JP3011845U - 地温調節農業用フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 高温期にも作物の生育を容易にする、
地温の上昇を抑制する機能をもつ農業用フィルムを提供
する。 【構 成】 合成樹脂より成るベースフィルムとそ
の上に吸水性または親水性の薄層を形成した農業用フィ
ルムで、このフィルムでマルチングし、これに水を継続
的に適量供給することにより、フィルムの表面に広く水
を常時存在せしめることによって水の蒸発潜熱を利用
し、地温の上昇を抑制する機能をもつ地温調節農業用フ
ィルム。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は農業用の被覆資材として用いるいわゆるマルチングフィルムまたはシ ートに関するものである。更に詳しくは野菜、花きまたは果樹を栽培する時に、 その栽培する土壌の温度を調節する機能を有するマルチングフィルムまたはシー トに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

これまで野菜、花きおよび果樹などの栽培の際の被覆用資材としての、いわゆ るマルチングフィルムまたはシートには主としてポリエチレンやポリ塩化ビニ− ルなどの軟質の合成樹脂フィルムが用いられ、その機能としては保温、除草、保 湿、光反射、防虫、病害防止、土などによる作物の汚れ防止などである。一般に こういった被覆資材を用いる場合の土壌の温度に関して言えば、マルチングする フィルムやシートの材質、色および光の透過、反射、吸収の程度によって温度上 昇の度合は異なるが、いづれの場合でも無被覆のいわゆる裸地の場合より土壌の 温度は上昇する。

【０００３】 植物の生長にとって根の生育や活力が重要であり、その植物の根が活発に生長 するために最適な温度がある。日本では年間を通じて季節的に温度の低い期間で ある秋−冬−春にかけては気温も低く、土壌の温度が裸地よりも上昇することが (2) 植物の生育上好ましいと考えられるが、気温の高い夏季には、土壌の温度が高温 になり過ぎることは、かえって植物の生育特に根の活力を妨げることがある。比 較的よく光を反射する白色や銀色のフィルムやシートによるマルチングの場合は 温度上昇率は低いが、それでも無被覆のいわゆる裸地に比べて、地表下５〜１０ ｃｍにおける土壌の温度は一般に数度高い結果がこれまで得られている。

【０００４】 一般に保温あるいは／および加温によって、自然の土壌の温度よりも上昇せし めることは比較的容易であり、いわゆるハウス、トンネルおよびマルチング等に よって広く行なわれているところである。しかし自然の状態よりも土壌の温度を 継続的に、作物の生育に必要な期間にわたって下げることは難かしくこれまで行 われていない技術である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

日本の夏季や熱帯、亜熱帯地方など高気温のところでも、発芽促進、除草、保 湿、光反射、防虫、病害、汚染防止などの目的でマルチングをすることがあるが 、フィルムやシートで地面を被覆することによって、裸地よりも土壌の温度が上 昇し、かえって高温障害をおこして発芽せず、植物の生育を妨げ、場合によって は枯死させることもある。

【０００６】 このような高気温の環境下にあっても、積極的に裸地よりも土壌の温度を下げ ることによって、植物の生育に好適な土壌温度を実現すれば、日本の夏季や熱帯 地方でも本来は比較的低温で栽培するのが好ましいものを主体とした、より多く の種類の野菜や花などを栽培することができる。本考案者らは、温度を抑制する 機能をもつマルチングフィルムまたはシートを開発し、裸地よりも低い土壌温度 を実現し、日本の夏季や熱帯、亜熱帯地方でも多くの種類の植物の栽培を可能に しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

(3) 水が蒸発する時、その蒸発潜熱によってその周辺の物体の熱を奪うことは、一 般によく知られている事実であり、本考案者らは地温を下げるために、マルチン グするフィルムまたはシートの表面で水を蒸発させ、水の蒸発潜熱によって、地 温を下げることに着目し、マルチングしたフィルムまたはシートの表面が常に水 に濡れた状態で、水が絶えず蒸発している状態に保つことを試みた。

【０００８】 吸水性あるいは親水性の物質をマルチングフィルムの原材料に混入して成膜し 、フィルムに吸水性を与えることが通常考えられるが、その場合には量にもよる が、吸水性物質の連続相ができないため吸水効率は低く、また一般に親水性と疎 水性の高分子材料の相溶性は悪く、お互いに相分難した形で成膜されるためフィ ルムの強度も低下する。

【０００９】 従って本考案者らは、吸水性あるいは親水性の物質をフィルムに混入するので はなく、フィルムまたはシートの表面に薄層として形成させ、それに水を保持さ せた方が、保水量および蒸発面積もふえ、吸水、蒸発ともより効率的で温度低下 にも効果があると考えた。ただ成膜を容易にしたり、表層の強度を上げるため、 保水性を妨げない程度の高分子物質をバインダーとして表層に混合することはで きる。

【００１０】 まず水をフィルムまたはシートの表面に保つ方法として吸水性ゲルの溶液をフ ィルムまたはシート表面の全面に塗布し、乾燥、キュアして、吸水性ゲルの薄層 を形成し、これに水を適宜供給することによって、マルチングするフィルムまた はシートの表面の全面に水が常に存在する状態を実現した。フィルムまたはシー トの表面に水があれば、フィルムまたはシートの表面から常に水が蒸発し、その 蒸発潜熱によってフィルムまたはシートの温度が低下する。マルチングしたフィ ルムまたはシートとその覆っている土壌との間では、熱は伝導、輻射またはその 間にある空気の対流によって熱が伝達される。従って熱が伝わるための充分な時 間があれば、植物の根域の土壌も冷却され、植物の生育に適した土壌の温度に維 (4) 持することが可能となる。

【００１１】 水分を保持するための材料としては親水性の水に不溶な高分子材料が考えられ る。人工的あるいは合成的な親水性の高分子材料としてはポリビニールアルコー ル、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸およびその 塩、ポリメタクリル酸およびその塩、およびこれらの共重合体、セルローズおよ びその誘導体などがある。水溶性の材料は分子間および分子内のゆるやかな架橋 などによって、吸水して膨潤するが、水に不溶であることが望ましい。

【００１２】 天然の親水性の高分子材料としては、木綿や麻、木材パルプなどの植物繊維の 綿、布、織物、不織布や紙あるいは海綿などがある。デンプンは水溶性なので、 上記の合成高分子系の材料をグラフト重合するなどして不溶性とする。

【００１３】 また物理的に吸水をする材料としては多孔性の発泡体シートを用いることがで きる。すなわちスポンジ状の連続気泡をもったポリウレタンなどの発泡体シート を用いて水を吸収させればよい。

【００１４】 ベースになるフィルムまたはシートの材料としては通常マルチングフィルムに 用いられているポリエチレンやポリ塩化ビニールが用いられるが、その他ポリオ リフィン系、ポリエステルなどを用いてもよい。中でも、フラシュ紡系法により ポリオレフィン繊維を加熱圧縮結合させた不織布は、水は通さず、水蒸気を通す 微細な孔を有するので好ましい。土とできるだけ密着しやすいように軟質で薄い フィルムで、０．０１〜０．２ミリメートル程度の厚さでよい。また紙やフィル ム状の吸水材料で強度や耐久性があればそのまま用いてもよいが、水が土壌の方 に浸透する可能性があるので、なるべく水を通さない合成樹脂製のベースフィル ムと併用する方が望ましい。 (5)

【００１５】 地表で水が常時存在すると、カビやコケなどの菌類や藻類が繁殖し、植物の生 育によくない影響を与えたり、光を吸収して反射能を低下させたりすることが多 い。これを防ぐためにはフィルムやシートを製造する時に抗菌剤や防カビ剤を添 加したり表面に塗布する。また耐久性、耐候性を付与するために、酸化防止剤、 光安定剤、紫外線吸収剤などを添加する。また親水性のポリマーを疎水性のベー スフィルムまたはシートにコーティングする時には濡れをよくするために展着剤 を使用する。

【００１６】 また土壌の温度を特に下げる必要のない時は、水の供給を止めれば、通常の保 温用マルチとして使用でき、四季を通じて作物に応じて温度のコントロールがで きる。なおこの場合、作物への水やりはマルチフィルムの下に通した灌水チュー ブによって行ないマルチフィルムの表面には水がかからないようにする。湿気の 調節については、露地では自然の通風によって過湿状態になることはないし、雨 の日は水の供給を停止する。ハウス内では、湿気を嫌う作物の場合には換気装置 あるいはファンを用いて通風し、湿気を除去するとともに、水の蒸発速度を増や して更に温度を下げることができる。

【００１７】 ベースフィルムの上に親水性材料の薄層を形成する方法としては、まず当該の 親水性材料の溶液をベースフィルムの表面に塗布した後、乾燥する。必要に応じ て加熱または室温でキュアを行なう。ポリエチレン等の疎水性フィルムの上に親 水性材料を塗布する時には濡れをよくして均一な被膜を形成するために、フィル ムを予めコロナ放電処理をするか、展着剤を使用する。別の方法としては、予め 作成した親水性材料のフィルムや紙や不織布や布などをベースフィルムと貼り合 せて作ることができる。貼り合せの方法としては接着剤を用いて両者を貼り合せ るか、フィルムを成膜する時に溶融した樹脂を直接ラミネートして行なうことが できる。ポリウレタンなどの多孔性発泡材料の場合には、シート状のものを接着 剤を用いてベースフィルムと貼り合せる。 (6)

【００１８】 吸水層の厚さは乾燥状態でベースフィルムの１／１００〜１０倍程度の厚さで よいが、発泡シートや布、不織布などはベースフィルムよりもかなり厚くなるこ ともある。吸水層の色は、温度上昇を防ぐために、白色が望ましいが、ベースフ ィルムの色によっては、無色透明またはそのものの色でもよい。また近紫外線等 の光の反射効果で防虫等を行なう時は銀色にしてもよい。

【００１９】 吸水層でカバーする面積は、ベースフィルムの全面でもよいが、マルチングし た時に土で抑える裾の部分は土と接触するので、吸水層のない方が望ましい。従 ってマルチフィルムの幅方向の両端の土と接触する部分を除き中央部に吸水層を 形成するか、畝の側部を除き畝の上部にのみ吸水層を形成させる。幅広のマルチ フィルムで、二畝を一枚のフィルムでマルチングする場合には、それぞれの畝の 上部および側部をカバーする幅に吸水層を形成させる。作物や畝の幅、高さなど によって、吸水層の面積や幅を適宜選択することができる。

【００２０】 マルチフィルムの表面を常に適量の水で濡れた状態に保つための水を供給する 技術は重要である。マルチフィルムの表面に合成樹脂やゴムのチューブでできた 灌水チューブを配管し、チューブに沿って一定間隔で水を滴下してマルチフィル ム全体の吸水層にまんべんなく水が吸収されるようにする。水の出口は滴下また はにじみ出る方式で作物に直接かからないようにする。水の供給量は吸水層全体 が水に濡れた状態で、水の蒸発量と同程度になるように供給する。従って吸水層 の表面積、温度、風速等により、適量になるように適宜コントロールする。給水 量が少ないと、乾燥気味となって温度が下がらないし、蒸発量以上に供給し、吸 水能力以上に過剰に供給し続けると畝間の土壌に水が供給されて過湿となる可能 性があり好ましくない。従って比較的精密な流量計を備えて給水量をコントロー ルすることが望ましい。給水量のコントロールは、市販の自動散水機の電磁弁な どを用いて行ない、その時の状況に応じてタイマーをセットしてコントロールす るか、水分を検知するセンサーを用いて自動コントロールする方式をとる。セン (7) サーとしては、静電容量式や赤外線吸収式などの水分を検知できるものを用いる ことができる。

【００２１】

【実施例１】 表１に種々の合成樹脂のベースフィルムの表面に親水性または吸水性の材料を それぞれの添加方法で、それぞれの厚みになる様に吸水層の薄膜を形成させて作 製した、表面が吸水性または親水性のマルチングフィルムを示す。また同表には ハウス内で日中に、これらのフィルムでマルチングをして、その吸水層に水を連 続的または断続的に適当量供給して、マルチングフィルムの表面が、常に水に濡 れている状態を保ち、マルチングした土壌の温度の変化を追跡した結果を示す。 図１には表１のうちで、代表的なものの地温の推移を示した。なお対照区として は無被覆のいわゆる裸地および吸水層のない白／黒フィルムで被覆した土壌の温 度の測定を行った。

【００２２】

【表１】

【００２３】 表１および図１に明らかなように、朝スタート時の最低温度には余り差が見ら れないが、最高温度を見ると対照区の裸地に比較して水が表面で蒸発している各 区とも温度の上昇が抑えられていることが明らかである。なお温度は地表下１０ センチメートルの点の土壌中の温度を棒状温度計で測定した。

【００２４】

【実施例２】 夏季に露地で、吸水性の紙をポリエチレンフィルムの表面に接着剤を用いてラ ミネートしたフィルムでマルチングをし、紙の表面の全面にわたって常に水が存 在するように、水を継続的に調節しながら供給し、地温測定の実験を行なった。 対照区としては、無被覆のいわゆる裸地、透明フィルムおよび白／黒フィルムで マルチングした土壌の温度も測定し比較した。地温は抵抗式温度計を用いて地表 下５センチメートルの土壌の温度を連続的に測定し、多点式記録計で記録した。 (8) 結果を表２および図２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】 本考案による地温調節フィルムでは、最高温度が裸地に比べても８．０℃、透 明フィルムに比べると１３．５℃も低い結果が得られた。また最高、最低の温度 差も最も小さく、夏季でも穏和な条件で作物を栽培することが可能となった。

【００２７】

【考案の効果】 本考案による農業用特殊マルチフィルムは、その表面に常に水を存在させる機 能をもち、これに水を継続的に適量供給することによって、水の蒸発潜熱を利用 して、その下の土壌の温度の上昇を抑制する働きをもち、無被覆のいわゆる裸地 におけるよりも土壌の温度を下げることが可能である。水を遮断あるいは供給を コントロールすることによって、保温あるいは地温抑制の両方の効果を期待でき る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の結果を示す表１のうちで、代表的な
３例の地温調節フィルムおよび対照としての通常の白／
黒フィルムで被覆された土壌の温度および裸地（無被
覆）の温度の日中９時から１７時までの推移を示した図
である。

【図２】実施例２の結果を示す表２のうちで、地温調節
フィルムおよび対照としての通常の透明フィルムで被覆
された土壌の温度、裸地（無被覆）の土壌の温度および
気温の１０時から翌日１６時までの推移を示した図であ
る。

【符号の説明】

図１−１ 通常の白／黒フィルムで被覆された土壌
の温度（表１−ＮＯ．１） ４ スミカゲル塗布型地温調節フィルムで被覆され
た土壌の温度（表１−ＮＯ．４） ５ 紙ラミネート型地温調節フィルムで被積された
土壌の温度（表１−ＮＯ．５） ６ 紙をラミネートし、その上からスミカゲルを塗
布した地温調節フィルムで被覆された土壌の温度（表１
−ＮＯ．６） １６ 裸地の土壌温度（表１−ＮＯ．１６） 図２−１ 気温（表２−ＮＯ．１） ２ 裸地の土壌温度（表２−ＮＯ．２） ３ 通常の透明フィルムで被覆された土壌の温度
（表２−ＮＯ．３） ６ 紙ラミネート型地温調節フィルムで被覆された
土壌の温度（表２−ＮＯ．６）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルムの表面に、水を保持する機能を
   有する薄層を形成し、この薄層に水を適量供給すること
   によって常に水を保持させ、この水が蒸発してこのフィ
   ルムでマルチングした土壌の温度を低下せしめる機能を
   有する農業用フィルム。