JP2986362B2 - 植物体栽培用支持体、土壌改質剤および植物体の栽培方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、植物体の栽培に際して
該植物体を支持ないし担持するために用いられる植物体
栽培用支持体；および、植物体の栽培に際して、他の植
物体支持用担体（例えば、土壌）と組み合わされて、該
植物体を支持ないし担持するために用いられる土壌改質
剤に関する。このような土壌改質剤を土壌等の担体に施
すことにより、該担体の物理的、化学的、および／又は
微生物学的性質を改良ないし改質することが可能とな
る。

【０００２】より具体的には、本発明は、植物体ないし
作物（穀類、野菜、花卉、果樹等）の栽培時に、温度、
湿度、日射量、光強度等の外的環境因子の変化に連動し
た水分、養分、植物体生長調節物質等の好適な供給によ
って、植物体の生長を調節し、および／又は、このよう
な外的環境因子の悪影響を緩和して、植物体の生長を促
進させる機能を好適に発揮することが可能な植物体栽培
用支持体、土壌改質剤、並びに、該植物体栽培用支持体
ないし土壌改質剤を用いた植物体の栽培方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】植物体の生理の点からは、「水」は植物
体の生長に最も大きな影響を与える環境因子の１つであ
り、特に光合成に必須な要素である。このように極めて
重要な環境因子たる水分の吸収には、主に、植物体の葉
裏面の開口たる「気孔」に基づく蒸散が関与している。

【０００４】すなわち、水分の蒸散により植物体を構成
する細胞の含水率が低下すると、植物体内の水分が非平
衡状態になるが、これを平衡状態に保とうとする作用で
ある「蒸散圧」に基づき、植物体は、土壌中の水分をそ
の根から吸収する。

【０００５】上記した気孔は光合成に必要なＣＯ₂ を空
気中から取り入れる機能をも有するが、該気孔の開口の
存在により、主に光合成を行うべき葉肉細胞の水分も蒸
散してしまうため、該葉肉細胞内の不足水分も速やかに
補給される必要がある。つまり、植物体が光合成をより
効率的に行うためには、太陽エネルギーやＣＯ₂ の吸収
に伴って、水が潤沢に該植物体に対して供給されなけれ
ばならない。

【０００６】仮に、温度が高く日光の光量が多い日中の
環境下において、植物体が利用可能な水が栽培土壌中で
不足したり、あるいは該植物体の根の吸水能力が低下し
ている場合、植物体内の水分は減少し、主に光合成を行
うべき葉肉細胞内の水分も減少する。その結果、光合成
は著しく阻害されるばかりか、光合成産物が著しく減少
して植物体そのものの生長も抑制され、該植物体がやが
て枯死に至る危険性がある。また、土壌中の水分が不足
した場合には、該土壌中に含まれる無機塩類が高濃度と
なり、逆に土壌中の水分が過多の場合には、植物体の根
への酸素供給が不充分となるため、いずれの場合にも植
物体が悪影響を受ける虞がある。

【０００７】一方、「温度」も、植物体の生長に最も大
きな影響を与える環境因子の１つである。例えば、無機
塩類の根からの吸収は温度上昇と共に増加するが、一定
の温度に達すると極大となり、これより高い温度では急
激に低下する。この無機塩類吸収の極大値は、多くの植
物体でほぼ４０℃の付近にあることが知られている。低
温域での養分吸収は主に単純な拡散現象によるが、温度
上昇と共に生化学的吸収過程による能動的養分吸収の割
合が増加する。４０℃以上の高温領域では、生化学的吸
収過程に関連する酵素系の不活化が、養分吸収速度の急
激な低下の一因と考えられている。従って、温度変化に
対する、栽培土壌中の水及び養分の量と濃度との制御
は、植物体の栽培にとって非常に重要な技術であると言
える。

【０００８】他方、作物の生産技術の観点からは、穀
類、野菜、花卉、果樹等の作物に関しては、古くから自
然環境下で露地栽培が行われてきたが、このような露地
栽培においては、季節による激しい温度変化、更には不
安定な降雨条件等により作物の生産量は大きく変動し、
産業としての農業の発展が制約されてきた。

【０００９】近年、上記した露地栽培の問題を克服する
目的で、あるいは周年（１年中どの時期でも）出荷の目
的で、温室等における施設内栽培が普及した結果、安定
して農産物を供給することが可能となった。

【００１０】しかしながら、施設内栽培においては、作
物の生産コストは高くならざるを得ない。施設内栽培に
おいては、温室等の施設本体の建設、該施設における潅
水装置等の内部設備、あるいは該施設内の温度、養分濃
度、光強度等を調節するために必要とされる環境制御機
器等の設備投資費が莫大となるからである。他方、前述
した露地栽培においても、自然環境の急激な変動による
影響を克服する目的で、潅漑、潅水設備等の多大な投資
が必要となる場合も多い。

【００１１】一般に、近代の農業の発展を支えた重要な
要因の一つとして、有機質肥料に代わる化学肥料の施用
が挙げられている。しかしながら、該化学肥料が実際に
植物体に吸収される割合は、通常は３０％にも満たない
ものとされているため、近年では、化学肥料による世界
的な土壌の不良化、環境汚染の問題に加えて、化学肥料
を製造する原料となる自然資源が枯渇する恐れも懸念さ
れている。

【００１２】上述したような諸問題を解決する点から、
植物体に対する有効な肥料の施用法、ないし肥料を有効
に植物体に施用することが可能な土壌等の「植物体支持
用担体」の改良が、強く要請されてきている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術における問題を解決することが可能な植物
体栽培用支持体ないし土壌改質剤を提供することにあ
る。

【００１４】本発明の他の目的は、温度等の外的環境因
子の変化に応じて、植物体に供給すべき水分量、養分
量、あるいは植物体生長調節物質の量等を、該植物体の
要求に合せて適切にコントロール可能な植物体栽培用支
持体ないし土壌改質剤を提供することにある。

【００１５】本発明の更に他の目的は、露地栽培や施設
内栽培における省力化、設備コスト低減により生産性向
上を可能とする植物体栽培用支持体ないし土壌改質剤を
提供することにある。

【００１６】本発明の更に他の目的は、植物体栽培用支
持体ないし土壌改質剤を用いつつ、植物体を効率的に栽
培する方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、所定の温度領域で温度上昇と共に平衡吸水率が減
少するのみならず、該平衡吸水率の変化が温度に対して
可逆的であるハイドロゲル形成性の高分子を、植物体栽
培時に該植物体を支持すべき媒体ないしその一部（土壌
改質剤）として用いることが、上記問題点の解決に極め
て効果的であることを見いだした。

【００１８】本発明の土壌改質剤ないし土壌改質剤は上
記知見に基づくものであり、より詳しくは、架橋構造を
有するハイドロゲル形成性の高分子であって；０℃以
上、７０℃以下の温度領域で温度上昇と共に平衡吸水率
が減少し、且つ、該平衡吸水率が温度に対して可逆的に
変化するハイドロゲル形成性の高分子を含むことを特徴
とするものである。

【００１９】更に、本発明によれば、架橋構造を有する
ハイドロゲル形成性の高分子であって；０℃以上、７０
℃以下の温度領域で温度上昇と共に平衡吸水率が減少
し、且つ、該平衡吸水率が温度に対して可逆的に変化す
るハイドロゲル形成性の高分子を含む土壌改質剤と；植
物体支持用担体とを少なくとも含むことを特徴とする植
物体栽培用支持体が提供される。

【００２０】更に、本発明によれば、架橋構造を有する
ハイドロゲル形成性の高分子であって；０℃以上、７０
℃以下の温度領域で温度上昇と共に平衡吸水率が減少
し、且つ、該平衡吸水率が温度に対して可逆的に変化す
るハイドロゲル形成性の高分子を含む植物体栽培用支持
体を、少なくとも植物体の周囲に配置し；該植物体を支
持しつつ栽培することを特徴とする植物体の栽培方法が
提供される。

【００２１】更に、本発明によれば、植物体支持用担体
と、該担体に乾燥時の重量パーセントで０．１〜１０ｗ
ｔ. ％添加されてなる土壌改質剤とを含む植物体栽培用
支持体を少なくとも植物体の周囲に配置して、該植物体
を支持しつつ栽培する植物体の栽培方法であって；前記
土壌改質剤が、架橋構造を有するハイドロゲル形成性の
高分子であって、０℃以上、７０℃以下の温度領域で温
度上昇と共に平衡吸水率が減少し、且つ、該平衡吸水率
が温度に対して可逆的に変化するハイドロゲル形成性の
高分子を含むことを特徴とする植物体の栽培方法が提供
される。

【００２２】

【作用】一般に、植物体は、露地栽培のみならず施設内
栽培に於いても、昼夜２４時間を周期とする温度変化、
及び春夏秋冬を周期とする温度変化に晒されている。前
述したように、植物体は高温になると水、栄養、植物体
生長調節物質等の要求性が高くなり、他方、低温になる
と植物体の該要求性が低下する。従って、該植物体への
潅水、施肥、あるいは植物体生長調節物質の投与等は、
上記した温度変化と連動して実施することが理想的であ
る。しかしながら、前述したように、露地栽培はもちろ
んのこと施設内栽培に於いても、潅水、施肥、植物体生
長調節物質の投与を、上記の温度変化に応じて実施する
ためには、当然に、莫大な費用が必要となる。

【００２３】これに対して、上述した構成を有する本発
明の植物体栽培用支持体ないし土壌改質剤は、以下に述
べるような特有の機能に基づき、上記の問題点を解消す
ることができる。

【００２４】本発明の植物体栽培用支持体ないし土壌改
質剤は、０℃以上、７０℃以下の温度領域で温度上昇と
共に平衡吸水率が減少し、且つ、該平衡吸水率の変化が
温度に対し可逆的なハイドロゲル（ないしヒドロゲル）
形成性の高分子を含んでいるため、該所定温度領域（０
℃以上、７０℃以下の温度範囲）においては、温度の上
昇と共に、該高分子を含むハイドロゲル体積の収縮に基
づき、該ゲル内部に含有する水、栄養素、および／又は
植物体生長調節物質等を該ハイドロゲルの外部（ないし
は土壌等からなる他の担体中）に吐き出すことにより、
これらの物質を植物体の根から吸収され易い状態とする
ことが可能である。他方、温度が低下して、植物体にお
ける水、養分、生長調節物質の要求性が低下した場合に
は、上記ハイドロゲル外部ないしは他の担体（土壌等）
中に存在するこれらの物質を、該ハイドロゲル（ないし
ハイドロゲル形成性の高分子）が吸収してその内部に取
り込み貯蔵するため、これらの物質が過剰にハイドロゲ
ル外部（ないしは土壌等の他の担体中）に存在すること
がなくなり、該物質の過剰な存在に基づく植物体への悪
影響が効果的に抑制される。

【００２５】以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本
発明を詳細に説明する。

【００２６】（ハイドロゲル形成性の高分子）本発明の
植物体栽培用支持体ないし土壌改質剤を構成する「ハイ
ドロゲル形成性の高分子」とは、架橋（crosslinking）
構造ないし網目構造を有し、該構造に基づき（その内部
に）水を保持することにより、ハイドロゲルを形成可能
な性質を有する高分子をいう。また、「ハイドロゲル」
とは、高分子からなる架橋ないし網目構造と、該構造中
に支持ないし保持された（分散液体たる）水とを少なく
とも含むゲルをいう。

【００２７】架橋ないし網目構造中に保持された「分散
液体」は、水を主要成分として含む液体である限り、特
に制限されない。より具体的には例えば、分散液体は、
水自体であってもよく、また、水溶液、および／又は含
水液体（例えば、水と一価ないし多価アルコール等の混
合液体）のいずれであってもよい。

【００２８】本発明の植物体栽培用支持体ないし土壌改
質剤においては、上記ハイドロゲル形成性の高分子とし
ては、水溶性または親水性の高分子化合物を架橋して得
られたものを用いることが好ましい。このような架橋さ
れた高分子は、水溶液中で吸水し、膨潤はするが溶解し
ないという性質を有している。上記した水溶性または親
水性の高分子化合物の種類、および／又は架橋率を変化
させることによって、後述する平衡吸水率を変化させる
ことが可能である。

【００２９】本発明においては、上記ハイドロゲル形成
性の高分子を構成する高分子として、水に対する溶解度
温度係数が負であるか、および／又はＬＣＳＴ（下限臨
界共溶温度、Lower Critical Solution Temperature ）
を有する高分子化合物を、更に化学架橋してなるもの
が、特に好適に使用可能である。ここに、ＬＣＳＴと
は、高分子が温度の上昇により水溶性から疎水性に変化
する過程で、該高分子が最終的に水に不溶化して沈澱す
る温度をいう。この際の水溶性−疎水性変化の現象は、
温度に対して可逆的である（Haskins,M., et al., J. M
acromol. Sci. Chem. A2(8) ; 1441, 1968）。

【００３０】上記「ＬＣＳＴを有する高分子化合物」と
しては、はポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（Ｐ
ＮＩＰＡＡｍ）が典型的な例として挙げられる。このＰ
ＮＩＰＡＡｍの水溶液においては、低温域ではＰＮＩＰ
ＡＡｍ分子と水分子との間に水素結合による水和物（オ
キソニウムヒドロキシド）が形成されるため、該ＰＮＩ
ＰＡＡｍは水溶性を示す。一方、高温域では上記ＰＮＩ
ＰＡＡｍ分子−水分子間の水素結合が弱まり、上記水和
物が分解し脱水和する傾向を示すために、ＰＮＩＰＡＡ
ｍ分子は疎水性に変化する。

【００３１】上記の「ＬＣＳＴを有する高分子化合物」
に化学架橋を付与すると、水溶液中で該ＬＣＳＴより低
い温度でも溶解することなく膨潤する。このような膨潤
状態で温度を高めると、該高分子化合物は疎水性に変化
していくため、膨潤した該架橋体（ハイドロゲル）から
水が分離される。

【００３２】上述したように、上記ハイドロゲルの平衡
吸水率は、温度の上昇と共に著しく減少する傾向を有
し、且つ、この平衡吸水率の温度変化は可逆的である。
したがって、本発明においてこのようなハイドロゲル形
成性の高分子を植物体栽培用支持体ないし土壌改質剤と
して用いる態様においては、該ハイドロゲル中に存在す
る水（場合によっては、このような水に溶解している状
態にある栄養素、および／又は、植物体生長調節物質
等）は、温度の上昇と共にハイドロゲルから該ゲルの外
部へ（ないしは土壌等の他の担体中に）押し出される。
一方、温度が低下すると、水はゲル外部（ないしは土壌
等の他の担体中）から、再び該ハイドロゲル中に吸い込
まれる。

【００３３】本発明の植物体栽培用支持体ないし土壌改
質剤を構成するハイドロゲル形成性高分子のＬＣＳＴは
０℃以上７０℃以下（更には１０℃以上５０℃以下）で
あることが好ましい。このＬＣＳＴが０℃より低い場合
には、低温環境下（例えば、温度１０℃以下の環境下）
でもハイドロゲル形成性高分子の水分保持性が低下す
る。一方、ＬＣＳＴが７０℃を越えると、高温環境下
（例えば、温度３０℃以上の環境下）におけるハイドロ
ゲル形成性高分子の水分の放出性が低下する。

【００３４】（平衡吸水率） ＜平衡吸水率Ｅ_a の測定＞ハイドロゲル形成性高分子
を、所定の温度で、大過剰の水（イオン交換水）中に少
なくとも３日間浸漬し、充分に膨潤させて該高分子の膨
潤が平衡に達した後、ハイドロゲル（すなわち、高分子
＋水）の重量（Ｗ）を測定する（この「膨潤の平衡」に
ついては、例えば文献T. Tanaka 、et al.，Phys. Rev.
Lett., 55,2455 (1985)を参照することができる）。

【００３５】次に、該ハイドロゲルを１００℃で少なく
とも３日間真空乾燥させた後、乾燥ハイドロゲル（すな
わち、高分子）の重量（Ｐ）を測定する。このようにし
て測定された２つの重量（ＷおよびＰ）に基づき、平衡
吸水率Ｅ_a は、下記の式によって定義される。

【００３６】平衡吸水率（Ｅ_a ）＝｛（Ｗ−Ｐ）／Ｐ｝
×１００（％） （平衡吸水率Ｅ_a の温度依存性および塩濃度依存性）本
発明に用いるハイドロゲル形成性の高分子においては、
低温環境下におけるハイドロゲル形成性の高分子の水分
保持性の点からは、低温時（５℃）における平衡吸水率
（Ｅ_L ）は、１, ０００％以上程度、更には３, ０００
％以上程度、特に５, ０００％以上程度（例えば、５,
０００〜１００, ０００％程度）であることが好まし
い。一方、該高分子の高温環境下における水分放出性の
点からは、該高分子の高温時（５０℃）における平衡吸
水率（Ｅ_H ）は、６, ０００％以下程度、更には３, ０
００％以下程度、特に１, ０００％以下程度（例えば、
１, ０００〜５００％程度）であることが好ましい。

【００３７】上記高分子の水分保持性−水分吸収性のバ
ランスの点からは、高温および低温時におけるこれらの
平衡吸水率の比（Ｅ_L ／Ｅ_H ）は、２以上程度、更には
５以上程度、特に１０以上程度（例えば、１０〜２００
程度）であることが好ましい。

【００３８】本発明においてハイドロゲル形成性の高分
子は、平衡吸水率の塩濃度依存性が、一般の高吸水性ポ
リマー（例えば、アクリル酸ナトリウム系重合体が架橋
されたもの）に比べて小さい。より具体的には、本発明
に用いるハイドロゲル形成性高分子においては、１５℃
において、ＮａＣｌ濃度０％（イオン交換水）における
平衡吸水率Ｅ_a をＥ_N とし、ＮａＣｌ濃度３ｗｔ. ％に
おける平衡吸水率Ｅ_aをＥ_S とした場合、これらの平衡
吸水率の比（Ｅ_N ／Ｅ_S ）は、２０以下であることが好
ましく、１０以下（特に５以下）であることが更に好ま
しい。

【００３９】（ＬＣＳＴを有する高分子）本発明におけ
る「ＬＣＳＴを有する高分子化合物」としては、ポリＮ
−置換アクリルアミド誘導体、ポリＮ−置換メタアクリ
ルアミド誘導体、及びこれらのポリＮ−置換アクリルア
ミド誘導体／ポリＮ−置換メタアクリルアミド共重合
体、ポリビニルメチルエーテル、ポリプロピレンオキサ
イド、ポリエチレンオキサイド、エーテル化メチルセル
ロース、ポリビニルアルコール部分酢化物等が、必要に
応じて各種の共重合体および／又は混合物として好適に
使用可能である。これらの中でも、ポリＮ−置換アクリ
ルアミド誘導体またはポリＮ−置換メタアクリルアミド
誘導体、またはＮ−置換アクリルアミド誘導体／ポリＮ
−置換メタアクリルアミド共重合体が、本発明において
特に好ましく使用可能である。

【００４０】本発明において好ましく用いられる高分子
化合物の具体例を、以下にＬＣＳＴが低い順に列挙す
る。

【００４１】ポリ−Ｎ−アクリロイルピペリジン；ポリ
−Ｎ−ｎ−プロピルメタアクリルアミド；ポリ−Ｎ−イ
ソプロピルアクリルアミド；ポリ−Ｎ，Ｎ−ジエチルア
クリルアミド；ポリ−Ｎ−イソプロピルメタアクリルア
ミド；ポリ−Ｎ−シクロプロピルアクリルアミド；ポリ
−Ｎ−アクリロイルピロリジン；ポリ−Ｎ，Ｎ−エチル
メチルアクリルアミド；ポリ−Ｎ−シクロプロピルメタ
アクリルアミド；ポリ−Ｎ−エチルアクリルアミド；上
記の高分子は単独重合体（ホモポリマー）であってもよ
く、また上記重合体を構成する単量体と、他の単量体と
の共重合体であってもよい。このような共重合体を構成
する他の単量体としては、親水性単量体、疎水性単量体
のいずれを用いることもできる。

【００４２】上記親水性単量体としては、Ｎ−ビニルピ
ロリドン、ビニルピリジン、アクリルアミド、メタアク
リルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、ヒドリキシエ
チルメタアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシメチルメタアクリレート、ヒドロキシメ
チルアクリレート、酸性基を有するアクリル酸、メタア
クリル酸及びそれらの塩、ビニルスルホン酸、スチレン
スルホン酸等、並びに塩基性基を有するＮ，Ｎ−ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミ
ノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロ
ピルアクリルアミド及びそれらの塩等が挙げられるが、
これらに限定されるものではない。

【００４３】一方、上記疎水性単量体としては、エチル
アクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリ
レート、グリシジルメタクリレート等のアクリレート誘
導体およびメタクリレート誘導体、Ｎ−ｎ−ブチルメタ
アクリルアミド等のＮ−置換アルキルメタアクリルアミ
ド誘導体、塩化ビニル、アクリロニトリル、スチレン、
酢酸ビニル等が挙げられるが、これに限定されるもので
はない。

【００４４】一般的には、上記高分子化合物に親水性単
量体を共重合することにより、ＬＣＳＴを上昇させるこ
とが可能となり、一方疎水性単量体を共重合することに
より、ＬＣＳＴを下降させることが可能となる。

【００４５】上述したＬＣＳＴは、本発明のハイドロゲ
ル形成性高分子の平衡吸水率の温度依存性を決定する因
子の一つとして捉らえることが可能である。すなわち、
上記したような「共重合体成分」を選択することによっ
ても、ＬＣＳＴないしハイドロゲル平衡吸水率の温度に
対する依存性をコントロールすることができる。

【００４６】（架橋）上記したような高分子化合物に架
橋構造を付与ないし導入する方法としては、該高分子化
合物を与えるべき単量体を重合する際に架橋構造を導入
する方法と、該単量体の重合終了後に架橋構造を導入す
る方法とが挙げられるが、本発明においては、これらの
いずれの方法も使用可能である。

【００４７】前者の（単量体重合時の架橋導入）方法
は、通常、二官能性単量体（あるいは３以上の官能基を
有する単量体）を共重合することにより実施可能であ
る。例えば、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、ヒ
ドロキシエチルジメタクリレート、ジビニルベンゼン等
の二官能性単量体が好適に使用できる。

【００４８】後者の（単量体重合終了後の架橋導入）方
法は、通常、光、電子線、γ線照射等により分子間に架
橋を形成することにより実施可能である。

【００４９】また、このような後者の方法は、例えば、
高分子化合物中の官能基（例えばアミノ基）と結合しう
る官能基（例えば、イソシアネート基）を分子内に複数
個有する多官能性分子を架橋剤として用いて、該高分子
化合物を架橋させることによっても実施可能である。

【００５０】本発明におけるハイドロゲル形成性高分子
の平衡吸水率（特にＬＣＳＴより低い低温領域における
平衡吸水率）は、上記の架橋構造、特に架橋密度に依存
し、一般に架橋密度が低い程、平衡吸水率が大きくなる
傾向がある。ＬＣＳＴより高い高温領域における平衡吸
水率に対しては、架橋密度の影響の程度は比較的小さい
傾向があるため、架橋密度が低い程、平衡吸水率の温度
依存生も大きくなる傾向がある。

【００５１】このような「架橋密度」は前者の方法にお
いては、例えば、二官能性単量体の共重合比を変えるこ
とで、後者の方法においては、例えば、光、電子線、γ
線等の照射量を変えることで、任意に所望の程度に制御
することが可能である。

【００５２】本発明においては、架橋密度は、全単量体
に対する分岐点のモル比で、約０．０２ｍｏｌ％〜約１
０ｍｏｌ％、更には約０．０５ｍｏｌ〜約４ｍｏｌ％の
範囲にあることが好ましい。前者の（重合時の架橋導
入）方法により架橋構造を導入する場合、二官能性単量
体の全単量体（該二官能性単量体自体をも含む）に対す
る共重合重量比は、約０．０３ｗｔ. ％〜約３ｗｔ. ％
（更には約０．０５ｗｔ. ％〜約１．５ｗｔ. ％）の範
囲であることが好ましい。

【００５３】本発明において架橋密度が約１０ｍｏｌ％
を越える場合には、本発明のハイドロゲル形成性の高分
子の平衡吸水率の温度依存性が小さくなるために、本発
明のハイドロゲル形成性の高分子の吸水−水放出の効果
が小さくなる。一方、架橋密度が約０．０２ｍｏｌ％未
満の場合には、該ハイドロゲル形成性の高分子の機械的
強度が弱くなり、取扱いが困難になると同時に、温度変
化に伴う膨潤、収縮過程での機械的破損が生ずる可能性
が大きくなる。

【００５４】上述したような架橋密度（全単量体に対す
る分岐点のモル比）は、例えば、13Ｃ−ＮＭＲ（核磁気
共鳴吸収）測定、ＩＲ（赤外吸収スペクトル）測定、ま
たは元素分析によって定量することが可能である。

【００５５】（ハイドロゲルないし高分子の形状）本発
明植物栽培用支持体ないし土壌改質剤を構成するハイド
ロゲルないしハイドロゲル形成性高分子の形状は特に限
定されず、植物体の種、栽培方法等によって適宜、選択
することが可能である。該ハイドロゲルないし高分子の
形状は、例えばマイクロビーズ状、ファイバー状、フイ
ルム状または不定形等の種々の形状をとることが可能で
ある。

【００５６】本発明におけるハイドロゲルないし高分子
の大きさも、植物体の種類、栽培方法等によって適宜、
選択することが可能である。温度変化に対する該ハイド
ロゲル形成性の高分子の平衡吸水率の変化過程、即ち膨
潤及び収縮過程の温度に対する追従性を高める点から
は、該ハイドロゲルないし高分子の単位体積当たりの表
面積を大きくする、即ちハイドロゲルないし高分子１物
体（例えば、１粒）当たりの大きさを小さくすることが
好ましい。例えば、本発明におけるハイドロゲルないし
高分子の大きさは、乾燥時で０．１μｍ〜１ｃｍ程度の
範囲であることが好ましく、１μｍ〜５ｍｍ程度（特に
１０μｍ〜１ｍｍ程度）であることが更に好ましい。

【００５７】本発明において、上記したハイドロゲルな
いし高分子の「乾燥時の大きさ」とは、該ハイドロゲル
ないし高分子の最大径（最大寸法）の平均値（少なくと
も１０個以上計測した値の平均値）をいう。より具体的
には、本発明においては、例えば上記ハイドロゲルない
し高分子の形状に対応して、以下のサイズを「乾燥時の
大きさ」として用いることができる。

【００５８】マイクロビーズ状：粒径（平均粒径） ファイバー状：各繊維状片の長さの平均値 フイルム状、不定形状：各片の最大寸法の平均値 本発明においては、上記の「最大値の平均値」に代え
て、各片の体積の平均値（少なくとも１０個以上計測し
たときの平均値）と等しい体積を有する「球」の直径
を、上記ハイドロゲルないし高分子の「乾燥時の大き
さ」として用いてもよい。

【００５９】（成形方法）本発明のハイドロゲルないし
高分子を成型する方法は、特に制限されず、該ハイドロ
ゲルないし高分子の所望の形状に応じて、通常の高分子
化合物の成型法を用いることができる。

【００６０】最も簡便な成形方法としては、水溶性また
は親水性高分子化合物を与えるべき単量体、前述した多
官能性単量体（二官能性単量体等）、及び重合開始剤を
水中に溶解し、熱あるいは光によって該単量体等を重合
させ、ハイドロゲルないし高分子を生成させることが可
能である。該ハイドロゲルないし高分子を機械的に破砕
し、未反応単量体、残存開始剤等を水洗等により除去し
た後、乾燥することにより、本発明の植物栽培用支持体
ないし土壌改質剤として用いるべきハイドロゲル形成性
高分子を得ることができる。

【００６１】また、水溶性または親水性高分子化合物を
与える単量体が液状の場合は、該単量体中に多官能性単
量体及び重合開始剤を添加し、熱あるいは光によって該
単量体をバルク重合させた後、機械的に破砕し、未反応
単量体及び残存多官能性単量体を水で抽出する等の方法
により除去し、乾燥することによっても、本発明に用い
るハイドロゲルないし高分子を得ることができる。

【００６２】一方、マイクロビーズ状のハイドロゲルな
いし高分子を得る場合には、乳化重合法、懸濁重合法、
沈澱重合法等を用いることが可能である。本発明におい
ては、粒径制御の点からは、逆相懸濁重合法が特に、好
ましく用いられる。このような逆相懸濁重合法において
は、単量体及び生成高分子を溶解しない有機溶媒（例え
ばヘキサン等の飽和炭化水素）が分散媒として好ましく
用いられる。また懸濁助剤として界面活性剤（例えば、
ソルビタン脂肪酸エステル等の非イオン性界面活性剤）
を、上記した有機溶媒と共に用いてもよい。

【００６３】得られるマイクロビーズの粒径は、添加す
る界面活性剤の種類・量、あるいは撹拌速度等により制
御することが可能である。重合開始剤としては、水溶性
開始剤、非水溶性開始剤のいずれも使用可能である。

【００６４】本発明において、ハイドロゲルないし高分
子をファイバー状、フイルム状等に成型する場合には、
例えば、水溶性高分子化合物の水溶液を、口金等を用い
て水と混合しない有機溶媒中に押し出して、該高分子に
所望の形状を付与した後、光、電子線、γ線等を照射す
ることにより、高分子に架橋構造を付与する方法を用い
ればよい。また、例えば上記水溶性高分子化合物を有機
溶媒あるいは水に溶解し、ソルベントキャスティング法
により成型した後、光、電子線、γ線等を照射し、該高
分子に架橋構造を付与してもよい。

【００６５】（添加剤）本発明の植物体栽培用支持体な
いし土壌改質剤を構成するハイドロゲル形成性高分子の
架橋構造中には、必要に応じて、少なくとも水が保持さ
れてハイドロゲルが形成されているが、該ハイドロゲル
ないし高分子中には、必要に応じて、他の添加剤を添加
してもよい。このような目的でハイドロゲルないし高分
子内部に含有させる添加剤としては、通常の露地ないし
施設内（温室等）における植物栽培において通常使用可
能な公知の添加剤を、特に制限なく使用することが可能
である。

【００６６】このような公知の添加剤としては、各種の
植物用栄養素、栄養素以外の植物体の栽培に関与する物
質（植物体生長調節物質、植物体生長促進物質、植物体
矮化剤等）、あるいは農薬（除草剤、殺虫剤、殺菌剤
等）が挙げられる。

【００６７】（栄養素）必要に応じて本発明のハイドロ
ゲルないし高分子内部に含有させることが可能な栄養素
としては、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ等の多量元素、
および／又はＦｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｂ、Ｃ
ｌ、Ｓｉ等の微量元素が挙げられる。

【００６８】上記の元素が含まれる無機栄養素または有
機栄養素を本発明のハイドロゲルないし高分子内部に含
有させた場合、温度上昇と共に植物体の要求性が高くな
る該栄養素を該ハイドロゲルないし高分子の外部（例え
ば、土壌中等）に放出し、一方該要求性が低くなる低温
時には、該栄養素がハイドロゲルないし高分子内部に貯
蔵されるため、栄養素の持続性を著しく改善することが
可能となる。

【００６９】これらの栄養素を該ハイドロゲルないし高
分子内部に含有させる方法としては、例えば尿素、硝酸
カルシウム、硝酸カリウム、リン酸第二水素カリウム、
硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄等の水溶液をＬＣＳＴよ
り低い温度に冷却し、該水溶液中に乾燥した上記ハイド
ロゲルないし高分子ないしハイドロゲルないし高分子自
体を浸漬して膨潤させ、結果として生成したハイドロゲ
ルないし高分子中に、所望の栄養素を吸収させる方法等
が挙げられる。

【００７０】（植物成長物質等）上記した栄養素以外の
植物体の栽培に関与する物質として、植物体生長調節物
質、植物体生長促進物質、植物体矮化剤等、あるいは農
薬（除草剤、殺虫剤、殺菌剤等）をも、必要に応じて上
記ハイドロゲルないし高分子中に含有させてもよい。

【００７１】一般に、高温過湿条件下の作物栽培は、茎
部徒長、あるいは分枝・開花不良等の現象を引き起こ
し、農産物としての価値を低下させる原因となり易い。
また、品種特性によってもこのような価値低下の問題が
生ずる場合がある。このような場合、茎等の伸長を抑制
して分枝や開花を促進する効果を有する矮化剤を、必要
に応じて使用することが好ましい。本発明において、矮
化剤をハイドロゲルないし高分子内部に含有させた場
合、本発明の植物体栽培用支持体ないし土壌改質剤は、
高温時に該ハイドロゲルないし高分子から矮化剤を外部
（例えば、土壌中等）に放出し、植物体の茎部伸長を抑
制する該矮化剤の効果を発揮させる。一方、矮化剤の要
求性が低くなる低温時には、該矮化剤は該ハイドロゲル
ないし高分子内部に貯蔵されるため、矮化剤の効果の持
続性が著しく改善される。

【００７２】一般に、除草剤の必要性も、高温時には低
温時と比較して高い。したがって、除草剤を本発明のハ
イドロゲルないし高分子内部に含有させた場合、上記と
同様の貯蔵−放出のメカニズムに基づき、該除草剤の効
果、及びその持続性が著しく改善される。

【００７３】（添加剤の含有方法）上記した各種の添加
剤をハイドロゲルないし高分子内部に含有させる方法と
しては、該添加剤の水溶液中に、高分子のＬＣＳＴより
充分に低い温度で、該高分子を浸漬して上記水溶液を吸
収させて、ハイドロゲルないし高分子を生成させる方法
が挙げられる。また、例えばイナベンフィド、ウニコナ
ゾールのように水への溶解度が著しく低い生長調節物質
（矮化剤等）を用いる場合には、該生長調節物質が可溶
で且つハイドロゲルないし高分子が膨潤する有機溶媒を
用いて、該ハイドロゲルないし高分子内部に、該生長調
節物質を実用的な濃度で含有させることも可能である。

【００７４】（植物体栽培用支持体の使用方法）本発明
の植物体栽培用支持体は上記したハイドロゲルないし高
分子からなり、一般的に植物体の栽培に使用される温度
の範囲（例えば、１５〜３５℃程度の範囲）内におい
て、ゲル構造に基づく適度な「硬さ」ないし形状保持性
を有することが可能である。より具体的には例えば、図
１の模式断面図に示すように、土壌あるいは他の栽培用
担体を併用することなく、適宜容器１の内部に配置した
本発明の植物体栽培用支持体２を単独ないし単体で使用
して、植物体３を栽培すればよい。

【００７５】（土壌改質剤の使用方法）一方、植物体栽
培の容易性ないし栽培コスト等を考慮して、上記したハ
イドロゲルないし高分子を土壌改質剤としても用いても
よい。このような場合には、本発明の土壌改質剤を、他
の植物体栽培用担体に適宜添加して使用すればよい。よ
り具体的には例えば、図２の模式断面図に示すように、
本発明の土壌改質剤２ａを他の植物栽培用担体（土壌
等）５に対して略均一に添加して植物体支持体４とし、
このようにして得た植物体支持体４を適宜容器１の内部
に配置して、植物体３を栽培すればよい。

【００７６】上記したように本発明の土壌改質剤と併用
可能な「他の植物体栽培用担体」の種類、使用割合等は
特に制限されない。このような植物体栽培用担体として
は、例えば、土壌あるいは礫、砂、軽石、炭化物、ピー
ト、バーミキュライト、バーク、パーライト、ゼオライ
ト、ロックウール、スポンジ、保水剤、水苔、ヤシガ
ラ、クリプトモス等が、単独で、あるいは必要に応じて
２種以上混合して、好適に使用可能である。

【００７７】本発明の土壌改質剤を用いて植物体を栽培
する場合は、上記した土壌等からなる「他の植物体栽培
用担体」に対して、本発明のハイドロゲルないし高分子
からなる土壌改質剤を、混合割合が乾燥時の重量パーセ
ントで０．１〜１０ｗｔ. ％程度（更には０．３〜３ｗ
ｔ. ％程度）となるように混合することが好ましい。

【００７８】また、植物体３を土壌等の通常の植物体栽
培用担体へ移植する際に、図３の模式断面図に示すよう
に、該植物体３の根３ａに本発明の土壌改質剤２ａを物
理的に付着させた後、上記した植物体栽培用担体（土壌
等）５中に埋植し（根３ａを植物体栽培用担体５中に埋
め）て栽培してもよい。

【００７９】更には、図４の模式断面図に示すように、
通常の植物体栽培用担体（土壌等）５に植物体３を埋植
した後、本発明の土壌改質剤２ａを散布して栽培を行っ
てもよい。

【００８０】（植物体）本発明の植物体栽培用支持体な
いし土壌改質剤が適用可能な植物体は、露地栽培ないし
施設（温室等）内栽培が可能である限り特に制限され
ず、植物体（例えば、苗）であっても、植物体の一部
（例えば、茎）であってもよい。露地栽培ないし施設
（温室等）内栽培時の効率ないし歩留りの点からは、培
養室（通常は無菌的条件下）においてある程度生長させ
た植物体を、本発明の植物体栽培用支持体ないし土壌改
質剤を用いた栽培に適用することが好ましい。

【００８１】（栽培条件）本発明の植物体栽培用支持体
ないし土壌改質剤は、「培養」条件下で用いることも可
能であるが、むしろ「栽培」条件下で好適に使用可能で
ある。

【００８２】本明細書において、植物体の「培養」と
は、ガラス器内（in vitro）、無菌的条件下で、植物体
の一部ないし全部を、育成、再生ないし継代することを
言う（この「培養」の定義については、例えば、農学大
事典編集委員会編「農学大事典」、１０２４頁（１９９
１年）、養賢堂を参照することができる）。この「培
養」は、植物体生長条件が実質的に一定（例えば、温度
２５℃、照度３０００ルクス、１６ｈｒ日長）に保持さ
れた培養室内において、行われる場合が多い。

【００８３】一方、本明細書において、植物体の「栽
培」とは、非無菌的条件下において、植物体の一部ない
し全部を生長させることを言う。この「栽培」において
は、通常、外的環境因子（温度、湿度、日射量、光強度
等）の変動によって、植物体の生長条件が変動する。

【００８４】また、植物の順化等を目的として、「培
養」条件を「栽培」条件に近づける（例えば、昼夜の温
度差がある温室や、昼間２５℃、夜間１９℃、温度差６
℃に設定した培養室等を用いる）場合がある。更に、
「栽培」条件を植物に対して好適に制御するために、
「培養」条件に近づける（例えば、培養室内における非
無菌的状態での容器栽培）場合もある。

【００８５】本発明の「栽培」においては、非無菌的条
件下において植物体を生長させる限り、植物体を収容す
べき容器、栽培場所等の他の条件の如何を問わない。よ
り具体的には例えば、栽培用の容器の形状は特に制限さ
れず、ポット等の公知の形状の容器を適宜使用すること
が可能である。該容器を構成する材料も特に制限され
ず、紙、プラスチック、陶磁器、ガラス等の公知の材料
を適宜使用することが可能である。栽培場所も特に制限
されず、露地等の開放系（open-air）の場所；温室、植
物工場、培養室を始めとする施設等を適宜使用すること
が可能である。

【００８６】本発明の植物体栽培用支持体ないし土壌改
質剤は、上述したように無菌的条件下および非無菌的条
件下で共通して使用することも可能であるため、本発明
の植物体栽培用支持体ないし土壌改質剤を用いた場合、
植物体の培養→栽培を共通の栽培用支持体ないし土壌改
質剤を用いて行うことも可能となる。このように共通の
栽培用支持体ないし土壌改質剤を用いる培養→栽培の移
植の操作においては、必要に応じて、ハイドロゲルない
し高分子内部に保持ないし含有させるべき媒体（水分、
および／又は、他の栄養素等の成分）の全部あるいは一
部を、（ハイドロゲル形成性高分子自体を植物体に付着
させたまま）該ハイドロゲル形成性高分子の上記した温
度感応性を利用して交換することが可能であるため、該
移植に際しての植物体ないしその一部（例えば、根）の
損傷を効果的に防止することが可能である。

【００８７】以下に実施例を示し、本発明を更に具体的
に説明するが、本発明の範囲は特許請求の範囲の項の記
載により定まるものであり、以下の実施例により制限を
受けるものではない。

【００８８】

【実施例】実施例１ Ｎ−イソピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＡｍ、（株）興
人製）１５ｇ、アクリル酸０．４７ｇ、Ｎ，Ｎ’−メチ
レンビスアクリルアミド（Ｂｉｓ）０．１ｇ、過硫酸ア
ンモニウム０．２ｇ、１Ｎ−ＮａＯＨ ６．６ｍｌ、お
よびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミ
ン０．１ｍｌを蒸留水９０ｍｌに溶解し、室温で４時間
重合させることにより、架橋構造を有するポリ−Ｎ−イ
ソプロピルアクリルアミド（ＰＮＩＰＡＡｍ）ハイドロ
ゲルを合成した。

【００８９】該ゲルをミキサーにより機械的に破砕し、
不定形状塊（Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈ）を作製した。該
Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈを蒸留水１リットル中に分散さ
せ、一旦４℃に冷却した後、５０℃に加温することによ
りＣ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈを収縮させ、上清を捨てた。
この水洗操作を２回繰り返して、未反応モノマー及び残
存開始剤を除去した。更に該Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈを
真空乾燥（１００℃、２４時間）によって乾燥して、粉
末状Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈ（ハイドロゲル形成性高分
子）を得た。

【００９０】上記により得られたＣ−ＰＮＩＰＡＡｍ−
Ｈ粉末の１９℃及び２６℃における市販の粉末園芸用肥
料（商品名：ハイポネックス２０−２０−２０、ハイポ
ネックスジャパン（株）製、１ｇ／Ｌ）に対する平衡吸
水率を、前述した方法によってそれぞれ測定したとこ
ろ、１９℃で約７２００％であり、２６℃で約５２００
％であった。ここで使用した１９℃および２６℃の温度
は、後述する実施例において、植物体栽培を行った温室
内の最低及び最高温度に対応する温度である（後述する
図５のグラフ参照）。

【００９１】実施例２ （ハイドロゲル形成性高分子の植物栽培用支持体として
の使用）三角フラスコ（柴田ハリオ硝子（株）製、容量
５００ｍｌ）中に、市販の粉末状園芸用肥料（商品名：
ハイポネックス７−６−１９、ハイポネックスジャパン
（株）製、３．５ｇ／Ｌ、シュークロース２０ｇ／Ｌ、
バナナ１００ｇ／Ｌ、寒天６ｇ／Ｌを含有）２００ｍｌ
を分注し、オートクレーブ滅菌（１２１℃、１．２Ｋｇ
／ｃｍ² 、２０分）した後、室温にて放置し固化させ
た。

【００９２】上記滅菌後の培地に、約２ｃｍに伸長した
蘭の苗たるＹＴ５７（Cym. LOVELYANGEL 'The Two Verg
ins' ）をフラスコ当たり２５本の割合で移植し、培養
室（２５℃、３０００Ｌｕｘ、１６時間の日長）内で、
無菌的に４カ月間培養した。得られたＹＴ５７の苗を培
地ごとフラスコから取り出し、流水下で苗の根に付着し
ている培養液を含む寒天を除去した後、新鮮重が２．４
ｇの苗を１０本選定した。

【００９３】次いで実施例１で作製した乾燥Ｃ−ＰＮＩ
ＰＡＡｍ−Ｈ粉末、８ｇを、５００ｍｌの粉末状園芸用
肥料溶液（商品名：ハイポネックス２０−２０−２０、
ハイポネックスジャパン（株）製、１ｇ／Ｌ）に混合分
散させ、室温にて放置し、上記Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈ
粉末に該ハイポネックス溶液を完全に吸収させ、ハイド
ロゲルを作製した。

【００９４】このようにして得たハイドロゲルを直径１
２ｃｍの黒ビニールポット（兼弥商店製）内に配置し、
１つのポットに、前記した１０本のＹＴ５７の苗を該ハ
イドロゲルに挿入し（植替え）、温室（温度：１８〜３
０℃）内で通常の栽培を行った。この温室内栽培におい
て、潅水は３〜４日毎に、鉢全体の重さが初期値と同じ
になるように行った。上記温室内栽培における実験期間
内の平均的１日の経時温度変化は、図５のグラフに示す
通りであった。

【００９５】上記した温室内栽培開始から５０日後に、
苗１本当たりの新鮮重を計測したところ、平均４．１ｇ
／１本であった（下記（表１）参照）。得られた苗にお
いて、外観上、根は良く伸長しており、基部から新しい
根が動き出しているものが多数見受けられた。茎葉部は
葉色が濃く、葉数の増加も平均２枚以上であって、地上
部の生長も非常に良好であった。

【００９６】実施例３ プラントボックス（柴田ハリオ（株）、ポリカーボネイ
ト製、上部の大きさ：７５×７５ｍｍ、下部の大きさ：
６５×６５ｍｍ、高さ１００ｍｍ）中に、実施例１で作
製した乾燥Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈ粉末、１．７ｇを、
実施例２で使用したハイポネックス培地１０５ｍｌに混
合分散させた。得られた分散液を、ペーパーポット（日
本甜菜製糖株式会社製）で９区分に仕切り、オートクレ
ーブ滅菌（１２１℃、１．２ｋｇ／ｃｍ² 、２０分）し
た後、室温にて放置したところ、該高分子Ｃ−ＰＮＩＰ
ＡＡｍ−Ｈ粉末は上記ハイポネックス培地を完全に吸収
してゲル化した。

【００９７】このようにしてプラントボックス内、ペー
パーポットで９区分で配置したゲル中に、葉長約２ｃｍ
に伸長したＹＴ５７の苗９本をそれぞれ移植し、培養室
（２５℃、３０００Ｌｕｘ、１６ｈ日長）内で無菌的に
培養した。

【００９８】上記培養開始３カ月後、ＹＴ５７の苗が約
１０ｃｍに伸長した時点で、非無菌的条件下で、上記プ
ラントボックスを３５℃の温水中に２０分間浸漬したと
ころ、上記高分子Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈは収縮して完
全に凝集し、ハイポネックス培養液の殆ど全てが、完全
に凝集した担体から放出された。

【００９９】上記プラントボックスに予め開けておいた
直径５ｍｍの穴の栓（シリコーン製）を外して、上記で
放出された培地をプラントボックス外に流出させて除去
した後、上記栓を再びプラントボックスの穴に装着し
た。

【０１００】該プラントボックス内に、１６℃の水道水
約１００ｍｌを加えて上記の（完全に凝集した）Ｃ−Ｐ
ＮＩＰＡＡｍ−Ｈに吸収させた後、該プラントボックス
を４０℃の温水中に浸漬することにより、水の温度を再
度約３５℃に温度を上昇させて、Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−
Ｈを収縮させて完全凝集体とし、水道水を該ビーズ状担
体から放出させた。このようにして、上記培養で用いた
ハイポネックス培地を、完全にＣ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈ
の凝集した担体から除去した。

【０１０１】Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈの凝集した担体
と、ペーパーポットとを、根に付着させたまま、上記に
より得られた培養後のＹＴ５７を、実施例２で用いたゲ
ルを支持体として用いて、直径１２ｃｍの黒ビニールポ
ット（兼弥商店製）に植替えた。このようにして植え替
えたＹＴ５７を用いて、温室内で通常の栽培を行った。
この温室内栽培において、潅水は３〜４日毎に、それぞ
れのポット（鉢）全体の重さが初期値と同じになるよう
にして行った。この温室内栽培の実験期間内の平均的１
日の経時温度変化は、上記図５のグラフに示す通りであ
った。

【０１０２】温室内栽培開始から５０日後にＹＴ５７の
苗の外観を観察したところ、根は良く伸長しており、基
部から新しい根が動き出しているものも多数見受けられ
た。また、ＹＴ５７の茎葉部は葉色が濃くなっており、
葉数の増加も苗一本当たり平均２枚以上であり、更に、
地上部の生長も非常に良好であった。

【０１０３】比較例１ 実施例２と同様に、新鮮重２．４ｇのＹＴ５７の苗を１
０本選定し、ラン苗の支持体として最も多く使用されて
いる市販の水苔（ニュージーランド産）を用いて、直径
１２ｃｍの黒ビニールポット（兼弥商店製）に植替え、
温室（１日内の温度変化は図５のグラフに示す通り。以
下の温室栽培において同様）内で通常の栽培を行った。

【０１０４】栽培開始から５０日後、上記ＹＴ５７の新
鮮重は平均３．４ｇ／１本（下記表１参照）で、実施例
２で本発明のハイドロゲルないし高分子からなる栽培用
支持体を用いた場合と比較して、苗の生長が緩慢であっ
た。上記栽培後の苗においては、外観上、根は伸長して
いたが、茎葉部は葉色が薄く葉数の増加も苗１本当たり
１枚のみで、しかも苗の地上部の生長は緩慢であった。

【０１０５】比較例２ 実施例２と同様に、新鮮重２．４ｇのＹＴ５７の苗を１
０本選定し、市販の土壌グローウェルＭＯ−２（有限会
社 向山蘭園、ニュージーランド産バーク）を支持体と
して、直径１２ｃｍの黒ビニールポット（兼弥商店製）
に植替え、温室内で通常の栽培を行った。

【０１０６】栽培開始から５０日後、苗の新鮮重は平均
３．２ｇ／１本（表１参照）であった。栽培後の苗にお
いては外観上、根は伸長していたが、傷んでいる根も多
数見受けられた。茎葉部は葉色が薄く、葉数の増加も苗
１本当たり１枚のみで、苗自体の生長も緩慢であった。

【０１０７】上記実施例２および比較例１、２で得られ
たＹＴ５７の生長結果を、下記表１にまとめて示す。

【０１０８】

【表１】 ＜各種支持体がＹＴ５７の生長に及ぼす影響＞ ＜支持体名＞ ＜新鮮重（ｇ／１本）＞ Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈ ４．１ 水苔 ３．４ バーク ３．２ 上記（表１）において、植替え前の苗の重さは全て２．
４ｇとし、「新鮮重」の数値は、全て苗１０本の平均値
として求めた（ＹＴ５７＝ Cym． LOVELY ANGEL 'The T
wo Vergins' ）。

【０１０９】比較例３ 実施例２と同様に、新鮮重２．４ｇのＹＴ５７の苗を１
０本選定した。次いで市販の吸水性ポリマー、乾燥アク
アリックＣＡ−Ｈ（（株）日本触媒製、ポリアクリル酸
架橋体、不定形塊状、大きさ１〜３ｍｍ）８ｇを、５０
０ｍｌの粉末状園芸用肥料溶液（商品名：ハイポネック
ス２０−２０−２０、ハイポネックスジャパン（株）
製、１ｇ／Ｌ）中に混合分散させた後、室温にて放置し
て、該アクアリックＣＡ−Ｈ担体に該ハイポネックス溶
液を完全に吸収させ、ゲルを作製した。

【０１１０】このようにして得られたゲルを支持体とし
て用いて、上記ＹＴ５７の苗を直径１２ｃｍの黒ビニー
ルポット（兼弥商店製）に植替え、温室内で通常の栽培
を行った。

【０１１１】ただし潅水は３〜４日毎に、鉢全体の重さ
が初期値と同じになるように行った。栽培開始から５０
日後に苗の状態を調査したところ、外観上、根は殆ど伸
長しておらず、しかも根端が壊死していた。茎葉部も葉
色が薄く、葉数の増加もなく、苗自体も殆ど伸長してい
なかった。

【０１１２】実施例４ （ハイドロゲル形成性高分子の土壌改質剤としての使
用）実施例２と同様の条件で無菌的培養をした蘭の苗、
ＭＢＤＢ（Cym ． MUSIC BOX DANCER 'Ballerina')を、
該培養で用いた三角フラスコから取り出し、流水下で根
に付着している培養液を含む寒天を除去した後、新鮮重
が２．０ｇの苗を１０本選定した。

【０１１３】比較例２で用いた市販の土壌たる「グロー
ウェルＭＯ−２」に対して、実施例１で作製した乾燥Ｃ
−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈ粉末を、それぞれ０．５ｗｔ.
％、１．０ｗｔ. ％、１．５ｗｔ. ％および２．０ｗ
ｔ. ％の割合で混合したものを支持体として用いて、上
記で選定した１０本の苗を、直径１２ｃｍの黒ビニール
ポット（兼弥商店製）に植替えた。市販の液体状園芸用
肥料、ハイポネックス２０−２０−２０溶液（０．５ｇ
／Ｌ）を、充分に上記の土壌に潅注（irrigation）した
後、温室内で通常の栽培を行った。

【０１１４】実験期間内の平均的１日の経時温度変化
は、図５のグラフに示す通りであった。栽培開始から３
０日後に根の状態を調査したところ、植傷み（植替えに
起因する根の傷み）が少なく、太い根が良く伸長してお
り、基部から新しい根が動き出しているものも多数見受
けられた。また、本発明のハイドロゲルないし高分子か
らなる土壌改質剤の添加量が多い程、根の生長点近傍組
織の生存率が若干上昇する傾向が観察された（下記の表
２参照）。

【０１１５】比較例４ 実施例４と同様、新鮮重が２．０ｇのＭＢＤＢの苗を１
０本選定し、該グローウェルＭＯ−２を支持体として直
径１２ｃｍの黒ビニールポットに植替え、０．５ｇ／Ｌ
のハイポネックス２０−２０−２０溶液を充分に土壌潅
注した後、ハウス内で通常の栽培を行った。栽培開始か
ら３０日後苗の状態を調査したところ、根の生長点近傍
組織が壊死しているものが多かった（表２参照）。

【０１１６】

【表２】 ＜土壌改質剤Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈの添加濃度がＭＢＤＢの根に及ぼす影響＞ （ハイホ゜ネックス ２０- ２０- ２０溶液を包含させた場合） ＜Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈ添加量＞ ＜根端生存率＞ （ｗｔ. ％） （％） ０ ６７．５ ０．５ ７４．５ １ ７３．１ １．５ ８１．６ ２ ９３．４ 上記表２において、「根端生存率」とは、１０本のＭＢ
ＤＢ苗の全根数に対して、根端部が生存している根の合
計数の割合を示す。根端部が「生存している」か否か
は、全ての根の先端部が「褐変」しているか否かを目視
で観察することにより、判断した（ＭＢＤＢ＝ Cym． M
USIC BOX DANCER 'Ballerina' ）。

【０１１７】比較例５ 実施例４と同様に、新鮮重が２．０ｇのＭＢＤＢの苗を
１０本選定した。別に、比較例２で用いた市販の土壌、
グローウェルＭＯ−２に、市販の吸水性ポリマー、乾燥
スミカゲルＳ−５０（住友化学工業（株）製、ポリ（ア
クリル酸−ビニルアルコール）共重合体、球形、直径１
８０〜２９０μｍ）を２ｗｔ. ％混合したものを支持体
として用いて、上記した１０本のＭＢＤＢの苗を、直径
１２ｃｍの黒ビニールポット（兼弥商店製）に植替え
た。

【０１１８】このようにして植替えたポットに、市販の
粉末状園芸用肥料、ハイポネックス２０−２０−２０溶
液（０．５ｇ／Ｌ）を充分に土壌潅注した後、温室内で
通常の栽培を行った。

【０１１９】温室内栽培開始から３０日後に上記苗の根
の状態を調査したところ、外観上、実施例４と同様に植
傷みは少なかった。しかしながら、実施例４で得られた
栽培後の苗に比較して、殆どの根は非常に細いものであ
った。

【０１２０】実施例５ 植物体用矮化剤として一般的に使用されている市販の矮
化剤、スミセブン原液（ウニコナゾール濃度２５０ｐｐ
ｍ、株式会社アグロス製）を１０倍に希釈した溶液１０
００ｍｌを、実施例１で作製した乾燥Ｃ−ＰＮＩＰＡＡ
ｍ−Ｈ粉末５０ｇに吸収させ、常温にて乾燥した後破砕
して、ウニコナゾールを包含したＣ−ＰＮＩＰＡＡｍ−
Ｈ粉末を作製した。

【０１２１】次いで、温室内で１年間栽培しリード（re
ed）長が２３ｃｍに伸長した蘭の苗、ＹＮ７４（Cym ．
SYLVAN STAR 'Venus'）の黒ビニールポット（直径１２
ｃｍ、支持体はグローウェルＭＯ−２）へ、上記Ｃ−Ｐ
ＮＩＰＡＡｍ−Ｈ粉末（ウニコナゾールを包含）０．５
ｇを支持体へ表面散布することにより添加し、５分間噴
霧潅水をした後、温室内で通常の栽培を行った。

【０１２２】栽培実験開始から５０日後に上記蘭のリー
ド長さを測定したところ、２９．０ｃｍであり、リード
長さの当初の値（２３ｃｍ）を基準として６．０ｃｍの
伸長にとどまった。すなわち、上記Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ
−Ｈ粉末に包含させたウニコナゾールが矮化効果を発揮
したことが確認された（下記表３参照）。

【０１２３】比較例６ 実施例５と同様な栽培方法によりリード長が１６．５ｃ
ｍに伸長したＹＮ７４（黒ビニールポット内）を矮化剤
無添加区として、引き続き通常の栽培を行った。

【０１２４】実験開始から５０日後に、リードの長さを
測定したところ３０．５ｃｍであった。すなわち、リー
ド長さの当初の値（１６．５ｃｍ）を基準として、該リ
ードは１４．０ｃｍ伸長していた（下記表３参照）。

【０１２５】比較例７ 実施例５で用いたスミセブン原液を１００倍に希釈した
溶液１００ｍｌを、実施例５と同様な栽培によりリード
長が２１ｃｍに伸長したＹＮ７４（黒ビニールポット
内）の株へ土壌潅注した後、通常の栽培を行った。

【０１２６】実験開始から５０日後にリードの長さを測
定したところ、２７．０ｃｍであった。すなわち、リー
ド長さの当初の値（２１ｃｍ）を基準として、６．０ｃ
ｍの伸長にとどまり、上記矮化剤の矮化効果が確認され
た（下記表３参照）。

【０１２７】

【表３】 ＜矮化剤を包含したＣ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈがリード生長に及ぼす影響＞ ＜矮化剤添加方法＞＜矮化剤処理前( Ａ) ＞＜矮化剤処理後( Ｂ) ＞＜( Ｂー Ａ ) ＞ （添加量） リード長( ｃｍ) リード長( ｃｍ) （ｃｍ） Ｃー ＰＮＩＰＡＡｍ- Ｈ ２３．０ ２９．０ ６．０ （０．５ｇ） 土壌潅注 ２１．０ ２７．０ ６．０ 無添加 １６．５ ３０．５ １４．０ 上記表３において、「Ｃ−ＰＮＩＰＡＡｍ−Ｈ０．５
ｇ」は、ウニコナゾール０．２５ｍｇを含有していた。
「土壌潅注」は、１００倍に希釈した液１００ｍＬ（ウ
ニコナゾール０．２５ｍｇ含有）を用いた（ＹＮ７４＝
Cym． SYLVAN STAR 'Venus'）。

【０１２８】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、架橋構
造を有するハイドロゲル形成性の高分子であって；０℃
以上、７０℃以下の温度領域で温度上昇と共に平衡吸水
率が減少し、且つ、該平衡吸水率が温度に対して可逆的
に変化するハイドロゲル形成性の高分子を含むことを特
徴とする植物体栽培用支持体ないし土壌改質剤が提供さ
れる。

【０１２９】更に、本発明によれば、架橋構造を有する
ハイドロゲル形成性の高分子であって；０℃以上、７０
℃以下の温度領域で温度上昇と共に平衡吸水率が減少
し、且つ、該平衡吸水率が温度に対して可逆的に変化す
るハイドロゲル形成性の高分子を含む土壌改質剤と；植
物体支持用担体とを少なくとも含むことを特徴とする植
物体栽培用支持体が提供される。

【０１３０】更に、本発明によれば、架橋構造を有する
ハイドロゲル形成性の高分子であって；０℃以上、７０
℃以下の温度領域で温度上昇と共に平衡吸水率が減少
し、且つ、該平衡吸水率が温度に対して可逆的に変化す
るハイドロゲル形成性の高分子を含む植物体栽培用支持
体を、少なくとも植物体の周囲に配置し；該植物体を支
持しつつ栽培することを特徴とする植物体の栽培方法が
提供される。

【０１３１】更に、本発明によれば、植物体支持用担体
と、該担体に乾燥時の重量パーセントで０．１〜１０ｗ
ｔ. ％添加されてなる土壌改質剤とを含む植物体栽培用
支持体を少なくとも植物体の周囲に配置して、該植物体
を支持しつつ栽培する植物体の栽培方法であって；前記
土壌改質剤が、架橋構造を有するハイドロゲル形成性の
高分子であって、０℃以上、７０℃以下の温度領域で温
度上昇と共に平衡吸水率が減少し、且つ、該平衡吸水率
が温度に対して可逆的に変化するハイドロゲル形成性の
高分子を含むことを特徴とする植物体の栽培方法が提供
される。

【０１３２】上記した本発明の所定の温度感応性を示す
ハイドロゲルないしハイドロゲル形成性高分子からなる
植物体栽培用支持体ないし土壌改質剤を用いた場合、植
物体ないし作物（穀類、野菜、花卉、果樹等）の栽培時
に、外的環境因子（温度、湿度、日射量、光強度等）の
変化に連動させて、水分、養分、植物体生長調節物質等
の成分を、植物体の該成分の要求性に適合するように、
上記ハイドロゲルないし高分子において吸収ないし放出
させることが可能となる。すなわち、これらの成分の植
物体への好適に変化する供給によって、植物体の生長を
調節し、および／又は、上記した外的環境因子の悪影響
を緩和して、植物体の生長を促進する機能を好適に発揮
することが可能となる。

【０１３３】したがって本発明によれば、水分、養分等
の植物に生長に関係する成分の該植物への供給を適切に
コントロールすることが可能となり、その結果、露地栽
培や施設内園芸等における栽培面の従来技術における諸
問題点（栽培条件調整の煩雑さ、高い装置コスト）が解
決されるのみならず、栽培に必要とされる労力・エネル
ギーの低減、ないし栽培用の設備コストの低減が可能と
なり、生産性の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の植物体栽培用支持体の使用方法の一態
様を示す模式断面図である。

【図２】本発明の土壌改質剤の使用方法の一態様を示す
模式断面図である。

【図３】本発明の土壌改質剤の使用方法の他の態様を示
す模式断面図である。

【図４】本発明の土壌改質剤の使用方法の更に他の態様
を示す模式断面図である。

【図５】実施例で用いた温室内における１日の平均経時
温度変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１…栽培用の容器、２…植物栽培用支持体、２ａ…土壌
改質剤、３…植物体、３ａ…植物体の根、４…植物栽培
用担体（土壌等）と土壌改質剤との混合物、５…植物栽
培用担体（土壌等）。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A01G 1/00 A01G 31/00 A01H 4/00

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架橋構造を有するハイドロゲル形成性の
   高分子であって；０℃以上、７０℃以下の温度領域で温
   度上昇と共に平衡吸水率が減少し、且つ、該平衡吸水率
   が温度に対して可逆的に変化するハイドロゲル形成性の
   高分子を含むことを特徴とする植物体栽培用支持体。
2. 【請求項２】 前記ハイドロゲル形成性高分子の架橋構
   造中に少なくとも水が保持されて、該高分子を含むハイ
   ドロゲルが形成されている請求項１記載の植物体栽培用
   支持体。
3. 【請求項３】 前記架橋構造内部に栄養素が保持されて
   いる請求項１記載の植物体栽培用支持体。
4. 【請求項４】 前記架橋構造内部に植物体生長調節物質
   が保持されている請求項１記載の植物体栽培用支持体。
5. 【請求項５】 乾燥時の大きさが０．１μｍ〜１ｃｍの
   範囲にあり、且つ形状がマイクロビーズ状、ファイバー
   状、フイルム状、スポンジ状または不定形のいずれかで
   ある請求項１ないし４のいずれかに記載の植物体栽培用
   支持体。
6. 【請求項６】 架橋構造を有するハイドロゲル形成性の
   高分子であって；０℃以上、７０℃以下の温度領域で温
   度上昇と共に平衡吸水率が減少し、且つ、該平衡吸水率
   が温度に対して可逆的に変化するハイドロゲル形成性の
   高分子を含むことを特徴とする土壌改質剤。
7. 【請求項７】 前記ハイドロゲル形成性高分子の架橋構
   造中に少なくとも水が保持されて、該高分子を含むハイ
   ドロゲルが形成されている請求項６記載の土壌改質剤。
8. 【請求項８】 前記架橋構造内部に栄養素が保持されて
   いる請求項６記載の土壌改質剤。
9. 【請求項９】 前記架橋構造内部に植物体生長調節物質
   が保持されている請求項６記載の土壌改質剤。
10. 【請求項１０】 乾燥時の大きさが０．１μｍ〜１ｃｍ
    の範囲にあり、且つ形状がマイクロビーズ状、ファイバ
    ー状、フイルム状、スポンジ状または不定形のいずれか
    である請求項６ないし９のいずれかに記載の土壌改質
    剤。
11. 【請求項１１】 架橋構造を有するハイドロゲル形成性
    の高分子であって；０℃以上、７０℃以下の温度領域で
    温度上昇と共に平衡吸水率が減少し、且つ、該平衡吸水
    率が温度に対して可逆的に変化するハイドロゲル形成性
    の高分子を含む土壌改質剤と、 植物体支持用担体とを少なくとも含むことを特徴とする
    植物体栽培用支持体。
12. 【請求項１２】 前記植物体支持用担体が、土壌、礫、
    砂、軽石、炭化物、ピート、バーミキュライト、バー
    ク、パーライト、ゼオライト、ロックウール、スポン
    ジ、保水剤、水苔、ヤシガラ、およびクリプトモスから
    選ばれた少なくとも１種類の担体からなる請求項１１記
    載の植物体栽培用支持体。
13. 【請求項１３】 前記ハイドロゲル形成性の高分子が、
    前記植物体支持用担体に対して、乾燥時の重量で０．１
    〜１０ｗｔ. ％添加されてなる請求項１１記載の植物体
    栽培用支持体。
14. 【請求項１４】 架橋構造を有するハイドロゲル形成性
    の高分子であって；０℃以上、７０℃以下の温度領域で
    温度上昇と共に平衡吸水率が減少し、且つ、該平衡吸水
    率が温度に対して可逆的に変化するハイドロゲル形成性
    の高分子を含む植物体栽培用支持体を、少なくとも植物
    体の周囲に配置し、 該植物体を支持しつつ栽培することを特徴とする植物体
    の栽培方法。
15. 【請求項１５】 植物体支持用担体と、該担体に乾燥時
    の重量パーセントで０．１〜１０ｗｔ. ％添加されてな
    る土壌改質剤とを含む植物体栽培用支持体を少なくとも
    植物体の周囲に配置して、該植物体を支持しつつ栽培す
    る植物体の栽培方法であって；前記土壌改質剤が、架橋
    構造を有するハイドロゲル形成性の高分子であって；０
    ℃以上、７０℃以下の温度領域で温度上昇と共に平衡吸
    水率が減少し、且つ、該平衡吸水率が温度に対して可逆
    的に変化するハイドロゲル形成性の高分子を含むことを
    特徴とする植物体の栽培方法。
16. 【請求項１６】 前記栽培を、非無菌的条件下において
    行う請求項１４または１５記載の植物体の栽培方法。
17. 【請求項１７】 前記非無菌的条件下における栽培を、
    露地または施設内で行う請求項１６記載の植物体の栽培
    方法。