（Ｘ）が架橋された共重合体の場合には、（Ｘ）中のノニオン性の単量体の比率を調整（ノニオン性の単量体の比率を大きくすると電気伝導率は小さくなる）することにより、及び／又は、アニオン性の単量体が有するカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等の中和度を調整する（中和度を小さくすると電気伝導率は小さくなる）ことによりコントロールできる。又、（Ｘ）がいくつかの高吸水性樹脂の混合物である場合は、混合物中のノニオン性の高吸水性樹脂の比率を調整する（ノニオン性高吸水性樹脂の比率を大きくすると電気伝導率は小さくなる）ことで、コントロールできる。さらに、電気伝導率は、解離する電解質の含有量で決まってくるので、高吸水性樹脂中に含まれる塩の量を調整する（塩の含有量を小さくすると電気伝導率は小さくなる）などしてコントロールできる。

高吸水性樹脂（Ｘ）のカルシウム（以下、Ｃａと略記することがある）イオン吸収量（ｍｇ／ｇ）は、０〜１００であり、好ましくは１３〜９０、さらに好ましくは２０〜７５、つぎにさらに好ましくは３０〜７５である。Ｃａイオン吸収量が１００を超えると植生が良くない。
なお、Ｃａイオン吸収量は下記の方法で測定される。

［Ｃａイオン吸収量の測定法］
１ｇの高吸水性樹脂を、カルシウムイオン濃度２００ｍｇ／Ｌの塩化カルシウム水溶液１Ｌに添加し、時々撹拌しながら２５℃で４８時間、恒温槽中で放置して、上記の高吸水性樹脂を膨潤させつつカルシウムイオンを吸収させる。膨潤した高吸水性樹脂と吸収されなかった水溶液とを分離し、吸収されなかった水溶液中のカルシウムイオン濃度（Ｆ ｍｇ／Ｌ）を原子吸光分析により定量する。
なお、膨潤した高吸水性樹脂と吸収されなかった水溶液との分離については遠心分離、デカンテーション、限外濾過の方法等、特に限定されないが、未架橋の水溶性高分子が上清中に溶解しカルシウムイオン吸収量の測定精度が悪くなる可能性があるため、分画分子量１，０００〜 ３，０００の限外濾過膜を用いた限外濾過による分離を行うことが好ましい 。
このようにして測定したカルシウムイオン濃度の定量値（Ｆ）に基づき、高吸水性樹脂１ｇあたりのカルシウムイオン吸収量は、次式により求められる。
カルシウムイオン吸収量（ｍｇ／ｇ）＝２００−Ｆ

なお、上記原子吸光分析法によるカルシウムイオン濃度分析においては、下記の条件が好適に使用可能である。
＜原子吸光分析の測定条件＞
原子吸光分析装置：島津製作所社製、商品名：ＡＡ−６５００オートシステム
点灯条件：Ｃａ＃８
電流：１０ｍＡ／０ｍＡ
波長：４２２．７ｎｍ
スリット幅：０．５μｍ

（Ｘ）のカルシウムイオン吸収量を上記の範囲にする方法としては、（１）ノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ａ）とアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）とのモル比の調整する方法｛（Ａ）の比率を大きくすれば、Ｃａイオン吸収量が小さくなる｝、（２）アニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）、及びアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｃ）の中和において、周期律表第２族に属する多価金属イオン、第１３族に属する多価金属イオン、アンモニウムイオン及びアルカリ金属イオンからなる群より選ばれる一種以上のイオンの水酸化物、各種塩化物（炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、塩酸塩、乳酸、シュウ酸塩等）及びアンモニアの比率を調整する方法｛多価金属イオンの比率を大きくすれば、Ｃａイオン吸収量が小さくなり、アルカリ金属イオンおよび／又はアンモニアの比率を大きくすれば、Ｃａイオン吸収量が大きくなる｝が適用できる。
なお、各種塩化物の比率が増えると電気伝導度が大きくなり本願の範囲を超えてしまうので好ましくないが、水酸化物および／又はアンモニアで調整すると、電気伝導度を本願の範囲とし、カルシウムイオン吸収量を本願の範囲とすることができるので好ましい。

（Ｘ）の２５℃のイオン交換水の吸水倍率は、８０〜１０００倍であり、好ましくは９０〜６５０倍、さらに好ましくは１２０〜５００倍、つぎにさらに好ましくは１３０〜４２０倍である。吸水倍率が８０倍未満であると保水剤の保水能力が低くなり、多量に使用する必要が生じ、コストアップとなるし、水の補給が頻繁に必要になる。吸水倍率は大きい方が、少量の使用で済むので好ましいが、吸水倍率が１０００倍を超える高吸水性樹脂は、透水性が低くなり、植生が悪くなる問題点がある。
なお、吸水倍率は下記の方法で測定される。

［イオン交換水の吸水倍率の測定法］
ナイロン製の網袋（２５０メッシュ）に高吸水性樹脂の試料Ｌ（ｇ）を入れ、これを袋ごと過剰のイオン交換水に浸す。浸漬６０分後に袋ごと空中に引き上げ、静置して１５分間水切りした後、質量Ｍ（ｇ）を測定して下式より吸水倍率を求める。
なお網袋のみを用いて上記と同様の操作を行い、この分の質量Ｎ（ｇ）をブランクとして差し引く。
イオン交換水の吸水倍率＝（Ｍ−Ｎ）／Ｌ

イオン交換水の吸水倍率を上記の範囲にすることは、通常、高吸水性樹脂の架橋度を弱めることによって達成される。例えば、架橋アクリル酸（塩）系の高吸水性樹脂の場合、架橋剤の存在下、通常の方法でアクリル酸および／またはアクリル酸塩などラジカル重合性モノマーを重合するに当たり、架橋剤の使用量を少なくする、あるいは得られた粒状高吸水性樹脂の表面近傍を弱く表面架橋することによって達成され、より具体的には、内部架橋剤を重合性単量体及び内部架橋剤の合計重量に基づいて、０．００１重量％以上５重量％以下使用する方法、及び／又は表面架橋剤を重合性単量体の重量に基づいて、０．００１重量％以上３重量％以下使用する方法が適用できる。さらに、イオン交換水の吸水倍率は下記の高吸水性樹脂の種々の製造条件によりコントロールできる。
また、その他の架橋方法として、架橋剤を使用せず（１）加熱による架橋方法、（２）放射線照射による架橋方法を使用する場合には、イオン交換水の吸水倍率を上記の範囲とするために、加熱による架橋では加熱温度及び加熱時間を調整することによって、放射線による架橋では放射線量の強度、放射時間を調整することによってコントロールできる。
イオン交換水の吸水倍率を本発明の範囲に調整するために、イオン交換水の吸水倍率の調整は内部架橋剤と表面架橋剤の使用量で調整することが好ましい。

高吸水性樹脂（Ｘ）の、高吸水性樹脂１重量部に２５℃のイオン交換水１００重量部を吸水させた時の吸水体のｐＨ値としては、植生の観点から、４．５〜７．５が好ましく、さらに好ましくは５．０〜７．０であり、次にさらに好ましくは５．５〜６．５である。

なお、ｐＨ値は下記の方法で測定される。

〔ｐＨ値の測定法〕
２５℃のイオン交換水１００重量部に対して高吸水性樹脂１重量部を入れ、２５℃で８時間、恒温槽中で放置して、前記高吸水性樹脂を膨潤させ吸水体を作成する。吸水体の温度が２５℃であることを温度計で確認し、ｐＨメーターを吸水体に差し込み、ｐＨ値がほぼ安定したことを確認した後、値を読み取る。なお、高吸水性樹脂の吸水倍率が小さい場合には、高吸水性樹脂の吸水体とイオン交換水が分離して２相になるので、撹拌して均一にした後、ｐＨメーターを差し込み値を測定する。撹拌・均一化してもすぐに２相に再び分離する場合は、撹拌下にｐＨメーターを差し込み値を測定する。

高吸水性樹脂（Ｘ）は、ノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ａ）とアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）を必須構成単位とする架橋共重合体（Ｘａ）及び／又はアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｃ）を構成単位とする架橋重合体（Ｘｂ）を含有する。（Ｘａ）のみで使用することも可能であり、（Ｘｂ）のみで使用することも可能である。また、（Ｘａ）と（Ｘｂ）を併用することも可能である。

本発明において、共重合体（Ｘ）の構成単位であるノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ａ）としては、水酸基含有ラジカル重合性水溶性単量体（イ−１）、アミド基含有ラジカル重合性水溶性単量体（イ−２）、３級アミノ基含有ラジカル重合性水溶性単量体（イ−３）、エポキシ基含有ラジカル重合性水溶性単量体（イ−４）、その他ラジカル重合性水溶性単量体（イ−５）が挙げられる。

（イ−１）としては、アルキル基の炭素数（以下、Ｃと略す）が２〜３個のヒドロキシアルキルモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール｛重量平均分子量（以下、Ｍｗと略す）：１００〜４，０００｝モノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（Ｍｗ：１００〜４，０００）モノ（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（Ｍｗ：１００〜４０００）モノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
なお、ここで「（メタ）アクリレート」とは、「メタクリレート及び／又はアクリレート」の意味であり、以下同様の表記を用いる。

（イ−２）としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アルキル（Ｃ１〜３）置換（メタ）アクリルアミド（Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド等）等が挙げられる。

（イ−３）としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。

（イ−４）としては、例えばグリシジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

（イ−５）としては、４−ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルアセトアミド等が挙げられる。

上記のノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体のうち、重合の観点から、アルキル基のＣが２〜３個のヒドロキシルアルキルモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（Ｍw：１００〜４０００）モノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（Ｍw:１００〜４０００）モノ（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（Ｍw:１００〜４０００）モノ（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｎ-アルキル置換（メタ）アクリルアミド、（Ｎ-メチルアクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアクリルアミドなど）、Ｎ−ビニルアセトアミドが好ましく、さらに好ましくは、（メタ）アクリルアミド及び／又はアルキル基の炭素数が２〜３のヒドロキシアルキルモノ（メタ）アクリレートである。

これらの単量体（Ａ）は、単独で使用しても良いし、必要であれば２種以上併用しても良い。

アニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）としては、カルボキシル基を有するラジカル重合性単量体（Ｂ−１）、スルホン酸基を有するラジカル重合性単量体（Ｂ−２）、リン酸基を有するラジカル重合性単量体（Ｂ−３）、加水分解することにより（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）となる単量体（Ｂ−４）及び（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）の塩が含まれる。

（Ｂ−１）としては、不飽和モノ又はポリ（２価〜６価）カルボン酸［（メタ）アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル（Ｃ１〜９）エステル、フマル酸、フマル酸モノアルキル（Ｃ１〜９）エステル、クロトン酸、ソルビン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキル（Ｃ１〜９）エステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、ケイ皮酸、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキル（Ｃ１〜９）エステル等］及びそれらの無水物［無水マレイン酸等］等が挙げられる。

（Ｂ−２）としては、脂肪族又は芳香族ビニルスルホン酸（ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸等）、２−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリロキシプロピルスルホン酸、（メタ）アクリルアルキルスルホン酸［（メタ）アクリル酸スルホエチル、（メタ）アクリル酸スルホプロピル等］、（メタ）アクリルアミドアルキルスルホン酸［２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等］等が挙げられる。

（Ｂ−３）としては、例えば、（メタ）アクリロイルアルキルリン酸モノエステル［モノ｛２−（メタ）アクリロイルオキシエチル｝ホスフェート、フェニル−２−アクリロイルオキシエチルホスフェート等］等が挙げられる。

（Ｂ−４）としては、上記（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）のカルボン酸、スルホン酸、リン酸のアルキル（Ｃ１〜４）エステル｛（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、ビニルスルホン酸アルキルエステル等）等が挙げられる。

（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）の塩としては、アルカリ金属塩（ナトリウム塩、カリウム塩等）、アルカリ土類金属塩（カルシウム塩、マグネシウム塩等）、第１３族に属する多価金属塩、アミン塩及びアンモニウム塩等挙げられる。

アミンとしては、公知（特開昭５７−１９１３７３号公報等）のアミンが使用でき、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン等が挙げられる。
アンモニウムとしては、公知（特開昭５７−１９１３７３号公報等）のアンモニウムが使用でき、アンモニウム、テトラメチルアンモニウム、・・・等が挙げられる。

（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）の塩において、構成体であるカルボン酸、スルホン酸、リン酸を中和するイオンとしては、アルカリ金属イオン、周期律表第２族に属する多価金属イオン、第１３族に属する多価金属イオン及びアンモニウムイオンが挙げられる。吸水倍率、電気伝導度の観点から、アルカリ金属イオンとしては、Ｎａ⁺、Ｋ⁺が好ましく、周期律表第２族又は１３族に属する多価金属イオンとしては、Ｂｅ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺、Ｂ³⁺、Ａｌ³⁺が好ましい。

アニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）の中で、重合の観点から、（メタ）アクリル酸（塩）、マレイン酸（塩）、フマル酸（塩）、イタコン酸（塩）、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（塩）、スルホアルキル（メタ）アクリレート、スチレンスルホン酸（塩）が好ましく、さらに好ましくは、重合性が良好である（メタ）アクリル酸（塩）である。ここで「・・・酸（塩）」も同様に、「・・・酸及び／またはその塩」を意味するものであり、以下同様に記載する。

本発明において、アニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）が（メタ）アクリル酸（塩）である場合、カルボキシル基を中和するイオンとしては、アルカリ金属イオン、周期律表第２族に属する多価金属イオン、第１３族に属する多価金属イオン及びアンモニウムイオンが挙げられる。吸水倍率、電気伝導度の観点から、アルカリ金属イオンとしては、Ｎａ⁺、Ｋ⁺が好ましく、周期律表第２族又は１３族に属する多価金属イオンとしては、Ｂｅ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺、Ｂ³⁺、Ａｌ³⁺が好ましい。

本発明において、架橋共重合体（Ｘａ）を使用する場合、（Ａ）と（Ｂ）のモル比は、（Ａ）／（Ｂ）＝９０／１０〜１／９９が好ましく、さらに好ましくは、（Ａ）／（Ｂ）＝８５／１５〜５／９５、次にさらに好ましくは（Ａ）／（Ｂ）＝８０／２０〜１０／９０、とくに好ましくは（Ａ）／（Ｂ）＝８０／２０〜１５／８５である。（Ａ）と（Ｂ）のモル比が（Ａ）／（Ｂ）＝９０／１０〜１／９９の範囲であれば、高吸水性樹脂（Ｘ）の電気伝導率、吸水倍率を本発明の範囲に調整しやすくなる。さらに（Ａ）／（Ｂ）が９０／１０を超えると植物生育用保水剤としての保水能力が低くなる傾向にあり、保水剤を多量に使用する必要が生じるため好ましくない。

なお、高吸水性樹脂（Ｘ）として、架橋共重合体（Ｘａ）と架橋重合体（Ｘｂ）の両方を含む場合には、共重合体（Ｘａ）における単量体（Ａ）と単量体（Ｂ）のモル比は、（Ｘ）の電気伝導率が本発明の範囲内であれば特に限定されないが、同様に上記の範囲であれば電気伝導率を調整しやすく好ましい。

単量体（Ｂ）が、カルボキシル基を有する単量体であって、そのカルボキシル基が未中和である単量体、及び／又は、カルボキシル基を有する単量体であって周期律表第２族に属する多価金属イオン、第１３族に属する多価金属イオン、アンモニウムイオン及びアルカリ金属イオンからなる群より選ばれる一種以上のイオンでそのカルボキシル基の水素原子が置換された単量体であると、電気伝導を本発明の範囲内に調整しやすく好ましく、カルボキシル基を有する単量体が（メタ）アクリル酸であることがさらに好ましい

なお、架橋共重合体（Ｘａ）中のカルボキシル基の中和は、重合前のアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）の段階で行ってもよいし、あるいは未中和の（Ｂ）を重合した後、重合後の含水ゲルの段階でカルボキシル基の中和を行ってもよい。

本発明において、共重合体（Ｘａ）を得るために、（Ａ）と（Ｂ）との共重合を行うに際し、他のモノエチレン性不飽和単量体（Ｄ）を使用してもよく、吸水倍率の観点から、（Ａ）と（Ｂ）の合計質量に対して１０モル％を超えない範囲で共重合することが好ましい。

このような他のモノエチレン性不飽和単量体としては、酢酸ビニルなどを例示することができるが、（Ａ）及び（Ｂ）と共重合可能なエチレン性不飽和単量体であれば何ら限定されるものではない。これらのエチレン性不飽和単量体は、所定量の範囲で２種以上を併用してもよい。

本発明に使用する架橋重合体（Ｘｂ）の構成単位であるアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｃ）としては、アニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）と同様のものが含まれ、好ましいものも同様である。

本発明において、架橋重合体（Ｘｂ）が（メタ）アクリル酸（塩）重合体である場合、カルボキシル基を中和するイオンとしては、アルカリ金属イオン、周期律表第２族又は１３族に属する多価金属イオン及びアンモニウムイオンが挙げられる。

吸水倍率、電気伝導度の観点から、アルカリ金属イオンとしては、Ｎａ⁺、Ｋ⁺が好ましく、周期律表第２族又は１３族に属する多価金属イオンとしては、Ｂｅ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺、Ｂ³⁺、Ａｌ³⁺等が好ましい。

単量体（Ｃ）が、カルボキシル基を有する単量体であって、そのカルボキシル基が未中和である単量体、及び／又は、カルボキシル基を有する単量体であって周期律表第２族に属する多価金属イオン、第１３族に属する多価金属イオン、アンモニウムイオン及びアルカリ金属イオンからなる群より選ばれる一種以上のイオンでそのカルボキシル基の水素原子が置換された単量体であると、上記と同様に、電気伝導を本発明の範囲内に調整しやすく好ましく、カルボキシル基を有する単量体が（メタ）アクリル酸であることがさらに好ましい。

架橋共重合体（Ｘａ）及び架橋重合体（Ｘｂ）がカルボキシル基を有し、架橋共重合体（Ｘａ）及び架橋重合体（Ｘｂ）中のアルカリ金属イオン及びアンモニウムイオンの含有量の合計（Ｙ）は、電気伝導率の観点から、（Ｘａ）及び（Ｘｂ）の合計重量を基準として０．３〜７ｍｍｏｌ／ｇが好ましく、さらに好ましくは０．７〜６．３ｍｍｏｌ、次にさらにこのましくは１．４〜６．０ｍｍｏｌ、特に好ましくは１．７〜５．２である。
なお、（Ｙ）のうちアルカリ金属イオンは下記の方法で測定される。また、（Ｙ）のうちアンモニウムイオンの含有量は、仕込み量から算出することができる。

高吸水性樹脂（この段落において「高吸水性樹脂」と表記しているのは、架橋共重合体（Ｘａ）及び／又は架橋重合体（Ｘｂ）を意味する）をイオン交換水で充分に洗浄した後乾燥する。０．２ｇの乾燥高吸水性樹脂を、白金るつぼに秤取り、電気炉で灰化した後、１Ｎ塩酸５ｍｌで溶解した後、蒸留水を加えて５０ｍｌの定容として、原子吸光分析によりアルカリ金属イオン濃度（Ｄ）（ｍＭ）を求める。高吸水性樹脂１ｇ中のアルカリ金属イオンの含有量は、Ｄ／４（ｍｍｏｌ／ｇ）として算出される。なお、ここで使用した原子吸光分析用の測定溶液中の高吸水性樹脂の濃度は、上述したように０．２ｇ／５０ｍｌ＝４ｇ／１Ｌ（リットル）であるから、高吸水性樹脂１ｇ中のアルカリ金属イオンの含有量は、Ｄ／４（ｍｍｏｌ／ｇ）となる。

なお、上記原子吸光分析法によるアルカリ金属イオン分析においては、下記の条件が好適に使用可能である。
＜原子吸光分析の測定条件＞
原子吸光分析装置：島津製作所社製、商品名：ＡＡ−６５００オートシステム
点灯条件：Ｃａ＃８
電流：１０ｍＡ／０ｍＡ
波長：４２２．７ｎｍ
スリット幅：０．５μｍ

架橋共重合体（Ｘａ）及び架橋重合体（Ｘｂ）がカルボキシル基を有し、架橋共重合体（Ｘａ）及び架橋重合体（Ｘｂ）中の多価金属イオンの含有量（Ｚ）は、電気伝導率の観点から、（Ｘａ）及び（Ｘｂ）の合計を基準として０．１〜７ｍｍｏｌ／ｇが好ましく、さらに好ましくは０．２〜６．０ｍｍｏｌ、次にさらにこのましくは０．３〜４．０ｍｍｏｌ、特に好ましくは０．４〜２．２である。
なお、（Ｚ）は下記の方法で測定される。

高吸水性樹脂（この段落において「高吸水性樹脂」と表記しているのは、架橋共重合体（Ｘａ）及び／又は架橋重合体（Ｘｂ）を意味する）をイオン交換水で充分に洗浄した後乾燥する。０．２ｇの乾燥高吸水性樹脂を、白金るつぼに秤取り、電気炉で灰化した後、１Ｎ塩酸５ｍｌで溶解した後、蒸留水を加えて５０ｍｌの定容として、原子吸光分析により多価金属イオン濃度（Ｅ）（ｍＭ）を求める。高吸水性樹脂１ｇ中の多価金属イオンの含有量（Ｚ）は、Ｅ×価数／４（ｍｍｏｌ／ｇ）として算出される。この多価金属イオンの価数は、該多価金属イオンが混合している場合には、各多価金属イオンの価数を「重ね付け平均」して得られた価数を用いる。なお、ここで使用した原子吸光分析用の測定溶液中の高吸水性樹脂の濃度は、上述したように０．２ｇ／５０ｍｌ＝４ｇ／１Ｌ（リットル）であるから、高吸水性樹脂１ｇ中の多価金属イオンの含有量は、Ｅ×価数／４（ｍｍｏｌ／ｇ）となる。

なお、上記原子吸光分析法による多価金属イオン分析においては、下記の条件が好適に使用可能である。
＜原子吸光分析の測定条件＞
原子吸光分析装置：島津製作所社製、商品名：ＡＡ−６５００オートシステム
点灯条件：Ｃａ＃８
電流：１０ｍＡ／０ｍＡ
波長：４２２．７ｎｍ
スリット幅：０．５μｍ

共重合体（Ｘａ）又は重合体（Ｘｂ）の構成成分として、後述する架橋剤を使用してもよい。

本発明における高吸水性樹脂の製造方法としては、次の方法が挙げられる。
（Ｉ）ノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ａ）とアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）、又はアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｃ）単独を重合し、任意の段階で架橋剤を添加し重合することにより含水ゲル状重合体を得た後、乾燥、粉砕し、さらに必要により粒度調整して高吸水性樹脂を得る方法。
（ＩＩ）ノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ａ）とアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）、又はアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｃ）単独を重合し、乾燥、粉砕し、熱架橋を行った後、必要により粒度調整をして高吸水性樹脂を得る方法。

重合方法としては、例えば水溶液重合法、逆相懸濁重合法、噴霧重合法、光開始重合法、放射線重合法等が例示される。好ましい重合方法は、ラジカル重合開始剤を使用して水溶液重合する方法である。この場合のラジカル重合開始剤の種類と使用量、ラジカル重合条件についても特に限定はなく、公知（特開昭５２−２５８８６号、特公昭５３−４６１９９号、特公昭５３−４６２００号及び特公昭５５−２１０４１号公報に記載されているものが挙げられる。等）の方法と同様にできる。なお、これらの重合系に、必要により公知（特開平０８−２５３５１８号、特開平０９−０７７８３２号公報等）の各種添加剤、連鎖移動剤（例えばチオール化合物等）等を添加しても差し支えない。

架橋剤を使用する場合の架橋剤としては、例えば、ラジカル重合性不飽和基を２個以上有する架橋剤、ラジカル重合性不飽和基と反応性官能基とを有する架橋剤、反応性官能基を２個以上有する架橋剤等が挙げられる。反応性官能基とは、架橋前の高吸水性樹脂に含まれる官能基と反応性のある基である。これらの架橋剤は、何れも高吸水性樹脂の架橋剤として知られているものを用いることができ、公知（特開平６−２１１９３４号、特開平７−０３３８１８号公報等）の架橋剤が使用でき、エチレングリコール、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、Ｎ-メチロール（メタ）アクリルアミドなどが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。

架橋剤の使用量は、高吸水性樹脂の質量に基づいて、吸水・保水能力、水可溶成分量、残存水溶性単量体量、吸水性樹脂の生産性および吸水速度の観点から、０．００１〜５質量％が好ましく、より好ましくは０．０５〜２質量％、特に好ましくは０．１〜１質量％である。

水溶液重合法等で重合して得られる吸水性樹脂の含水ゲル状重合体を乾燥後、粉砕し、さらに必要により粒度調整して得られる吸水性樹脂粒子の表面近傍を、カルボキシル基等の酸基及び／又はその塩基と反応しうる官能基を少なくとも２個有する架橋剤で表面架橋して吸水性樹脂とすることもできる。このような表面架橋型の吸水性樹脂は、常圧下だけでなく加圧下においても吸水性能と吸水性速度に優れ、かつゲル強度も大きくなるので、本発明に好適である。

表面架橋に使用する架橋剤としては、従来から使用されている公知（特開昭５９−１８９１０３号公報等に記載の多価グリシジル、特開昭５８−１８０２３３号公報及び／又は特開昭６１−１６９０３号公報等に記載の多価アルコール、多価アミン、多価アジリジン及び多価イソシアネート、特開昭６１−２１１３０５号公報及び特開昭６１−２５２２１２号公報等に記載のシランカップリング剤、並びに特開昭５１−１３６５８８号公報及び特開昭６１−２５７２３５号公報等）の架橋剤が適用できる。具体的な例としては、１分子中にエポキシ基を２〜１０個有するポリグリシジルエーテル［エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリン−１，３−ジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール（重合度２〜１００）ジグリシジルエーテル、ポリグリセロール（重合度２〜１００）ポリグリシジルエーテル等］；２価〜２０価のポリオール［グリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール（重合度２〜１００）等］；２価〜２０価のポリアミン［エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等］；分子量２００〜５００，０００のポリアミン樹脂（ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂、ポリアミンエピクロルヒドリン樹脂等）、アルキレンカーボネイト［エチレンカーボネイト等］、アジリジン（２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジル）プロピオネート］）、オキサゾリン（オキサゾリン含有ポリマー［日本触媒社製 商品名：エポクロス］）、ポリイミン（ポリエチレンイミン）等が挙げられる。これらのうちで好ましいものは、比較的低い温度で表面架橋を行わせることができるという点で、ポリグリシジルエーテル、ポリアミン樹脂及びアジリジンである。

表面架橋における架橋剤の量は、架橋剤の種類、架橋させる条件、目標とする性能等により種々変化させることができるため特に限定はないが、透水性及び吸水倍率の観点から、吸水性樹脂に対して０．００１〜３質量％が好ましく、より好ましくは０．０１〜２質量％であり、特に好ましくは０．０５〜１質量％である。

熱架橋を行える好ましい重合体としては（メタ）アクリルアミド、アルキル基の炭素数が２〜３個のヒドロキシアルキルモノ（メタ）アクリレートを含有する重合体が挙げられ、具体的には（メタ）アクリルアミド／（メタ）アクリル酸（アルカリ金属塩）共重合体、ヒドロキシアルキルモノ（メタ）アクリレート／（メタ）アクリル酸（アルカリ金属塩）共重合体等を例示することができる。

熱架橋を行う方法としては、目的の粒径に調整する前に、重合体を所定温度に加熱して熱架橋させた後、必要により粉砕を行って目的の粒径に粒度調整しても良いが、好ましくは、重合体を目的の粒径の粉末状あるいは粒子状に粒度調整した後、所定温度に加熱して熱架橋させることにより、いわゆる表面架橋の原理で内部の架橋密度が低くかつ外部の架橋密度の高い高吸水性樹脂を得る方法である。

熱架橋の際の加熱温度は、１２０℃〜２３０℃が好ましく、より好ましくは１４０℃〜２２０℃である。加熱温度が１２０℃〜２３０℃であると、加熱架橋が早く進行し、重合体が熱分解せず、品質が低下しないので好ましい。加熱時間に関しては、達成したい架橋度によって適宜選択すればよいが、熱架橋の程度及び高吸水性樹脂の分解抑制の観点から、目的の温度に達してから、１〜６００分が好ましく、更に好ましくは５〜３００分である。

乾燥方法としては、公知（特開平６−２１１９３４号公報等）の方法でよく、例えば、ドラムドライヤー、平行流バンド乾燥機（トンネル乾燥機）、通気バンド乾燥機、噴出流（ノズルジェット）乾燥機、箱型熱風乾燥機、赤外線乾燥機等の装置を用いて行われる。特に熱源は限定されない。これらの乾燥機は複数個を組み合わせて使用することもできる。

高吸水性樹脂は乾燥後、粒状物の形態で使用される。そのため高吸水性樹脂は乾燥後、必要に応じ粉砕してもよいし、さらには必要に応じ篩い分けして適宜の大きさの粒子状物としてもよい。高吸水性樹脂粒子は、吸水により膨潤して、その粒子径は、現実の吸水量に応じて大きくなる（但し、吸収倍率を超える水分が供給されても、吸収倍率上限で吸水しなくなるのでそれ以上には大きくならない。）。

本発明の高吸水性樹脂粒子の体積平均粒径は、粒状物であれば、特に限定するものではないが、吸水時のママコ（継粉）形成防止、吸水性能及び吸水速度の観点から、１００μｍ〜５ｍｍが好ましく、さらに好ましくは１５０μｍ〜３．５ｍｍである。高吸水性樹脂の体積平均粒径は、「レーザー回折散乱法」（例えば、日機装社製、商品名：マイクロトラックＦＲＡ粒度分析計を使用して測定）で測定する。

吸水後の状態での、高吸水性樹脂粒子の体積平均粒径は、上述したように現実の吸水量、吸収倍率などにより変化するので一概に規定できるものではなく、特に限定するものではないが、適用する植物の形態、種類、本保水剤の使用方法により異なるが、４００μｍ〜５ｃｍ（５０ｍｍ）が好ましく、さらに好ましくは６００μｍ〜３．５ｃｍである。

上記の吸水後の状態での、高吸水性樹脂粒子の平均粒径の範囲であると、吸水前の高吸水性樹脂粒子の粒径が適度な大きさになり、吸水させる際にママコを形成しにくくなり十分に吸水させることが容易であるため、また、培地を形成する際に、凹凸が小さくなり、また膨潤ゲル球（ゲル粒子）間の隙間が大きくなりすぎず、植物を培地に固定化しやすくなるため好ましい。なお、吸水後の状態での高吸水性樹脂粒子の平均粒径は、１０粒をランダムに選定して各粒径（最大径）を測定し１０個の粒子の平均値を求める。その際、粒径が１ｍｍ以上のものはノギスを用いて測定し、粒径が１ｍｍより小さいものは、顕微鏡を用いて測定する。

本発明の植物生育用の保水剤は、高吸水性樹脂のみを含んでなるものでもよいが、肥料、成長ホルモン、抗菌剤、微量要素および防カビ剤のいずれか１種以上の成分と組み合わせて使用することも可能である。

肥料としては、窒素質肥料、リン酸質肥料、カリ質肥料、有機質肥料、複合肥料、石灰質肥料、ケイ酸質肥料、苦土肥料、マンガン質肥料、ホウ素質肥料、微量要素複合肥料等の普通肥料と、その他の特殊肥料（緩効性肥料等）を挙げることができる。これらの肥料成分は液状又は粉末などの固体状であり、高吸水性樹脂に添加することによって、さらに必要により、添加後に余分な水分を除去することによって、保水剤に含有させることができる。肥料の添加量は、植物の種類等を考慮して任意に決めることができる。

成長ホルモン剤としては、２,４−Ｄ（２，４−ジクロロフェノキシ酢酸）等のオーキシン類、カイネチン等のサイトカイニン類、ジベレリン等が挙げられ、２種以上併用してもよい。成長ホルモン剤の添加量は、植物の種類等を考慮して任意に決めることができる。

抗菌剤としては、ＴＰＮ（テトラクロロイソフタロニトリル）、キャブタン、ピンクロゾリン剤、ブラシミドン剤、ベンチアゾール剤、第４級アンモニウム塩、フェノール化合物、第４ピリジニウム塩、過酸、ホルムアルデヒド、抗生物質（ペニシリン、ストレプトマイシン、クロラムフェニルアルコール等）、Ｎ−クロルスクシンイミド、石灰、硫黄、有機硫黄剤（ジネブ、マンネブ、チオジアジン剤、チウラム剤等）、モノ及びジチオカルバベート、チオジアジン、スルホンアミド、フタルイミド、石油エーテル、ナフトキノン、ベンゾキノン、ジスルフィド、第２水銀化合物、テトラヒドロフタルイミド、ヒドロキシイソキサゾール、アルセネート、第二銅塩、有機銅剤（８−オキシキノリン銅等）、グアニジン塩、トリアジン、グリオキサリジン塩、キノリウム塩、フェニルクロトネート等を挙げられ、２種以上併用してもよい。抗菌剤の添加量は、植物の種類、使用する肥料の種類等を考慮して任意に決めることができる。

さらに、培地の腐敗防止の目的で微量要素としては、ゼオライト、麦飯石等の無機多孔質材料を加えてもよい。微量要素の種類及び添加量は、植物の種類、使用する肥料の種類等を考慮して任意に決めることができる。

防カビ剤としては、ハロゲン供給剤、特に塩素系供給剤、例えばクロロ−シアヌル酸類又はその塩、特に、ジクロロイソシアヌル酸モノ−ナトリウムまたはカリウム；ヒドロキシキノン類、亜硫酸塩；および銀または銅塩等を挙げられ、２種以上を併用してもよい。

防カビ剤の添加量は、植物の種類、使用する肥料の種類等を考慮して任意に決めることができる。

本発明の保水剤の使用方法としては、組織培養の培地、流体播種の保水剤、圃場及び露地等の保水剤として使用できる。使用する際には、保水剤をそのまま使用してもよいし、保水剤に水を加えて含水ゲルとして使用してもよい。組織培養の培地、流体播種の保水剤に利用する場合には、保水剤に水を加えた含水ゲルとして使用するのが好ましい。また、圃場及び露地等に使用する場合には、土壌中の保水性を高めるために、土壌に直接保水剤を加えても良く、又含水ゲルとして土壌に加えても良い。
本発明の保水剤は、土壌に任意の割合で混合することができ、又、含水ゲルとした場合でも、任意の濃度で使用することができる。

本発明の保水剤は、単独で使用しても良く、又、必要に応じて「他の土壌改質剤」とともに用いても良い。又、「他の土壌改質剤」の種類、使用割合等は特に制限されないが、「他の土壌改質剤」１００部に対して、本発明の保水剤を０．０１〜１００部用いるのが好ましく、さらに好ましくは０．１〜５０部、次にさらに好ましくは０．２〜４０部である。

このような「他の土壌改質剤」としては、例えば、土壌あるいは礫、砂、軽石、炭化物、ピートモス、バーミキュライト、バーク、多孔質の無機資材（パーライト、ゼオライト、フィルトン（多孔質セラミックス、くんたん）ロックウール、スポンジ、水苔、ヤシガラ、クリプトモス、粉末状のスチレン樹脂発砲体、ウレタンフォームの粗砕品、各種合成樹脂の発砲体、パルプ等が、単独であるいは必要に応じて２種類以上混合して、好適に使用可能である。

本発明の保水剤と「他の土壌改質剤」とを併用する場合、上記のように混合する用いる他、「他の土壌改質剤」の表面部分及び／又は「他の土壌改質剤」の内部に、本発明の保水剤からなる層を一層以上配置してもよい。

本発明の保水剤と「他の土壌改質剤」とを併用したものは、土壌に任意の割合で混合することができ、又、含水ゲルとした場合でも、任意の濃度で使用することができる。

以下の実施例で本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。尚、以下の実施例並びに比較例において、％は特に断らない限り、重量％を意味する。

〔保水剤の作成〕
［実施例１］
１Ｌのビーカーに、単量体（Ｃ）に該当するアクリル酸２３０．４ｇ（３．２ｍｏｌ）、架橋剤としてメチレンビスアクリルアミド０．５ｇ、及び水１００１．７ｇを添加し１０℃に冷却した。この溶液を、断熱重合槽に入れ、窒素を通じて溶液の溶存酸素を０．１ｐｐｍ（オリエント電気社製、商品名溶存酸素計 ＤＯ２２０ＰＢで測定）とした後、重合開始剤として、３５％の過酸化水素水０．０２３ｇ、Ｌ−アスコルビン酸０．００５７５ｇ、および過硫酸カリウム０．２３ｇを添加した。約３０分後、重合反応が開始し、約２時間後に最高温度６０℃に到達した。更に、この温度で５時間熟成させて重合を完結させた。得られた重合体は、含水ゲル状を有していた。この重合体をニーダー（入江商会社製、商品名BENCH KNEADERＰＮＶ−１；回転数７０ｒｐｍ）で約２時間撹拌して細断し、更に５０％の水酸化カルシウム分散液３５．５ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液５５．７ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液６４．０ｇを配合し、ニーダーで約２時間撹拌して混合した。その後、バンド乾燥機（透気乾燥機、井上金属株式会社製）を用いて１２０℃で１時間乾燥し、市販のジューサーミキサーにて粉砕し、目開き６００及び２５０μｍのふるいを用いて２５０〜６００μｍの粒度に調整した後、この１００部を高速攪拌（細川ミクロン製高速攪拌タービュライザー：回転数２０００ｒｐｍ）しながらエチレングリコールジグリシジルエーテルの１０％水／メタノール混合溶液（水／メタノールの重量比＝７０／３０）の０．５部をスプレー噴霧しながら加えて混合した。この混合物を１４０℃で３０分間静置して加熱架橋することにより平均粒径３７０μｍ（日機装社製、商品名：マイクロトラックＦＲＡ粒度分析計で測定）の保水剤（１）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝を得た。

［実施例２］
実施例１において、メチレンビスアクリルアミド０．５ｇ、５０％の水酸化カルシウム分散液３５．５ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液５５．７ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液６４．０ｇに代えて、メチレンビスアクリルアミド０．３ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液４６．４ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液８２．７ｇを用いた以外は実施例１と同様な操作を行い、平均粒径３７０μｍの保水剤（２）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝を得た。

［実施例３］
１Ｌのビーカーに単量体（Ｂ）に該当するアクリル酸４３．２ｇ（０．６ｍｏｌ）、４８％の水酸化ナトリウム水溶液５０．０ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液２７．８ｇ、５０％アクリルアミド（単量体（Ａ）に該当）水溶液３６９．２ｇ（２．６ｍｏｌ）、水５８０．６ｇを５℃になるように冷却しながら仕込んだ。この溶液を、断熱重合槽に入れ、窒素を通じて溶液の溶存酸素量を０．１ｐｐｍとした後、重合開始剤として、３５％の過酸化水素水０．０００１６ｇ、Ｌ−アスコルビン酸０．００００８ｇ及び４，４’−アゾビス（４−シアノバレリックアシッド）０．０４ｇを添加した。約３０分後重合が開始し、約５時間後に最高到達温度約６５℃に到達して重合が完結して、含水ゲル状の重合物が得られた。
このゲルを、ニーダーで約２時間撹拌して細断した後、バンド乾燥機を用いて１２０℃で１時間乾燥し、市販のジューサーミキサーにて粉砕し、目開き６００及び２５０μｍのふるいを用いて２５０〜６００μｍの粒度に調整した後、この未架橋の乾燥粉末１００ｇをステンレスのバットに３ｍｍの厚みで入れ、１６０℃の循風乾燥機で１２０分加熱して熱架橋させて平均粒径３７０μｍの保水剤（３）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝を得た。

［実施例４］
実施例３において、アクリル酸４３．２ｇ、４８％の水酸化ナトリウム水溶液５０．０ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液２７．８ｇ、５０％アクリルアミド水溶液３６９．２ｇに代えてアクリル酸９３．６ｇ（１．３ｍｏｌ）、５０％の硫酸カルシウム分散液３０．２ｇ、４８％の水酸化ナトリウム水溶液１０８．３ｇ、アクリルアミド水溶液２６９．８ｇ（１．９ｍｏｌ）を用いた以外は実施例３と同様な操作を行い、平均粒径３７０μｍの保水剤（４）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝を得た。

［実施例５］
実施例３において、アクリル酸４３．２ｇ、４８％の水酸化ナトリウム水溶液５０．０ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液２７．８ｇ、５０％アクリルアミド水溶液３６９．２ｇに代えてアクリル酸７．２ｇ（０．１ｍｏｌ）、４８％の水酸化ナトリウム水溶液８．３ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液４．６ｇ、５０％アクリルアミド水溶液４４０．２ｇ（３．１ｍｏｌ）を用いた以外は実施例３と同様な操作を行い、吸水倍率６０ｇ／ｇ、電気伝導率０．１ｍＳ／ｃｍ、平均粒径３７０μｍの保水剤（５’）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝を得た。さらに、保水剤（５’）と実施例２で得られた保水剤（２）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝を１：４の重量比で混合して平均粒径３７０μｍの保水剤（５）｛架橋共重合体（Ｘａ）と架橋重合体（Ｘｂ）の混合物に対応｝を得た。

［実施例６］
実施例１において、５０％の水酸化カルシウム分散液３５．５ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液５５．７ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液６４．０ｇに代えて、４８％の水酸化ナトリウム水溶液１９２．０ｇを用いた以外は実施例１と同様な操作を行い、吸水倍率４３０ｇ／ｇ、電気伝導率３．０ｍＳ／ｃｍ、平均粒径３７０μｍの保水剤（６’）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝を得た。さらに、保水剤（５’）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝と保水剤（６’）を４：１の重量比で混合して平均粒径３７０μｍの保水剤（６）｛架橋共重合体（Ｘａ）と架橋重合体（Ｘｂ）の混合物｝を得た。

［実施例７］
実施例５で得られた保水剤（５’）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝と実施例１で得られた保水剤（１）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝とを７：３の重量比で混合して平均粒径３７０μｍの保水剤（７）｛架橋共重合体（Ｘａ）と架橋重合体（Ｘｂ）の混合物に対応｝を得た。

［実施例８］
実施例１において、５０％の水酸化カルシウム分散液３５．５ｇ、５０％の硫酸カルシウム分散液５５．７ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液６４．０ｇに代えて３０％の水酸化アルミニウム分散液４２．３ｇ、３０％の硫酸アルミニウム水溶液７．８ｇ、４８％の水酸化ナトリウム水溶液３７．３ｇを用いた以外は実施例１と同様な操作を行い、平均粒径３７０μｍの保水剤（８）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝を得た。

［実施例９］
１Ｌのビーカーに単量体（Ｂ）に該当するアクリル酸１１５．２ｇ（１．６ｍｏｌ）、５０％アクリルアミド（単量体（Ａ）に該当）水溶液２２７．２ｇ（１．６ｍｏｌ）、水７４７．１ｇを５℃に冷却しながら仕込んだ。この溶液を、断熱重合槽に入れ、窒素を通じて溶液の溶存酸素量を０．１ｐｐｍとした後、重合開始剤として、３５％の過酸化水素水０．０００１６ｇ、Ｌ−アスコルビン酸０．００００８ｇ及び４，４’−アゾビス（４−シアノバレリックアシッド）０．０４ｇを添加した。約３０分後重合が開始し、約５時間後に最高到達温度約６２℃に到達して重合が完結して、含水ゲル状の重合物が得られた。この重合体をニーダーで約２時間撹拌して細断した後、更に５０％の水酸化カルシウム分散液１２．６ｇ、５０％の硝酸カルシウム水溶液１１．５ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液１１３．３ｇを配合し、ニーダーで約２時間撹拌して混合した。その後、バンド乾燥機を用いて１２０℃で１時間乾燥し、市販のジューサーミキサーにて粉砕し、目開き６００及び２５０μｍのふるいを用いて２５０〜６００μｍの粒度に調整した後、この未架橋の乾燥粉末１００ｇをステンレスのバットに３ｍｍの厚みで入れ、１６０℃の循風乾燥機で１２０分加熱して熱架橋させて平均粒径３７０μｍの保水剤（９）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝を得た。

［実施例１０］
実施例９において、アクリル酸１１５．２ｇ、５０％アクリルアミド水溶液２２７．２ｇ、５０％の水酸化カルシウム分散液１２．６ｇ、５０％の硝酸カルシウム水溶液１１．５ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液１１３．３ｇに代えてアクリル酸１８７．２ｇ（２．６ｍｏｌ）、５０％アクリルアミド水溶液７１．０ｇ（０．５ｍｏｌ）、５０％の水酸化カルシウム分散液７５．０ｇ、５０％の硝酸カルシウム水溶液４．３ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液４３．３ｇを用いた以外は実施例９と同様な操作を行い、平均粒径３７０μｍの保水剤（１０）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝を得た。

［実施例１１］
実施例３において、アクリル酸４３．２ｇ、４８％の水酸化ナトリウム水溶液５０．０ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液２７．８ｇ、５０％アクリルアミド水溶液３６９．２ｇに代えてアクリル酸２２３．２ｇ（３．１ｍｏｌ）、４８％の水酸化ナトリウム水溶液２５．８ｇ、５０％の硝酸カルシウム水溶液２．５ｇ、５０％アクリルアミド水溶液４．３ｇ（０．０３ｍｏｌ）を用いた以外は実施例３と同様な操作を行い、平均粒径３７０μｍの保水剤（１１）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝を得た。

［実施例１２］
実施例３において、アクリル酸４３．２ｇ、４８％の水酸化ナトリウム水溶液５０．０ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液２７．８ｇ、５０％アクリルアミド水溶液３６９．２ｇに代えてアクリル酸２１．６ｇ（０．３ｍｏｌ）、４８％の水酸化ナトリウム水溶液２５．０ｇ、５０％の硝酸カルシウム水溶液２．５ｇ、５０％アクリルアミド水溶液４１１．８ｇ（２．９ｍｏｌ）を用いた以外は実施例３と同様な操作を行い、平均粒径３７０μｍの保水剤（１２）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝を得た。

［実施例１３］
実施例１において５０％の水酸化カルシウム分散液３５．５ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液５５．７ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液６４．０ｇに代えて５０％の水酸化カルシウム分散液７０．０ｇ、５０％の硝酸カルシウム水溶液２．５ｇ、１０％アンモニア水溶液５４．４ｇを用いた以外は実施例１と同様な操作を行い、平均粒径３７０μｍの保水剤（１３）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝を得た。

［実施例１４］
実施例１において、５０％の水酸化カルシウム分散液３５．５ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液５５．７ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液６４．０ｇに代えて５０％の水酸化カルシウム分散液８８．７ｇ、５０％の硝酸カルシウム水溶液１１．８ｇ、４８％の水酸化ナトリウム水溶液１２０．０ｇを用いた以外は実施例１と同様な操作を行い、平均粒径３７０μｍの保水剤（１４）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝を得た。

［実施例１５］
実施例１において、メチレンビスアクリルアミド０．５ｇを０．２５ｇに代え、さらに５０％の水酸化カルシウム分散液３５．５ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液５５．７ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液６４．０ｇに代えて、４８％の水酸化ナトリウム水溶液１９２．０ｇを用いた以外は実施例１と同様な操作を行い、吸水倍率７２０ｇ／ｇ、電気伝導率３．２ｍＳ／ｃｍ、平均粒径３７０μｍの保水剤（１５’）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝を得た。さらに、実施例５で得られた保水剤（５’）｛架橋共重合体（Ｘａ）に対応｝と保水剤（１５’）｛架橋重合体（Ｘｂ）に対応｝とを２３：２の重量比で混合して平均粒径３７０μｍの保水剤（１５）｛架橋共重合体（Ｘａ）と架橋重合体（Ｘｂ）の混合物に対応｝を得た。

［比較例１］
実施例１において、５０％の水酸化カルシウム分散液３５．５ｇ、５０％の硫酸カルシウム水溶液５５．７ｇ及び４８％の水酸化ナトリウム水溶液６４．０ｇに代えて５０％の塩化カルシウム分散液３５．５ｇ、４８％の水酸化ナトリウム水溶液１３３．３ｇを用いた以外は実施例１と同様な操作を行い、平均粒径３７０μｍの比較の保水剤（Ｒ１）を得た。

［比較例２］
市販のノニオン系高吸水性樹脂｛株式会社興人製、商品名：サーモゲル（登録商標）｝を比較の保水剤（Ｒ２）とした。

［比較例３］
市販のノニオン系高吸水性樹脂｛昭和電工株式会社製、商品名：ＰＮＶＡ（登録商標）｝を比較の保水剤（Ｒ３）とした。

［比較例４］
市販のデンプン系高吸水性樹脂｛三洋化成工業株式会社製、商品名：サンフレッシュ（登録商標）ＩＭ１０００｝を比較の保水剤（Ｒ４）とした。

実施例１〜１５及び比較例１〜４で得られた保水剤（１）〜（１５）及び比較の保水剤（Ｒ１）〜（Ｒ４）について、保水剤（高吸水性樹脂に該当）の電気伝導率、加圧吸収量及び吸水倍率を測定し、その結果を表１に示した。また、これらの保水剤を用いて、以下に示す野菜種子と挿し芽の生長度合い試験を行った結果を表１に示した。

〔野菜種子の生長度合い試験〕
＜試験培地Ａの調製＞
３０ｃｍ×２０ｃｍ×２０ｃｍのプラスチックス製のプランターに砂質土壌（川砂）５ｋｇを入れた。
砂質土壌８．３ｋｇに保水剤０．０５ｋｇと化学肥料（窒素：リン酸：カリ＝１：１：１）０．３ｋｇを加え十分に混合した土壌を砂質土壌の入ったプランターの上に積層し十分灌水して試験培地Ａを作成した。

＜野菜種子の生育＞
試験培地Ａに胡瓜、大根、稲を播種した。各野菜について１２株ずつ用意し、室温が２５℃で照度が２０００ルクスの場所（ハウス内）で試験を行った。３日おきに１００ｇの水道水を灌水し、１４日間の各植物の生育状況（１２株の平均値）を観察した。
地上部の生長度合いは、地上部長さの平均値で評価し、土壌から植物の出た地点から生長頂点までの生長長さを測定し、その１２株の平均値を地上部長さの平均値とした。

[挿し芽の成長度合い試験]
＜試験培地Ｂの調製＞
イオン交換水１０Ｌ中に成長ホルモン剤｛（有）メジャーグリーン研究所製、商品名：バイオメジャー（登録商標）Ｍ１｝を１０ｃｃ、抗菌剤｛北海三共社製、商品名：タチガレン（登録商標）液剤｝を３ｃｃ、微量要素｛日東粉化工業社製、商品名：ゼオライト）を１０ｇそれぞれ投入し、肥料溶液とした。
保水剤２．０ｇに上記の肥料溶液２００ｇを投入しゲル化させて試験培地Ｂを調整した。

＜挿し芽の生育＞
市販されている観葉植物のコンシネレインボー（ドラセナ属）の新芽の部分（天芽）を長さ１０ｃｍ程カットし、１時間“タチガレン”の１０００倍希釈液に浸けた。“タチガレン”液に浸けた苗を各３本ずつ、直径６ｃｍの透明プラスチック容器に試験培地Ｂを１５０ｃｃ入れたものに４ｃｍ挿入させた。
この様にして得られた鉢を室温が２５℃で照度が２０００ルクスの場所（ハウス内）で試験を行った。
試験培地への移植直後から３０日後の挿し芽の根と葉の成長度合いを目視観察した。根の成長度合いは、根長の平均値（３本の苗の平均値）で評価し、固体の基部（根と茎の分岐点）から主根の先端までの根長を測定し、その３本の苗の平均値を根長の平均値とした。
また、挿し芽の根の生長度合い試験において、発根は認められないが、茎の下の部分にコブが形成される場合には「カルス形成あり」、逆に発根及びコブの形成が認められない場合には、「カルス形成なし」と記した。なお、発根はカルス形成を経由して始まる。

本発明の保水剤（１）〜（１５）を使用すると、比較の保水剤（Ｒ１）〜（Ｒ４）と比べて、野菜種子の成長度合いが、はるかに優れることがわかる。また、挿し芽の成長度合いについても、本発明の保水剤を使用すると、根の成長が見られる又は「カルス形成あり」であり、比較の保水剤に比べて、はるかに優れる。

本発明の植物生育用保水剤は、次のような効果を奏する。
（１）本発明の植物生育用保水剤は、植物の生育を阻害することがなく、少量の使用でも植物に対して充分な水を供給することができる。
（２）本発明の保水剤の水系ゲルは寒天のような天然の水系ゲルと異なり、腐敗しにくいため、水系ゲル中で生育した植物を土壌へ移植・馴化する際にも、水系ゲルの腐敗から誘発される根の腐敗による収率低下が起こりにくい。

上記の多くの優れた効果を奏すことから、本発明の植物生育の保水剤は、従来の高吸水性樹脂に代わる保水剤として、山野などの植林、畑作、家庭菜園、プランター等での家庭園芸、ゴルフ場での芝の施工、公園等の緑化、さらに砂漠地帯の緑化など各種用途に有用である。

Claims (8)

1. 高吸水性樹脂（Ｘ）を含んでなる植物生育用保水剤において、（Ｘ）１重量部に２５℃のイオン交換水１００重量部を吸水させたときの吸水体の電気伝導率が０〜２．０ｍＳ／ｃｍであり、（Ｘ）のカルシウムイオン吸収量が（Ｘ）の重量あたり０〜１００ｍｇ／ｇであり、（Ｘ）の２５℃のイオン交換水の吸水倍率が８０〜１，０００倍であることを特徴とする植物生育用保水剤。
2. （Ｘ）が、ノニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ａ）とアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｂ）を必須構成単位とする架橋共重合体（Ｘａ）及び／又はアニオン性水溶性エチレン性不飽和単量体（Ｃ）を構成単位とする架橋重合体（Ｘｂ）を含有する請求項１に記載の植物生育用保水剤。
3. 共重合体（Ｘａ）がモル比で（Ａ）／（Ｂ）＝９０／１０〜１／９９の共重合体である請求項２に記載の植物生育用保水剤。
4. 単量体（Ｂ）が、カルボキシル基を有する単量体であって、そのカルボキシル基が未中和である単量体、及び／又は、カルボキシル基を有する単量体であって周期律表第２族に属する多価金属イオン、第１３族に属する多価金属イオン、アンモニウムイオン及びアルカリ金属イオンからなる群より選ばれる一種以上のイオンでそのカルボキシル基の水素原子が置換された単量体である請求項２または３に記載の植物生育用保水剤。
5. 単量体（Ｃ）が、カルボキシル基を有する単量体であって、そのカルボキシル基が未中和である単量体、及び／又は、カルボキシル基を有する単量体であって周期律表第２族に属する多価金属イオン、第１３族に属する多価金属イオン、アンモニウムイオン及びアルカリ金属イオンからなる群より選ばれる一種以上のイオンでそのカルボキシル基の水素原子が置換された単量体である請求項２〜４のいずれかに記載の植物生育用保水剤。
6. 架橋共重合体（Ｘａ）及び架橋重合体（Ｘｂ）がカルボキシル基を有し、架橋共重合体（Ｘａ）及び架橋重合体（Ｘｂ）中のアルカリ金属イオン及びアンモニウムイオンの含有量の合計（Ｙ）が、（Ｘａ）及び（Ｘｂ）の合計重量を基準として０．３〜７ｍｍｏｌ／ｇである請求項２〜５のいずれかに記載の植物生育用保水剤。
7. 架橋共重合体（Ｘａ）及び架橋重合体（Ｘｂ）がカルボキシル基を有し、架橋共重合体（Ｘａ）及び架橋重合体（Ｘｂ）中の多価金属イオンの含有量（Ｚ）が、（Ｘａ）及び（Ｘｂ）の合計を基準として０．１〜７ｍｍｏｌ／ｇである請求項２〜６のいずれかに記載の植物生育用保水剤。
8. 更に、肥料、成長ホルモン、抗菌剤および防カビ剤からなる群より選ばれる１種以上の成分を含有する請求項１〜７のいずれかに記載の植物生育用保水剤。