JP2873232B2 - 根生長抑制バッグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は植物が好ましい成熟段階に達した後に、移植
する前の地中栽培中に生長する植物ストック（plant st
ock）の根を限定するために用いるタイプの根抑制バッ
グに関する。本発明は特に米国特許第4,574,522号に述
べられている栽培方法に用いるタイプのバッグに関す
る。

米国特許第4,574,522号明細書は根抑制バッグ内で植
物ストックを生長させる方法とそれによって得られる利
点の幾つかを述べている。この方法は基本的に、植物根
の生長を本質的にバッグの内側に限定する多孔質布帛バ
ッグの使用を含んでいる。この布帛は根の透過を可能に
するが、透過後の根の半径方向の根の伸長を抑制するこ
とによってバッグ壁を透過する根にガードリング効果
（girdling effect）を及ぼす性質のものでなければな
らない。

上記方法の使用によって種々な利点が得られている。
これらの利点は基本的に、根の生長の実質的な割合がバ
ッグの範囲内に留まるという原理に関する。壁を透過
（貫通）する根に対するガードリング効果はバッグ外部
での根の生長を実際に物理的に除くのに役立ち、バッグ
内での根の分枝を促進させる傾向がある。バッグ内での
根はバッグ透過が生ずる個所で根粒を形成し、これらの
根粒はバッグを除去して植物を移植した後に根生長を高
める天然の炭水化物溜めとして役立つ。バッグの範囲内
で生ずるひげ根生長は移植中の土つきの根の根のまわり
に土壌を維持するのに役立ち、移植成功率を高める。重
要な利点は、比較的細い根のみがバッグ壁を透過するの
で、バッグと木を移植のために地中から取出すのが比較
的簡単な仕事であるということである。根がバッグ壁を
透過する個所は自然の弱い構造点を限定し、バッグを地
中から取出す場合に、バッグ外部の根はこの弱い点でポ
キッと折れて、バッグと土つき根の容易な取出しを可能
にする。上記米国特許明細書はバッグを地中からまっす
ぐ上方に簡単に持上げる方法を述べている。バッグに植
えた植物の列の片側に沿って溝を簡単に掘り、次に木を
押し倒して溝に入れることによって、根をそれらの弱い
点で折ることから成るバッグと植物の簡単な掘り出し方
法も開発されている。

上記利点は主としてバッグの製造材料の結合性に基づ
いてる。制限されない根はバッグ壁から漏出して上記利
点を多かれ少なかれ有意に減ずる傾向があることが分っ
ている。制限されない根が１本でもバッグ壁を透過する
ならば、この根は迅速に大きさ及び直径が伸長して植物
の栄養必要量の大部分がこの非制限点から供給されるよ
うになる。第１図は非制限根の透過が生じた場合の根生
長抑制バッグを示す。

非制限根透過が生ずる場合には、バッグと植物を地中
から取出す前に非制限根の位置を確認して切断しなけれ
ばならないという点で、植物の掘り出しははるかに困難
になる。これは一般にバッグの周囲及び恐らくはバッグ
下方の掘削を含み、明らかに時間のかかる、労力の要す
る仕事である。非制限根透過が生ずる場合には、上記の
迅速な掘り出し方法が無効になる。また、非制限根透過
が生ずる場合には、バッグ内での根の分枝傾向は大きく
なく、根粒形成は容易には生じない。従って、炭水化物
はバッグ内に同程度に貯留されず、２次的な根分枝も同
程度には生じない。

上記問題は移植した植物の生存率を減ずるかまたはバ
ッグ壁を透過した主要な根を切断する必要がある場合に
は、移植後に植物の生長を少なくとも有意に限定する効
果を有する。従って、非制限根の透過に関連した問題は
複雑になる。第１に、バッグ内に苗床ストックを植える
費用はバッグの費用とバッグのサイズに合せて穴を掘る
費用があるため、バッグなしのストックを単に植える費
用よりも高い。第２には、バッグと植物の掘り出しが、
非制限根の位置確認と切断の問題のために、バッグ内に
植えられていないストックの掘り出しと同様に困難であ
る。第３には、非制限根が漏出している場合には、完全
な根の包含が生じている場合と同程度にバッグ内の根構
造が発達せず、従って上記利点が得られない。従って、
大きな費用がかかるわりには、伝統的な土つき根とバー
ラップ法とを用いて得られるストックよりもあまり良く
ない移植ストックが得られる。

バッグ製造材料に弱い個所が存在する場合には、根が
この弱い点を透過することが当然考えられる。上記米国
特許明細書はグリーンアッシュツリー（green ashtre
e）が根抑制バッグ内で生長し、約5000本の根を有する
構造となり、同じ生長期間に非制限的に行われた場合、
約150本だけの根を生成したに過ぎないことを述べてい
る。このような多量のひげ根構造が発達する場合には明
らかに、このような根がバッグ内の弱い点を透過して漏
出する機会が増大する。この弱い点はバッグ内のどのよ
うな個所にも生じうるが、バッグ壁をバッグ底に閉じ合
せたバッグの下部コーナーに特に起りうることが判明し
ている。

フィリップス ファイバース コーポレーション（Ph
illips Fibres Corporation）によるスパック（SUPAC）
またはデュオン（Duon）不織布材料から製造した根抑制
バッグを用いる場合には、次の例の結果が得られること
が判明している： これらの結果は明らかに不充分である。上記フィリッ
プス材料の特徴よりもすぐれた作用特徴を有する材料の
開発における問題点は、材料の必要条件が幾らか矛盾し
ていることである。第１に、根がバッグ壁を容易に透過
できることが必要である。透過が生じないならば、根は
固体壁容器で生ずるのと全く同様に、根は単にバッグ内
で旋回するにすぎないからである。第２に、根がバッグ
壁を透過したならば、バッグ材料は透過した根の放射状
伸長を制限するために必要な高強度のガードリング効果
を与えることができなければならない。第３に、材料は
弱い個所を実質的に含んではならず、特に上記ガードリ
ング効果を与えないような部分を有するほど弱い領域が
存在すべきではない。材料は地下での予想使用期間中に
劣化するものであってはならない。

上記必要条件を満たす材料から製造した根抑制バッグ
を提供することが、本発明の目的である。本発明では、
ランダムに配列し、穿孔（needle puncture）によって
共に結合した、多数の実質的に連続したポリマー繊維か
ら成り、ここで定義するような標準プローブ透過（貫
通）試験セットを行った場合に、初期穿刺負荷が1kgよ
り大きいものが、試験の33 1/3％以下であり、かつ最終
貫通負荷が1.25kg未満のものが、試験の２％以下である
ような物理特性を有し、通常条件下での長期間の使用期
間にわたって前記物理的性質の有意な劣化を示さないよ
うな耐劣化性を有する不織布から製造した壁を有する根
抑制バッグを提供する。

バッグが底部を有し、前記底部が根を透過させない耐
破壊性材料から形成され、特に高強度の強化プラスチッ
クス材料シートから成ることが好ましい。

この明細書を通して用いる「標準プローブ透過試験」
なる用語は、試験帯を横切ってゆるみなく−すなわち、
緊張負荷下で−維持された１片の布帛上で実施した、次
の段階： １）布帛を試験帯に維持する； ２）緊張した布帛に対して、添付図面の第４図に関連し
て示し述べたような形状とサイズを実質的に有するプロ
ーブの先端を押圧する； ３）プローブ先端に布帛を穿孔させ、直径「ｄ」まで透
過させるために、布帛上に必要な力（すなわち、穿孔負
荷）を測定する、この力は初期穿孔負荷と呼ぶ； ４）プローブに初期穿孔布帛をさらに直径「Ｄ」まで透
過させるために、プローブ上に必要な力（すなわち穿孔
負荷）を測定する、この力は最終透過負荷と呼ぶ。

から成る試験を意味すると理解すべきである。

この明細書を通して用いる「プローブ透過試験セッ
ト」なる用語は、同じ布帛片の異なる位置でそれぞれ実
施し、このような各位置での初期穿孔とその後の最終穿
孔とを含む上述のような多くの試験を意味すると理解す
べきである。このような各試験セットには試験200回を
含むことで一般に満足であるが、この数は環境及び／ま
たは必要条件に応じて変化する。この試験セットの試験
を実施する布帛部分は、試験帯に位置すると一般に呼ば
れる。

この明細書中の布帛の物理的性質の「有意な劣化」な
る記載は、上記よりも有意に低い最終穿孔負荷を生ずる
ような劣化を意味すると理解すべきである。この明細書
中の「通常使用条件下での長期間」なる記載は、根抑制
バッグが地中に埋められ、このようなバッグ中に植えら
れると通常予想されるサイズと性質の木の根を含む２年
間の期間と理解すべきである。

本発明の実施態様と根抑制バッグ用材料の適切性を測
定する試験装置を添付図を参照しながら下記で説明す
る。

根抑制バッグに必要な物理的性質を満たすことが分っ
ている適当な材料は、リンザ オーストリアのポリフェ
ルト社（Polyfelt GMBH）から商品名「ポリフェルトTS
（Polyfelt TS）」及び「エコーフェルト（Ecofelt）」
で製造されている。この製品は穿孔によって機械的に結
合した、紫外線安定化高強度連続ポリプロピレンフィラ
メントから構成される。好ましい等級の材料は約200g/m
²の質量を有する「ポリフェルトTS600」であるが、本発
明はこの質量に限定されるわけではない。活発な根生長
系を有する植物に対してバッグを用いる場合には、重い
材料のバッグが適切であり、同様に根系が繊細な性質で
ある場合には、軽い材料が適切であると実証されるであ
ろう。

ポリフェルト材料の製造方法が根抑制バッグ用に特に
適した連続繊維布帛を生ずることが判っている。この繊
維材料は熱可塑性であり、典型的な製造方法では約2500
繊維系が約15フィート幅の平たい移動ベルト上に同時
に、連続的に押出成形される。繊維はベルト上で全くラ
ンダムな形式で真空延伸されるので、個々の繊維はベル
ト上で交差し重複する。同時に抽出成形された多数の繊
維はふわふわしたまたは不規則な上面と下面を有する材
料の均一なマットを生ずる。

この材料マットを鈍い先端の針で穿孔し、針をマット
の上下から透過させ、個々の繊維をマットの厚さを通し
て運ばせることによって繊維をさらに固定することによ
り、高強度布帛に形成する。下面からよりも上面からの
穿孔が任意に多い。穿孔密度は変動しうるが、１平方セ
ンチメートル当たり150個以下の穿孔密度は好ましくな
いと考えられる。前述の穿孔密度は１平方センチメート
ル当たり少なくとも180であることが好ましく、３個の
うち２個が布帛の上側から、１個が下側から作用する３
個のニードルの例により穿孔されることが好ましい。上
記の好ましい穿孔密度より50％高い穿孔密度においても
非常に満足のゆく布帛が得られる。得られた布帛は穿孔
の前よりもふわふわ度または不規則度が低いが不規則な
表面を有し、下面と上面が実質的に平らである形状を有
する。この不規則な表面は下記の説明で明らかになるよ
うに重要である。

根抑制バッグで用いる布帛材料の適切性をテストする
ために、標準プローブ透過試験が開発されている。この
試験は基本的に、布帛材料から押出される、第４図に図
示した特定形状の円錐形状透過プローブ10の使用を含ん
でいる。布帛材料は材料の幅1cmにつき1kgの負荷で伸長
させる。布帛は裏側において支持し、この側からプロー
ブを押出すことが好ましい。支持手段は布帛の面と実質
的に同じ高さに維持されたサポート・グリッドから成
る。サポート・グリッドは限定されたグリッド間隔を有
し、これを通してプローブは試験帯の表面から押出され
る。初期透過に対する抵抗と次にプローブ直径が3mmで
ある時点での透過に対する抵抗を測定する。

微細な平滑面に研摩したテーパ状鋼から形成したプロ
ーブ10は、先端11、中間円錐状部分12及び一定直径のシ
ャンク13から成る。標準プローブは次の形状を有する。
先端11は90゜に等しい円錐角度 を有し、先端底部の直径「ｄ」は0.5mmに等しい。中間
部分には円錐角度20゜を有するが、これは第４図に示す
角度βが35゜であることを意味する。中間部分12の底部
の直径「Ｄ」は3mmである。シャンク13の直径は一定で
あり、3mmである。プローブはその全長に沿って円形断
面を有する。

各試験中に、２読取り値を測定する。図面の第５図は
これらの読取り値を測定する点を分りやすく示す。最初
の点Ａはプローブの直径ｄの先端11が材料を丁度透過す
る出現点を表し、「初期穿孔負荷」と定義される。

この後のプローブ10の布帛材料を通る透過中間部分12
上の布帛材料のガードリング効果によって抵抗を受け
る。中間部分12は円錐角度20゜を有し、プローブ10上に
実質的なガードリング効果が存在するとしても、かなり
容易に布帛材料を透過する。プローブ上の中間部分12が
シャンク13と結合する点14が布帛を通過するような時間
までプローブがバッグ材料から押出されるにつれて、ガ
ードリング効果が徐々に高まる。点14が材料を通過した
後に、透過に対する抵抗は急激に低下し、「最終透過負
荷」として定義される点であるグラフ上の第２ピークＢ
が形成される。

標準プローブ透過試験のための、第４図に示すような
プローブの形態は生長する根の形態を考慮して選択され
たものである。先端11の形態は、根が土壌中を押し進む
ときに根を損傷から保護するために根の生長先端をカバ
ーする根冠の形状に実質的に適合する。シャンク直径3m
mは生長する根の木質部の実質的に最大直径であるの
で、最終透過負荷を測定する点として選択する。3mmの
開孔直径においてバッグ材料が与える半径方向の制約が
有意であり、従ってこの直径において材料が与える制約
を測定することが重要である。中間部分の円錐角度は適
切な材料と不適切な材料とを敏感に区別するために20゜
であるように選択する。しかし、試験の実施に同じプロ
ーブ形態を用いるならば、この試験が比較的簡単な試験
であり、結果が再現可能であることは明らかである。

標準プルーブ透過試験を用いて、次の試験結果が得ら
れた。各タイプの材料に対して、試験セットを実施し
た。

図面の第６図は、ポリフェルトTS600材料上で実施し
た試験セットから得られた結果を棒グラフ形で示す。初
期穿孔結果と最終透過結果の両方をグラフに表す。これ
から明らかなように、初期穿孔負荷の大部分の結果は０
〜1kgの範囲内である。最終透過負荷の結果は最終透過
負荷の平均値が実質的に2.5〜3kgの範囲であるような、
実質的に正常な分布を示す。これらの結果に対して簡単
な統計分析を用いると、結果の標準偏差を算出すること
ができる。第７図は地中で２年間使用したポリフェルト
TS600材料に対して実施した試験の同様なグラフを示
す。

約1.25kg以下の結果が少ない割合でないような材料
は、この弱い点から非制限根の透過を可能にするので、
根生長抑制バッグに不適切である。しかし、適切な材料
であってもランダムな繊維圧縮と不繊性とが弱い点を形
成することがある。結果の２％すなわち２標準偏差の大
体下限が1.25kg以下でないならば、その材料は根抑制バ
ッグとして適切であることが分っている。布帛材料がよ
り均一な結果のセットを示すことが明らかに望ましく、
好ましい範囲の結果では結果の２％が1.75kg以下になら
ない。

根抑制バッグは少なくとも１栽培シーズン通常は２ま
たは３栽培シーズンの期間にわたって、地中で用いられ
る。

次のフィールド試験結果はポリフェルトTS600根抑制
バッグを用いて得たものである： ポリフェルト材料バッグが問題の無い結果を与え、今
までに実施した全てのフィールド試験で最も満足すべき
結果を与えていることが認められる。

フィールド試験に用いたフィリップス材料バッグの厳
密な検査は、この材料に関する問題の幾つかがこのフィ
リップス社材料がステープル繊維から形成されている事
実に関係することを実証している。米国特許第4,574,52
2号明細書は好ましいステーブル長さが約1 1/2インチ〜
10インチであることを示している。布帛を形成するステ
ープル繊維はバッグ壁を透過する根をより容易に個々の
繊維に置き換えさせることができる。特に根が壁材料の
面に対して50までの角度で壁を透過した場合に問題があ
ることが認められている（第１図参照）。根は生長期間
に布帛材料の弱い点をさがし当て、この期間にわたる根
の半径方向伸長がこのように形成された開口を徐々に拡
大するように思われる。フィリップス材料がステープル
繊維から成るという事実が、個々の繊維に引張り応力が
加えられる時に布帛内で個々の繊維をスリップさせて、
長期間にわたって開口を徐々に拡大させ、開口拡大に対
して必要な抵抗を示さず、開口内での根の生長に対して
必要なガードリング効果を与えない。材料の離層が生ず
ることも明らかである。

フィールド試験中に発見された他の問題は根がバッグ
の底から漏出することである。この問題はバッグに高強
度耐破壊性底部を与え、これを高強度縫合ヤーンによっ
てバッグ壁に縫合することによって克服される。適当な
強化組織によって強化した高強度ポリエチレンシートか
ら製造した底材料が引裂きと破壊に対して安定であり、
根生長抑制バッグの必要条件を満たすのに役立つことが
分っている。根生長抑制バッグの強度要件を満たす適当
な材料はリーム オーストラリアリ ミテッド（Rheem
Australia Limited）（オーストラリア、ヴィクトリ
ア）が製造する「ファブリコン（Fabricon）」（商品
名）である。耐破壊性底部を形成する他の方法は壁材料
シートに不透性ポリエチレン等のプラスチック材料を熱
結合もしくはその他の結合手段または適当な接着剤によ
ってラミネートすることである。壁材料は底部に強度を
与え、プラスチック・シートは根透過を阻止する。適当
な根抑制バッグを第３図に例示する。バッグ壁は数字15
によって示し、底部は数字16によって示す。縫合17を用
いて、底部16を壁15に結合させる。バッグのサイズは当
然その中で生長する植物に依存して選択する。

根抑制バッグは底部材料を壁材料に縫合する個所で、
試験中にしばしば破壊した。しかし、この問題はオーバ
ーロッキングステッチとプレーン・チェーン・ステッチ
との組合せを用いて縫合結合を形成して、底部材料を壁
材料に縫合することによって解決される。強い縫合結合
は結合個所からの根の漏出を阻止する。

非制限根の漏出を阻止するバッグを用いることの重要
な予想外の効果は、バッグが植物ストック生長に抑制力
を及ぼすことである。あまりに大きく生長する植物は取
扱い、輸送及び植え換えが困難であるのみでなく、かさ
ばる土つき根を非常に高い費用をかけて形成する以外
は、木が大きくなりすぎた場合には、木の移植成功率が
低下する。しかし、木を本発明による根抑制バッグ内で
栽培する場合には、木がバッグサイズによって限定され
る所定サイズに達するという根抑制特性が100％発揮さ
れることが判明しており、その後木は活気のある健康な
状態に維持されながら根構造が正常に伸長できないこと
によって、木のサイズは制限される。この制限は、根を
定期的に剪定して生長を抑制する盆栽によって表される
生長制限と同じである。この栽培方法の利点は効果的な
根抑制バッグを用いて苗木のサイズを適当な管理可能な
サイズに限定して、販売するような時点までこの平衡状
態に苗木を維持できることである。移植後に、実質的な
根の根粒化によって刺激されて、正常な生長が再開す
る。

既述したように、バッグ製造材料のふわふわした、不
規則な面は材料のふわふわした面がバッグの内側になっ
て、初期の根透過を制限せず、根に布帛材料中の通路を
求めさせる面を提供するという点で有利である。材料の
平滑な面が内側になる場合には、根が単にバッグ内で旋
回する傾向が優勢になることが分かっている。このこと
は布帛材料が熱可塑性に結合した物質または織布である
場合にも該当する。材料のふわふわした面は根を捕捉
し、根の先端を材料に通して導く傾向がある。上述した
ように、根がバッグ壁をできるかぎり小さい抵抗で透過
し、材料のふわふわした面がこの透過を促進する傾向が
あることが望ましい。表面のふわふわ度または不規則度
は針穿刺度を制御することによって調節される。

上述したような一見矛盾した性質、すなわち容易な初
期透過と放射状伸長に対する高い抵抗を示す物質が根抑
制バッグに最も適していることが実証される。半径方向
の孔拡大に対する抵抗性が徐々に劣化する場合にも、１
次、２次または３次根の好ましくない根周囲拡大が生ず
るので、材料は当然、前記特性を長期間にわたって示さ
なければならない。

本発明は好ましい材料としての上記材料に限定される
わけではなく、種々な材料が本発明の有効な実施にとっ
て重要である上記の物理的特性及び強度特性を示すこと
は自明のことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は非制限根が壁を通って透過した先行技術の根生
長抑制バッグの図であり； 第２図は壁からの根透過が均一に制限された、本発明に
よる根生長抑制バッグの図であり； 第３図は本発明による根生長抑制バッグの概略透視図で
あり； 第４図はプローブ透過試験装置の概略図であり； 第５図は新しいポリフェルトTS600に対して実施した、
簡単な標準円錐透過試験結果を示すグラフであり； 第６図は新しいポリフェルトTS600に対して実施した標
準円錐透過試験セットの結果を示すグラフであり； 第７図は２年間地中フィールド試験に用いたポリフェル
トTS600に対して実施した標準円錐透過試験セットの結
果を示すグラフである。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の実質上連続し、ランダムに配列さ
   れ、ニードルパンチにより相互に結合されたポリマー繊
   維から構成される不織布から製造された壁を持つ根生長
   制御バックであって、 該不織布の物理特性が、１セットの標準プローブ貫通試
   験において、初期穿刺負荷が1kgを越える場合が、試験
   の33 1/3％以下であり、かつ最終貫通負荷が1.25kg未満
   の場合が、試験の２％以下であり、更に、 該不織布は、通常の使用条件下で長期の使用期間にわた
   って、前記物理特性が有意な低下をもたらさないような
   耐劣化を持つことを特徴とするバッグ。
2. 【請求項２】前記壁が、１セットの標準プローブ貫通試
   験において、最終貫通負荷が1.75kg未満の場合が、試験
   の２％以下である不織布で構成されることを特徴する請
   求項１記載の根生長制御バッグ。
3. 【請求項３】前記不織布を構成している繊維が、紫外線
   安定化ポリプロピレンフィラメントである請求項１又は
   ２記載の根生長制御バッグ。
4. 【請求項４】前記不織布は、１平方センチメートル当た
   り150個以上の密度のニードルパンチによって、ニード
   ルパンチされることにより機械的に結合されている、請
   求項１、２又は３記載の根生長制御バッグ。
5. 【請求項５】前記不織布は、100〜250g/m²の質量を有す
   る請求項１〜４のいずれかの項に記載の根生長制御バッ
   グ。
6. 【請求項６】前記バックが、10kN/m以上の引張り強さを
   有する高強度強化、防水性プラスチック材料から形成さ
   れる底部を有する請求項１〜５のいずれかの項に記載の
   根生長制御バッグ。
7. 【請求項７】前記底部は、1kN以上の破断強度を持つ縫
   い糸を用いてオーバーロッキング及びプレインチェイン
   ステッチを組み合わせて前記壁に縫い付けることからな
   る請求項６記載の根生長制御バッグ。
8. 【請求項８】後に移植する植物の栽培方法において、 （ａ）地中に穴を掘る工程； （ｂ）この穴にバッグを挿入する工程、ただし当該バッ
   グが、 複数の実質上連続し、ランダムに配列され、ニードルパ
   ンチにより相互に結合されたポリマー繊維から構成され
   る不織布から製造された壁を持つ根生長制御バックであ
   って、 該不織布の物理特性が、１セットの標準プローブ貫通試
   験において、初期穿刺負荷1kgを越える場合が、試験の3
   3 1/3％以下であり、かつ最終貫通負荷が1.25kg未満の
   場合が、試験の２％以下であり、更に、 該不織布は、通常の使用条件下で長期の使用期間にわた
   って、前記物理特性が有意な低下をもたらさないような
   耐劣化を持つことを特徴とするバッグであり； （ｃ）前記バッグに栽培用土壌を充填する工程；及び （ｄ）前記バッグ内に植物を栽培し、後にバッグと生長
   した植物とを地中から掘り出して、移植のために輸送す
   る工程； から成る方法。
9. 【請求項９】前記植物を地中から掘り出す前に、植物の
   根に対する不織布のガードリング効果によって、植物の
   それ以上の生長が制限されるような期間、バッグと植物
   とを地中に保持する工程、を更に含む請求項８記載の方
   法。