JP2022511736A - 栄養組成物 - Google Patents
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Abstract
植物成長用の栄養組成物が開示される。栄養組成物は、窒素、リン、およびカリウムを含む第１の主要栄養素、カルシウムおよび硫黄を含む第２の主要栄養素を含む。栄養組成物は、微量栄養素、およびマグネシウムのような追加の第２の主要栄養素を含むことができる。このような栄養源を含む栄養組成物は、有利な植物成長を示す。水耕栽培の栄養組成物、水溶性粉剤、および、栄養組成物を含有する植物成長培地、ならびに、栄養組成物を使用する方法が、さらに開示される。【選択図】なし
Description
[0001]本開示は、一般に、栄養組成物に関する。栄養組成物は、望ましい植物成長を促進する。
[0002]水耕栽培は、水および栄養素の液体溶液の移動または循環を使用する、植物の栽培である。植物は、無土壌であり得、または土壌などの植物成長培地に配置され得る。水耕栽培は、土壌での伝統的な成長より速く成長する、より健康的な植物を提供する。栄養素の植物への送達は、植物成長を最適化するために、より容易に調節することができる。現在の水耕栽培システムは、材料不相溶性または安定性の問題から、完全栄養を植物に供給するために２つまたは３つの異なる栄養溶液を必要とする。望ましい植物成長用に改良された即時使用可能な栄養組成物を供給することが望ましい。
[0003]一態様によると、栄養組成物は、窒素源、リン源、カリウム源、カルシウム源、および硫黄源を含む。栄養組成物は、マグネシウム、ホウ素、銅、鉄、マンガン、モリブデン、および亜鉛のような追加成分の１つまたは複数の供給源を含み得る。栄養組成物は、２．５：１：４．５～３．５：１：３．５の窒素対リン対カリウム（ＮＰＫ）比を有する。
[0004]別の態様によると、栄養組成物は、３５５ｐｐｍ～４４０ｐｐｍの濃度で第１の主要栄養素を含み、第１の主要栄養素は、窒素源、リン源、およびカリウム源を含む。栄養組成物は、１４０ｐｐｍ～２３５ｐｐｍの濃度で第２の主要栄養素をさらに含み、第２の主要栄養素は、硫黄源、およびカルシウム源を含む。
[0005]他の態様によると、栄養組成物は、水耕栽培の栄養組成物の一部、水溶性粉剤、または植物成長培地を形成することができる。
[0006]下記は、植物成長用の栄養組成物を含む、様々な態様および詳細を提供することにより、態様の完全な理解を伝達することを意図している。しかし、本開示が、これらの具体的な態様および詳細に限定されず、例示のみであることは理解されたい。当業者が、公知の組成物、システム、および方法を考慮して、かなり多数の代替的な態様において、意図したそれらの目的および利点のために本開示の使用を理解するであろうことはさらに理解されたい。本組成物は、任意の植物成長培地に広く施用可能であり得るが、特に水耕栽培システムに有用であり得る。ある特定の態様において、水溶性粉剤は、栄養組成物を含む。さらに下に記載されるように、本明細書に記載の植物成長用の栄養組成物は、使用者が植物を成長させる容易さを改善する。
[0007]栄養組成物の態様は、栄養素の組合せを含む。一般に、栄養素は、「第１の主要栄養素」、「第２の主要栄養素」、および「微量栄養素（ｍｉｃｒｏｎｕｔｒｉｅｎｔ）」すなわち微量の栄養素（ｔｒａｃｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔ）に分類することができる。第１の栄養素は、総称して「ＮＰＫ」である、窒素、リン、およびカリウムを含む。第１の主要栄養素は、通常、他の栄養素と比べて、最も大きな割合で必要とされる。第２の主要栄養素は、カルシウム、マグネシウム、および、多くの場合硫酸塩の形態である硫黄を含む。微量栄養素は、微量で必要とされ、ホウ素、銅、鉄、マンガン、モリブデン、および亜鉛を含む。追加の微量栄養素は、コバルト、ケイ素、および塩化物を含み得る。典型的には、第２の主要栄養素は、第１の主要栄養素より少量で、微量栄養素より多量で必要とされるが、いつもその通りではない。例えば、カルシウムまたは硫黄は、第２の主要栄養素であるが、第１の栄養素であるリンより多量に供給することができる。
[0008]栄養素の各々は、栄養源により供給することができる。例えば、硝酸塩およびアンモニウムは、各々、窒素に対する栄養源であり得る。特定の栄養素の濃度とは、植物への送達に生物学的に利用可能である、栄養素の濃度を指す。栄養素濃度は、栄養源全体の濃度（すなわち、栄養源濃度）を指さない。
[0009]栄養組成物の態様は、第１の栄養素－窒素、リン、およびカリウムの１つまたは複数を含む。ある特定の態様において、栄養組成物は、約２．５：１：４．５～約３．５：１：３．５、約２．８：１：４．２～約３．２：１：３．８、または約３：１：４の窒素対リン対カリウム（ＮＰＫ）比を有し得る。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対する窒素の濃度の割合は、２３％～２５％、または２４％である。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、窒素は、１３０百万分率（「ｐｐｍ」）～１６０ｐｐｍ、１４５ｐｐｍ～１５５ｐｐｍ、または１５０ｐｐｍの窒素濃度で窒素源に含まれ得る。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対するリンの濃度の割合は、８％～１０％の範囲、または９％である。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、リンは、４５ｐｐｍ～６５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ～６０ｐｐｍ、または５４ｐｐｍのリン濃度でリン源に含まれ得る。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対するカリウムの濃度の割合は、３０％～３５％の範囲、または３３％である。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、カリウムは、１８０ｐｐｍ～２１５ｐｐｍ、２００ｐｐｍ～２１０ｐｐｍ、または２０５ｐｐｍのカリウム濃度でカリウム源に含まれ得る。カリウム濃度は、窒素濃度より大きくてもよい。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、第１の主要栄養素の濃度は、３５５ｐｐｍ～４４０ｐｐｍ、３９０ｐｐｍ～４３０ｐｐｍ、４００ｐｐｍ～４２０ｐｐｍ、または４０９ｐｐｍである。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、窒素濃度が１５０ｐｐｍの場合には、栄養組成物は、５６０ｐｐｍ～６８５ｐｐｍ、５８０ｐｐｍ～６７５ｐｐｍ、６００ｐｐｍ～６５５ｐｐｍ、６２０ｐｐｍ～６３５ｐｐｍ、または６１７ｐｐｍの合計栄養素濃度を有する。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対する窒素、リン、およびカリウムの濃度の割合は、６０％～７０％、または６６％である。
[0010]栄養組成物の態様は、第２の主要栄養素の１つまたは複数を含む。具体的には、栄養組成物の態様は、硫黄を含む。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対する硫黄の濃度の割合は、８％～１０％の範囲、または９％である。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、硫黄は、４５ｐｐｍ～６５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ～６０ｐｐｍ、または５４ｐｐｍの硫黄濃度で硫黄源に含まれ得る。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、窒素、リン、カリウム、および硫黄（ＮＰＫＳ）の濃度は、４００ｐｐｍ～５０５ｐｐｍ、４４５ｐｐｍ～４８５ｐｐｍ、４５５ｐｐｍ～４７５ｐｐｍ、または４６３ｐｐｍである。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対するＮＰＫＳの濃度の割合は、７０％～８０％、または７５％である。追加の第２の主要栄養素は、カルシウムおよびマグネシウムを含み得る。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対するカルシウムの濃度の割合は、１７％～１９％もしくは１７％～１８％の範囲、または１８％である。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、カルシウムは、９５ｐｐｍ～１２０ｐｐｍ、１０５ｐｐｍ～１１５ｐｐｍ、または１０７ｐｐｍのカルシウム濃度でカルシウム源に含まれ得る。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、窒素、リン、カリウム、カルシウム、および硫黄（ＮＰＫＣａＳ）の濃度は、４９５ｐｐｍ～６２５ｐｐｍ、５４０ｐｐｍ～６００ｐｐｍ、５４０ｐｐｍ～５９０ｐｐｍ、または５７０ｐｐｍである。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対するＮＰＫＣａＳの濃度の割合は、８５％～９５％、９０％～９５％、または９３％である。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対するマグネシウムの濃度の割合は、５％～８％もしくは６％～７％の範囲、または７％である。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、マグネシウムは、３０ｐｐｍ～５０ｐｐｍ、３５ｐｐｍ～４５ｐｐｍ、または４１ｐｐｍのマグネシウム濃度でマグネシウム源に含まれ得る。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、第２の主要栄養素の濃度は、１７５ｐｐｍ～２３５ｐｐｍ、１９５ｐｐｍ～２１５ｐｐｍ、２００ｐｐｍ～２０５ｐｐｍ、または２０２ｐｐｍである。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対する第２の主要栄養素の濃度の割合は、２５％～３５％、または３３％である。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対する第１の主要栄養素および第２の主要栄養素の濃度の割合は、９８％～９９．５％である。
[0011]栄養組成物のある特定の態様は、ホウ素源由来のホウ素、銅源由来の銅、鉄源由来の鉄、マンガン源由来のマンガン、モリブデン源由来のモリブデン、および亜鉛源由来の亜鉛のような、１つまたは複数の微量栄養素を含む。ある特定の態様において、合計栄養素濃度に対する微量栄養素の濃度の割合は、０．５％～２％の範囲、または１％である。ある特定の態様において、施用において希釈される場合、１つまたは複数の微量栄養素の濃度は、３ｐｐｍ以上、５ｐｐｍ以上、または５ｐｐｍ～６ｐｐｍである。
[0012]ある特定の態様において、栄養組成物は、窒素源；リン源；カリウム源；カルシウム源；硫黄源；ならびに、マグネシウム、ホウ素、銅、鉄、マンガン、モリブデン、および亜鉛からなる群から選択される追加成分の１つまたは複数の供給源からなる。
[0013]本明細書に記載の栄養組成物は、水耕栽培システムに、および／または、様々な異なる植物成長培地に含まれるのに好適であり得る。具体的には、栄養組成物は、好適な組成物と合わせて、園芸用土および鉢植え用土、播種マルチ、花卉および野菜の畝間被覆用途、ならびに鉢植え用混合物を形成することができる。理解されるように、このような植物成長培地は、栄養組成物を、適切な基本組成物（例えば、土壌、播種マルチなど）と合わせることにより形成することができる。ある特定の態様において、好適な基本組成物は、当該技術分野で公知の任意の材料で形成することができる。例えば、好適な基本組成物は、ミズゴケ、樹皮粉、パーライト、ユッカ、ココピート、ロックウール、木部繊維、および他の有機系化合物で形成することができる。ある特定の態様において、鉢植え用混合物は、土壌を実質的に含まない。他のある特定の態様において、庭の土壌のような土壌を含むことができる。
[0014]ある特定の態様において、本明細書に記載の栄養組成物は、あるいは、粒状の基本組成物と合わせることができる。例えば、ある公知の粒状の植物成長培地は、栄養源として、鶏敷料のような有機系肥料、または徐放性無機肥料を含むことができる。
[0015]理解されるように、植物成長培地は、追加成分を含むことができる。このような追加成分は、実質的に改変されなくてもよい。例えば、界面活性剤（または湿潤化剤）、生物学的刺激剤、微生物、および他の生物活性物質は、実質的に改変することなく、様々な態様において植物成長培地中に含むことができる。ある特定の態様において、植物成長培地のｐＨは、公知のｐＨ調整剤を含むことで、当該技術分野で公知の通り、改変され得る。例えば、石灰石を添加して、約５～約５．５のｐＨを有する植物成長培地を形成することができる。
[0016]追加成分および植物成長培地についての詳細は、米国特許第４，０８８，５２８号；米国特許第４，１８５，６８０号；米国特許第５，２６９，６３４号；米国特許第５，４１３，６１８号；米国特許第５，５４２，９６２号；米国特許第５，５６７，２２０号；米国特許第５，９７６，２１１号；米国特許第５，９００，０３８号；米国特許第８，０２４，８９０号；米国特許第６，７１１，８５０号；欧州特許ＥＰＯ９２３８５４号；ならびに、ＰＣＴ出願ＷＯ９９／５７０７９号およびＷＯ９９／５７０８０号に開示され、その各々は、参照により本明細書に組み込まれる。
[0017]表１は、実施例栄養組成物の様々な栄養素の濃度を示す。
[0018]表２は、実施例栄養組成物の様々な栄養素の配合栄養素分析を示す。実施例栄養組成物に存在する他の元素（例えば、硫酸イオンの酸素分子）は示さない。
[0019]本明細書で使用する場合、全ての百分率（％）は、全組成物の重量パーセントであり、別段の指示がない限り、重量／重量％、％（ｗ／ｗ）、ｗ／ｗ、ｗ／ｗ％、または単に％とも表現される。
[0020]本明細書に開示される寸法および値は、記載した正確な数値に厳しく制限されるものとして理解すべきではない。代わりに、別段の定めがない限り、このような各寸法は、記載した値、およびその値周辺の機能的に等価な範囲の両方を意味することを意図する。
[0021]本明細書全体にわたって記載されるあらゆる最大数値限定は、より小さいあらゆる数値限定を、あたかにそのようなより小さい数値限定が本明細書に明示的に記載されているかのように含むと理解すべきである。本明細書全体にわたって記載されるあらゆる最小数値限定は、より大きいあらゆる数値限定を、あたかもそのような大きい数値限定が本明細書に明示的に記載されているかのように含む。本明細書全体にわたって記載されるあらゆる数値範囲は、そのようなより広い数値範囲内に入るあらゆるより狭い数値範囲を、あたかもそのような狭い数値範囲が全て本明細書に明確に記載されているかのように含む。
[0022]本明細書に引用されるあらゆる文書は、相互参照または関連する特許もしくは出願を含むが、別段明確に除外されるか、あるいは限定されない限り、その全体において参照により本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、本明細書に開示もしくは請求されるあらゆる技術に関する先行技術であるという承認するものではなく、または、それが単独で、もしくは、任意の他の１つまたは複数の参照文献とのあらゆる組合せにおいて、任意のこのような発明を教示、示唆、もしくは開示することを承認するものではない。さらに、本文献における用語のあらゆる意味または定義が、参照により組み込まれる文献における同じ用語のあらゆる意味または定義と矛盾する程度まで、本文献における用語に与えられた意味または定義が適用されるものとする。
[0023]本明細書を通じて、「様々な態様」、「いくつかの態様」、「一態様」、「いくつかの実施態様」、「一実施態様」、または「態様」への言及は、あらゆる態様に関連して記載される特定の特徴、構造または特性が、少なくとも１つの態様に含まれることを意味する。ゆえに、本明細書を通して様々な場面における成句「様々な態様において」、「いくつかの態様において」、「一態様において」、「いくつかの実施態様」、「一実施態様」、または「態様において」という表現は、必ずしも全て同じ態様を参照している必要はない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の態様においてあらゆる好適な方法で組み合わせることができる。
[0024]態様および実施例の上の記載は、説明の目的で提示されている。記載した形態に網羅的であるか、または限定的であることを意図していない。上記の教示に照らして、多くの修正が可能である。この修正のいくつかは、議論されており、他は、当業者に理解されるだろう。態様は、様々な態様の例示として選ばれ、説明される。その範囲は、当然、本明細書で説明される実施例または態様に限定されないが、当業者によりあらゆる数の出願および等価の論文で利用することができる。むしろ、添付された特許請求の範囲で定義される範囲が意図される。
Claims (34)
- 窒素源；
リン源；
カリウム源；
カルシウム源；および
硫黄源
を含む、水耕栽培システム用の栄養組成物であって、
２．５：１：４．５～３．５：１：３．５の窒素対リン対カリウム（ＮＰＫ）比を有する、
栄養組成物。 - ＮＰＫ比が、約３対１対４である、請求項１に記載の栄養組成物。
- 窒素濃度が１５０ｐｐｍの場合、５３０ｐｐｍ～６８５ｐｐｍの合計栄養素濃度を有する、請求項１または２に記載の栄養組成物。
- 窒素、リン、カリウム、カルシウム、および硫黄（ＮＰＫＣａＳ）の濃度が、４９５ｐｐｍ～６２５ｐｐｍである、請求項１から３のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- カリウム濃度が、窒素濃度より大きい、請求項１から４のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 合計栄養素濃度に対するＮＰＫＣａＳの濃度の割合が、８５％～９５％である、請求項１から５のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 合計栄養素濃度に対する窒素、リン、およびカリウムの濃度の割合が、６０％～７０％である、請求項１から６のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 合計栄養素濃度に対する窒素濃度の割合が、２３％～２５％であり；
合計栄養素濃度に対するリン濃度の割合が、８％～１０％の範囲であり；
合計栄養素濃度に対するカリウム濃度の割合が、３０％～３５％の範囲であり；
合計栄養素濃度に対するカルシウム濃度の割合が、１７％～１９％の範囲であり；
合計栄養素濃度に対する硫黄濃度の割合が、８％～１０％の範囲である、
請求項１から７のいずれか一項に記載の栄養組成物。 - １３０ｐｐｍ～１６０ｐｐｍの窒素濃度；
４５ｐｐｍ～６５ｐｐｍのリン濃度；
１８０ｐｐｍ～２１５ｐｐｍのカリウム濃度；
９５ｐｐｍ～１２０ｐｐｍのカルシウム濃度；および
４５ｐｐｍ～６５ｐｐｍの硫黄濃度
を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の栄養組成物。 - マグネシウム、ホウ素、銅、鉄、マンガン、モリブデン、および亜鉛からなる群から選択される追加成分の１つまたは複数の供給源をさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 窒素源；
リン源；
カリウム源；
カルシウム源；
硫黄源；ならびに
マグネシウム、ホウ素、銅、鉄、マンガン、モリブデン、および亜鉛からなる群から選択される追加成分の１つまたは複数の供給源
からなる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の栄養組成物。 - 水耕栽培システム用の栄養組成物であって、希釈された場合、
３５５ｐｐｍ～４４０ｐｐｍの濃度の１つまたは複数の第１の主要栄養素であって、窒素源、リン源、およびカリウム源を含む、第１の主要栄養素；
１４０ｐｐｍ～２３５ｐｐｍの濃度の１つまたは複数の第２の主要栄養素であって、カルシウム源および硫黄源を含む、第２の主要栄養素
を含む、栄養組成物。 - ２．５：１：４．５～３．５：１：３．５の窒素対リン対カリウム（ＮＰＫ）比を有する、請求項１２に記載の栄養組成物。
- ＮＰＫ比が、約３対１対４である、請求項１２または請求項１３に記載の栄養組成物。
- 窒素濃度が１５０ｐｐｍの場合、５３０ｐｐｍ～６８５ｐｐｍの合計栄養素濃度を有する、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 窒素、リン、カリウム、カルシウム、および硫黄（ＮＰＫＣａＳ）の濃度が、４９５ｐｐｍ～６２５ｐｐｍである、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- カリウム濃度が、窒素濃度より大きい、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 合計栄養素濃度に対するＮＰＫＣａＳの濃度の比が、８５％～９５％である、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 合計栄養素濃度に対する窒素、リン、およびカリウムの濃度の割合が、６０％～７０％である、請求項１２から１８のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 第２の主要栄養素が、マグネシウム源をさらに含む、請求項１２から１９のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 第２の主要栄養素が、硫黄源、カルシウム源、およびマグネシウム源からなる、請求項１２から２０のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 合計栄養素濃度に対するカルシウム濃度の割合が、１７％～１９％の範囲であり；
合計栄養素濃度に対する硫黄濃度の割合が、８％～１０％の範囲であり；
合計栄養素濃度に対するマグネシウム濃度の割合が、５％～８％の範囲である、
請求項１２から２１のいずれか一項に記載の栄養組成物。 - 硫黄濃度が、４５ｐｐｍ～６５ｐｐｍであり；カルシウム濃度が、９５ｐｐｍ～１２０ｐｐｍであり；マグネシウム濃度が、３０ｐｐｍ～５０ｐｐｍである、請求項１２から２２のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 合計栄養素濃度に対する第１の主要栄養素および第２の主要栄養素の濃度の割合が、９８％～９９．５％である、請求項１２から２３のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- １つまたは複数の微量栄養素をさらに含む、請求項１２から２４のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- １つまたは複数の微量栄養素が、ホウ素源、銅源、鉄源、マンガン源、モリブデン源、および亜鉛源からなる群から選択される、請求項２５に記載の栄養組成物。
- １つまたは複数の微量栄養素が、ホウ素源、銅源、鉄源、マンガン源、モリブデン源、および亜鉛源からなる、請求項２５または請求項２６に記載の栄養組成物。
- 合計栄養素濃度に対する微量栄養素の濃度の割合が、０．５％～２％の範囲である、請求項２５から２７のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 希釈された場合、１つまたは複数の微量栄養素の濃度が、３ｐｐｍ以上である、請求項２５から２８のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 希釈された場合、１つまたは複数の微量栄養素の濃度が、５ｐｐｍ以上である、請求項２５から２９のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 希釈された場合、１つまたは複数の微量栄養素の濃度が、５ｐｐｍ～６ｐｐｍである、請求項２５から３０のいずれか一項に記載の栄養組成物。
- 請求項１から３１のいずれか一項に記載の栄養組成物を含む、水溶性粉剤。
- 請求項１から３１のいずれか一項に記載の栄養組成物を含む、植物成長培地。
- 請求項１から３１のいずれか一項に記載の栄養組成物を１つまたは複数の植物に供給するステップを含む、１つまたは複数の植物を成長させる方法。
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