JP5945840B1

JP5945840B1 - 根菜栽培用人工土壌

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Publication number: JP5945840B1
Application number: JP2015189588A
Authority: JP
Inventors: 慎也荒磯
Original assignee: 慎也荒磯
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2035-09-28
Also published as: JP2017063624A; WO2017057350A1

Abstract

【課題】専用の装置や種子を必要とせずに、害虫の発生や雑菌の繁殖を抑制しつつ、良好な品質の根菜を栽培することができる人工土壌を提供する。【解決手段】粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ未満のゼオライトを主材とする根菜栽培用人工土壌。本発明に係る根菜栽培用人工土壌によれば、有機質の肥料や天然土壌を用いずに根菜を栽培することができるため、害虫の発生や雑菌の繁殖を効果的に抑制して、衛生的に根菜を栽培することができる。また、特別な装置や種子を用いずに、低コストかつ簡便に根菜を栽培することができる。【選択図】図１４

Description

本発明は、粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ未満のゼオライトを主材とする根菜栽培用人工土壌に関する。

従来、癒しを与えるインテリアの一環として、あるいは、場所を選ばず手軽に園芸を行う手法として、植物の室内栽培が行われている。しかし、天然の土壌を用いた室内栽培では、害虫の発生や雑菌の繁殖など衛生面での課題が多い。このため、近年は、水耕栽培や人工土壌を用いた栽培により室内栽培が行われている。人工土壌としては、例えば、特許文献１には、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体を含有する人工土壌が開示されている。

特開２０１３−１３０３９号公報

しかしながら、一般に、水耕栽培で栽培できる野菜は葉物やミニトマトなどの果菜に限られ、根菜の栽培は難しい。また、専用の装置や専用の種子を必要とするため、コストが嵩むという課題がある。また、特許文献１の人工土壌は、天然土壌と混合して用いるものであるため（特許文献１；実施例）、害虫の発生や雑菌の繁殖を抑制するという効果の点で、十分なものではない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、専用の装置や専用の種子を必要とせずに、害虫の発生や雑菌の繁殖を抑制しつつ、根菜を栽培することができる人工土壌を提供することを目的とする。すなわち、手軽な鉢植えの態様で、衛生的に根菜を栽培することでき、もって、従来行われていなかった室内鑑賞用の根菜栽培を可能にする人工土壌を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究の結果、下記１〜６の知見を得た。
１．粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ未満（１〜５ｍｍ）のゼオライトは高い保水性を有すること。
２．粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ未満（１〜５ｍｍ）のゼオライトを主材とする人工土壌では、根菜種子の子葉出現に要する日数が少なく、最終的な子葉出現率も高くなり、根菜の初期の生長も良好となること。
３．ゼオライトを主材とする人工土壌では、天然土壌で栽培したものと遜色のない、良好な見た目および品質の根菜を栽培できること。
４．ゼオライトを主材とする人工土壌に第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石を含有させることにより、栄養素の濃度や糖度が高い根菜を栽培できること、および、根菜の生長を促すことができること。
５．ゼオライトを主材とする人工土壌において、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量を０．３（ｖ／ｖ）％以上１．０（ｖ／ｖ）％以下とすると、根菜の可食部の生長を促すことができること、ならびに、比較的均一な見た目および品質の根菜を栽培できること。
６．ゼオライトを主材とする人工土壌に、通常の２倍量以上の肥料を含有させることにより、根菜の生長を促すことができること。
そこで、これらの知見に基づいて、下記の各発明を完成した。

（１）本発明に係る根菜栽培用人工土壌は、粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ未満のゼオライトを主材とする。

（２）本発明に係る根菜栽培用人工土壌は、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石であって、粒径が２０ｍｍ未満の前記岩石を含有することが好ましい。

（３）（２）の根菜栽培用人工土壌は、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量が、ゼオライトの含有量に対して、０．３（ｖ／ｖ）％以上１．０（ｖ／ｖ）％以下であることが好ましい。

（４）本発明に係る根菜栽培用人工土壌は、下記（ａ）〜（ｅ）を構成成分とする肥料を含有することが好ましい；（ａ）過リン酸石灰（Ｃａ（Ｈ_２ＰＯ_４）・Ｈ_２ＯおよびＣａＳＯ_４）、（ｂ）硫酸カリウム（Ｋ_２ＳＯ_４）、（ｃ）尿素（ＣＯ（ＮＨ_２）_２）、（ｄ）硫酸アンモニウム（（ＮＨ_３）_２ＳＯ_４）、（ｅ）苦土石灰（ＣａＣＯ_３およびＭｇＣＯ_３）。

（５）（４）の根菜栽培用人工土壌は、前記（ａ）〜（ｅ）の含有量が下記のとおりであることが好ましい；ゼオライト１０００ｍＬに対して、（ａ）過リン酸石灰（Ｃａ（Ｈ_２ＰＯ_４）・Ｈ_２ＯおよびＣａＳＯ_４）：４ｇ以上、（ｂ）硫酸カリウム（Ｋ_２ＳＯ_４）：１．０ｇ以上、（ｃ）尿素（ＣＯ（ＮＨ_２）_２）：０．２ｇ以上、（ｄ）硫酸アンモニウム（（ＮＨ_３）_２ＳＯ_４）：１．０ｇ以上、（ｅ）苦土石灰（ＣａＣＯ_３およびＭｇＣＯ_３）：２０ｇ以上。

本発明に係る根菜栽培用人工土壌によれば、有機質の肥料や天然土壌を用いずに根菜を栽培することができる。そのため、害虫の発生や雑菌の繁殖を効果的に抑制して、衛生的に根菜を栽培することができる。また、本発明に係る根菜栽培用人工土壌によれば、特別な装置や特別な種子を用いずに、手軽な鉢植えの態様で、低コストかつ簡便に根菜を栽培することができる。また、本発明に係る根菜栽培用人工土壌によれば、形状、大きさ、色合い、栄養素、糖度などの点で、天然土壌で栽培したものと遜色のない、良好な見た目および品質の根菜を栽培することができる。すなわち、本発明に係る根菜栽培用人工土壌は、食用のみならず、従来行われていなかった室内鑑賞用の根菜栽培を可能にするものであり、室内栽培に新たな付加価値を与えることができる。

本実施例における「多肉根」および「根」が指す部位を、ラディッシュの例で示す写真である。人工土壌および天然土壌で栽培したラディッシュの多肉根を示す写真である。人工土壌で栽培したニンジンおよび市販の路地栽培されたニンジンのβ−カロテン濃度および糖度を示すグラフである。（Ａ）は、肥料の含有量を変えた人工土壌で栽培したビーツの多肉根の写真であり、（Ｂ）は、その重量等の測定結果を示す表である。異なる粒径のゼオライトに滴下した水の、滴下から０分〜３時間経過時の拡散状況と蒸発状況を示す写真である。異なる粒径のゼオライトに滴下した水の、滴下から５〜１５時間経過時の拡散状況と蒸発状況を示す写真である。天然土壌における水の拡散の様子を示す模式図である。（Ａ）は、異なる粒径のゼオライトを用いた人工土壌におけるラディッシュの子葉出現率を示す表であり、（Ｂ）は、その子葉出現率を折れ線グラフに表したものである。（Ａ）は、異なる粒径のゼオライトを用いた人工土壌で栽培したラディッシュの草丈を示す表、（Ｂ）は、その草丈を折れ線グラフに表したもの、（Ｃ）は、その草丈を示す写真である。（Ａ）は、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量が異なる人工土壌で栽培したラディッシュの、多肉根の重量およびその標準偏差を示す表である。（Ｂ）は、その多肉根重量の基準値との差および多肉根重量の標準偏差を示す棒グラフである。（Ａ）は、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量が異なる人工土壌で栽培したラディッシュの、多肉根の横／縦比およびその標準偏差を示す表である。（Ｂ）は、その多肉根横／縦比の基準値との差および多肉根横／縦比の標準偏差を示す棒グラフである。（Ａ）は、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量が異なる人工土壌で栽培したラディッシュの、根の重量およびその標準偏差を示す表である。（Ｂ）は、その根重量の基準値との差および根重量の標準偏差を示す棒グラフである。（Ａ）は、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量が異なる人工土壌で栽培したラディッシュの、根の長さおよびその標準偏差を示す表である。（Ｂ）は、その根長さの基準値との差および根長さの標準偏差を示す棒グラフである。人工土壌で栽培した白カブを示す写真である。

以下、本発明に係る根菜栽培用人工土壌について詳細に説明する。本発明において「根菜」とは、栽培過程で土壌中に生育する部分を食用する野菜をいう。具体的には、例えば、ゴボウ、ビート、ニンジン、ラディッシュ、ダイコン、カブ、ヤーコン、サトイモ、レンコン、ショウガ、ジャガイモ、クワイ、サツマイモ、エシャロット、ニンニク、ラッキョウ、ナガイモ、タマネギなどを挙げることができる。

ゼオライトは、結晶中に微細孔を持つアルミノケイ酸塩の総称であり、無水物の一般式は（Ｍ^Ｉ，Ｍ^ＩＩ _１／２）_ｍ（Ａｌ_ｍＳｉ_ｎＯ_２（_ｍ＋ｎ））（ｎ≧ｍ）（ただし、Ｍ^Ｉはアルカリ金属を、Ｍ^ＩＩはアルカリ土類金属をそれぞれ表す）で表される。ゼオライトは、その骨格構造に基づいて、例えば、Ａ型、フェリエライト、ＭＣＭ−２２、ＺＳＭ−５、モルデナイト、Ｌ型、Ｘ型、Ｙ型、ベータ型など多種類に分類される。本発明に係るゼオライトの骨格構造は特に限定されず、これらのいずれも用いることができる。また、ゼオライトは、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、ゼオライトは、天然に産出したものでも人工的に合成されたものでもよく、ゼオライトとして市販されているものを用いることができる。

ここで、本発明に係るゼオライトの粒径は、後述する実施例４（１）に示すように、高い保水性を有する点で１ｍｍ以上５ｍｍ未満（１〜５ｍｍ）が好ましく、天然土壌と同様の水の拡散機能および天然土壌と同等の高い保水性を有する点で１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）がより好ましい。

なお、本発明において「粒径がＸｍｍ以上」とは、長さＸｍｍの目開きのふるいを通過しない大きさをいう。また、「粒径がＹｍｍ未満」とは、長さＹｍｍの目開きのふるいを通過する大きさをいう。すなわち、例えば、「粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ未満」とは、長さ１ｍｍの目開きのふるいを通過せず、かつ、長さ５ｍｍの目開きのふるいを通過する大きさをいう。

本発明において「ゼオライトを主材とする」とは、根菜栽培用人工土壌を構成する主たる材料がゼオライトであることをいう。すなわち、本発明に係る根菜栽培用人工土壌には、本発明の効果を阻害しない限度において、ゼオライト以外の物質を含んでいてもよい。ここで、本発発明に係る根菜栽培用人工土壌におけるゼオライトの含有量としては、例えば、５０〜１００（ｖ／ｖ）％を挙げることができ、このうち６０〜１００（ｖ／ｖ）％が好ましく、７０〜１００（ｖ／ｖ）％がより好ましく、８０〜１００（ｖ／ｖ）％がよりさらに好ましい。

本発明に係る根菜栽培用人工土壌は、後述する実施例２および５に示すように、栄養素の濃度や糖度が高い根菜を栽培できる点や根菜の生長を促すことができる点で、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石を含有することが好ましい。

第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石は、後述する実施例１（１）［１−１］に示すように、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）の水溶液に砕いた岩石を浸漬し、これを乾燥させることにより作製することができる。ここで、「岩石」は、火成岩、堆積岩、変成岩の別を問わず、いずれも用いることができる。また、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）水溶液に浸漬する岩石の粒径は、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）水溶液が容易に浸透するように、２０ｍｍ未満であることが好ましい。

根菜栽培用人工土壌における第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量は、後述する実施例５に示すように、根菜の可食部の生長を促すことができる点や、比較的均一な品質の根菜を栽培できる点で、ゼオライトの含有量に対して、０．３（ｖ／ｖ）％以上１．０（ｖ／ｖ）％以下であることが好ましい。また、栽培した根菜に鉄分の臭いや味が生じるのを防ぐ点からも、根菜栽培用人工土壌における第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量は１．０（ｖ／ｖ）％以下であることが好ましい。また、当該含有量の第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石を、根菜種子の根の周りにまんべんなく行き渡らせるためには、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の粒径は、０．４ｍｍ未満が好ましく、０．３ｍｍ未満がより好ましい。

次に、本発明に係る根菜栽培用人工土壌は、下記（ａ）〜（ｅ）を構成成分とする肥料を含有することが好ましい；
（ａ）過リン酸石灰（Ｃａ（Ｈ_２ＰＯ_４）・Ｈ_２ＯおよびＣａＳＯ_４）、
（ｂ）硫酸カリウム（Ｋ_２ＳＯ_４）、
（ｃ）尿素（ＣＯ（ＮＨ_２）_２）、
（ｄ）硫酸アンモニウム（（ＮＨ_３）_２ＳＯ_４）、
（ｅ）苦土石灰（ＣａＣＯ_３およびＭｇＣＯ_３）。
上記（ａ）〜（ｅ）の構成成分は、肥料として市販されているものを用いることができる。

本発明に係る肥料において、上記（ａ）〜（ｅ）の含有量は、後述する実施例３に示すように、根菜の生長を促すことができる点で下記のとおりであることが好ましい；
ゼオライト１０００ｍＬに対して、
（ａ）過リン酸石灰（Ｃａ（Ｈ_２ＰＯ_４）・Ｈ_２ＯおよびＣａＳＯ_４）：４ｇ以上、
（ｂ）硫酸カリウム（Ｋ_２ＳＯ_４）：１．０ｇ以上、
（ｃ）尿素（ＣＯ（ＮＨ_２）_２）：０．２ｇ以上、
（ｄ）硫酸アンモニウム（（ＮＨ_３）_２ＳＯ_４）：１．０ｇ以上、
（ｅ）苦土石灰（ＣａＣＯ_３およびＭｇＣＯ_３）：２０ｇ以上。

以下、本発明に係る根菜栽培用人工土壌について、各実施例に基づいて説明する。なお、本発明の技術的範囲は、これらの実施例によって示される特徴に限定されない。また、以下の実施例において、「多肉根」とは、図１のラディッシュの例に示すように、根菜において通常可食される部位をいう。また、「根」とは、「多肉根」の下部あるいは側部に生えている細根の部位をいう。ゼオライトは、粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）、１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）および５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のものは「仁木ゼオライト」（北海道ゼオライト株式会社）を、３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）のものは「プロの素材ＮＯ２４ゼオライト根腐れ防止剤」（有限会社北松）を用いた。

＜実施例１＞根菜の栽培可能性の検討
（１）人工土壌の作製
［１−１］第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の作製
粉粒状の軽石（火山礫）（「プロの素材ＮＯ８軽石中粒」；有限会社北松）を容器に入れた。この火山礫の粒径を測定したところ、１ｍｍ以上２０ｍｍ未満（１〜２０ｍｍ）であった。火山礫を入れた容器に硫酸第１鉄（ＦｅＳＯ_４）の飽和水溶液を注いで、時々攪拌しつつ室温で乾燥させることにより、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を火山礫に含浸させた。続いて、この火山礫を粉砕して、粒径が０．０１以上０．３ｍｍ未満（０．０１〜０．３ｍｍ）の粉状とした。以上の操作により、第１鉄イオンを含む岩石を作製した。

［１−２］配合
粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）のゼオライト７５０ｍＬに対して、粒径が５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のゼオライト２５０ｍＬとなるよう混合した。ここに、下記※の組成の肥料を混合した。続いて、本実施例１（１）［１−１］の第１鉄イオンを含む岩石を、ゼオライトの含有量に対して０．３（ｖ／ｖ）％となるよう混合し、これを人工土壌とした。

※肥料の組成
ゼオライト１０００ｍＬに対して
・過リン酸石灰（「過燐酸石灰（木になる時間）」；朝日工業株式会社）：２ｇ
・硫酸カリウム（「硫酸加里（木になる時間）」；朝日工業株式会社）：０．５ｇ
・尿素（「尿素（木になる時間）」；朝日工業株式会社）：０．１ｇ
・硫酸アンモニウム（「硫安（木になる時間）」；朝日工業株式会社）：０．５ｇ
・苦土石灰（「苦土石灰」；瑞茂物産（大連）有限公司）：１０ｇ

（２）ラディッシュの栽培および評価
天然の土壌として黒土（「プロの素材ＮＯ１３黒土」；有限会社北松）を用意した。次に、５０ｃｃ容量のビーカーに水を注ぎ、ラディッシュの種子（コメット；タキイ種苗）を入れ、水に浮かんでくる種子を取り除き、沈んだ種子を１日水に浸した。その後、本実施例１（１）の人工土壌および黒土を入れたポットに種子を５粒ずつ播種し、約１ｃｍ厚さで覆土した。これを、下記の栽培条件にて２５日間栽培し、多肉根を収穫して観察した。その結果を図２に示す。なお、それぞれのポットにおいて、発芽して本葉が出た時点で、成長の良い苗を１本ずつ残し、成長の悪い苗はハサミで切り取ることにより芽かきをした。

栽培条件
明暗条件；土壌表面での照度約１２０００ｌｕｘ、点灯１５時時間、消灯９時間。
水遣り頻度；毎日５０ｃｃ
温度；２１．４〜３０℃（平均温度２５．７℃）

図２に示すように、人工土壌で栽培したラディッシュ多肉根は球形に近い形状で、赤い肌色をしており、その形状や大きさ、色合いなどは、天然土壌で栽培したものと同等程度であった。この結果から、ゼオライトを主材とする人工土壌により、天然土壌と同様に根菜を栽培できることが明らかになった。

＜実施例２＞第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の要否の検討および市販の作物との比較
（１）人工土壌の作製
実施例１（１）と同様にして人工土壌を作製した。ただし、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石を混合したもの（Ｆｅ^２＋有り）としないもの（Ｆｅ^２＋無し）を作製した。また、ゼオライトは、粒径３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）が７００ｍＬに対して、粒径１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）が３００ｍＬとなるよう混合したものを用いた。

（２）ニンジンの栽培および評価
本実施例２（１）の人工土壌において、実施例１（２）に記載の方法によりニンジンを栽培し、多肉根を収穫した。ただし、種子はニンジンの種子（ピッコロ；タキイ種苗）を用いて、栽培期間は７３日間とし、温度は２４．２〜２９．９℃（平均温度２７℃）とした。続いて、糖度計を用いて多肉根の糖度（Ｂｒｉｘ％）を測定した。また、下記の測定方法により多肉根のβ−カロテン濃度（ｍｇ／１００ｇ）を測定した。また、市販の路地栽培されたニンジンを購入し、同様にβ−カロテン濃度および糖度を測定した。その結果を図３に示す。

β−カロテン濃度の測定方法
「ニンジンに含まれるα−カロテンとβ−カロテンの簡易分別定量法」永田ら、２００６年（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎａｒｏ．ａｆｆｒｃ．ｇｏ．ＪＰ／ｐｒｏｊｅｃｔ／ｒｅｓｕｌｔｓ／ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ／ｖｅｇｅｔｅａ／２００６／ｖｅｇｅｔｅａ０６−１６．ｈｔｍｌ）に従って測定した。具体的には、試料として３ｇのニンジン多肉根を計り取り、ホモジナイズしてアセトンで３回繰り返し抽出した。続いて、抽出液を２５０ｍLにメスアップした後、濾過して濾液を得た。この濾液の波長４４３ｎｍおよび４９２ｎｍの吸光度を分光光度計にて測定し、次式を用いて、濾液のβ−カロテン濃度を算出した。式；βカロテン量（ｍｇ／Ｌ）＝−１．２９２Ａ_{４４３ｎｍ}＋３．６９８Ａ_{４９２ｎｍ}＋０．１３１。算出結果に基づき、試料のβ−カロテン濃度を算出した。

図３に示すように、Ｆｅ^２＋有りの人工土壌では、β−カロテン濃度が９．１２ｍｇ／１００ｇ、糖度が１０．４％であった。Ｆｅ^２＋無しの人工土壌では、β−カロテン濃度が８．３９ｍｇ／１００ｇ、糖度が９．６％であった。これに対して、市販のニンジンでは、β−カロテン濃度が４．８８ｍｇ／１００ｇ、糖度が６．９％であった。すなわち、人工土壌で栽培したニンジンは、露地栽培したニンジンと比較して、β−カロテン濃度および糖度のいずれもが高かった。また、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石を含有する人工土壌で栽培したニンジンは、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石を含有しない人工土壌で栽培したニンジンと比較して、β−カロテン濃度および糖度のいずれもが高かった。

これらの結果から、ゼオライトを主材とする人工土壌では、天然土壌よりも栄養素の濃度や糖度が高い根菜が栽培できることが明らかになった。また、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石を含有する人工土壌では、栄養素の濃度や糖度がより高い根菜を栽培できることが明らかになった。

＜実施例３＞肥料の含有量の検討
（１）人工土壌の作製
実施例１（１）と同様にして人工土壌を作製した。ただし、肥料の含有量を実施例１（１）［１−２］と同量にしたもの（１倍肥料）と、その２倍にしたもの（２倍肥料）とを作製した。また、ゼオライトは、粒径３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）が５００ｍＬに対して、粒径１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）が５００ｍＬとなるよう混合したものを用いた。

（２）ビーツの栽培および評価
本実施例３（１）の人工土壌において、実施例１（２）に記載の方法によりビーツを栽培し、多肉根を収穫した。ただし、種子はビーツの種子（デトロイト・ダークレッド；タキイ種苗）を用いて、種子を水に浸漬して選別することは行わなかった。また、栽培期間は７０日間とし、温度は２５．５〜３０．９℃（平均温度２８．２℃）とした。その後、３個体を収穫し、多肉根、葉および根の重量（ｇ）、ならびに多肉根の横方向直径（ｍｍ）、縦方向長さ（ｍｍ）および糖度（Ｂｒｉｘ％）を測定して、それぞれの平均値を求めた。また、多肉根の縦方向長さに対する横方向直径の比（横／縦比）を算出して平均値を求めた。ここで、横／縦比は多肉根の形状の指標となるものであり、１に近いほど球形に近いことを示す。その結果を図４に示す。

図４に示すように、１倍肥料の人工土壌では、多肉根重量は４．９ｇ、多肉根横方向直径は１９．９ｍｍ、多肉根縦方向長さは２４．０ｍｍ、多肉根横／縦比は０．８３、糖度は１６．０％、葉重量は１０．５ｇ、根重量は３．８３ｇであった。これに対して、２倍肥料の人工土壌では、多肉根重量は１５．５ｇ、多肉根横方向直径は３１．３ｍｍ、多肉根縦方向長さは３４．７ｍｍ、多肉根横／縦比は０．９０、糖度は１５．７％、葉重量は１７．２ｇ、根重量は６．１４ｇであった。すなわち、２倍肥料の人工土壌で栽培したビーツは、１倍肥料の人工土壌で栽培したものと比較して、形状や糖度は同等であったが、多肉根の大きさ、ならびに、多肉根、葉および根の重量が大きかった。

これらの結果から、ゼオライトを主材とする人工土壌では、肥料の含有量にかかわらず、甜菜（糖度の基準値：１７％）と同等の十分な糖度を有し、良好な品質および形状のビーツを栽培できることが明らかになった。また、肥料の含有量が通常の２倍量以上である人工土壌では、根菜の生長を促すことができることが明らかになった。

＜実施例４＞ゼオライトの粒径の検討
（１）保水性の検討
高さ１２ｃｍ、幅１０ｃｍ、奥行き８ｍｍの容器が４個並んだ観察装置を作製した。観察装置の側面はアクリル板を用いて透明になるようにした。粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）、１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）、３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）および５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のゼオライトを各容器に充填した。メスピペットで２．０ｍＬの水を測り取り、これを一滴ずつ、各容器に充填されたゼオライトの表面中央に滴下した。２．０ｍＬの水を滴下し終えた時を０分とし、１５時間後まで経時的に、水の拡散状況と蒸発状況を観察した。その結果を図５および図６に示す。また、天然土壌における水の拡散の様子を図７に示す（ＤＡＮＩＥＬＨＩＬＬＥＬ著、岩田進午監訳、「土壌物理学概論」第５版、養賢堂、１９９７年、第１３６頁）。

図５および図６に示すように、粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）のゼオライトは、０分、１０分後、１時間３０分後および３時間後のいずれにおいても、水は上層に留まり、下に浸透しなかった。そして３時間後には上部から蒸発が始まり、５時間後には、蒸発に伴い、水に濡れた部分のゼオライトが分離し始めた。７時間後、９時間後および１５時間後には、時間の進行に伴い、水に濡れた部分のゼオライトの分離が顕著になった。この結果から、粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）のゼオライトは、水の透過性および保水性が小さいことが明らかになった。

次に、粒径が１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）のゼオライトは、０分では、滴下した水は垂直方向に３．６ｃｍ、かつ水平方向に２．５ｃｍで留まった。この水の拡散状況は、図７に示される天然土壌における水の拡散の様子と同様の形状であった。そして、１０分後、１時間３０分後、３時間後および５時間後のいずれにおいても、水の拡散状況は０分と同様に保たれており、蒸発は認められなかった。７時間後には、上層部の水がわずかに蒸発していたが、下部の浸透した水は０分と同様に保たれていた。９時間後には、上層部の水の蒸発がやや進行していたが、下部の浸透した水は０分と同様に保たれていた。１５時間後には、上層部の水が蒸発し、下部の浸透した水もやや蒸発していたが、０分と同様の形状が認められる程度に水分が保たれていた。この結果から、粒径が１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）のゼオライトは、天然土壌と同様の水の拡散機能を有すること、および、天然土壌と同等の高い保水性を有することが明らかになった。

次に、粒径が３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）のゼオライトは、０分では、滴下した水は垂直方向に８ｃｍで留まった。そして１０分後は、水の拡散状況は０分と同様に保たれていた。１時間３０分後は、上層部の水が蒸発し始めたが、下部の浸透した水は０分と同様に保たれていた。３時間後は、上層部の水の蒸発が進行していたが、下部の浸透した水は保たれていた。５時間後は、上層部の水が蒸発したが、下部の浸透した水は残存していた。７時間後も、下部の浸透した水の残存が認められた。９時間後および１５時間後は、ほぼ全ての水が蒸発していた。この結果から、粒径が３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）のゼオライトは、比較的高い保水性を有することが明らかになった。

最後に、粒径が５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のゼオライトは、０分および１０分後では、滴下した水は垂直方向のみに拡散し、容器の底に到達していた。１時間３０分後は、上層部の水が蒸発し始めたが、下部の浸透した水は０分と同様に保たれていた。３時間後は、上層部の水の蒸発が進行し、中央部の水も蒸発し始めた。５時間後は、上層部および中央部の水が蒸発し、底部の水のみが残存していた。７時間後、９時間後および１５時間後は、ほぼ全ての水分が蒸発していた。すなわち、粒径が５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のゼオライトは保水性が小さいことが明らかになった。

以上の結果から、粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ未満（１〜５ｍｍ）のゼオライトは、高い保水性を有する点で、人工土壌の主材として好適であることが明らかになった。また、粒径が１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）のゼオライトは、天然土壌と同様の水の拡散機能および天然土壌と同等の高い保水性を有する点で、人工土壌の主材としてより好適であることが明らかになった。

（２）ラディッシュの子葉出現率および初期生育状況の検討
［２−１］人工土壌の作製
実施例１（１）と同様にして人工土壌を作製した。ただし、ゼオライトは、粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）、１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）、３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）および５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のものを、混合せずにそれぞれ用いた。

［２−２］ラディッシュの栽培および評価
５０ｃｃ容量のビーカーに水を注ぎ、ラディッシュの種子（コメット；タキイ種苗）を入れ、水に浮かんでくる種子を取り除いて水に沈んだ種子を選別した。続いて、水を含ませたティッシュペーパーをシャーレに敷き、その上に種子を２４時間置いた。発芽の兆候を示した種子（膨らんだ種子）のみを選別し、本実施例４（２）［２−１］の人工土壌を入れたポットに１２粒ずつ播種し、約１ｃｍ厚さで覆土した。これを、下記の栽培条件にて６日間栽培した。播種後日数が１〜５日目に子葉が出現した個体数を数えて、次式により子葉出現率を求めた。式；子葉出現率（％）＝（子葉が出現した個体数／１２）×１００。その結果を図８に示す。また、播種後日数が５日目に草丈を計測し、その平均値を算出した。その結果を図９に示す。

栽培条件
明暗条件；土壌表面での照度約１２０００ｌｕｘ、点灯１６時時間、消灯８時間。
水遣り頻度；２日に１回５０ｃｃ
温度；１７．７〜２９℃（平均温度２３．４℃）

図８に示すように、子葉出現率は、粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は、播種後１日目で０％、２日目で２５％、３〜５日目で７２％であった。粒径が１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は、播種後１日目で３６％、２日目で８３％、３〜５日目で９２％であった。粒径が３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は、播種後１日目で３３％、２日目で６９％、３日目で８１％、４日目で８３％、５日目で８６％であった。粒径が５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は、播種後１日目で３％、２日目で４４％、３日目で６４％、４日目で７２％、５日目で７８％であった。

すなわち、粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）および５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は、大部分の個体の子葉が出現するまでに播種から３日を要し、播種後５日目の子葉出現率も８０％未満に留まった。これに対して、粒径が１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）および３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は、播種後２日目までに大部分の個体の子葉の出現が完了し、播種後５日目の子葉出現率も８５％を超える高さであった。

また、図９に示すように、播種後５日目の草丈は、粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は２２ｍｍ、粒径が１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は４０ｍｍ、粒径が３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は３３ｍｍ、粒径が５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のゼオライトを用いた場合は、２５ｍｍであった。すなわち、粒径が１ｍｍ未満（＜１ｍｍ）および５ｍｍ以上（≧５ｍｍ）のゼオライトを用いた場合と比較して、粒径が１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）および３ｍｍ以上５ｍｍ未満（３〜５ｍｍ）のゼオライトを用いた場合の方がラディッシュの草丈が高かった。

以上の図８および図９の結果から、粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ未満（１〜５ｍｍ）のゼオライトを主材とする人工土壌では、子葉出現に要する日数が少なく、最終的な子葉出現率も高くなり、根菜の初期の生長も良好となることが明らかになった。

＜実施例５＞第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量の検討
（１）人工土壌の作製
実施例１（１）と同様にして人工土壌を作製した。ただし、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量（Ｆｅ^２＋含有量）を、ゼオライトの含有量に対して０、０．１、０．３、０．５および１．０（ｖ／ｖ）％としたものを作製した。また、ゼオライトは、粒径１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）のものを用いた。また、肥料の含有量は実施例１（１）［１−２］の２倍量とした。

（２）ラディッシュの栽培および評価
５０ｃｃ容量のビーカーに水を注ぎ、ラディッシュの種子（赤丸はつかラディッシュ；株式会社トーホク）を入れ、水に浮かんでくる種子を取り除いて水に沈んだ種子を選別した。続いて、水を含ませたティッシュペーパーをシャーレに敷き、その上に種子を２４時間置いた。約１ｍｍ長さの芽が発芽した種子のみを選び、本実施例５（１）の人工土壌を入れた５号鉢に１５粒ずつ播種し（１箇所当たり５粒の計３箇所に分けて播種した）、約１ｃｍ厚さで覆土した。これを、下記の栽培条件にて２８日間栽培した。なお、それぞれのポットにおいて、発芽して本葉が出た時点で、成長の良い苗を１鉢当たり３つずつ（１箇所当たり１つずつ）残し、成長の悪い苗はハサミで切り取ることにより芽かきをした。

栽培条件
明暗条件；土壌表面での照度約１２０００ｌｕｘ、点灯１５時時間、消灯９時間。
水遣り頻度；毎日５０〜１００ｃｃ
温度；２３．４〜３１℃（平均温度２７．２℃）

その後、同じＦｅ^２＋含有量の人工土壌毎に３個体ずつ収穫し、多肉根の重量および横／縦比、ならびに根の重量および長さを測定してその平均値および標準偏差を求めた。さらに、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合の平均値を基準として、Ｆｅ^２＋含有量が０．１、０．３、０．５および１．０（ｖ／ｖ）％の場合の平均値との差を求め、標準偏差と併せて棒グラフに表した。多肉根の重量の結果を図１０に、多肉根の横／縦比の結果を図１１に、根の重量の結果を図１２に、根の長さの結果を図１３に、それぞれ示す。なお、図１０〜図１３の棒グラフでは、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合の値は０となるが、便宜上幅を持たせて表記した。

図１０に示すように、多肉根の重量の差は、Ｆｅ^２＋含有量が０．１（ｖ／ｖ）％で−０．３１ｇ、０．３（ｖ／ｖ）％で＋２．４２ｇ、０．５（ｖ／ｖ）％で＋０．６８ｇ、１．０（ｖ／ｖ）％で＋１．０４ｇであった。すなわち、Ｆｅ^２＋含有量が０．３、０．５および１．０（ｖ／ｖ）％で正の値であり、特に０．３（ｖ／ｖ）％で最大であった。また、多肉根の重量の標準偏差は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％で１．６５、０．１（ｖ／ｖ）％で１．２６、０．３（ｖ／ｖ）％で０．２３、０．５（ｖ／ｖ）％で０．８９、１．０（ｖ／ｖ）％で０．９６であった。

すなわち、人工土壌におけるＦｅ^２＋含有量が０．３〜１．０（ｖ／ｖ）％の場合は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合と比較して、多肉根の重量が大きかった。特に、Ｆｅ^２＋含有量が０．３（ｖ／ｖ）％の場合は、多肉根の重量が顕著に大きかった。また、Ｆｅ^２＋含有量が０．３〜１．０（ｖ／ｖ）％の場合は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合と比較して、個体間の多肉根重量のばらつきが小さかった。

また、図１１に示すように、多肉根の横／縦比の差は、Ｆｅ^２＋含有量が０．１（ｖ／ｖ）％で−０．０５、０．３（ｖ／ｖ）％で＋０．２５、０．５（ｖ／ｖ）％で＋０．１２、１．０（ｖ／ｖ）％で＋０．１４であった。すなわち、Ｆｅ^２＋含有量が０．３、０．５および１．０（ｖ／ｖ）％で正の値であり、特に０．３（ｖ／ｖ）％で最も１に近い値であった。また、多肉根の横／縦比の標準偏差は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％で０．１５３、０．１（ｖ／ｖ）％で０．０８０、０．３（ｖ／ｖ）％で０．０６２、０．５（ｖ／ｖ）％で０．０６５、１．０（ｖ／ｖ）％で０．０５６であった。

すなわち、人工土壌におけるＦｅ^２＋含有量が０．３〜１．０（ｖ／ｖ）％の場合は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合と比較して、多肉根の形状がより球形に近かった。特に、Ｆｅ^２＋含有量が０．３（ｖ／ｖ）％の場合は、多肉根の形状が顕著に球形に近かった。また、Ｆｅ^２＋含有量が０．３〜１．０（ｖ／ｖ）％の場合は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合と比較して、個体間の多肉根横／縦比のばらつきが小さかった。

また、図１２に示すように、根の重量の差は、Ｆｅ^２＋含有量が０．１（ｖ／ｖ）％で±０ｇ、０．３（ｖ／ｖ）％で＋０．１６ｇ、０．５（ｖ／ｖ）％で＋０．２０ｇ、１．０（ｖ／ｖ）％で−０．１０ｇであった。すなわち、Ｆｅ^２＋含有量が０．３および０．５（ｖ／ｖ）％で正の値であった。また、Ｆｅ^２＋含有量が０．３（ｖ／ｖ）％で標準偏差の値が最も小さかった。また、根の重量の標準偏差は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％で０．４１、０．１（ｖ／ｖ）％で０．１７、０．３（ｖ／ｖ）％で０．０７、０．５（ｖ／ｖ）％で０．２２、１．０（ｖ／ｖ）％で０．１６であった。

すなわち、人工土壌におけるＦｅ^２＋含有量が０．３〜０．５（ｖ／ｖ）％の場合は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合と比較して、根の重量が大きかった。また、Ｆｅ^２＋含有量が０．３〜１．０（ｖ／ｖ）％の場合は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合と比較して、個体間の根重量のばらつきが小さかった。

また、図１３に示すように、根の長さの差は、Ｆｅ^２＋含有量が０．１（ｖ／ｖ）％で＋６ｍｍ、０．３（ｖ／ｖ）％で＋１７ｍｍ、０．５（ｖ／ｖ）％で＋１２ｍｍ、１．０（ｖ／ｖ）％で−６８ｍｍであった。すなわち、Ｆｅ^２＋含有量が０．１〜０．５（ｖ／ｖ）％で正の値であった。また、Ｆｅ^２＋含有量が０．３（ｖ／ｖ）％で標準偏差の値が最も小さかった。また、根の長さの標準偏差は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％で７５．５、０．１（ｖ／ｖ）％で２２．２、０．３（ｖ／ｖ）％で６．６、０．５（ｖ／ｖ）％で３０．９、１．０（ｖ／ｖ）％で２９．２であった。

すなわち、人工土壌におけるＦｅ^２＋含有量が０．１〜０．５（ｖ／ｖ）％の場合は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合と比較して、根の長さが大きかった。また、Ｆｅ^２＋含有量が０．３〜１．０（ｖ／ｖ）％の場合は、Ｆｅ^２＋含有量が０（ｖ／ｖ）％の場合と比較して、個体間の根長さのばらつきが小さかった。

以上の図１０〜図１３の結果から、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石を含有する人工土壌では、ラディッシュの多肉根の重量、根の重量および根の長さが大きくなり、多肉根の形状が球形に近くなることが明らかになった。また、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量を０．３（ｖ／ｖ）％以上１．０（ｖ／ｖ）％以下とすると、ラディッシュの多肉根の重量が大きくなり、多肉根の形状が球形に近くなることが明らかになった。また、人工土壌の第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量を０．３（ｖ／ｖ）％以上１．０（ｖ／ｖ）％以下とすると、多肉根の重量および形状、ならびに根の生長の個体差を小さくし、比較的均一な見た目および品質のラディッシュを栽培できることが明らかになった。

すなわち、第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石を含有する人工土壌では、根菜の生長を促すことができることが明らかになった。また、人工土壌の第１鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を含む岩石の含有量を０．３（ｖ／ｖ）％以上１．０（ｖ／ｖ）％以下とすると、根菜の可食部の生長を促すことができること、ならびに、比較的均一な見た目および品質の根菜を栽培できることが明らかになった。

＜実施例６＞白カブの栽培
実施例１（１）と同様にして人工土壌を作製した。ただし、ゼオライトは粒径１ｍｍ以上３ｍｍ未満（１〜３ｍｍ）のものを用いた。また、肥料の含有量は実施例１（１）［１−２］の２倍量とした。続いて、この人工土壌において、実施例１（２）に記載の方法により白カブを栽培した。ただし、種子を水に浸漬して選別することは行わなかった。また、種子は白カブの種子（スワン；タキイ種苗）を用いて、水遣り頻度は毎日５０〜１００ｃｃとし、栽培期間は８８日間とし、温度は２４〜２８℃とした。その結果を図１４に示す。

図１４に示すように、栽培した白カブは、青々とした葉ときれいな白い肌色をした多肉根とを有し、多肉根の形状は球形に近く、その直径は６ｃｍであった。また、多肉根および葉を漬け物にして食したところ、天然土壌で栽培したものと同様の味および食感を有し、美味であった。この結果から、ゼオライトを主材とする人工土壌では、野菜として品質が良いだけでなく、観賞用としても価値の高い根菜を栽培できることが明らかになった。

以上の実施例１〜６の結果から、本発明に係るゼオライトを主材とする人工土壌により、野菜として品質が良いだけでなく観賞用としても価値の高い根菜を、手軽な鉢植えの態様で、衛生的に栽培できることが明らかになった。

Claims

粒径が１ｍｍ以上５ｍｍ未満のゼオライトを主材とし、第１鉄イオン（Ｆｅ ^２＋）を含む岩石であって、粒径が２０ｍｍ未満の前記岩石を含有する、根菜栽培用人工土壌。
前記岩石の含有量が、ゼオライトの含有量に対して、０．３（ｖ／ｖ）％以上１．０（ｖ／ｖ）％以下である、請求項１に記載の根菜栽培用人工土壌。
下記（ａ）〜（ｅ）を構成成分とする肥料を含有する、請求項１または請求項２に記載の根菜栽培用人工土壌；
（ａ）過リン酸石灰（Ｃａ（Ｈ_２ＰＯ_４）・Ｈ_２ＯおよびＣａＳＯ_４）、
（ｂ）硫酸カリウム（Ｋ_２ＳＯ_４）、
（ｃ）尿素（ＣＯ（ＮＨ_２）_２）、
（ｄ）硫酸アンモニウム（（ＮＨ_３）_２ＳＯ_４）、
（ｅ）苦土石灰（ＣａＣＯ_３およびＭｇＣＯ_３）。
前記（ａ）〜（ｅ）の含有量が下記のとおりである、請求項３に記載の根菜栽培用人工土壌；
ゼオライト１０００ｍＬに対して、
（ａ）過リン酸石灰（Ｃａ（Ｈ_２ＰＯ_４）・Ｈ_２ＯおよびＣａＳＯ_４）：４ｇ以上、
（ｂ）硫酸カリウム（Ｋ_２ＳＯ_４）：１．０ｇ以上、
（ｃ）尿素（ＣＯ（ＮＨ_２）_２）：０．２ｇ以上、
（ｄ）硫酸アンモニウム（（ＮＨ_３）_２ＳＯ_４）：１．０ｇ以上、
（ｅ）苦土石灰（ＣａＣＯ_３およびＭｇＣＯ_３）：２０ｇ以上。