JP2019201608A - 栽培方法および栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の液面を繰り返し上昇および下降させても植物を栽培する培地が乱れることを防止し、植物収穫後もそのまま繰り返し培地を使用することが可能であり、発芽の段階から根腐れを起こすことなく良好な植物を栽培し得る栽培方法および栽培装置を提供する。【解決手段】本発明の栽培方法は、水を含む液体を用いて植物Ｒを栽培する方法であり、植物Ｒを栽培する培地２６としてエチレン−ビニルアルコール共重合体を含むチップ２６１を収容したポット（容器）２３内で、液体の液面を繰り返し上昇および下降させる工程を含む。また、チップ２６１全体が液体に浸漬するまで液体の液面を上昇させることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、栽培方法および栽培装置に関する。

近年、施設内での植物栽培が盛んになってきている。特に、養液栽培と呼ばれる土壌を使用せず、栄養分を含んだ水（養液）を供給して、果菜類を栽培することが行われている。また、例えば、トマト、ピーマン等の養液栽培では、培地としてロックウールが使用され、イチゴの高設栽培では、培地として椰子殻繊維が使用される場合がある。

一方、特許文献１には、養液の水位変動により間欠的に根部に乾燥ストレスを与える根物作物の養液栽培方法が記載されているが、根物の養液栽培方法はこれまで十分な検討がなされていなかった。

特開２０１２−１００５７３号公報

特許文献１には、無機培地・有機培地等の水に不溶な固形培地を用いても良い旨の記載がある。しかしながら、特許文献１に具体的に例示されている培地を用いた場合、次のような様々な課題があることがわかった。例えば、培地の比重が軽いために養液の圧力による培地乱れが発生し発芽阻害や細根発生が起こるケース、培地の形状変化や吸水に伴う腐食などで連続使用が困難であるケース、培地の吸水・保水性が高すぎるために植物が根腐れを起こしてしまうケース、培地の吸水・保水性が低すぎるために発芽阻害や成長阻害が起こるケース等がある。さらに、本発明者の検討によれば、根物作物の養液栽培には乾燥ストレスではない手段として、培地による一定の圧力を根に与えることが重要であることを見出し、培地乱れを起こさないことが重要な課題であることがわかった。

すなわち、本発明の目的は液体の液面を繰り返し上昇および下降させても植物を栽培する培地が乱れることを防止し、植物収穫後もそのまま繰り返し培地を使用することが可能であり、発芽の段階から根腐れを起こすことなく良好な植物を栽培し得る栽培方法および栽培装置を提供することにある。

このような目的は、下記の［１］〜［１４］の本発明により達成される。
［１］水を含む液体を用いて植物を栽培する栽培方法であって、前記植物を栽培する培地としてエチレン−ビニルアルコール共重合体を含むチップを収容した容器内で、前記液体の液面を繰り返し上昇および下降させる工程を含む、栽培方法；
［２］前記チップ全体が前記液体に浸漬するまで前記液体の液面を上昇させる、［１］の栽培方法；
［３］前記チップ全体の前記液体への浸漬は１５分〜１２時間に１回行われる、［２］の栽培方法；
［４］前記チップの比重が０．８〜３ｇ／ｃｍ^３である、［１］〜［３］のいずれかの栽培方法；
［５］前記チップを２３℃の水に２４時間浸漬した後の前記チップの質量をＷ１［ｇ］とし、浸漬後の前記チップを乾燥した後の前記チップの質量をＷ０［ｇ］としたとき、以下の式（１）で示される吸水率が３質量％以上である、［１］〜［４］のいずれかの栽培方法。
吸水率（質量％）＝１００×（Ｗ１−Ｗ０）／Ｗ０ ・・・（１）；
［６］前記吸水率が３００質量％以下である、［５］の栽培方法；
［７］１００ｇの前記チップを、一端がメッシュで塞がれた内径５ｍｍのポリエチレン製の円筒内に充填した状態で、２００ｍＬの２３℃の水を通液したとき、回収された水の容量から以下の式（２）に基づいて計算される保水率が１０容量％以上である［１］〜［６］のいずれかの栽培方法。
保水率（容量％）＝１００×（２００−回収された水の量）／２００ ・・・（２）；
［８］前記チップは表面に親水性基を有する、［１］〜［７］のいずれかの栽培方法；
［９］前記親水性基が水酸基である、［８］の栽培方法；
［１０］前記チップの形状が円柱状、球状またはこれらに類似する形状である、［１］〜［９］のいずれかの栽培方法；
［１１］前記液体が肥料を含む、［１］〜［１０］のいずれかの栽培方法；
［１２］前記容器は容器本体と、前記容器本体に配置され前記チップを収納するポットとを備える、［１］〜［１１］のいずれかの栽培方法；
［１３］前記植物が根部または地下茎部を収穫対象とする植物である、［１］〜［１２］のいずれかの栽培方法；
［１４］水を含む液体の液面を繰り返し上昇および下降させつつ、前記液体を用いて植物を栽培する栽培装置であって、前記植物を栽培する培地としてエチレン−ビニルアルコール共重合体を含むチップと、該チップを収容するとともに前記液体を供給する容器とを有する、栽培装置。

本発明によれば、植物を栽培する培地としてエチレン−ビニルアルコール共重合体を含むチップを用いるため、液体の培地に対する通過抵抗を低減させ、培地を液体に浮遊し難くし、チップ形状を維持しつつ、植物との適度な親和性を有し、培地中の保水量を適度に保つことができる。このため、液体の液面を繰り返し上昇および下降させても、培地が乱れることを防止し、植物収穫後もそのまま繰り返し培地を使用することが可能であり、発芽の段階から根腐れを起こすことなく良好な植物を栽培できる。

栽培装置の構成を示す概略図である。

以下、本発明の栽培方法および栽培装置について、栽培装置の好適な実施態様の構成を示す概略図である図１に基づいて詳細に説明する。図１に示す栽培装置１は、植物Ｒを栽培する栽培容器２と、植物Ｒに供給する水を含む液体を貯留する液体タンク３と、栽培容器２と液体タンク３とを接続する給液ライン４および排液ライン５とを有している。また、給液ライン４の途中には、ポンプＰが設けられ、排液ライン５の途中には、バルブＶが設けられている。

栽培容器２は、容器本体２１と、容器本体２１の上部開口を塞ぐように装着される蓋体２２と、蓋体２２に固定された複数のポット２３とを備えている。蓋体２２には、給液ポート２４の一端部が固定され、給液ポート２４の他端部には給液ライン４が接続されている。また、容器本体２１には廃液ポート２５の一端部が固定され、排液ポート２５の他端部には排液ライン５が接続されている。

このような構成において、バルブＶを閉塞しポンプＰを作動させると、水を含む液体が液体タンク３から給液ライン４を介して容器本体２１（栽培容器２）に供給され、容器本体２１内で液面が上昇する。一方、ポンプＰの作動を停止しバルブＶを開放すると、水を含む液体が容器本体２１（栽培容器２）から液体タンク３に回収され、容器本体２１内で液面が下降する。

ここで、水を含む液体は、水を含めば特に限定されるものではないが、植物Ｒの生育に必要な栄養分（肥料）を含む液体であることが好ましい。この栄養分は、栽培する植物Ｒの種類に応じて適宜選択され、特に限定されない。栄養分は、窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ホウ素のような植物Ｒの生育に必要な元素を含むことが好ましい。なお、栄養分は植物Ｒの種類に応じてその他の元素を含んでもよい。また、本発明では栄養分を含まない水を液体として用いることもできる。

液体のｐＨは、４．５〜７．５程度であることが好ましく、５．５〜７．０程度であることがより好ましい。液体の電気伝導度は、０．８〜１．７ｄｓ／ｍ程度であることが好ましく、１〜１．５ｄｓ／ｍ程度であることがより好ましい。また、液体の温度は、１５〜３０℃程度であることが好ましく、１８〜２４℃程度であることがより好ましく、１９〜２２℃程度であることがさらに好ましい。

蓋体２２には、貫通孔２２１が形成されており、この貫通孔２２１にポット２３が挿入されている。ポット２３は、有底筒状のポット本体２３１と、ポット本体２３１の上部において外方に突出する環状のフランジ部２３２とを備えている。ポット本体２３１を貫通孔２２１に挿入することにより、ポット２３が蓋体２２に固定（保持）される。なお、ポット本体２３１を貫通孔２２１に挿入した状態で、フランジ部２３２が蓋体２２の上面に当接してもよく、当接しなくてもよい。

本実施形態では、ポット本体２３１の胴部は、四角形の筒状をなし、４つの角部の下端部には、それぞれ開口２３３が形成されている。これらの開口２３３を介して、液体がポット２３内に流入する。なお、ポット本体２３１の胴部の形状は、四角形の筒状に限定されず、例えば、円形の筒状（円筒状）、六角形のような多角形の筒状（角筒状）であってもよい。ポット本体２３１内には、その下端部にネット２３４が配置されている。また、ポット本体２３１内のネット２３４の上方には、植物Ｒを支持し、栽培する培地２６が収納されている。ネット２３４の形状は、液体が流入可能であり培地２６が流出しないものであれば特に限定されない。

栽培容器２（容器本体２１、蓋体２２およびポット２３）の構成材料としては、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート等の樹脂材料が挙げられる。なお、これらの材料は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、軽量化の観点から、栽培ベッド２は、樹脂材料の発泡体（例えば、発泡スチロール）で構成することもできる。

本発明において、培地２６はエチレン−ビニルアルコール共重合体（以下、「ＥＶＯＨ」と略記する場合がある）を含むチップ２６１で構成されている。エチレン−ビニルアルコール共重合体は、吸収した水分子を中間水なる形態で保持すると言われており、中間水を有するエチレン−ビニルアルコール共重合体は、生体親和性に特に優れるため、植物Ｒの発芽及び根部の成育をさらに促進させることができる。

エチレン−ビニルアルコール共重合体は、主としてエチレン単位（−ＣＨ_２ＣＨ_２−）とビニルアルコール単位（−ＣＨ_２−ＣＨ（ＯＨ）−）とを含む。エチレン−ビニルアルコール共重合体を構成する全構造単位のモル数に対して、エチレン単位およびビニルアルコール単位の合計のモル数が占める割合は、８０モル％以上であることが好ましく、９０モル％以上であることがより好ましく、９５モル％以上であることがさらに好ましく、９９モル％以上であることが特に好ましい。

エチレン−ビニルアルコール共重合体の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、エチレンとビニルエステル系単量体とを共重合させることによりエチレン−ビニルエステル共重合体を得た後、このエチレン−ビニルエステル共重合体をけん化触媒の存在下にアルコールを含む有機溶媒中でけん化する方法が挙げられる。

ビニルエステル系単量体としては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オレイン酸ビニル、安息香酸ビニル等が挙げられる。中でも、ビニルエステル系単量体としては酢酸ビニルが好ましい。

エチレンとビニルエステル系単量体とを共重合する方法には、例えば、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法等を使用することができる。重合開始剤としては、重合方法に応じて、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤等を適宜選択して使用することができる。なお、共重合反応は、チオール酢酸、メルカプトプロピオン酸のようなチオール化合物や、その他の連鎖移動剤の存在下で行なってもよい。
また、けん化反応には、例えば、有機溶媒中でアルカリ触媒または酸触媒をけん化触媒として用いる加アルコール分解、加水分解等を用いることができる。中でも、メタノールを溶媒として苛性ソーダ触媒を用いるけん化反応が、簡便であるため最も好ましい。

エチレン−ビニルアルコール共重合体のメルトフローレート（温度２１０℃、荷重２．１６ｋｇの条件下でＪＩＳ Ｋ ７２１０に記載の方法により測定）は、チップ２６１への成形加工が良好になることから、０．１〜１００ｇ／１０分程度であることが好ましく、０．５〜５０ｇ／１０分程度であることがより好ましく、１〜２０ｇ／１０分程度であることがさらに好ましい。メルトフローレートが前記範囲であることにより、チップ２６１の成形加工を溶融混練によって行なう際に、成形加工機のトルクが上がり過ぎることを防止して、チップ２６１の連続生産性を可能としつつ、培地２６としての使用に適する強度を有するチップ２６１を得ることができる。

チップ２６１をエチレン−ビニルアルコール共重合体が占める割合は６０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上がさらに好ましく、９０質量％以上が特に好ましく、１００質量％であってもよい。エチレン−ビニルアルコール共重合体がチップ２６１を占める割合が６０質量％以上であるとチップ２６１の保水性を適切な範囲とすることができる。

培地２６をチップ２６１で構成することにより、チップ２６１をポット２３内に収納した状態で、チップ２６１同士の間には間隙が形成される。本発明では、植物Ｒの栽培を、水を含む液体の液面を繰り返し上昇および下降させるが、この際に、液体の培地２６に対する通過抵抗を低減させることができる。また、チップ２６１が適度な比重及び保水性を有するＥＶＯＨを含むため、チップ２６１が液体に浮遊しないか、液体に浮遊し難くすることができ、培地２６の乱れを防ぐことができる。その結果、安定した培地が得られ、種を植えた場合でも発芽効率が高く、根物作物を栽培する場合でも根に一定の圧力を加え続けることができる。

チップ２６１の比重は０．８〜３ｇ／ｃｍ^３が好ましく、０．９〜２．８ｇ／ｃｍ^３がより好ましく、１．０〜２．６ｇ／ｃｍ^３がさらに好ましく、１．１〜２．５ｇ／ｃｍ^３が特に好ましい。かかる比重を有するチップ２６１であれば、液体に浮遊することをより確実に防止でき、液体の培地に対する通過抵抗も低減できる。

一般に、培地を用いない水耕栽培により、根部（主根部）または地下茎部（根茎部、塊茎部）を収穫対象とする植物Ｒを栽培すると、根部または地下茎部（以下、これらを代表して「根部」と記載することもある。）に十分な圧力が付与されないことから、根部が肥大化せず極めて細くなる。これに対して、ＥＶＯＨを含むチップ２６１を用いることにより、植物Ｒの栽培に際して、根部に対して十分な圧力を付与し、根部の肥大化を促進することができる。したがって、本発明は、根部または地下茎部を収穫対象とする植物Ｒの栽培に適している。

また、培地としてロックウールや椰子殻繊維のような繊維を用いると、根部が成育する際に、その先端が培地の繊維が邪魔になって真っ直ぐ成長できなかったり、繊維に絡まってしまうことがある。この場合、根部が二股または三股に分かれたり、スクリューのように捻じれることがある。また、収穫の際にも、根部と培地の繊維が絡まりあって収穫し難くなることもあり、かかる培地は繰り返しの使用に適さない場合がある。これに対して、本発明では、チップ２６１で培地２６を構成するので、根部がチップ２６１を押し退けて成長することができ、肥大した直根が得られ、収穫も容易であり、培地２６の繰り返し利用も可能となる。

ここで、根部または地下茎部を収穫対象とする植物Ｒとしては、例えば、ダイコン、カブ、ニンジン、ゴボウ、テーブルビート、サツマイモ、ジャガイモ、サトイモ、ツクネイモ、キャッサバ、キクイモ、コンニャクイモ、レンコン、クワイ、チョロギ、ショウガ、ヤマイモ、ジネンジョ、オニユリ、ヤマユリ、ニンニク、ショウガ、ミョウガのような根菜類、カンゾウ、ベラドンナ、サイシン、オウギ、トコン、セネガ、トリカブト、オウレン、ボウフウ、ウコン、オタネニンジンのような薬用植物等が挙げられる。

チップ２６１の形状は、円柱状、角柱状、球状、立方体状またはこれらに類似する形状等が挙げられる。中でも、チップ２６１の形状は、円柱状、球状またはこれらに類似する形状であることが好ましい。これらの形状を有するチップ２６１は、ポット２３内に収納した際に、充填密度が高くなり過ぎること、すなわちチップ２６１同士の間に形成される間隙が小さくなり過ぎることを防止することができる。これにより、液体の培地２６に対する低い通過抵抗を維持できる。

ここで、「円柱状」とは、軸方向（長手方向）に垂直な方向における断面が真円状の柱状形状を指し、「円柱状に類似する形状」とは、軸方向に垂直な方向における断面が楕円状の柱状形状を指す。通常、軸方向に沿った長さが断面の直径よりも大きいが、断面の直径と軸方向に沿った長さとが同程度か、または断面の直径が軸方向に沿った長さより大きくてもよい。また、「球状」とは、真球状を指し、「球状に類似する形状」とは、楕円球状を指す。

また、チップ２６１の最大長さは１〜５０ｍｍが好ましく、１〜２０ｍｍがより好ましい。なお、チップ２６１の最大長さは、ノギスを用いて測定できる。

チップ２６１の保水率を高める観点から、チップ表面に親水性基を有するチップを用いることが好ましい。かかるチップの親水性基の種類、チップを占める割合等を調整することで保水率を調整してもよい。親水性基としては、例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基、エーテル基、エステル基等が挙げられる。中でも、効率的に保水率を高める観点から親水性基としては水酸基が好ましい。

チップ２６１は、適度な吸水率及び保水率を有することが好ましい。これにより、培地２６が露出する程度に、液体の液面を下降させた場合でも、培地２６が適度に液体を保持できる。このため、液体の液面を下降させて植物Ｒの根部に空気を接触させる際にも、根部の周辺に適量の液体が存在することから、根部の肥大化を促進できる。

チップ２６１を２３℃の水に２４時間浸漬した後のチップ２６１の質量をＷ１［ｇ］とし、浸漬後のチップ２６１を乾燥した後のチップ２６１の質量をＷ０［ｇ］としたとき、以下の式（１）で示される吸水率が３質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましく、１０質量％以上であることがさらに好ましい。
吸水率（質量％）＝１００×（Ｗ１−Ｗ０）／Ｗ０ ・・・ （１）
かかる範囲の吸水率であれば、液体の液面を急激に低下させた場合でも、チップ２６１が十分に液体を吸収（保水）することができる。

吸水率は３００質量％以下であることが好ましく、２５０質量％以下であることがより好ましく、２００質量％以下であることがさらに好ましい。吸水率を上記上限以下とすることで、チップ２６１が液体を吸収することにより膨潤しても、チップ２６１同士の間に形成される間隙の大きさが極端に小さくなることを防止することができる。このため、液体の液面を下降させた際に、植物Ｒの根部に空気を十分に接触させることができる。

一方、１００ｇのチップ２６１を、一端がメッシュで塞がれた内径５ｍｍのポリエチレン製の円筒内に充填した状態で、２００ｍＬの２３℃の水を通液したとき、回収された水の容量から以下の式（２）に基づいて計算される保水率が１０容量％以上であるであることが好ましく、１５容量％以上であることがより好ましく、２０容量％以上であることがさらに好ましい。
保水率（容量％）＝１００×（２００−回収された水の量）／２００ ・・・ （２）

このようにして求められる保水率は、液体の液面を下降させた際に、培地２６が実際に保持する液体の量を反映している。このため、前記範囲の保水率であれば、チップ２６１は、植物Ｒの根部の肥大化を促進するのに十分な液体を保持することができる。保水率は７０容量％以下であることが好ましく、６０容量％以下であることがより好ましく、５０質量％以下であることがさらに好ましい。保水率を上記上限以下とすることで、チップ２６１が液体を吸収することにより膨潤しても、チップ２６１同士の間に形成される間隙の大きさが極端に小さくなることを防止することができる。このため、液体の液面を下降させた際に、植物Ｒの根部に空気を十分に接触させることができる。

チップ２６１は、ＥＶＯＨの他に本発明の目的を損なわない範囲で熱可塑性樹脂を含んでいても良い。チップ２６１が熱可塑性樹脂を含むことにより、熱可塑性樹脂の種類の選択、熱可塑性樹脂への顔料の添加、チップ２６１の構造（例えば、コア−シェル構造）の選択等により、チップ２６１の比重を容易に前記範囲に調整できる。また、熱可塑性樹脂を用いれば、チップ２６１の成形（製造）が容易となる。

チップ２６１として、比重が小さい熱可塑性樹脂を用いる場合は、比重が大きい成分との混合や、コアシェル構造のコア部として比重が大きい成分を用いる等の手段で調整できる。また、比重が大きい熱可塑性樹脂を用いる場合は、比重が小さい成分との混合や、粒子内部に空洞を持たせる等の手段で調整できる。

チップ２６１として、保水性が低い熱可塑性樹脂を用いる場合は、当該樹脂に対して、オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、界面活性剤の担持処理等の表面処理を行うことで、保水性を高めることができる。

ＥＶＯＨ以外の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレンと炭素数が４以上のα−オレフィンとの共重合体、エチレン−ビニルエステル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリアミド（ナイロン）、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリビニルアルコールおよびこれらの誘導体等が挙げられる。

また、チップ２６１は、イオン交換水５０ｍＬ中において９５℃で４時間攪拌することより得られた抽出液のｐＨが２５℃で４〜９程度であることが好ましく、４．３〜８．８程度であることがより好ましく、４．５〜８．５程度であることがさらに好ましく、４．７〜７．５程度であることが特に好ましい。抽出液のｐＨが前記範囲であれば、植物Ｒの根腐れや根の伸長に障害を防止し得る。なお、イオン交換水は、原水に含まれる陽イオンを水素イオンに置き換える陽イオン交換樹脂と、陰イオンを水酸イオンに置き換える陰イオン交換樹脂により脱イオン化された精製水を指す。

以上のようなチップ２６１は、必要に応じて、アルカリ金属塩、炭酸塩、炭酸ガス、可塑剤、安定剤、界面活性剤、色剤、紫外線吸収剤、スリップ剤、帯電防止剤、乾燥剤、架橋剤、充填剤のような他の成分をさらに含んでいてもよい。

培地２６は、本発明の効果が阻害されない範囲で、チップ２６１の他にロックウール（細粒綿）、砂、土、セラミックボール、ヤシガラ、バーク、ピートモス、水苔のような他の成分を含んでもよい。この場合、培地２６中に含まれるチップ２６１の量は特に限定されないが、７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上がさらに好ましく、９５質量％以上が特に好ましく、１００質量％であってもよい。

次に、このような栽培装置１の使用方法（すなわち、本発明の栽培方法）について説明する。
［１］準備工程
培地２６をポット２３内に収納するとともに、液体（養液等）を準備する。
［２］播種工程
その後、植物Ｒの種子を複数個ポット２３内の培地２６上に播種する。
次に、バルブＶを閉じ、ポンプＰを作動させ、液体を容器本体２１に供給する。その後、培地２６の全体が液体に浸漬する程度、液体を容器本体２１に供給した後、ポンプＰの作動を停止する。

播種工程を含む全工程における栽培条件は、同様の条件とされるが、成育すべき植物Ｒの種類に応じて最適に設定される。
栽培環境温度は、１８〜２４℃程度であることが好ましく、２０〜２２℃程度であることがより好ましい。栽培環境湿度は、６０〜９０％ＲＨであることが好ましく、７０〜８０％ＲＨであることがより好ましい。
栽培環境中の炭酸ガス濃度は、６００〜１４００ｐｐｍ程度であることが好ましく、８００〜１２００ｐｐｍ程度であることがより好ましい。
また、播種工程では、光を遮断した状態とすることが好ましい。

［３］緑化工程
次に、所定の期間経過後、例えば、ＬＥＤ照明等の人工光や太陽光等の光源を用いて、種子に光を照射する。なお、液体の液面は、［２］播種工程の状態を維持することが好ましい。
［４］間引工程
次に、所定の期間経過後、１つのポット２３に１本の株（植物Ｒ）となるように間引きを行う。

［５］成育工程
その後、株（植物Ｒ）に対して光の照射を継続する。
また、バルブＶを閉塞した状態でポンプＰを作動し、液体に培地２６の全体が浸漬するまで、液面を上昇させる。その後、ポンプＰの作動を停止し、バルブＶを開放することにより、液面を下降させる。この操作を繰り返し行い、図１中の２本の鎖線の間において、液面を上下させる。

このとき、本発明によれば、チップ２６１としてＥＶＯＨを含むチップを用いているので、培地２６が乱れることを防止して、植物Ｒを良好に栽培することができる。また、植物Ｒとして根部または地下茎部を収穫対象とする植物を栽培する場合、チップ２６１により根部に圧力を付与することができるため、根部または地下茎部の肥大化を促進することができる。
チップ２６１全体の液体への浸漬、すなわち液体の液面の上昇および下降は、植物Ｒの種類にもよるが、１５分〜１２時間程度（好ましくは３０分〜１０時間程度、より好ましくは１〜８時間程度）に１回行われることが好ましい。これにより、植物Ｒに必要かつ十分な栄養分を与えることができる。

以上、本発明の栽培方法および栽培装置について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。例えば、本発明の栽培方法は、１つ以上の任意の目的の工程を有していてもよい。また、栽培装置は、他の任意の構成を有していてもよいし、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されてもよい。
例えば、ポット２３を省略して、容器本体２１内に、直接、チップ２６１（培地２６）を収納して、植物Ｒの栽培を行うようにしてもよい。ただし、ポット２３を用いることにより、チップ２６１の使用量を少なくすることができる。このため、比較的高価なチップ２６１を用いる場合でも、植物Ｒの栽培コストの増大を防止することができる。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例Ａ１）
以下のようにして、ホウレンソウを栽培した。
なお、以下の全工程において、栽培環境温度を２０〜２２℃、栽培環境湿度を７０〜８０％ＲＨ、栽培環境中の炭酸ガス濃度を１０００ｐｐｍ程度に設定した。

［１］準備工程
まず、ＯＡＴアグリオ社のＡ処方にて養液および追肥（５０倍濃縮）を調製した
なお、養液のｐＨは５．５〜６．５であり、電気伝導度は１．３ｄｓ／ｍであった。また、養液の温度は１９〜２２℃に設定した。
次いで、各ポット内に水切ネットを設置した後、培地としてエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）（株式会社クラレ製「エバール（登録商標）Ｆ１０１」、エチレン単位含有量３２モル％、ケン化度９９モル％以上）で作製された円柱状のチップ２２００ｇを収納した。
なお、チップの長手方向の長さは２．０〜２．６ｍｍであり、直径は２．０〜３．４ｍｍであった。

［２］播種工程
次に、各培地上にホウレンソウの種子を３粒ずつ播種し、５ｍｍ程度の培地を種子に被せた。この状態で、ポットを暗所にて２日間静置した。また、養液の液面は、培地の全体が養液に浸漬する程度に保持した。
［３］緑化工程
播種後２日経過した時点で、光源としてＬＥＤ照明（人工光）を点灯させ、種子に対して光の照射を開始した。光の照射は、１日２０時間とした。また、養液の液面は、培地の全体が養液に浸漬する程度に保持した。

［４］間引工程
播種後７日経過した時点で、１つのポットに１本の株となるように間引きを行った。また、株同士の離間距離が約２０ｃｍとなるように、ポットの間隔を変更した。
［５］成育工程
その後、株に対する光の照射を継続した。光の照射は、１日あたり１４時間とした。
なお、養液の液面を１時間サイクルで上昇および下降させた。具体的には、ポンプを１８分間作動させて、養液に培地の全体が浸漬するまで、液面を上昇させ、バルブを開放するとともにポンプを４２分間停止して、養液の液面を下降させた。
なお、養液の液面が最も下降した状態で、液面の容器本体の底面からの高さは約５ｃｍであった。

（比較例Ａ１）
培地をロックウール（細粒綿）２２００ｇに変更した以外は、前記実施例Ａ１と同様にして栽培を行った。
なお、ロックウール（細粒綿）の平均粒径は２〜１１ｍｍであった。
（比較例Ａ２）
培地を立方体状のウレタンフォーム２２００ｇに変更した以外は、前記実施例Ａ１と同様にして栽培を行った。
なお、ウレタンフォームの辺の平均長さは３０ｍｍであった。

（比較例Ａ３）
培地をポリエチレン（ＰＥ）で作製された楕円球状のチップ（株式会社プライムポリマー製、「ノバテックＬＬ」）２２００ｇに変更した以外は、前記実施例Ａ１と同様にして栽培を行った。
なお、チップの長手方向の長さは１．５〜１．９ｍｍであり、直径は３．５〜４．０ｍｍであった。
（比較例Ａ４）
培地をポリプロピレン（ＰＰ）で作製された楕円球状のチップ（株式会社プライムポリマー製、「ノバテックＰＰ」）２２００ｇに変更した以外は、前記実施例Ａ１と同様にして栽培を行った。
なお、チップの長手方向の長さは１．８〜２．１ｍｍであり、直径は４．５〜５．０ｍｍであった。

（比較例Ａ５）
培地をナイロン６（ＰＡ６）で作製された円柱状のチップ（宇部興産株式会社製、「ＳＦ１０１８」）２２００ｇに変更した以外は、前記実施例Ａ１と同様にして栽培を行った。
なお、チップの長手方向の長さは２．５〜３．１ｍｍであり、直径は１．９〜２．９ｍｍであった。
（比較例Ａ６）
培地をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作製された円柱状のチップ（株式会社ベルポリエステル製、「ＥＦＧ７０」）２２００ｇに変更した以外は、前記実施例Ａ１と同様にして栽培を行った。
なお、チップの長手方向の長さは２．５〜３．２ｍｍであり、直径は１．５〜２．５ｍｍであった。

（比較例Ａ７）
培地をポリアクリル酸で作製されたゲル（日本触媒株式会社製、「アクリホープ」）２２００ｇに変更した以外は、前記実施例Ａ１と同様にして栽培を行った。
（比較例Ａ８）
培地を省略した以外は、前記実施例Ａ１と同様にして栽培を行った。
（実施例Ｂ１、比較例Ｂ１〜Ｂ８）
栽培する植物をミニ大根に変更した以外は、前記実施例Ａ１および比較例Ａ１〜Ａ８と同様にして栽培を行った。

（実施例Ｃ１）
チップの形状を球状に変更した以外は、前記実施例Ａ１と同様にして栽培を行った。
なお、チップの平均粒径は２．０〜２．６ｍｍであった。
表１では、培地の違いによる発芽率への影響を、表２では、培地の違いによる成長率への影響を、表３では、チップの形状の違いによる根部の肥大化への影響を確認した。

実施例Ａ１、比較例Ａ１、比較例Ａ２および比較例Ａ７では、高い発芽率で種子が発芽した。しかしながら、比較例Ａ７では栽培途中で株が枯れてしまった。これは、培地がゲル状であるため、根への酸素の供給量が不足したことが原因であると考えられる。
比較例Ａ３〜Ａ６では発芽率が低かった。これは、チップの親水性が低いことや、チップの比重が低過ぎるため、播種工程においてチップが養液に浮遊してしまい、培地が乱れたことが原因であると考えられる。
比較例Ａ５で特に発芽率が低かった。これは、ＰＡ６中に含まれる成分（例えば、重合開始剤）が悪影響を及ぼしていると推定される。また、比較例Ａ８では培地を用いないため、種子を発芽させることができなかった。

実施例Ｂ１では根部の成長率が十分に高かった。これに対して、比較例Ｂ１〜比較例Ｂ６では根部の成長率を高めることができなかった。
比較例Ｂ１および比較例Ｂ２では培地の充填密度が低過ぎ、根部に対して十分な圧力を付与できなかったことが原因であると考えられる。また、比較例Ｂ３〜Ｂ６ではチップの比重が低過ぎるため、チップが養液に浮遊してしまい、やはり根部に対して十分な圧力を付与できなかったことが原因であると考えられる。
比較例Ｂ７では、株が途中で枯れてしまい、比較例Ｂ８では細根が多数発生したが、収穫対象とする根部は成長しなかった。

表３に記載した通り、ロックウール（細粒綿）を用いた場合と比べ、ＥＶＯＨを用いた場合は発芽率及び根部の成長率が良好であった。さらに、植物の収穫後、再度同じ培地を用いて植物の栽培を行ったところ、実施例Ｂ１及びＣ１では表３記載の結果と同等の発芽率及び根部の成長率を達成できたのに対し、ロックウール（細粒綿）を用いた場合は、収穫時の培地の乱れにより発芽率及び根部の成長率が低下することが分かった。

１ 栽培装置
２ 栽培容器
２１ 容器本体
２２ 蓋体
２２１ 貫通孔
２３ ポット
２３１ ポット本体
２３２ フランジ部
２３３ 開口
２３４ ネット
２４ 給液ポート
２５ 廃液ポート
２６ 培地
２６１ チップ
３ 液体タンク
４ 供液ライン
５ 廃液ライン
６ 廃液ライン
Ｐ ポンプ
Ｖ バルブ
Ｒ 植物

Claims (14)

1. 水を含む液体を用いて植物を栽培する栽培方法であって、前記植物を栽培する培地としてエチレン−ビニルアルコール共重合体を含むチップを収容した容器内で、前記液体の液面を繰り返し上昇および下降させる工程を含む、栽培方法。
2. 前記チップ全体が前記液体に浸漬するまで前記液体の液面を上昇させる、請求項１に記載の栽培方法。
3. 前記チップ全体の前記液体への浸漬は１５分〜１２時間に１回行われる、請求項２に記載の栽培方法。
4. 前記チップの比重が０．８〜３ｇ／ｃｍ^３である、請求項１〜３のいずれかに記載の栽培方法。
5. 前記チップを２３℃の水に２４時間浸漬した後の前記チップの質量をＷ１［ｇ］とし、浸漬後の前記チップを乾燥した後の前記チップの質量をＷ０［ｇ］としたとき、以下の式（１）で示される吸水率が３質量％以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の栽培方法。
   吸水率（質量％）＝１００×（Ｗ１−Ｗ０）／Ｗ０ ・・・ （１）
6. 前記吸水率が３００質量％以下である、請求項５に記載の栽培方法。
7. １００ｇの前記チップを、一端がメッシュで塞がれた内径５ｍｍのポリエチレン製の円筒内に充填した状態で、２００ｍＬの２３℃の水を通液したとき、回収された水の容量から以下の式（２）に基づいて計算される保水率が１０容量％以上である、請求項１〜６のいずれかに記載の栽培方法。
   保水率（容量％）＝１００×（２００−回収された水の量）／２００ ・・・ （２）
8. 前記チップは表面に親水性基を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の栽培方法。
9. 前記親水性基が水酸基である、請求項８に記載の栽培方法。
10. 前記チップの形状が円柱状、球状またはこれらに類似する形状である、請求項１〜９のいずれかに記載の栽培方法。
11. 前記液体が肥料を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の栽培方法。
12. 前記容器は容器本体と、前記容器本体に配置され前記チップを収納するポットとを備える、請求項１〜１１のいずれかに記載の栽培方法。
13. 前記植物が根部または地下茎部を収穫対象とする植物である、請求項１〜１２のいずれかに記載の栽培方法。
14. 水を含む液体の液面を繰り返し上昇および下降させつつ、前記液体を用いて植物を栽培する栽培装置であって、前記植物を栽培する培地としてエチレン−ビニルアルコール共重合体を含むチップと、該チップを収容するとともに前記液体を供給する容器とを有する、栽培装置。