JP2015188360A

JP2015188360A - 植物栽培用培地

Info

Publication number: JP2015188360A
Application number: JP2014067308A
Authority: JP
Inventors: 孝典尾崎; Takanori Ozaki
Original assignee: Unitika Trading Co Ltd
Current assignee: Unitika Trading Co Ltd
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-11-02

Abstract

【課題】苗の状態で移植した植物のみならず、種子の状態から生育を開始された植物をも十分に成長させることができる人工的な培地を得る。
【解決手段】植物栽培用培地であって、天地方向に方向付けして設置することが可能なブロック体にて形成されている。ブロック体は、繊度が１〜２０デシテックスの繊維が多数集合した繊維集合体にて構成されている。この繊維集合体は、低融点重合体を少なくとも含む。ブロック体は、繊維が天地方向に並べられたうえで、低融点重合体の熱接着作用によって形態保持されたものである。ブロック体は、その嵩密度が０．０３０〜０．１５０ｇ／ｃｍ^３である。
【選択図】図１

Description

本発明は植物栽培用培地に関する。

植物を水耕栽培するための人工的な培地として、ウレタンフォームなどの発泡樹脂にて形成したものが知られている（特許文献１）。このような培地は、発泡樹脂製の成形体にて形成されており、保水性充填材を含有させることによって、適度な吸水性を持たせているため、吸水性に優れており、したがって水耕栽培に特に適している。通常は、培地の上面に切り込みをいれ、この切り込みに種子や苗や肥料をセットするといった使用方法が一般的である。

特開昭６２−２０５７２３号公報

ところで、発泡樹脂は多数の微小な発泡空間を有するが、原則として各空間がそれぞれ独立して存在しており、多数の空間が連続された構成とはなっていない。したがって、植物の根は、多数の空間に沿って成長するということはできず、空間同士の間の樹脂壁を貫通しながら成長せざるを得ない。このため成長しようとする根は、樹脂壁を貫通するだけの力を有していなければならない。これは成長しようとする植物にとって過大な負担であり、成長を阻害する要因となっている。

特に種子の場合は、発芽後に成長する根は苗の根ほどは成長力が強くない。このため、発泡樹脂製の培地にて種子から植物を成長させようとしても、その根が樹脂壁を貫通することができず、したがって成長できずに枯れてしまうことが多い。

そこで本発明は、このような問題点を解決し、苗の状態で移植した植物のみならず、種子の状態から生育を開始された植物をも良好かつ十分に成長させることができる人工的な培地を得ることを目的とする。

この目的を達成するため本発明の植物栽培用培地は、天地方向に方向付けして設置することが可能なブロック体にて形成されており、このブロック体は、繊度が１〜２０デシテックスの繊維が多数集合した繊維集合体にて構成されており、この繊維集合体は低融点重合体を少なくとも含み、前記ブロック体は、前記繊維が前記天地方向に並べられたうえで、低融点重合体の熱接着作用によって形態保持されたものであり、前記ブロック体の嵩密度が０．０３０〜０．１５０ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする。

本発明の植物栽培用培地は、保水率が５００％以上であることが好適であり、また吸水速度が１０秒未満であることが好ましい。
本発明の植物栽培用培地は、円柱状の形態であって、その直径が１０〜４０ｍｍであり、その天地方向の高さが１０〜２００ｍｍであるようにすることができる。

本発明の植物栽培用培地は、天地方向に方向付けして設置することが可能なブロック体にて形成されており、このブロック体は、繊度が１〜２０デシテックスの繊維が多数集合した繊維集合体にて構成されており、この繊維集合体は低融点重合体を少なくとも含み、ブロック体は、繊維が天地方向に並べられたうえで、低融点重合体の熱接着作用によってブロックとしての形態が保持されたものであり、かつブロック体の嵩密度が０．０３０〜０．１５０ｇ／ｃｍ^３であるため、繊維同士の間には天地方向の空間が形成されることになる。このため、ブロック体のたとえば上部に設置された植物の根は、この空間を通って十分に下向きに成長することができる。つまり、本発明の植物栽培用培地によれば、苗の状態の植物に適用した場合はもちろんのこと、種子の状態の植物に適用した場合であっても、その根の生育を阻害する要因が存在せず、したがって、その根を良好かつ十分に成長させることができる。

本発明の実施の形態の植物栽培用培地の立体図である。図１の植物栽培用培地の使用例を示す図である。図１の植物栽培用培地の他の使用例を示す図である。

図１に示される植物栽培用培地１は、多数の繊維２が集束された状態で円柱状のブロック体として形態保持されたものである。繊維２としては、短繊維と長繊維とのいずれも用いることができる。ブロック体としての形態の保持を達成するために、培地１を構成する繊維２は、次のように構成されている。

すなわち、ブロック体を構成する繊維集合体は低融点重合体を少なくとも含むことが必要である。具体的には、繊維集合体は、高融点重合体と低融点重合体とを含むもの、あるいは、加熱した際に溶融しない繊維と低融点重合体とを少なくとも含むものである。なお、高融点重合体と低融点重合体とを含む場合の両重合体の含み方の態様は、適宜とすることができる。たとえば、ブロック体は、高融点重合体にて形成された繊維と低融点重合体にて形成された繊維とが混繊されたものであってもよく、あるいは、各繊維が高融点重合体と低融点重合体との複合繊維であってもよい。複合繊維としては、低融点成分が繊維表面に露出したものが好ましく、そのような繊維としては、たとえば、芯鞘構造の繊維であって芯部に高融点重合体が配されるとともに鞘部に低融点重合体が配されたものや、繊維横断面における半周に高融点重合体が配されるとともに他の半周に低融点重合体が配されたいわゆるサイド・バイ・サイド構造の繊維などを挙げることができる。このような複合繊維と、高融点重合体にて形成された他の繊維とが混繊されて繊維集合体を構成したものであってもよい。また、加熱した際に溶融しない繊維とは、セルロース繊維や天然繊維等が挙げられ、このような繊維と、低融点重合体にて形成された繊維あるいは高融点重合体と低融点重合体とからなる複合繊維とが混繊されてなる繊維集合体が挙げられる。

これらの繊維を用いた繊維集合体では、低融点重合体は、バインダ成分つまり熱接着成分として機能する。一方、高融点重合体は、熱接着成分が熱接着する際の熱処理においても繊維形態が崩れることがないので、繊維形態を保持する成分として機能する。以上によって、ブロック体が所定の形態を保持することが可能である。

詳細には、培地１を構成するブロック体は、天地方向に方向付けして設置することが可能な形態とされている。たとえば、円柱状、直方体状の形態などとすることができる。そしてブロック体においては、このブロック体を構成する繊維２が、それぞれブロック体の天地方向に並べられている。

さらに培地１は、ブロック体を構成する繊維２の繊度が１〜２０デシテックスであり、かつブロック体の嵩密度が０．０３０〜０．１５０ｇ／ｃｍ^３であることが必要である。これによって、培地１のブロック体を構成する繊維２、・・同士の間に天地方向の空間が形成されることになる。このため、たとえば図示のように培地１を構成する円柱状のブロック体をその長さ方向が天地方向となるように設置して、その円柱状体の上端面に植物３を配置すれば、その根は、ブロック体によって成長が阻害されることなく、上記の空間を通って十分に下向きに成長することができる。なお、図１では、植物３として、種子の形態のものが例示されている。植物３として、図示のものに代わる、苗の形態のものなどにおいても、同様に根を成長させることができる。

培地１は、ブロック体を構成する繊維２同士の間に形成された空間を利用して、繊維２の端面が露出したブロック体の端部から、植物３を培地１の内部に押し込んで保持させることができる。図２に示すように、植物３が種子の形態である場合には、その全部または一部を培地１の上端部からその内部に押し込んで保持させることができる。また植物３が苗の形態である場合には、その根の部分を培地１の内部に押し込んで保持させることができる。

図２に示すように、このような状態の培地１を育苗パン４などの内部に設置することで、水耕栽培などに供することができる。培地１は、図２に示すように育苗パン４の内部に直接設置しても良いし、あるいは、図３に示すように培地１をすわりの良いケース５など挿入したうえで、このケース５を育苗パンに設置することもできる。この場合は、ケース５を穴あき構造とすることで、水耕栽培に適したものとすることができる。このとき、培地１を構成するブロック体は繊維２、・・同士の間に空間を有する繊維集合体にて形成されているため、培地１に弾性的に伸縮する機能を付与することができ、この弾性収縮機能を利用して培地１をケース５の内部にしっかりと保持させることができる。

培地１は、上述のようにブロック体を構成する繊維２の繊度が１〜２０デシテックスであり、かつブロック体の嵩密度が０．０３０〜０．１５０ｇ／ｃｍ^３であるため、植物栽培用の培地としての所要の吸水性と通気性とを備えることができる。その結果、培地１は、保水率が５００％以上であることが好適である。また、１７〜２０デシテックスの比較的大きい繊度の繊維を混合させることにより、培地の空隙をより大きく保持することができ、それにより保水率を向上させることができ、さらには、１７〜２０デシテックスの比較的大きい繊度の繊維が存在することにより、剛性が向上し、培地の空隙が大きいにも関わらず、培地の保型性が良好となる。

また培地１は、その吸水速度（ＪＩＳＬ１９０７滴下法）が１０秒未満であることが好ましい。吸水速度が１０秒未満であることによって、培地の底に水が供給された時に水を吸い易いという利点を得ることができ、水が供給された時に、培地の上部まで良好に水を供給することが可能となる。なお、吸水速度（滴下法）の測定においては、培地自体を試験片として採用し、培地上表面にビュレットから蒸留水を１滴滴下させ、水滴が培地上表面に達したときから、その水滴が培地表面より吸収され、培地表面に水滴が観察できなくなるまでの時間を測定する。

本発明において、保水率［％］は、次のようにして求める。すなわち、あらかじめ初期質量［ｇ］を測定しておいた試料を蒸留水に２時間浸漬させた後、引き上げて金網の上に置き、２分後の含水試料の質量を測定する。そして、その測定値から初期質量を差し引くことで、保水量［ｇ］を得る。最後に、次式によって保水率［％］を求める。

保水率［％］＝｛保水量［ｇ］／初期質量［ｇ］｝×１００
培地１は、熱接着用の低融点重合体を用いて繊維円柱状のブロック体を形成する時の製造性などの観点から、その直径が１０〜４０ｍｍであることが好適である。また天地方向に設置した時の安定性などの観点から、その天地方向の高さが１０〜２００ｍｍであることが好適である。１５０〜２００ｍｍ程度の高さを有する場合は、木の苗の育成に好適に用いることができる。

繊維２を構成する高融点重合体と低融点重合体、加熱した際に溶融しない繊維について説明する。なお、これら高融点重合体と低融点重合体等の組み合わせは、任意に設定することができる。

たとえば、高融点重合体として高融点のポリ乳酸樹脂を用いるとともに、低融点重合体としてそれよりも低融点のポリ乳酸樹脂を用いることができる。ポリ乳酸の融点は、その光学純度を調整することにより、すなわちＬ体とＤ体との含有率を調整することにより、コントロールすることができる。この場合は、高融点のポリ乳酸樹脂にて形成された第１の繊維と、低融点のポリ乳酸樹脂にて形成された第２の繊維とが混繊された状態で、培地のブロック体が形成される。ポリ乳酸を用いることで、生分解性を有した培地１を構成することができ、その場合は成長した植物を培地１とともに土壌に移植することができる。

上述の第１の繊維として、ポリ乳酸樹脂に代えて、加熱した際に溶融しない繊維、すなわちレーヨン繊維やリヨセル繊維（溶剤紡糸セルロース繊維）等のセルロース繊維やコットン繊維等の天然繊維を用いることもできる。溶剤紡糸セルロース繊維は、吸水性が良好であるため、より好ましく用いることができる。あるいは、高融点重合体にて形成された第１の繊維と、低融点重合体にて形成された第２の繊維とを、ともに、ポリ乳酸以外のポリエチレンテレフタレートや低融点の共重合ポリエステル等のポリエステルにて構成することもできる。

芯鞘構造の複合繊維の場合は、たとえば、芯部に高融点重合体として高融点のポリ乳酸樹脂を配するとともに、鞘部に低融点重合体としてそれよりも低融点のポリ乳酸樹脂を配したものを用いることができる。また、たとえば、この芯鞘構造の複合繊維と、この複合繊維の鞘部の低融点重合体よりも高融点の重合体にて形成された別の繊維とを混繊して用いることもできる。

低融点重合体を含有する割合は、１０〜７０質量％とすることが好適であり、より好ましくは１５〜５０質量％である。低融点重合体の割合が７０質量％よりも高くなると、培地を構成するブロック体が硬くなるとともに熱接着の際に低融点重合体が溶融することにより繊維同士の間の空間が狭くなるために、植物の根が成長しづらくなる。反対に低融点重合体の割合が１０質量％よりも低くなると、低融点重合体の量が少なくなり過ぎて、熱接着によるブロック体の保形性が不十分になりやすくなる。

培地を構成するブロック体の製造方法について説明する。ブロック体を構成する繊維として短繊維を用いる場合には、紡績工程において作り出されるスライバ、つまり多数の短繊維が同方向に並んで束ねられた状態の繊維集合体を利用することができる。詳細には、所定の太さのスライバを、トンネル形すなわち筒形のヒータの内部に押し込んで通過させることによって、その短繊維における低融点重合体を溶融または軟化させることで、熱接着機能を発揮させることができる。筒形のヒータの内部を通すことで、得られた成形体は、その外周面が強く熱接着されることで優れた保形性を示すのみならず、その内部は比較的弱く熱接着されることで植物の根の通過性に優れることになる。ヒータが円筒形であればブロック体は円柱状に形成され、ヒータが角筒形であればブロック体は角柱形に形成される。得られた成形体を所定の長さにカットすることで、ブロック体が得られる。

ブロック体を構成する繊維として、長繊維を用いることもできる。その場合は、短繊維を用いる場合に比べて、繊維同士をよりいっそう同方向に揃えて集束することができる。

実施例における評価（保水率、吸水速度）については、上記した方法により行った。
また、吸上げ速度については、以下の方法により行った。目皿に１ｇの蒸留水を載せ、その上に試料（培地）を置き、蒸留水を吸い上げる時間を測定した。具体的には、目皿に１ｇの蒸留水を載せた際、直径約３ｃｍ程度の水滴となり、その水滴の中央部に培地を載置してから、培地中に水分が吸収されて、培地周囲に水がなくなるまでの時間を測定し、これを吸上げ速度とした。このときの吸上げ速度は、２０秒未満であることが好ましい。吸上げ速度が２０秒未満であることが好ましい理由は、上記した吸水速度（滴下法）と同様であり、２０秒未満とすることにより、培地の底に水が供給された時に水を吸い易いという利点を得ることができ、水が供給された時に、培地の上部まで良好に水を供給することが可能となる。
［実施例１］
生分解性を有する芯鞘型複合短繊維を用いた。すなわち、芯成分が高融点（融点１７０℃）のポリ乳酸で形成され、鞘成分がそれよりも低融点（融点１３０℃）のポリ乳酸にて形成された、芯鞘型の熱融着複合短繊維（繊度＝２．２デシテックス、繊維長＝５１ｍｍ、芯鞘質量比（芯：鞘=５０：５０）；ユニチカ社製、商品名「ＰＬ８０」）を用いた。また、これとは別に、高融点（融点１７０℃）のポリ乳酸にて形成された、生分解性を有する単一成分短繊維（繊度＝１．７デシテックス、繊維長＝５１ｍｍ；ユニチカ社製、商品名「ＰＬ０１」）を用いた。そして、両者の混率を、質量比で、（熱融着複合短繊維）：（単一成分短繊維）＝３０：７０として混綿し、カード機、練条機を通すことによって、生分解性短繊維が長軸方向に配列されたスライバを得た。このスライバを、トンネル形状の加熱領域を有する円筒形のヒータに通し、１５０℃で６０秒間熱処理して、成形体を得た。その後、この成形体をカットすることによって、直径２５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、嵩密度０．０５０ｇ／ｃｍ^３のブロック体を得た。

このブロック体は、保水率が１９２４％、吸水速度が１秒以下、吸上げ速度が１１．３秒であった。このブロック体を培地として、ワイルドストロベリーを、室温２０℃で直射日光が当たらず、比較的風通しの良い場所にて、水道水のみの水耕栽培にて生育させたところ、培地１０個中８個が発芽という結果が得られた。

［実施例２］
実施例１のものと同じ芯鞘型の熱融着複合繊維を用いた。また、これとは別に、溶剤紡糸セルロース短繊維（繊度＝２．２デシテックス、繊維長＝５１ｍｍ；レンチング社製、商品名「テンセル」）を用いた。そして、両者の混率を、質量比で、（熱融着複合短繊維）：（溶剤紡糸セルロース短繊維）＝３０：７０として混綿し、カード機、練条機を通すことによって、短繊維が長軸方向に配列されたスライバを得た。このスライバを、トンネル形状の加熱領域を有する円筒形のヒータに通し、１５０℃で６０秒間熱処理して、成形体を得た。その後、この成形体をカットすることによって、直径２５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、嵩密度０．０７８ｇ／ｃｍ^３のブロック体を得た。

このブロック体は、保水率が１７６４％、吸水速度が１秒以下、吸上げ速度が１．４秒であった。このブロック体を培地として、ワイルドストロベリーを、室温２０℃で直射日光が当たらず、比較的風通しの良い場所にて、水道水のみの水耕栽培にて生育させたところ、培地１０個中７個が発芽という結果が得られた。

［実施例３］
生分解性を有しないポリエステル系の芯鞘型複合短繊維を用いた。すなわち、芯成分が高融点（１５７℃）のポリチレンテレフタレートで形成され、鞘成分が低融点（１１０℃）の共重合ポリエステルにて形成された芯鞘型の熱融着複合短繊維（繊度４．４デシテックス、繊維長１０２ｍｍ、芯鞘質量比(芯：鞘＝５０：５０)；ユニチカ社製商品名「４０８０」）を用いた。また、これとは別に、高融点（融点１５７℃）のポリエチレンテレフタレートにて形成された単一成分短繊維（繊度３．３デシテックス、繊維長７６ｍｍ）を用いた。そして両者の混率を、質量比で（熱融着複合短繊維）：（単一成分短繊維）=７０：３０として混綿し、カード機、練条機を通すことによって、構成繊維が長軸方向に配列されたスライバを得た。このスライバを、トンネル形状の加熱領域を有する円筒形のヒータに通り、１５０℃で６０秒間熱処理して、成型体を得た。その後、この成型体をカットすることによって、直径３１ｍｍ、長さ１７ｍｍ、嵩密度０．１０３ｇ／ｃｍ^３のブロック体を得た。

このブロック体は、保水率が８５４％、吸水速度が１秒以下、吸上げ速度が１秒以下であった。このブロック体を培地として、ワイルドストロベリーを室温２０℃で直射日光が当たらず、比較的風通しの良い場所にて、水道水のみの水耕栽培にて生育させたところ、培地１０個中８個が発芽という結果が得られた。
［比較例１］
市販の発泡ポリウレタン製スポンジ培地であって、２３ｍｍ×２３ｍｍ角、高さ２８ｍｍのものを用いた。

この発泡ポリウレタン製の培地は、保水率が５８６６％、吸水速度が６０秒以上、吸上げ速度が６００秒以上であった。この培地を用いて、ワイルドストロベリーを、室温２０℃で直射日光が当たらず、比較的風通しの良い場所にて、水道水のみの水耕栽培にて生育させたところ、培地１０個中、発芽した培地は０個という結果が得られた。

１培地
２繊維
３植物

Claims

天地方向に方向付けして設置することが可能なブロック体にて形成されており、このブロック体は、繊度が１〜２０デシテックスの繊維が多数集合した繊維集合体にて構成されており、この繊維集合体は低融点重合体を少なくとも含み、前記ブロック体は、前記繊維が前記天地方向に並べられたうえで、低融点重合体の熱接着作用によって形態保持されたものであり、前記ブロック体の嵩密度が０．０３０〜０．１５０ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする植物栽培用培地。
保水率が５００％以上であることを特徴とする請求項１記載の植物栽培用培地。
吸水速度が１０秒未満であることを特徴とする請求項１または２記載の植物栽培用培地。
円柱状の形態であって、その直径が１０〜４０ｍｍであり、その天地方向の高さが１０〜２００ｍｍであることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の植物栽培用培地。
繊維集合体が、溶剤紡糸セルロース繊維と、高融点重合体および低融点重合体からなる繊維とによって構成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の植物栽培用培地。