JP2714427B2 - 植物栽培用培地 - Google Patents

植物栽培用培地

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JP2714427B2 JP1071659A JP7165989A JP2714427B2 JP 2714427 B2 JP2714427 B2 JP 2714427B2 JP 1071659 A JP1071659 A JP 1071659A JP 7165989 A JP7165989 A JP 7165989A JP 2714427 B2 JP2714427 B2 JP 2714427B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は植物栽培用培地に係り、詳しくは農業及び園
芸用の植物栽培用人工培地に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、植物栽培用の成形人工培地としては、天然の岩
石あるいは製鉄所等で副産されるスラグ等の珪酸塩鉱物
を電気炉、キューポラなどで溶融し、それを遠心力、風
力などを用いて繊維化したものに、繊維間を接着させる
ためのバインダーとして熱硬化性樹脂を用いてキューブ
状、フェルト状、或いはマット状などに成形したロック
ウール成形品が広く用いられている。
また最近では、ロックウールの粒状綿を未成形のまま
培地として使用する方法も試みられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来の技術では、成形の為のバインダーとし
てフェノール樹脂、尿素樹脂等の熱硬化性の合成樹脂を
無機繊維上に噴霧するため、本来親水性である無機鉱物
繊維を使用するにもかかわらず、出来上った成形品の吸
水性が悪化し、極端な場合には成形品の表面が撥水性を
示すなどの問題があった。そこで吸水性を改善するため
に、成形時に界面活性剤を添加する方法が試みられた
が、界面活性剤の添加量が多すぎると保水性が過渡とな
って植物に過湿の害が発生し易くなる問題があり、また
潅水開始後は界面活性剤がバインダー上から流亡し易
く、一旦培地が乾燥すると吸水性が不良となるような欠
点があった。
さらに、界面活性剤を使用すると、水中でのバインダ
ー樹脂と無機鉱物繊維との接着力が低下し成形品の耐水
強度が悪化するという問題を招いていた。
加えて、合成樹脂により無機鉱物繊維を成形した人工
培地は、使用後の廃棄物を粉砕して土壌改良材として再
利用する場合に土壌中にバインダー樹脂が取込まれる問
題を有していた。
一方、バインダー樹脂による成形を行なわないで、粒
状綿をそのまま使用する方法においては、上記の問題点
は解決されるが、今度は、使用者が粒状綿を栽培用のポ
ットにつめ込まなければならず、作業が煩雑となるばか
りか、粒状綿のつめ込み量やつめ込み方を注意して行な
わないと、培地の保水量や培地のかたさに影響が生じて
栽培途中での生育がばらつくという大きな欠点を有して
いた。またロックウールが成形されていない為、使用中
に栽培中の植物の重量と潅水により培地の圧密が生じ易
く、その結果、栽培中の植物の生育に影響が出易い欠点
を有していた。
なお、無機鉱物繊維を無機結合材であるポルトランド
セントや水ガラスをバインダーとして成形したものは、
耐火・断熱用として広く使用されているが、耐水性の不
足やアルカリ分の溶出問題等により植物栽培用の人工培
地としては使用されていない。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記のような課題を解決するため研究を
行い、無機鉱物繊維を無機結合材をもって成形すれば、
植物の栽培に適した人工の成形培地が得られることを見
出し本発明を完成した。
すなわち、本発明は、 無機鉱物繊維と無機結合材とからなることを特徴と
する植物栽培用培地、 無機鉱物繊維がCaO−MgO−Al2O3−SiO2系またはCaO
−MgO−Al2O3−Fe2O3−SiO2系であり、無機結合材が重
リン酸マグネシウムまたは重リン酸マグネシウムと珪酸
カリウムであり、且つ無機結合材の添加量が無機鉱物繊
維100重量部当たり0.1〜30重量部である前記の植物栽
培用培地。
である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する無機鉱物繊維としては、それが親水
性で実質的に水不溶性であり、植物の栽培時に施用され
る通常の液体肥料と実質的に反応せず、化学的に安定
で、カリウム成分・アルミニウム成分の溶出量、培地を
飽水した時のpH挙動が植物の生育に実質的に悪影響を及
ぼさない範囲のものがよい。このような無機鉱物繊維の
具体例としては、例えばR3+ 2O3,R4+O2,R2O−R3+ 2O3,R2+
O−R3+ 2O3,R2O−R4+O2,R2+O−R4+O2,R3+ 2O3−R4+O2,R2O
−R2+O−R3+ 2O3,R2O−R2+O−R4+O2,R2O−R3+ 2O3−R
4+O2,R2+O−R3+ 2O3−R4+O2,RO−R2+O−R3+ 2O3−R4+O
2(但し、式中Rは、Na,K,Li又はTiからなる1価の元素
を示し、R2+はCa,Mg,Ba,Fe又はTiからなる2価の元素を
示し、R3+はAl,B,Fe,Cr又はTiからなる3価の元素を示
し、R4+はSi,Zr又はTiからなる4価の元素を示す)さら
に、必要に応じて上記の化学成分に、−R5+ 2O5(但し、
式中R5+はPを示す。)を加えたものでもよく、さらに
これらの酸化物系の無機鉱物繊維の他に、炭素繊維を挙
げることができる。
これらの無機鉱物繊維は1種のみで使用することがで
きるほか、2種以上の繊維を組合せて使用することもで
きる。これらの無機鉱物繊維のうち、繊維の形状、植物
栽培用培地としてのハンドリング性及び価格等の点から
して、特に好ましいのは、CaO−MgO−Al2O3−SiO2又はC
aO−MgO−Al2O3−Fe2O3−SiO2系繊維である。
本発明で使用する無機鉱物繊維の嵩密度は、植物の種
類によっても異なるが、通常0.005〜0.5g/cm3、好まし
くは0.01〜0.3g/cm3程度がよい。この嵩密度が0.005g/c
m3より小さいと植物体を支えきれず倒伏し易いという問
題が生じ、また、0.5g/cm3より大きくなると根の伸長が
困難になるという問題が生じる。
また、本発明で使用する無機鉱物繊維の形状として
は、層状綿、粒状綿や微粉綿であることが好ましい。
本発明で使用する無機結合材としては成形時に無機鉱
物繊維と化学反応或いは自己分解反応し、その際に無機
鉱物繊維の形状が実質的に破壊されず、その反応生成物
が、乾燥状態下で繊維間を実質的に接着できる強度を有
し、かつ水難溶性で少なくとも植物栽培期間中は耐水強
度を示すものであり、植物の栽培時に施用される通常の
液体肥料と実質的に反応せず、化学的に安定で、ナトリ
ウム成分・アルミニウム成分の溶出量、培地を飽水した
時のpH挙動が植物の生育に実質的に悪影響を及ぼさない
範囲のものがよい。このような無機結合材の具体例とし
ては、リン酸、重リン酸アルミニウム、重リン酸カルシ
ウム、重リン酸マグネシウム、重リン酸アルミニウム等
のリン酸系結合材を挙げることができる。これらの無機
結合材のうち培地の成形性、耐水性溶出成分の点からし
て、特に好ましいのは重リン酸マグネシウムである。
さらに無機結合材の接着強度、耐水強度を補強するた
めに珪酸アルカリ類を添加してもよい。その場合、溶出
成分の点からして、特に好ましいのは珪酸カリウムであ
る。
本発明で使用する無機結合材の添加量は、使用する無
機鉱物繊維の種類及び形状、成形品のサイズ、成形方
法、培地としての使用期間等によって異なるが、無機鉱
物繊維100重量部に対して無機結合材0.05重量部〜50重
量部、好ましくは無機結合材0.1重量部〜30重量部程度
がよい、添加量が0.05重量部未満では成形性が悪く、ま
た50重量部超では成形培地としては堅固となり、根の伸
長が困難になるという問題が生じる。
次に本発明による人工培地の製造方法の一例について
あげれば、予め所定の状態に用意した本発明で使用する
無機鉱物繊維に本発明による無機結合材を所定の割合で
粉末あるいは溶液として噴霧、混合し、必要に応じて加
圧、加熱、乾燥等を行ない成形し、植物栽培用培地とし
て適当なサイズに裁断を行ない製品とする。
本発明による人工培地の使用方法については、従来か
ら使用されている植物栽培用ロックウールと同様の方法
が採用できる。
〔作 用〕
本発明では、無機鉱物繊維と組み合わせて成形時にこ
の無機鉱物繊維と化学反応或いは自己分解反応する無機
結合材を使用するため、バインダー樹脂の使用が不要と
なる。
また撥水性の有機物質が含まれなくなるため、界面活
性剤の添加も不要となる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例をもって説明する。
実施例1: 無機鉱物繊維として市販のロックウール(SiO2 41
%、CaO 37%、Al2O3 12%、MgO 7%)の層状綿を
解繊機により5〜20mm大で59g/l程度に整粒したものを
用い、無機結合材として市販の重リン酸マグネシウム溶
液(P2O5 32%、MgO 8%)を用い、それらを無機鉱
物繊維100重量部あたりに無機結合材が固型分として2.4
重量部となるように噴霧、混合し、合成樹脂製の底面直
径3.6cm、高さ4.5cmで内容積が30ccの円錐台形容器中
に、乾燥時の嵩密度が0.18g/cm3となるように指でつめ
込み、それらの容器ごと70℃で1週間乾燥を行ない約30
ccの成形品を得た。このようにして得られた成形品を使
用して、乾燥状態下で長軸に対して垂直な方向、即ち成
形品の側面から荷重をかけ、降伏現象が生じた時の最大
荷重を降伏応力として測定した。これらの結果を第1表
に示す。なお、数値は比較例1の値を100とした時の値
で示す。
実施例2: 実施例1で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材
を用い、無機結合材の添加量のみ4重量部とした以外は
実施例1と同様の手順、方法および試験方法を用い同じ
項目について調査した。結果を第1表に示す。
実施例3: 実施例1で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材
を用い、無機結合材の添加量のみ8重量部とした以外は
実施例1と同様の手順、方法及び試験方法を用い同様の
項目について調査した。結果を第1表に示す。
実施例4: 実施例1で使用したと同じ無機鉱物繊維整粒品を用
い、無機結合材として実施例1で使用したと同じ重リン
酸マグネシウム溶液に加えて市販の珪酸カリウムの30%
溶液を用い、それらを無機鉱物繊維100重量部あたりに
無機結合材が固形分として4.4重量部(重リン酸マグネ
シウム2.4重量部、珪酸カリウム2重量部)となるよう
に噴霧・混合した以外は実施例1と同様の手順、方法お
よび試験方法を用い同じ項目について調査した。結果を
第1表に示す。
実施例5: 実施例4で使用した無機鉱物繊維と無機結合材を用
い、無機結合材の添加量のみ6重量部(重リン酸マグネ
シウム4重量部、珪酸カリウム2重量部)とした以外は
実施例1と同様の手順、方法および試験方法を用い同じ
項目について調査した。結果を第1表に示す。
実施例6: 実施例1で使用したと同じ無機鉱物繊維整粒品を用
い、無機結合材として実施例1で使用したと同じ重リン
酸マグネシウム溶液に加えて市販の珪酸カリウムの30%
溶液を用い、それらを無機鉱物繊維100重量部あたりに
無機結合材が固形分として10重量部(重リン酸マグネシ
ウム8重量部、珪酸カリウム2重量部)となるように噴
霧・混合した以外は実施例1と同様の手順、方法および
試験方法を用い、同じ項目について調査した。結果を第
1表に示す。
実施例7: 無機鉱物繊維100重量部あたりの無機結合材が固形分
として5.8重量部(重リン酸マグネシウム0.8重量部、珪
酸カリウム5重量部)となるようにした以外は実施例6
と同様にして調査した。結果を第1表に示す。
比較例1: 市販の植物栽培用ロックウール成形品(フェノールバ
インダー使用、910×300×100mmベッド、嵩密度約0.9g/
cm3)を用い、長軸に対してその繊維の配列方向が横方
向となるようにして、実施例1の成形品と同様な形状に
なるように切り出し、実施例と同様な方法を用いて降伏
応力を測定した。結果を第1表に示す。
第1表の結果に示すように実施例1〜7の培地は市販
の植物栽培用ロックウール以上の強度を有し、植物栽培
用の培地として使用できることが明らかである。
実施例8: 実施例1で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材
を用い、それを無機鉱物繊維100重量部あたり無機結合
材が固形分として2.4重量部となるように噴霧・混合
し、市販の72セルのプラグ・トレイ(セルサイズはたて
4cm×よこ4cm×高さ5.5cmで、内容積65cc)中に各セル
毎の乾燥時の嵩密度が0.18g/cm3となるように指でつめ
込み、プラグ・トレイごと70℃で1週間乾燥を行ない、
65ccの成形品を得た。
この成形品をプラグ・トレイ中に入れたまま上部に深
さ1cmのピンセットであけ、その中にキュウリ(市販の
交配種)の種子を播種して、純水100cc/セルを潅液後、
人工気象室内で25℃一定、照明24.5K lux、12時間日長
下で4日毎に純水を100cc/セル潅液を行ない15日間育苗
を行なった時のキュウリの苗を培地の地際から刈り取
り、生育量を調査するために生体重および乾物重を測定
した。結果を第2表に示す。なお、各数値は比較例2の
数値を100とした時の値で示す。
実施例9: 実施例1で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材
を用い、無機結合材の添加量のみ4重量部とした以外は
実施例8と同様の手順、方法および試験方法を用い同じ
項目について調査した。結果を第2表に示す。
実施例10: 無機結合材の添加量のみ8重量部とした以外は実施例
9と同様にして調査した。結果を第2表に示す。
実施例11: 実施例4で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材
を用い、無機結合材の添加量のみ2.8重量部(重リン酸
マグネシウム0.8重量部、珪酸カリウム2重量部)とし
た以外は実施例8と同様の手順、方法および試験方法を
用い同じ項目について調査した。結果を第2表に示す。
実施例12: 無機結合材の添加量のみ4.4重量部(重リン酸マグネ
シウム2.4重量部、珪酸カリウム2重量部)とした以外
は実施例11と同様にして調査した。結果を第2表に示
す。
実施例13: 無機結合材の添加量のみ6重量部(重リン酸マグネシ
ウム4重量部、珪酸カリウム2重量部)とした以外は実
施例11と同様にして調査した。結果を第2表に示す。
実施例14: 無機結合材の添加量のみ10重量部(重リン酸マグネシ
ウム8重量部、珪酸カリウム2重量部)とした以外は実
施例11と同様にして調査した。結果を第2表に示す。
比較例2: 市販の植物栽培用ロックウール粒状品(粒径5〜20m
m、バインダー無添加、親水性タイプ)を用い、これを
実施例8で使用したと同じプラグ・トレイ中に嵩密度が
0.08g/cm3となるように指でつめ込み、実施例8で行な
ったと同様に上部に深さ約1cmの穴をピンセットであ
け、その中に実施例8で使用した同一品種のキュウリの
種子を播種して、以下実施例8と同様の手順、方法およ
び試験方法を用い同じ項目について調査した。経過を第
2表に示す。
比較例3: 比較例2で使用したと同じ植物栽培用ロックウールを
用い、プラグ・トレイ中につめ込んだ時の嵩密度が0.18
g/cm3となるようにした以外は、比較例2と同様の手
順、方法および試験方法を用い同じ項目について調査し
た。結果を第2表に示す。この表の結果から本発明の培
地は、市販の植物栽培用ロックウールよりも生育が促進
されることが明らかである。
実施例15: 実施例11で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材
(2.8重量部=重リン酸マグネシウム0.8重量部、珪酸カ
リウム2重量部)を用い、実施例11と同様の手順、方法
および試験方法を用い、キュウリの育苗を15日間行なっ
た。その苗をプラグ・トレイ中から培地ごと取り出し、
地際で苗の地上部を切断、除去後、培地部分を85℃で恒
量になるまで乾燥した試料を作成した。培地中に伸長し
たキュウリ苗の根量を調査する為にその試料を電気炉中
で815℃、90分間加熱し、燃焼による減量を測定した。
結果を第3表に示す。
比較例4: 比較例2で使用したと同じ植物栽培用ロックウール粒
状品を用い、比較例2と同様の手順、方法および試験方
法でキュウリの育苗を15日間行ない、その後実施例15と
同様の手順、方法および試験方法を用いて同じ項目につ
いて調査した。結果を第3表に示す。
この表の結果から、本発明の培地は市販の植物栽培用
ロックウールよりも根量が増加することが明らかであ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、フェノール樹脂、尿素樹脂等の合成
樹脂や、界面活性剤を使用せずに無機鉱物繊維を成形で
きるので、作業が煩雑で栽培途中での生育のばらつきの
生じ易い粒状綿を使用しなくても、植物の栽培に適した
培地を得ることができ、また使用後の廃棄物を土壌改良
材として再利用するのにも適している。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無機鉱物繊維と無機結合材とからなること
    を特徴とする植物栽培用培地。
  2. 【請求項2】無機鉱物繊維がCaO−MgO−Al2O3−SiO2
    またはCaO−MgO−Al2O3−Fe2O3−SiO2系であり、無機結
    合材が重リン酸マグネシウムまたは重リン酸マグネシウ
    ムと珪酸カリウムであり、且つ無機結合材の添加量が無
    機鉱物繊維100重量部当たり0.1〜30重量部である請求項
    1記載の植物栽培用培地。
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