JP2015208258A

JP2015208258A - Artificial soil grains, and artificial soil culture medium

Info

Publication number: JP2015208258A
Application number: JP2014090688A
Authority: JP
Inventors: 英樹高馬; Hideki Koma
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2015-11-24

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide artificial soil grains capable of holding moisture necessary in growing plants as efficiently usable water with a wide adsorption state.SOLUTION: Artificial soil grains 50 comprise fiber lump bodies 10 which are formed by mixing a plurality of kinds of fiber, in which a plurality of kinds of fiber contains at least first fiber 1 having a water holding property, and second fiber 2 having a hydrophilic property, an official moisture regain of the first fiber 1 is 8.5 or more, an official moisture regain of the second fiber 2 is 4.0 to 7.0, the first fiber 1 is cellulose fiber, and the second fiber 2 is vinylon fiber.

Description

本発明は、複数種の繊維を混合してなる繊維塊状体を備えた人工土壌粒子、及び当該人工土壌粒子を用いた人工土壌培地に関する。 The present invention relates to an artificial soil particle provided with a fiber mass formed by mixing a plurality of types of fibers, and an artificial soil medium using the artificial soil particle.

近年、生育条件がコントロールされた環境下で野菜等の植物を栽培する植物工場が増加している。これまでの植物工場は、レタス等の葉物野菜の水耕栽培が中心であったが、最近では水耕栽培には向かない根菜類についても植物工場での栽培を試みる動きがある。人工土壌を用いて根菜類を植物工場で栽培するためには、土壌としての基本性能に優れ、品質が高く、且つ取り扱いが容易な人工土壌粒子を開発する必要がある。また、人工土壌には、植物に対する水遣りの回数を低減でき、水分量の管理が容易になる等、天然土壌では実現が困難な独自の機能が求められるようになっている。 In recent years, plant factories that grow plants such as vegetables in an environment where growth conditions are controlled are increasing. The plant factories so far have mainly focused on hydroponic cultivation of leafy vegetables such as lettuce, but recently there is a movement to try cultivation of root vegetables that are not suitable for hydroponic cultivation in plant factories. In order to cultivate root vegetables in a plant factory using artificial soil, it is necessary to develop artificial soil particles that are excellent in basic performance as soil, high in quality, and easy to handle. Artificial soils are required to have unique functions that are difficult to realize in natural soils, such as reducing the number of watering of plants and facilitating the management of water content.

特許文献１には、無機物質材からなる粒体を、有機植物繊維等からなる有機物質材に絡ませるとともに、結合剤によって粒状に固結した人工団粒体が提案されている。この人工団粒体は、有機物質材として有機植物繊維等を用いることにより、保水性を向上させようとするものである。 Patent Document 1 proposes an artificial aggregate in which particles made of an inorganic material are entangled with an organic material made of organic plant fibers and the like, and solidified into particles with a binder. This artificial aggregate is intended to improve water retention by using organic plant fiber or the like as an organic material.

特開２００１−２０４２４５号公報JP 2001-204245 A

土壌中の水分は、土壌粒子に吸着されることにより、土壌に保持される。これら土壌中の水分のうち植物が利用可能な水分、いわゆる易効水は、植物の生育にとって非常に重要な水分である。易効水には、降雨又は灌水から通常２４時間経過後に土壌に残存するものから、植物の根が吸収可能な程度に土壌粒子に吸着されているものまでが含まれる。土壌が水分を保持する力はｐＦ値として表され、易効水は一般にｐＦ値１．７〜２．７の範囲で土壌に吸着されている。 Moisture in the soil is retained in the soil by being adsorbed by the soil particles. Among the water in the soil, water that can be used by plants, so-called easy-to-use water, is very important for plant growth. Easy-to-use water includes those that remain in the soil, usually after 24 hours from rain or irrigation, to those that are adsorbed to the soil particles to the extent that the roots of the plants can be absorbed. The ability of the soil to retain moisture is expressed as a pF value, and easy-effect water is generally adsorbed to the soil within a pF value of 1.7 to 2.7.

人工土壌の開発にあたっては、天然土壌と同等の植物育成力を達成しながら、保水性を適切に維持できる機能が求められる。特に、水分を幅広い吸着状態の易効水として保持することは、植物に対する水遣り回数の低減や、植物の種類に応じた最適な栽培スケジュールを実現するために必要なことである。 In the development of artificial soil, a function capable of maintaining water retention appropriately while achieving the same plant growth ability as natural soil is required. In particular, retaining moisture as easy-to-use water in a wide range of adsorption states is necessary to reduce the number of watering times for plants and to realize an optimal cultivation schedule according to the type of plant.

この点、特許文献１の人工団粒体は、無機物質材を有機植物繊維等に絡ませて結合剤によって粒状化したものであり、有機物質材である有機植物繊維が人工団粒体の表層部に存在している。有機植物繊維は、水分との吸着力が強いため人工団粒体の保水性は高まるが、弱い吸着状態の易効水を十分に保持できない虞がある。 In this respect, the artificial aggregate of Patent Document 1 is an inorganic substance material entangled with organic plant fibers or the like and granulated with a binder, and the organic plant fiber as the organic substance material is a surface layer portion of the artificial aggregate. Exists. Since organic plant fibers have a strong adsorptive power with moisture, the water retention of the artificial aggregate is increased, but there is a possibility that the easy-to-use water in a weakly adsorbed state cannot be sufficiently retained.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、植物の生育に必要な水分を幅広い吸着状態の易効水として保持することが可能な人工土壌粒子を提供することを目的とする。また、当該人工土壌粒子を使用した人工土壌培地を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the artificial soil particle which can hold | maintain the water required for the growth of a plant as easy-to-use water of a wide adsorption state. Moreover, it aims at providing the artificial soil culture medium which uses the said artificial soil particle.

上記課題を解決するための本発明に係る人工土壌粒子の特徴構成は、
複数種の繊維を混合してなる繊維塊状体を備えた人工土壌粒子であって、
前記複数種の繊維は、少なくとも、保水性を有する第一繊維と、親水性を有する第二繊維とを含むことにある。 The characteristic configuration of the artificial soil particles according to the present invention for solving the above problems is as follows:
Artificial soil particles having a fiber mass formed by mixing a plurality of types of fibers,
The plurality of types of fibers include at least a first fiber having water retention and a second fiber having hydrophilicity.

本構成の人工土壌粒子によれば、保水性を有する第一繊維と、親水性を有する第二繊維とを含むため、人工土壌粒子を灌水させると、水分は第一繊維に対しては比較的強い力で吸着され、第二繊維に対しては比較的弱い力で吸着されることになる。このように、水分は吸着状態が異なる易効水として保持されるため、繊維塊状体の保水性がブロードになり、植物の栽培に適した人工土壌を形成することができる。また、水遣り等の回数を減らすことができるため、作業者の労力を低減することができる。 According to the artificial soil particle of this configuration, since the first fiber having water retention and the second fiber having hydrophilicity are included, when the artificial soil particle is irrigated, moisture is relatively less than the first fiber. It is adsorbed with a strong force and is adsorbed with a relatively weak force to the second fiber. Thus, since moisture is retained as easy-to-use water having different adsorption states, the water retention of the fiber block is broad, and artificial soil suitable for plant cultivation can be formed. Moreover, since the frequency | count of watering etc. can be reduced, an operator's labor can be reduced.

本発明に係る人工土壌粒子において、
前記第一繊維の公定水分率は、８．５以上であり、
前記第二繊維の公定水分率は、４．０〜７．０であることが好ましい。 In the artificial soil particles according to the present invention,
The official moisture content of the first fiber is 8.5 or more,
The official moisture content of the second fiber is preferably 4.0 to 7.0.

本構成の人工土壌粒子によれば、第一繊維及び第二繊維を適切な公定水分率に設定しているので、第一繊維及び第二繊維は、それぞれ吸着状態の異なる水分を保持することが可能となる。従って、人工土壌粒子を灌水させると、水分は幅広い吸着状態の易効水として繊維塊状体内に保持され、植物の栽培に適した人工土壌を形成することができる。 According to the artificial soil particles of this configuration, the first fiber and the second fiber are set to appropriate official moisture percentages, so that the first fiber and the second fiber can retain moisture in different adsorption states. It becomes possible. Therefore, when artificial soil particles are irrigated, moisture is retained in the fiber mass as easy-to-use water in a wide adsorption state, and artificial soil suitable for plant cultivation can be formed.

本発明に係る人工土壌粒子において、
前記第一繊維は、セルロース繊維であり、
前記第二繊維は、ビニロン繊維であることが好ましい。 In the artificial soil particles according to the present invention,
The first fiber is a cellulose fiber,
The second fiber is preferably a vinylon fiber.

本構成の人工土壌粒子によれば、第一繊維及び第二繊維として適切な素材を選択しているので、第一繊維及び第二繊維は、それぞれ吸着状態の異なる水分を十分に保持することができる。 According to the artificial soil particles of this configuration, since the appropriate material is selected as the first fiber and the second fiber, the first fiber and the second fiber can sufficiently hold moisture having different adsorption states. it can.

本発明に係る人工土壌粒子において、
前記第一繊維（ａ）と前記第二繊維（ｂ）との配合比率（ａ／ｂ）が、質量比で０．０８〜１３に調整されていることが好ましい。 In the artificial soil particles according to the present invention,
It is preferable that the blending ratio (a / b) of the first fiber (a) and the second fiber (b) is adjusted to 0.08 to 13 by mass ratio.

本構成の人工土壌粒子によれば、第一繊維と第二繊維との配合比率が適切な範囲に調製されていることから、吸着状態の異なる水分を易効水としてバランスよく保持することができる。 According to the artificial soil particle of this structure, since the blending ratio of the first fiber and the second fiber is adjusted to an appropriate range, it is possible to keep moisture in different adsorption states in a balanced manner as easy-to-use water. .

本発明に係る人工土壌粒子において、
前記繊維塊状体の表面側から内部側に向かう方向に、前記第一繊維の含有量が徐々に小さくなるよう調整されていることが好ましい。 In the artificial soil particles according to the present invention,
It is preferable to adjust so that the content of the first fiber gradually decreases in the direction from the surface side to the inner side of the fiber lump.

本構成の人工土壌粒子によれば、繊維塊状体の表面側から内部側に向かう方向に、第一繊維の含有量が徐々に小さくなるよう調整されているため、繊維塊状体の内部側に多く存在する親水性を有する第二繊維により、外部環境の水分が繊維塊状体内に吸収され、繊維塊状体の表面側に多く存在する保水性を有する第一繊維により、吸水された水分が繊維塊状体内に保持される。その結果、高い保水性を有することができる。 According to the artificial soil particle of this configuration, since the content of the first fiber is adjusted so as to gradually decrease in the direction from the surface side to the inner side of the fiber lump, there is a large amount on the inner side of the fiber lump. Moisture in the external environment is absorbed into the fiber mass by the second fibers having hydrophilicity, and the water absorbed by the first fibers having water retention that is present on the surface side of the fiber mass in a large amount. Retained. As a result, it can have high water retention.

本発明に係る人工土壌粒子において、
前記第一繊維は、０．５〜２０００μｍの繊維長を有し、
前記第二繊維は、１０〜１０００μｍの繊維長を有することが好ましい。 In the artificial soil particles according to the present invention,
The first fiber has a fiber length of 0.5 to 2000 μm,
The second fiber preferably has a fiber length of 10 to 1000 μm.

本構成の人工土壌粒子によれば、第一繊維及び第二繊維が最適な繊維長を有しているため、吸着状態の異なる水分を易効水としてバランスよく保持することができる。 According to the artificial soil particle of this structure, since the 1st fiber and the 2nd fiber have the optimal fiber length, it can hold | maintain the water | moisture content from which an adsorption state differs as easy effect water with sufficient balance.

本発明に係る人工土壌粒子において、
前記繊維塊状体の表面の少なくとも一部が通水性膜で被覆されていることが好ましい。 In the artificial soil particles according to the present invention,
It is preferable that at least a part of the surface of the fiber mass is coated with a water-permeable film.

本構成の人工土壌粒子によれば、繊維塊状体の表面の少なくとも一部が通水性膜で被覆されていることから、繊維塊状体と外部環境との通水性を確保しつつ、一定の遮蔽性及び剛性を確立することができる。その結果、吸着状態の異なる水分を易効水としてバランスよく保持しながら、通水性膜により繊維塊状体の強度を維持することができる。 According to the artificial soil particle of this configuration, since at least a part of the surface of the fiber lump is covered with the water permeable membrane, it has a certain shielding property while ensuring water permeability between the fiber lump and the external environment. And rigidity can be established. As a result, the strength of the fiber mass can be maintained by the water permeable membrane while maintaining moisture in different adsorption states as well-balanced water in a well-balanced manner.

本発明に係る人工土壌粒子において、
珪藻土及び／又はパーライトを含むことが好ましい。 In the artificial soil particles according to the present invention,
It preferably contains diatomaceous earth and / or pearlite.

本構成の人工土壌粒子によれば、珪藻土及び／又はパーライトを含むことから、人工土壌粒子の外部に存在する水分を多孔質物質である珪藻土及び／又はパーライトに吸収し、外部の水分環境を調節することができる。その結果、人工土壌粒子の保水性及び通気性を確保することができ、栽培植物に対する水分環境を良好な状態に維持することができる。 According to the artificial soil particles of this configuration, since diatomaceous earth and / or pearlite is contained, moisture existing outside the artificial soil particles is absorbed into the porous material diatomaceous earth and / or pearlite, and the external moisture environment is adjusted. can do. As a result, the water retention and air permeability of the artificial soil particles can be ensured, and the water environment for the cultivated plant can be maintained in a good state.

本発明に係る人工土壌粒子において、
１〜１０ｍｍの粒径を有することが好ましい。 In the artificial soil particles according to the present invention,
It preferably has a particle size of 1-10 mm.

本構成の人工土壌粒子によれば、粒径が１〜１０ｍｍであることから、特に根菜類の栽培に適した取り扱いの容易な人工土壌培地を提供することができる。 According to the artificial soil particle of this structure, since the particle diameter is 1-10 mm, the artificial soil culture medium which is easy to handle especially suitable for cultivation of root vegetables can be provided.

上記課題を解決するための本発明に係る人工土壌培地の特徴構成は、
上記の何れか一つの人工土壌粒子を団粒化してなることにある。 The characteristic configuration of the artificial soil culture medium according to the present invention for solving the above problems is
It consists in agglomerating any one of the above artificial soil particles.

本構成の人工土壌培地によれば、本発明の人工土壌粒子を使用していることから、上述した人工土壌粒子の優れた効果を享受することができる。このような人工土壌培地は、植物工場等で好適に使用することができる。 According to the artificial soil culture medium of this configuration, since the artificial soil particles of the present invention are used, the excellent effects of the artificial soil particles described above can be enjoyed. Such an artificial soil medium can be suitably used in a plant factory or the like.

図１は、本発明に係る人工土壌粒子を模式的に示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing artificial soil particles according to the present invention. 図２は、人工土壌培地の三相比率を示したグラフである。FIG. 2 is a graph showing the three-phase ratio of the artificial soil culture medium. 図３は、人工土壌培地の三相比率の変化を示したグラフである。FIG. 3 is a graph showing changes in the three-phase ratio of the artificial soil medium. 図４は、人工土壌培地の含水率の経日変化を示したグラフである。FIG. 4 is a graph showing changes over time in the moisture content of the artificial soil medium. 図５は、人工土壌培地のｐＦ値１．７〜２．３の範囲の水の保持期間を示したグラフである。FIG. 5 is a graph showing the water retention period of the artificial soil culture medium with a pF value in the range of 1.7 to 2.3.

以下、本発明に係る人工土壌粒子、及び当該人工土壌粒子を団粒化してなる人工土壌培地に関する実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。 Hereinafter, an embodiment of an artificial soil particle according to the present invention and an artificial soil medium obtained by agglomerating the artificial soil particle will be described with reference to FIGS. However, the present invention is not intended to be limited to the configurations described in the embodiments and drawings described below.

先ず、易効水とｐＦ値との関係について説明する。土壌が水分を保持する力はｐＦ値として表される。ｐＦ値とは、水柱の高さで表した土壌水分の吸引圧（圧力水頭）の常用対数値であり、土壌中の水分が土壌の毛管力によって引き付けられている強さの程度を表す指標である。例えば、ｐＦ値が２．０のとき、水柱１００ｃｍの圧力に相当する。ｐＦ値は土壌と水分の吸着の強さを表すものでもあり、土壌と水分の吸着力が弱いとｐＦ値は低くなり、植物の根が水分を吸収し易い状態となる。一方、土壌と水分の吸着力が強いとｐＦ値は高くなり、植物の根が水分を吸収するためには大きな力を要する。土壌中の隙間に空気が存在せず、全て水で充たされているときの状態がｐＦ値０であり、１００℃の熱乾状態の土壌で、土壌と化合した水しか存在しない状態がｐＦ値７となる。植物が根から吸収できる土壌中の水分は、降雨又は灌水後、通常２４時間後に土壌中に残っている水分（ｐＦ１．７）から、植物が萎れ始める初期萎れ点（ｐＦ３．８）までの水分である。一般の土壌の場合、植物を栽培可能なｐＦ値、いわゆる易効水の範囲は１．７〜２．７である。しかし、本発明者らが実際に植物の栽培を行うと、ｐＦ値が２．３を超える場合、植物の生育性が低下する傾向があることが明らかとなった。そこで、本発明においては、人工土壌培地の易効水の範囲を１．７〜２．３（水柱５０〜２００ｃｍに相当）に規定する。ｐＦ値は、ｐＦメータ（テンシオメーター）を用いて測定することができる。 First, the relationship between easy-to-use water and pF value will be described. The force with which the soil retains moisture is expressed as a pF value. The pF value is a common logarithm of the soil water suction pressure (pressure head) expressed in terms of the height of the water column, and is an index that represents the degree of strength that moisture in the soil is attracted by the capillary force of the soil. is there. For example, when the pF value is 2.0, it corresponds to a pressure of 100 cm of water column. The pF value also represents the strength of soil and moisture adsorption. If the soil and moisture adsorption force is weak, the pF value becomes low, and the plant roots easily absorb moisture. On the other hand, if the adsorption power of soil and moisture is strong, the pF value becomes high, and a large force is required for the roots of plants to absorb moisture. When there is no air in the gaps in the soil, the state when all is filled with water has a pF value of 0, and the state where only water combined with the soil is present in the heat-dried soil at 100 ° C. The value is 7. The water in the soil that the plant can absorb from the roots is the water from the water remaining in the soil (pF1.7), usually 24 hours after rainfall or irrigation, to the initial wilting point (pF3.8) where the plant begins to wither. It is. In the case of general soil, the pF value at which plants can be cultivated, the range of so-called easy water is 1.7 to 2.7. However, when the present inventors actually cultivated a plant, it became clear that when the pF value exceeds 2.3, the viability of the plant tends to decrease. Therefore, in the present invention, the range of easy-to-use water of the artificial soil medium is defined as 1.7 to 2.3 (corresponding to 50 to 200 cm of water column). The pF value can be measured using a pF meter (tensiometer).

＜人工土壌粒子＞
図１は、本発明に係る人工土壌粒子５０を模式的に示した説明図である。図１（ａ）の人工土壌粒子５０ａは、保水性を有する第一繊維１と、親水性を有する第二繊維２とを集合させて繊維塊状体１０を構成している。図１（ｂ）の人工土壌粒子５０ｂは、第一繊維１及び第二繊維２を集合させて繊維塊状体１０を形成し、当該繊維塊状体１０の外表面を通水性膜２０で被覆している。繊維塊状体１０は、第一繊維１及び第二繊維２が複雑に集合した状態で造粒されたものであり、粒状に形成されている。繊維塊状体１０の内部の集合した繊維の間には空隙３が形成されている。繊維塊状体１０は、空隙３に水分を保持することができる。従って、空隙３の状態は、繊維塊状体１０の保水性に関係する。本発明に係る人工土壌粒子５０は、水分の吸着特性が異なる第一繊維１及び第二繊維２を使用することにより、繊維塊状体１０内に吸着状態の異なる水分を保持できるように構成されている。人工土壌粒子５０の形状は、図１では略球状に示されているが、例えば、扁平したラグビーボール形状、突起を有する金平糖形状、多面体形状、一定以上の厚みを有する板状、不定形状等に構成することも可能である。 <Artificial soil particles>
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing artificial soil particles 50 according to the present invention. Artificial soil particles 50a in FIG. 1 (a) constitute a fiber block 10 by assembling first fibers 1 having water retention and second fibers 2 having hydrophilicity. The artificial soil particle 50b in FIG. 1 (b) is formed by assembling the first fiber 1 and the second fiber 2 to form a fiber lump 10 and covering the outer surface of the fiber lump 10 with the aqueous film 20. Yes. The fiber lump 10 is granulated in a state where the first fibers 1 and the second fibers 2 are gathered in a complicated manner, and is formed into a granular shape. Gaps 3 are formed between the aggregated fibers inside the fiber lump 10. The fiber lump 10 can retain moisture in the gap 3. Therefore, the state of the void 3 is related to the water retention of the fiber lump 10. The artificial soil particle 50 according to the present invention is configured so that moisture in different adsorption states can be held in the fiber lump 10 by using the first fiber 1 and the second fiber 2 having different moisture adsorption characteristics. Yes. The shape of the artificial soil particles 50 is shown in a substantially spherical shape in FIG. 1, but for example, a flat rugby ball shape, a confetti shape with protrusions, a polyhedron shape, a plate shape with a certain thickness or more, an indefinite shape, etc. It is also possible to configure.

（第一繊維及び第二繊維）
第一繊維１及び第二繊維２は、それぞれ水分の吸着特性が異なるように選択される。例えば、第一繊維１は、水分を保持することができる保水性を有する繊維であり、第二繊維２は、水分を吸放出し易い親水性を有する繊維である。保水性を有する第一繊維１は、水分を吸着させる力が強いため、水分を保持する力は高まるが、保持した水分を容易に吸放出し難いという特徴を有している。これに対して、親水性を有する第二繊維２は、水分を吸収する力は強いが、水分を吸着させる力が弱いため、水分を長期間保持せず、水分を放出し易いという特徴を有している。従って、仮に第一繊維１のみで繊維塊状体を構成すると、高い保水性を備える人工土壌粒子を構成することができるが、水分を吸放出し難いため、土壌との吸着力が弱い易効水が減少する場合がある。一方、仮に第二繊維２のみで繊維塊状体を構成すると、外部環境に存在する水分を繊維塊状体内に吸収し易くなるが、同時に繊維塊状体内に吸収した水分を外部環境に放出し易くなる。このため、人工土壌粒子の周囲の環境は、湿潤状態と乾燥状態との間で変化し易く、その結果、繊維塊状体内に易効水を長期間保持することが困難となる場合がある。そこで、本発明では、第一繊維１及び第二繊維２を適切な割合で配合して繊維塊状体１０を構成している。これにより、本発明の人工土壌粒子５０は、繊維に弱く吸着されている水分から強く吸着されている水分まで幅広い吸着状態の水分を繊維塊状体１０内に保持することができる。その結果、人工土壌粒子の保水性がブロードになり、植物に長期間水分を供給することが可能になる。 (First fiber and second fiber)
The first fiber 1 and the second fiber 2 are selected so as to have different moisture adsorption characteristics. For example, the first fiber 1 is a fiber having water retention property capable of retaining moisture, and the second fiber 2 is a fiber having hydrophilicity that easily absorbs and releases moisture. Since the first fiber 1 having water retention has a strong force to adsorb moisture, the strength to retain moisture is increased, but it has a feature that it is difficult to absorb and release the retained moisture easily. On the other hand, the hydrophilic second fiber 2 has a feature that it has a strong ability to absorb moisture, but has a weak ability to adsorb moisture, so that it does not hold moisture for a long period of time and easily releases moisture. doing. Therefore, if a fiber lump is constituted only by the first fibers 1, artificial soil particles having high water retention can be constituted, but since it is difficult to absorb and release moisture, easy-to-use water with weak adsorption power with soil. May decrease. On the other hand, if the fiber lump is composed of only the second fibers 2, moisture existing in the external environment is easily absorbed into the fiber lump, but at the same time, moisture absorbed in the fiber lump is easily released to the external environment. For this reason, the environment around the artificial soil particles is likely to change between a wet state and a dry state, and as a result, it may be difficult to maintain easy-to-use water for a long time in the fiber mass. Therefore, in the present invention, the fiber lump 10 is configured by blending the first fiber 1 and the second fiber 2 at an appropriate ratio. Thereby, the artificial soil particle 50 of this invention can hold | maintain the water | moisture content of a wide adsorption state in the fiber lump 10 from the water | moisture content weakly adsorb | sucked to the fiber to the water | moisture content strongly adsorb | sucked. As a result, the water retention of the artificial soil particles becomes broad, and it becomes possible to supply moisture to the plant for a long time.

ここで、繊維塊状体を形成する繊維は、それ自体に水分が含まれており、気温や湿度等により水分含有量は異なる。繊維に含まれる水分の割合を水分率（％）といい、２０℃、６５％ＲＨの環境で繊維が有する水分率を公定水分率（％）という。公定水分率の高い繊維は、繊維内に吸収できる水分量が多く、水分と繊維との吸着力が強いため、水分を保持する力が強い。第一繊維１及び第二繊維２は、公定水分率（％）が異なるように選択される。第一繊維１の公定水分率は、８．５以上が好ましく、１１．０以上がより好ましい。第一繊維１の公定水分率が、８．５より低いと、人工土壌粒子５０の保水性が低くなり、十分は易効水を保持できなくなる虞がある。第二繊維２の公定水分率は、４．０〜７．０が好ましく、４．５〜６．５がより好ましい。第二繊維２の公定水分率が、４．０より低いと、人工土壌粒子５０が外部環境の水分を十分吸収できず、土壌との吸着力の弱い易効水が十分保持できなくなる虞がある。一方、第二繊維２の公定水分率が、７．０より高いと、保水性が高くなり過ぎて、人工土壌粒子５０が、保持した水分を放出し難くなる虞がある。 Here, the fibers forming the fiber mass itself contain moisture, and the moisture content varies depending on the temperature, humidity, and the like. The proportion of moisture contained in the fiber is called moisture content (%), and the moisture content of the fiber in an environment of 20 ° C. and 65% RH is called official moisture content (%). A fiber having a high official moisture content has a large amount of moisture that can be absorbed into the fiber, and has a strong adsorbing force between the moisture and the fiber, and therefore has a strong ability to retain moisture. The first fiber 1 and the second fiber 2 are selected so that the official moisture content (%) is different. The official moisture content of the first fiber 1 is preferably 8.5 or higher, and more preferably 11.0 or higher. If the official moisture content of the first fiber 1 is lower than 8.5, the water retention of the artificial soil particles 50 becomes low, and there is a possibility that the easy-to-use water cannot be retained sufficiently. The official moisture content of the second fiber 2 is preferably 4.0 to 7.0, and more preferably 4.5 to 6.5. If the official moisture content of the second fiber 2 is lower than 4.0, the artificial soil particles 50 may not be able to sufficiently absorb moisture from the external environment, and may not be able to sufficiently retain easy-acting water having a weak adsorption power with the soil. . On the other hand, if the official moisture content of the second fiber 2 is higher than 7.0, the water retention becomes too high, and the artificial soil particles 50 may not easily release the retained moisture.

上記の公定水分率を有する繊維として、第一繊維１は、綿、羊毛、レーヨン、セルロース繊維等の天然繊維が挙げられ、第二繊維２は、ビニロン繊維、ナイロン繊維等の合成繊維；アセテート繊維、プロミックス繊維等の半合成繊維が挙げられる。これらのうち、第一繊維１としては、セルロース繊維が好ましく、第二繊維２としては、ビニロンが好ましい。第一繊維１及び第二繊維２は、夫々混繊したものを使用することも可能である。 Examples of the fiber having the above-mentioned official moisture content include the first fiber 1 including natural fibers such as cotton, wool, rayon, and cellulose fibers, and the second fiber 2 includes synthetic fibers such as vinylon fibers and nylon fibers; acetate fibers And semi-synthetic fibers such as promix fibers. Among these, the first fiber 1 is preferably a cellulose fiber, and the second fiber 2 is preferably vinylon. The first fibers 1 and the second fibers 2 can also be mixed fibers.

人工土壌粒子５０は、繊維塊状体１０を、保水性を有する第一繊維１、及び親水性を有する第二繊維２で構成することにより外部に存在する水分を吸収し、繊維塊状体１０内に吸着力の異なる一定以上の易効水（ｐＦ値１．７〜２．３の水分）を保持するものである。従って、第一繊維１と第二繊維２との配合比率を適切な範囲に調整する必要がある。本実施形態では、第一繊維（ａ）と第二繊維（ｂ）との配合比率（ａ／ｂ）は、質量比で０．０８〜１３に調整され、より好ましくは０．１〜３に調整される。第一繊維１と第二繊維２との配合比率が０．０８より小さいと、人工土壌粒子としての保水性が十分向上せず、植物に長期間水分を供給できなくなる虞がある。一方、第一繊維１と第二繊維２との配合比率が１３より大きいと、繊維塊状体１０と水分との吸着力が強くなり過ぎて、土壌との吸着力の弱い易効水が少なくなり、植物の成長に悪影響が及ぶ虞がある。 The artificial soil particle 50 absorbs moisture existing outside by configuring the fiber lump 10 with the first fiber 1 having water retention and the second fiber 2 having hydrophilicity, and the fiber lump 10 is absorbed in the fiber lump 10. It retains a certain level or more of easy-to-use water (moisture having a pF value of 1.7 to 2.3) with different adsorptive power. Therefore, it is necessary to adjust the blending ratio of the first fiber 1 and the second fiber 2 to an appropriate range. In this embodiment, the compounding ratio (a / b) of the first fiber (a) and the second fiber (b) is adjusted to 0.08 to 13 by mass ratio, and more preferably to 0.1 to 3. Adjusted. If the blending ratio of the first fiber 1 and the second fiber 2 is smaller than 0.08, the water retention as artificial soil particles is not sufficiently improved, and there is a possibility that water cannot be supplied to the plant for a long time. On the other hand, if the blend ratio of the first fiber 1 and the second fiber 2 is larger than 13, the adsorptive power between the fiber lump 10 and the water becomes too strong, and easy-acting water having a weak adsorptive power with the soil decreases. , Plant growth may be adversely affected.

また、繊維塊状体１０内の第一繊維１の含有量は、繊維塊状体１０の表面側から内部側に向かう方向に、第一繊維１の含有量が徐々に小さくなるように調整されることが好ましい。これにより、人工土壌粒子５０の表面側に第一繊維１が多く存在し、内部側に第二繊維２が多く存在するため、人工土壌粒子５０の表面の保水性が向上する。従って、人工土壌粒子５０の内部に吸収された水分は、繊維塊状体１０の内部に留まり易くなる。また、人工土壌粒子５０の表面は第一繊維１の含有量が高いことから、繊維塊状体１０の内部に吸収された水分は表面に染み出し難く、人工土壌粒子５０の表面は水で濡れた状態（べたついた状態）になり難いものとなる。これにより、人工土壌粒子５０間に形成される隙間に過剰な水分が溜まることが無く、人工土壌培地の通気性を一定以上に確保することができる。 Moreover, content of the 1st fiber 1 in the fiber lump 10 is adjusted so that content of the 1st fiber 1 may become small gradually in the direction which goes to the inside from the surface side of the fiber lump 10. Is preferred. Thereby, since many 1st fibers 1 exist in the surface side of the artificial soil particle 50, and many 2nd fibers 2 exist inside, the water retention of the surface of the artificial soil particle 50 improves. Therefore, the moisture absorbed in the artificial soil particles 50 tends to stay inside the fiber lump 10. In addition, since the surface of the artificial soil particle 50 has a high content of the first fiber 1, the water absorbed in the fiber lump 10 is difficult to ooze out to the surface, and the surface of the artificial soil particle 50 is wet with water. It becomes difficult to be in a state (sticky state). Thereby, excess water does not accumulate in the gap formed between the artificial soil particles 50, and the air permeability of the artificial soil medium can be ensured to a certain level or more.

第一繊維１及び第二繊維２の繊維長は、人工土壌粒子５０の保水性及び吸水性に関与している。第一繊維１の繊維長は、０．５〜２０００μｍであることが好ましい。第一繊維１の繊維長が０．５μｍより短いと、十分な保水性が得られない虞がある。一方、第一繊維１の繊維長が２０００μｍより長いと、水分と繊維との吸着性が強くなり過ぎて、土壌との吸着力の弱い易効水が少なくなる虞がある。第二繊維２の繊維長は、１０〜１０００μｍであることが好ましい。第二繊維２の繊維長が１０μｍより短いと、十分な吸水性が得られない虞がある。一方、第二繊維２の繊維長が１０００μｍより長いと、水分の吸放出性が高くなり過ぎて、人工土壌粒子の保水性が低下する虞がある。 The fiber lengths of the first fiber 1 and the second fiber 2 are involved in the water retention and water absorption of the artificial soil particles 50. The fiber length of the first fiber 1 is preferably 0.5 to 2000 μm. If the fiber length of the first fiber 1 is shorter than 0.5 μm, sufficient water retention may not be obtained. On the other hand, when the fiber length of the 1st fiber 1 is longer than 2000 micrometers, there exists a possibility that the adsorptivity with a water | moisture content and a fiber may become too strong, and easy-acting water with weak adsorption power with soil may decrease. The fiber length of the second fiber 2 is preferably 10 to 1000 μm. When the fiber length of the second fiber 2 is shorter than 10 μm, there is a possibility that sufficient water absorption cannot be obtained. On the other hand, if the fiber length of the second fiber 2 is longer than 1000 μm, the moisture absorption / release property becomes too high, and the water retention of the artificial soil particles may be lowered.

人工土壌粒子５０の粒径は、栽培対象の植物により適宜選択されるが、好ましくは１〜１０ｍｍであり、より好ましくは２〜８ｍｍであり、さらに好ましくは２〜５ｍｍである。人工土壌粒子５０の粒径が１ｍｍ未満の場合、人工土壌粒子５０間の隙間が小さくなり、隙間の毛管力により水分が過剰に保持されることになる。その結果、排水性が低下することにより植物の根から酸素を吸収し難くなり、根腐れが発生する虞がある。一方、人工土壌粒子５０の粒径が１０ｍｍを超えると、人工土壌粒子５０間の隙間が大きくなって排水性が過剰になり過ぎることにより植物が十分な水分を吸収し難しくなったり、人工土壌粒子５０が疎になって植物が横倒れする虞がある。人工土壌粒子５０の粒径は、篩掛けにより調整することができる。人工土壌粒子５０の粒径は、例えば、画像処理法により求められる。先ず、測定対象の人工土壌粒子をスケールとともにカメラ又は顕微鏡で観察し、その画像を画像処理ソフト（二次元画像解析処理ソフトウェア「ＷｉｎＲＯＯＦ」、三谷商事株式会社製）を使用して取得する。画像から１００個の人工土壌粒子を選択し、人工土壌粒子の輪郭をトレースする。トレースした図形の周長から、相当円の直径を算出する。夫々の人工土壌粒子から求めた相当円の直径（１００個）の平均を平均サイズ（単位：ピクセル）とする。そして、平均サイズを画像中のスケールと比較し、単位長さ（μｍオーダー乃至ｍｍオーダー）に変換して、人工土壌粒子の粒径を算出する。 The particle size of the artificial soil particles 50 is appropriately selected depending on the plant to be cultivated, but is preferably 1 to 10 mm, more preferably 2 to 8 mm, and further preferably 2 to 5 mm. When the particle size of the artificial soil particles 50 is less than 1 mm, the gap between the artificial soil particles 50 is reduced, and moisture is excessively held by the capillary force of the gap. As a result, it is difficult to absorb oxygen from the roots of the plant due to reduced drainage, and root rot may occur. On the other hand, if the particle size of the artificial soil particles 50 exceeds 10 mm, the gap between the artificial soil particles 50 becomes large and the drainage property becomes excessive, so that it becomes difficult for the plant to absorb sufficient moisture, There is a risk that 50 will become sparse and the plant will fall down. The particle size of the artificial soil particles 50 can be adjusted by sieving. The particle diameter of the artificial soil particles 50 is obtained by, for example, an image processing method. First, artificial soil particles to be measured are observed together with a scale with a camera or a microscope, and an image thereof is acquired using image processing software (two-dimensional image analysis processing software “WinROOF”, manufactured by Mitani Corporation). 100 artificial soil particles are selected from the image and the outline of the artificial soil particles is traced. The diameter of the equivalent circle is calculated from the circumference of the traced figure. The average of the diameters (100) of the equivalent circles obtained from the respective artificial soil particles is defined as the average size (unit: pixels). Then, the average size is compared with the scale in the image, converted to a unit length (μm order to mm order), and the particle size of the artificial soil particles is calculated.

（通水性膜）
繊維塊状体１０の表面の少なくとも一部は、図１（ｂ）に示すように、通水性膜２０によって被覆されていてもよい。通水性膜２０は、水分子が通過可能な超微細孔を有する膜である。あるいは、水分が一方側から浸透して他方側に移動可能な浸透性膜とすることもできる。通水性膜２０は、繊維塊状体１０と外部環境との通水性を確保しつつ、一定の遮蔽性及び剛性を確立している。このため、通水性膜２０の膜厚や材質を変更することによっても、人工土壌粒子５０の保水性及び吸水性を調整することが可能となる。通水性膜２０は、外部環境からの水分の取り込み、及び外部環境への水分の放出が可能であるため、通水性膜２０を備えた人工土壌粒子５０は、人工土壌等の水分の移動を伴う用途において、優れた適応性を示すことができる。 (Water-permeable membrane)
At least a part of the surface of the fiber lump 10 may be covered with a water permeable membrane 20 as shown in FIG. The water permeable membrane 20 is a membrane having ultrafine pores through which water molecules can pass. Or it can also be set as the permeable membrane which water | moisture content permeates from one side and can move to the other side. The water-permeable membrane 20 establishes certain shielding properties and rigidity while ensuring water permeability between the fiber lump 10 and the external environment. For this reason, the water retention and water absorption of the artificial soil particles 50 can be adjusted also by changing the film thickness and material of the water permeable membrane 20. Since the water permeable membrane 20 can take in moisture from the external environment and release moisture to the external environment, the artificial soil particles 50 provided with the water permeable membrane 20 accompany movement of moisture such as artificial soil. Excellent flexibility can be shown in the application.

また、繊維塊状体１０を通水性膜２０で覆うことにより、人工土壌粒子５０の強度が維持され、耐久性も向上する。従って、繊維塊状体１０の外表部を通水性膜２０で被覆することにより、保水性と強度とを両立させることができる。通水性膜２０は、繊維塊状体１０を構成する繊維の絡み合い部分（繊維同士が接触する部分）を補強するように、繊維塊状体１０の外表部から若干内側に浸透した状態にまで厚みを形成してもよい。これにより、人工土壌粒子５０の強度及び耐久性をさらに向上させることができる。通水性膜２０の膜厚は、１〜２００μｍに設定され、好ましくは１０〜１００μｍに設定され、より好ましくは２０〜６０μｍに設定される。 Moreover, the strength of the artificial soil particle 50 is maintained and the durability is improved by covering the fiber lump 10 with the aqueous film 20. Therefore, by covering the outer surface of the fiber lump 10 with the water membrane 20, both water retention and strength can be achieved. The water-permeable membrane 20 forms a thickness from the outer surface of the fiber lump 10 to a slightly infiltrated state so as to reinforce the entangled portions of the fibers constituting the fiber lump 10 (portions where the fibers contact each other). May be. Thereby, the intensity | strength and durability of the artificial soil particle 50 can further be improved. The film thickness of the water-permeable membrane 20 is set to 1 to 200 μm, preferably 10 to 100 μm, and more preferably 20 to 60 μm.

通水性膜２０の材質は、水に不溶性で酸化され難いものが好ましく、例えば、樹脂材料が挙げられる。そのような樹脂材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリスチレン等のスチロール系樹脂が挙げられる。これらのうち、ポリエチレンが好ましい。また、樹脂材料に代えて、ポリエチレングリコール等の合成高分子系のゲル化剤、又はアルギン酸ナトリウム等の天然ゲル化剤を使用することも可能である。アルギン酸ナトリウム等の天然ゲル化剤は食品にも利用されている。 The material of the water-permeable membrane 20 is preferably insoluble in water and hardly oxidized, and examples thereof include a resin material. Examples of such a resin material include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, vinyl chloride resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyester resins such as polyethylene terephthalate, and styrene resins such as polystyrene. Of these, polyethylene is preferred. In place of the resin material, a synthetic polymer gelling agent such as polyethylene glycol or a natural gelling agent such as sodium alginate can be used. Natural gelling agents such as sodium alginate are also used in foods.

人工土壌粒子５０を設計するに際し、繊維塊状体１０の保水性をさらに高めることも可能である。例えば、繊維塊状体１０が保水性材料を有するように構成する。この場合、人工土壌粒子５０は、繊維塊状体１０が本来有する第一繊維１による保水性に加え、保水性材料による保水力を備えることができる。保水性材料を繊維塊状体１０に導入する方法として、例えば、第一繊維１及び第二繊維２を造粒して繊維塊状体１０を形成する際に保水性材料を添加する。また、繊維の表面を保水性材料でコーティングする方法も有効である。 In designing the artificial soil particle 50, it is possible to further increase the water retention of the fiber lump 10. For example, the fiber lump 10 is configured to have a water retaining material. In this case, the artificial soil particles 50 can be provided with water retention by the water retention material in addition to the water retention by the first fibers 1 that the fiber lump 10 originally has. As a method for introducing the water retentive material into the fiber lump 10, for example, when forming the fiber lump 10 by granulating the first fiber 1 and the second fiber 2, the water retentive material is added. A method of coating the fiber surface with a water-retaining material is also effective.

保水性材料は、吸水性を有する高分子保水材を使用することができる。例えば、ポリアクリル酸塩系ポリマー、ポリスルホン酸塩系ポリマー、ポリアクリルアミド系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー、ポリアルキレンオキサイド系ポリマー等の合成高分子系保水性材料、ポリアスパラギン酸塩系ポリマー、ポリグルタミン酸塩系ポリマー、ポリアルギン酸塩系ポリマー、セルロース系ポリマー、デンプン等の天然高分子系保水性材料が挙げられる。これらの保水性材料は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。また、保水性材料として、セラミックス等の多孔質材を使用することも可能である。 As the water retention material, a polymer water retention material having water absorption can be used. For example, polyacrylate polymer, polysulfonate polymer, polyacrylamide polymer, polyvinyl alcohol polymer, polyalkylene oxide polymer and other synthetic polymer water retention materials, polyaspartate polymer, polyglutamate Natural polymer water-retaining materials such as polymer, polyalginate polymer, cellulose polymer and starch. These water retaining materials can be used in combination of two or more. Moreover, it is also possible to use porous materials, such as ceramics, as a water retention material.

人工土壌粒子５０を設計するに際し、繊維塊状体１０に多孔質物質を導入したり、繊維塊状体１０の表面を多孔質物質でコーティングしたりすることも可能である。多孔質物質は、高い吸湿性を備えるため、水分を吸収してもその表面が水で濡れた状態（湿った状態）になり難いという特性を備えている。したがって、外部に水分が多量に存在するような環境でも、人工土壌粒子５０は、多孔質物質により外部に存在する水分を吸収して水分環境を調節することができるため、水で濡れていない状態（べたつかない状態）を維持することができる。これにより、人工土壌粒子５０間に水分が溜まりにくくなり、人工土壌培地としての通気性を確保することができる。その結果、培地の排水性の低下による植物の根腐れ等を防止することができる。 When designing the artificial soil particles 50, it is possible to introduce a porous material into the fiber lump 10 or to coat the surface of the fiber lump 10 with a porous material. Since the porous material has high hygroscopicity, it has a characteristic that even if it absorbs moisture, its surface is difficult to be in a wet state (moist state). Therefore, even in an environment where a large amount of moisture exists outside, the artificial soil particles 50 can absorb moisture existing outside by the porous material and adjust the moisture environment, so that the artificial soil particles 50 are not wet with water. (Non-sticky state) can be maintained. Thereby, it becomes difficult for water to accumulate between the artificial soil particles 50, and the air permeability as the artificial soil medium can be ensured. As a result, plant root rot and the like due to a decrease in drainage of the medium can be prevented.

多孔質物質として、珪藻土、パーライト、バーミキュライト、ゼオライト、ベントナイト、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スチブンサイト、マガディアイト、カネマイト、ノントロナイト、ソーコナイト、タルク、マイカ（雲母）、アイラアイト、マカタイト、ケニヤアイト等が挙げられ、これらのうち珪藻土及びパーライトが好ましい。また、上掲の多孔質物質は二種以上を混合した状態で使用することも可能である。 As porous materials, diatomaceous earth, perlite, vermiculite, zeolite, bentonite, montmorillonite, beidellite, saponite, hectorite, stevensite, magadiite, kanemite, nontronite, sauconite, talc, mica (mica), islayite, macatite, kenyaite, etc. Of these, diatomaceous earth and perlite are preferred. In addition, the above-mentioned porous materials can be used in a state where two or more kinds are mixed.

＜人工土壌粒子の製造方法＞
本発明の人工土壌粒子５０の製造方法について説明する。先ず、所定量の第一繊維１及び第二繊維２を撹拌混合造粒装置で撹拌しながらエチレン−グリシジルメタクリレート系樹脂エマルジョンを少量ずつ投入して造粒する。得られた造粒物を、オーブンを用いて乾燥させ、次いでエマルジョン中のエチレン−グリシジルメタクリレート系樹脂を溶融させて繊維同士を固着させる。これにより、繊維塊状体１０が完成し、図１（ａ）に示した人工土壌粒子５０ａとして使用することができる。なお、第一繊維１及び第二繊維２に先に水を加えて造粒し、その後、エチレン−グリシジルメタクリレート系樹脂エマルジョンを添加して繊維塊状体１０を仕上げることも可能である。人工土壌粒子５０は、必要に応じて、乾燥及び分級が行われ、粒径が調整される。 <Method for producing artificial soil particles>
The manufacturing method of the artificial soil particle 50 of this invention is demonstrated. First, while stirring a predetermined amount of the first fiber 1 and the second fiber 2 with a stirring and mixing granulator, an ethylene-glycidyl methacrylate resin emulsion is added little by little and granulated. The obtained granulated material is dried using an oven, and then the ethylene-glycidyl methacrylate resin in the emulsion is melted to fix the fibers together. Thereby, the fiber lump 10 is completed and can be used as the artificial soil particle 50a shown to Fig.1 (a). It is also possible to granulate the first fiber 1 and the second fiber 2 by adding water first, and then add the ethylene-glycidyl methacrylate resin emulsion to finish the fiber lump 10. The artificial soil particles 50 are dried and classified as necessary to adjust the particle size.

図１（ｂ）に示した人工土壌粒子５０ｂは、人工土壌粒子５０ａの表面に通水性膜２０を形成したものである。人工土壌粒子５０ｂは、次のような製法で得ることができる。繊維塊状体１０を適切な容器に投入し、繊維塊状体１０の体積（占有容積）の半分程度の水を加え、繊維塊状体１０の空隙３に水を浸み込ませる。次に、水を浸み込ませた繊維塊状体１０に、繊維塊状体１０の体積の１／３〜１／２のポリエチレンエマルジョンを添加する。ポリエチレンエマルジョンには、顔料、香料、殺菌剤、抗菌剤、消臭剤、殺虫剤等の添加物を混合しておくことも可能である。次に、繊維塊状体１０の外表部にポリエチレンエマルジョンが均一に付着するように転動させながら、繊維塊状体１０の外表部からポリエチレンエマルジョンを含浸させる。このとき、繊維塊状体１０の中心部には水が浸み込んでいるため、ポリエチレンエマルジョンは繊維塊状体１０の外表部付近で留まる。その後、ポリエチレンエマルジョンが付着した繊維塊状体１０をオーブンで乾燥させ、次いで、ポリエチレンを溶融させ、繊維塊状体１０の外表部付近の繊維にポリエチレンを融着させて通水性膜２０を形成する。これにより、繊維塊状体１０は外表部がポリエチレンの通水性膜２０で被覆され、強度を有する人工土壌粒子５０ｂが完成する。通水性膜２０は、ポリエチレンが溶融する際にポリエチレンエマルジョンに含まれていた溶媒が蒸発し、多孔質構造が形成される。多孔質構造は、繊維塊状体１０と外部環境とを連通する連通孔として機能する。得られた人工土壌粒子５０ｂは、必要に応じて、乾燥及び分級が行われ、粒径が調整される。 The artificial soil particles 50b shown in FIG. 1 (b) are obtained by forming the water permeable membrane 20 on the surface of the artificial soil particles 50a. The artificial soil particles 50b can be obtained by the following manufacturing method. The fiber lump 10 is put into a suitable container, and about half of the volume (occupied volume) of the fiber lump 10 is added to immerse the water in the gap 3 of the fiber lump 10. Next, a polyethylene emulsion of 1/3 to 1/2 of the volume of the fiber lump 10 is added to the fiber lump 10 soaked with water. The polyethylene emulsion may be mixed with additives such as pigments, fragrances, bactericides, antibacterial agents, deodorants, and insecticides. Next, the polyethylene emulsion is impregnated from the outer surface of the fiber lump 10 while rolling so that the polyethylene emulsion uniformly adheres to the outer surface of the fiber lump 10. At this time, since the water has soaked into the center of the fiber lump 10, the polyethylene emulsion stays near the outer surface of the fiber lump 10. Thereafter, the fiber lump 10 to which the polyethylene emulsion is adhered is dried in an oven, and then the polyethylene is melted, and the polyethylene is fused to the fibers near the outer surface of the fiber lump 10 to form the water permeable membrane 20. Thereby, the outer surface of the fiber lump 10 is covered with the water-permeable membrane 20 of polyethylene, and the artificial soil particles 50b having strength are completed. In the water-permeable membrane 20, when the polyethylene melts, the solvent contained in the polyethylene emulsion evaporates to form a porous structure. The porous structure functions as a communication hole that communicates the fiber lump 10 and the external environment. The obtained artificial soil particles 50b are dried and classified as necessary to adjust the particle size.

本発明の人工土壌粒子を使用して人工土壌培地を調製し、土壌としての水分保持特性を評価した。具体的には、人工土壌培地の三相分布、及び人工土壌粒子のｐＦ値１．７〜２．３の範囲の水の保持期間を測定し、人工土壌培地を構成する人工土壌粒子の違いによる易効水の保持期間を評価した。 An artificial soil medium was prepared using the artificial soil particles of the present invention, and the water retention characteristics of the soil were evaluated. Specifically, the three-phase distribution of the artificial soil medium and the retention period of water having a pF value in the range of 1.7 to 2.3 of the artificial soil particles are measured, and depending on the difference of the artificial soil particles constituting the artificial soil medium The retention period of easy-to-use water was evaluated.

〔人工土壌粒子の作製及び人工土壌培地の調製〕
３００ｇの第一繊維であるセルロース繊維（ＢＷＷ４０、長さ０．３ｍｍレッテンマイヤー社製）と、４００ｇの第二繊維であるビニロン短繊維（長さ０．５ｍｍ株式会社クラレ製）とを撹拌混合造粒装置（有限会社Ｇ−Ｌａｂｏ製）で撹拌、転動させながらエチレン−グリシジルメタクリレート系樹脂エマルジョン（住友精化株式会社製、濃度４０重量％）を約１０倍に希釈したものを加えて造粒し、内部に樹脂エマルジョンを含浸させた粒子状の繊維塊状体を形成した。繊維塊状体を、オーブンを用いて６０℃で乾燥した後、１００℃でエマルジョン中のエチレン−グリシジルメタクリレート系樹脂を溶融させて繊維に融着させることにより、繊維塊状体を形成するセルロース繊維及びビニロン繊維を固着させ、人工土壌粒子を得た。人工土壌粒子を篩掛けし、粒径が１〜２ｍｍ又は２〜４ｍｍとなるように調整した。なお、比較例１〜４は、セルロース繊維又はビニロン繊維のみを使用して人工土壌粒子を作製した。 [Production of artificial soil particles and preparation of artificial soil medium]
300 g of cellulose fibers (BWW40, length 0.3 mm, manufactured by Rettenmeier) and 400 g of vinylon short fibers (length: 0.5 mm, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) are mixed by stirring. Granulate by adding about 10 times dilution of ethylene-glycidyl methacrylate resin emulsion (Sumitomo Seika Co., Ltd., concentration 40% by weight) while stirring and rolling with a granulator (G-Labo Co., Ltd.) As a result, a particulate fiber lump with the resin emulsion impregnated therein was formed. The fiber mass is dried at 60 ° C. using an oven, and then the ethylene-glycidyl methacrylate resin in the emulsion is melted and fused to the fiber at 100 ° C., thereby forming the fiber mass and vinylon. The fibers were fixed to obtain artificial soil particles. Artificial soil particles were sieved and adjusted so that the particle size was 1-2 mm or 2-4 mm. In Comparative Examples 1 to 4, artificial soil particles were produced using only cellulose fibers or vinylon fibers.

実施例１及び２の人工土壌培地、及び比較例１〜４の人工土壌培地を以下のように調製した。
（１）実施例１：篩掛けにより人工土壌粒子を２〜４ｍｍの粒径に調製したものを人工土壌培地として使用した。
（２）実施例２：篩掛けにより人工土壌粒子を１〜２ｍｍの粒径に調製したものを人工土壌培地として使用した。
（３）比較例１：第二繊維であるビニロン繊維のみを用いて人工土壌粒子を作製し、篩掛けにより人工土壌粒子を２〜４ｍｍの粒径に調製したものを人工土壌培地として使用した。
（４）比較例２：第一繊維であるセルロース繊維のみを用いて人工土壌粒子を作製し、篩掛けにより人工土壌粒子を２〜４ｍｍの粒径に調製したものを人工土壌培地として使用した。
（５）比較例３：第二繊維であるビニロン繊維のみを用いて人工土壌粒子を作製し、篩掛けにより人工土壌粒子を１〜２ｍｍの粒径に調製したものを人工土壌培地として使用した。
（６）比較例４：第一繊維であるセルロース繊維のみを用いて人工土壌粒子を作製し、篩掛けにより人工土壌粒子を１〜２ｍｍの粒径に調製したものを人工土壌培地として使用した。
（７）比較例５：一般土壌培地を使用した。 The artificial soil culture media of Examples 1 and 2 and the artificial soil culture media of Comparative Examples 1 to 4 were prepared as follows.
(1) Example 1: What prepared the artificial soil particle to the particle size of 2-4 mm by sieving was used as an artificial soil culture medium.
(2) Example 2: Artificial soil particles prepared to a particle size of 1 to 2 mm by sieving were used as an artificial soil medium.
(3) Comparative Example 1: Artificial soil particles were prepared using only vinylon fibers as the second fibers, and artificial soil particles prepared to a particle size of 2 to 4 mm by sieving were used as the artificial soil medium.
(4) Comparative Example 2: Artificial soil particles were prepared using only cellulose fibers as the first fibers, and artificial soil particles prepared by sieving to a particle size of 2 to 4 mm were used as the artificial soil medium.
(5) Comparative Example 3: Artificial soil particles were prepared using only vinylon fibers as the second fibers, and artificial soil particles prepared to a particle size of 1 to 2 mm by sieving were used as the artificial soil medium.
(6) Comparative Example 4: Artificial soil particles were prepared using only cellulose fibers as the first fibers, and artificial soil particles prepared to a particle size of 1 to 2 mm by sieving were used as the artificial soil medium.
(7) Comparative Example 5: A general soil medium was used.

〔人工土壌粒子の違いによる三相分布の評価〕
１００ｃｃカップに入った各人工土壌培地に１００ｃｃの水を滴下し、ｐＦメータ（テンシオメ−タ）により試料のｐＦ値が１．５を示したのを確認後、試料の重量変化を測定して、各人工土壌培地の固相率、液相率、及び気相率を算出した。
図２は、人工土壌培地の三相比率を示したグラフである。実施例１の人工土壌培地の気相率及び液相率は、人工土壌粒子の粒径（２〜４ｍｍ）が同じである、ビニロン繊維のみで構成した比較例１の人工土壌培地の気相率及び液相率と、セルロース繊維のみで構成した比較例２の人工土壌培地の気相率及び液相率との中間の値を示した。また、実施例２の人工土壌培地の気相率及び液相率も、人工土壌粒子の粒径（１〜２ｍｍ）が同じである、ビニロン繊維のみで構成した比較例３の人工土壌培地の気相率及び液相率と、セルロース繊維のみで構成した比較例４の人工土壌培地の気相率及び液相率との中間の値を示した。実施例１及び実施例２の人工土壌培地は、いずれも液相率及び気相率が２５％以上であり、比較例１〜４と比べて三相分布のバランスに優れていた。 [Evaluation of three-phase distribution by the difference of artificial soil particles]
100 cc of water was dropped into each artificial soil medium in a 100 cc cup, and after confirming that the pF value of the sample showed 1.5 with a pF meter (tensiometer), the change in the weight of the sample was measured, The solid phase rate, liquid phase rate, and gas phase rate of each artificial soil medium were calculated.
FIG. 2 is a graph showing the three-phase ratio of the artificial soil culture medium. The gas phase rate and the liquid phase rate of the artificial soil medium of Example 1 are the same as those of the artificial soil medium of Comparative Example 1 composed only of vinylon fibers, in which the particle size (2 to 4 mm) of the artificial soil particles is the same. And the intermediate value of the gas phase rate and liquid phase rate of the artificial soil culture medium of the comparative example 2 comprised only with the cellulose fiber was shown. Moreover, the gas phase rate and liquid phase rate of the artificial soil culture medium of Example 2 are the same as those of the artificial soil culture medium of Comparative Example 3 composed of only vinylon fibers, in which the particle size (1 to 2 mm) of the artificial soil particles is the same. An intermediate value between the phase rate and the liquid phase rate and the gas phase rate and the liquid phase rate of the artificial soil culture medium of Comparative Example 4 composed only of cellulose fibers was shown. The artificial soil culture media of Example 1 and Example 2 each had a liquid phase rate and a gas phase rate of 25% or more, and were excellent in the balance of the three-phase distribution as compared with Comparative Examples 1 to 4.

〔人工土壌粒子の違いによる吸水性及び保水性の評価〕
(試験方法)
１．吸水性の評価試験
１００ｃｃカップに入った各人工土壌培地に１００ｃｃの水を滴下し、ｐＦメータ（テンシオメ−タ）により試料のｐＦ値が１．５を示したのを確認後、試料の重量変化を測定して、各人工土壌培地の固相率、液相率、及び気相率（三相分布）を算出した。当該水の滴下及び三相分布の測定を、各人工土壌培地の液相率の値が一定となるまで繰り返し実施した。
２．保水性の評価試験
２００ｃｃカップに入った各人工土壌培地に十分量の水を浸み込ませた後、各人工土壌培地が入ったカップを、温度２１℃、湿度６０％の恒温室に配置して、各人工土壌培地の含水率の経日変化を測定した。
（試験結果）
図３は、人工土壌培地の三相比率の変化を示したグラフである。図４は、人工土壌培地の含水率の経日変化を示したグラフである。実施例１の人工土壌培地は、図３に示すように、１回目の水の滴下で、液相率が３４％となり、十分な吸水性を備えていることが示された。また、保水性に関しては、図４に示すように、試験開始後７日を経過しても含水率１２重量％以上を維持しており、十分な保水性を備えていることが示された。特に、試験開始後６日目までは、比較例１及び２の何れの人工土壌培地よりも高い値を示し、非常にブロードな水分の吸放出特性を備えていることが確認された。これに対して、比較例１の人工土壌培地は、ビニロン繊維のみで構成された人工土壌粒子を用いているため、吸水性は高い値を示したが、図４に示すように、保水性は低く、試験開始後５日目で、含水率が５重量％程度にまで低下した。比較例２の人工土壌培地は、セルロース繊維のみで構成された人工土壌粒子を用いているため、保水性は高い値を示したが、図３に示すように、吸水性は低く、１回目の水の滴下では液相率が９％であり、液相率の値が一定になるまでの水の滴下回数も５回を要した。実施例１の人工土壌培地は、比較例１及び２と比較して、吸水性及び保水性のバランスに優れていた。 [Evaluation of water absorption and water retention by differences in artificial soil particles]
(Test method)
1. Water absorption evaluation test 100 cc of water was dropped onto each artificial soil medium in a 100 cc cup, and after confirming that the pF value of the sample showed 1.5 by a pF meter (tensiometer), the change in the weight of the sample Was measured, and the solid phase ratio, liquid phase ratio, and gas phase ratio (three-phase distribution) of each artificial soil medium were calculated. The dripping of water and the measurement of the three-phase distribution were repeated until the value of the liquid phase rate of each artificial soil culture medium became constant.
2. Water retention evaluation test Each artificial soil medium contained in a 200 cc cup was immersed in a sufficient amount of water, and then the cup containing each artificial soil medium was placed in a temperature-controlled room at a temperature of 21 ° C and a humidity of 60%. Then, the daily change of the moisture content of each artificial soil medium was measured.
(Test results)
FIG. 3 is a graph showing changes in the three-phase ratio of the artificial soil medium. FIG. 4 is a graph showing changes over time in the moisture content of the artificial soil medium. As shown in FIG. 3, the artificial soil culture medium of Example 1 had a liquid phase ratio of 34% when the water was dropped for the first time, and was shown to have sufficient water absorption. Moreover, regarding water retention, as shown in FIG. 4, even after 7 days from the start of the test, the water content was maintained at 12% by weight or more, indicating that sufficient water retention was provided. In particular, until the 6th day after the start of the test, it was confirmed that the value was higher than that of any of the artificial soil culture media of Comparative Examples 1 and 2, and that it had a very broad moisture absorption / release characteristic. On the other hand, the artificial soil culture medium of Comparative Example 1 uses artificial soil particles composed only of vinylon fibers, so the water absorption showed a high value, but as shown in FIG. The moisture content decreased to about 5% by weight on the fifth day after the start of the test. Since the artificial soil medium of Comparative Example 2 uses artificial soil particles composed only of cellulose fibers, the water retention was high, but the water absorption was low as shown in FIG. When the water was dropped, the liquid phase ratio was 9%, and the number of times of dropping the water until the liquid phase ratio became constant required 5 times. The artificial soil medium of Example 1 was excellent in the balance between water absorption and water retention compared to Comparative Examples 1 and 2.

〔人工土壌粒子の違いによる圧力水頭の経時変化の評価〕
テンシオメ−タにより各試料の経時変化に伴う圧力水頭値を測定した。
図５は、人工土壌粒培地の圧力水頭の経時変化を示したグラフである。グラフに示されている圧力水頭５０ｃｍはｐＦ値１．７に相当し、圧力水頭２００ｃｍはｐＦ値２．３に相当する。実施例１の人工土壌培地と、比較例１、２、及び５の人工土壌培地とを比較すると、図５に示すように、実施例１の易効水（ｐＦ値１．７〜２．３の水分）の保持期間は、６日間と非常に長く、比較例１の易効水の保持期間（約２日間）の約３倍、比較例２の易効水の保持期間（約１．５日間）の約４倍、比較例５の易効水の保持期間（約２日間）の約３倍となった。このように、本発明の人工土壌培地は、第一繊維と第二繊維とをバランスよく含むため、易効水を長期間保持できることが示された。 [Evaluation of temporal change of pressure head due to difference in artificial soil particles]
The pressure head value accompanying the change with time of each sample was measured by a tensiometer.
FIG. 5 is a graph showing the change over time of the pressure head of the artificial soil grain culture medium. A pressure head of 50 cm shown in the graph corresponds to a pF value of 1.7, and a pressure head of 200 cm corresponds to a pF value of 2.3. When comparing the artificial soil culture medium of Example 1 and the artificial soil culture mediums of Comparative Examples 1, 2, and 5, as shown in FIG. 5, the easy-to-use water (pF value of 1.7 to 2.3) of Example 1 was obtained. The retention period of water) is very long as 6 days, about 3 times the retention period of easy-effect water of Comparative Example 1 (about 2 days), and the retention period of easy-effect water of Comparative Example 2 (about 1.5 days). About 4 times as long as (day) and about 3 times as long as the easy-to-use water of Comparative Example 5 (about 2 days). Thus, since the artificial soil culture medium of this invention contains a 1st fiber and a 2nd fiber with sufficient balance, it was shown that it can hold | maintain an effective water for a long period of time.

本発明に係る人工土壌粒子、及び当該人工土壌粒子を用いた人工土壌培地は、家庭菜園、植物工場、屋内緑化等における農業、園芸分野に利用することができる。 The artificial soil particles according to the present invention and the artificial soil medium using the artificial soil particles can be used in agriculture and horticulture in home gardens, plant factories, indoor greening, and the like.

１第一繊維
２第二繊維
３空隙
１０繊維塊状体
２０通水性膜
５０（５０ａ，５０ｂ）人工土壌粒子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st fiber 2 2nd fiber 3 Space | gap 10 Fiber aggregate 20 Water-permeable film 50 (50a, 50b) Artificial soil particle

Claims

Artificial soil particles having a fiber mass formed by mixing a plurality of types of fibers,
The plurality of types of fibers are artificial soil particles including at least a first fiber having water retention and a second fiber having hydrophilicity.

The official moisture content of the first fiber is 8.5 or more,
The artificial soil particle according to claim 1, wherein the official moisture content of the second fiber is 4.0 to 7.0.

The first fiber is a cellulose fiber,
The artificial soil particle according to claim 1 or 2, wherein the second fiber is a vinylon fiber.

The compounding ratio (a / b) of said 1st fiber (a) and said 2nd fiber (b) is adjusted to 0.08-13 by mass ratio. Artificial soil particles as described.

The artificial soil particle according to any one of claims 1 to 4, which is adjusted so that the content of the first fiber gradually decreases in a direction from the surface side to the inner side of the fiber block.

The first fiber has a fiber length of 0.5 to 2000 μm,
The artificial soil particles according to any one of claims 1 to 5, wherein the second fiber has a fiber length of 10 to 1000 µm.

The artificial soil particle according to any one of claims 1 to 6, wherein at least a part of the surface of the fiber mass is coated with a water-permeable membrane.

The artificial soil particle according to any one of claims 1 to 7, comprising diatomaceous earth and / or pearlite.

The artificial soil particle according to any one of claims 1 to 8, which has a particle size of 1 to 10 mm.

The artificial soil culture medium formed by aggregating the artificial soil particle as described in any one of Claims 1-9.