JP7064960B2 - 栽培方法および栽培装置 - Google Patents
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Description
[1]水を含む液体を用いて植物を栽培する栽培方法であって、前記植物を栽培する培地としてエチレン-ビニルアルコール共重合体を含むチップを収容した容器内で、前記液体の液面を繰り返し上昇および下降させる工程を含み、
100gの前記チップを、一端がメッシュで塞がれた内径5mmのポリエチレン製の円筒内に充填した状態で、200mLの23℃の水を通液したとき、回収された水の容量から以下の式(2)に基づいて計算される保水率が10容量%以上である、栽培方法
保水率(容量%)=100×(200-回収された水の量)/200 ・・・(2);
[2]前記チップ全体が前記液体に浸漬するまで前記液体の液面を上昇させる、[1]の栽培方法;
[3]前記チップ全体の前記液体への浸漬は15分~12時間に1回行われる、[2]の栽培方法;
[4]前記チップの比重が0.8~3g/cm3である、[1]~[3]のいずれかの栽培方法;
[5]前記チップを23℃の水に24時間浸漬した後の前記チップの質量をW1[g]とし、浸漬後の前記チップを乾燥した後の前記チップの質量をW0[g]としたとき、以下の式(1)で示される吸水率が3質量%以上である、[1]~[4]のいずれかの栽培方法;
吸水率(質量%)=100×(W1-W0)/W0 ・・・(1);
[6]前記吸水率が300質量%以下である、[5]の栽培方法;
[7]前記チップは表面に親水性基を有する、[1]~[6]のいずれかの栽培方法;
[8]前記親水性基が水酸基である、[7]の栽培方法;
[9]前記チップの形状が円柱状、球状またはこれらに類似する形状である、[1]~[8]のいずれかの栽培方法;
[10]前記液体が肥料を含む、[1]~[9]のいずれかの栽培方法;
[11]前記容器は容器本体と、前記容器本体に配置され前記チップを収納するポットとを備える、[1]~[10]のいずれかの栽培方法;
[12]前記植物が根部または地下茎部を収穫対象とする植物である、[1]~[11]のいずれかの栽培方法;
[13]水を含む液体の液面を繰り返し上昇および下降させつつ、前記液体を用いて植物を栽培する栽培装置であって、前記植物を栽培する培地としてエチレン-ビニルアルコール共重合体を含むチップと、該チップを収容するとともに前記液体を供給する容器とを有し、
100gの前記チップを、一端がメッシュで塞がれた内径5mmのポリエチレン製の円筒内に充填した状態で、200mLの23℃の水を通液したとき、回収された水の容量から以下の式(2)に基づいて計算される保水率が10容量%以上である、栽培装置。
保水率(容量%)=100×(200-回収された水の量)/200 ・・・(2)
また、けん化反応には、例えば、有機溶媒中でアルカリ触媒または酸触媒をけん化触媒として用いる加アルコール分解、加水分解等を用いることができる。中でも、メタノールを溶媒として苛性ソーダ触媒を用いるけん化反応が、簡便であるため最も好ましい。
吸水率(質量%)=100×(W1-W0)/W0 ・・・ (1)
かかる範囲の吸水率であれば、液体の液面を急激に低下させた場合でも、チップ261が十分に液体を吸収(保水)することができる。
保水率(容量%)=100×(200-回収された水の量)/200 ・・・(2)
[1]準備工程
培地26をポット23内に収納するとともに、液体(養液等)を準備する。
[2]播種工程
その後、植物Rの種子を複数個ポット23内の培地26上に播種する。
次に、バルブVを閉じ、ポンプPを作動させ、液体を容器本体21に供給する。その後、培地26の全体が液体に浸漬する程度、液体を容器本体21に供給した後、ポンプPの作動を停止する。
栽培環境温度は、18~24℃程度であることが好ましく、20~22℃程度であることがより好ましい。栽培環境湿度は、60~90%RHであることが好ましく、70~80%RHであることがより好ましい。
栽培環境中の炭酸ガス濃度は、600~1400ppm程度であることが好ましく、800~1200ppm程度であることがより好ましい。
また、播種工程では、光を遮断した状態とすることが好ましい。
次に、所定の期間経過後、例えば、LED照明等の人工光や太陽光等の光源を用いて、種子に光を照射する。なお、液体の液面は、[2]播種工程の状態を維持することが好ましい。
[4]間引工程
次に、所定の期間経過後、1つのポット23に1本の株(植物R)となるように間引きを行う。
その後、株(植物R)に対して光の照射を継続する。
また、バルブVを閉塞した状態でポンプPを作動し、液体に培地26の全体が浸漬するまで、液面を上昇させる。その後、ポンプPの作動を停止し、バルブVを開放することにより、液面を下降させる。この操作を繰り返し行い、図1中の2本の鎖線の間において、液面を上下させる。
チップ261全体の液体への浸漬、すなわち液体の液面の上昇および下降は、植物Rの種類にもよるが、15分~12時間程度(好ましくは30分~10時間程度、より好ましくは1~8時間程度)に1回行われることが好ましい。これにより、植物Rに必要かつ十分な栄養分を与えることができる。
例えば、ポット23を省略して、容器本体21内に、直接、チップ261(培地26)を収納して、植物Rの栽培を行うようにしてもよい。ただし、ポット23を用いることにより、チップ261の使用量を少なくすることができる。このため、比較的高価なチップ261を用いる場合でも、植物Rの栽培コストの増大を防止することができる。
(実施例A1)
以下のようにして、ホウレンソウを栽培した。
なお、以下の全工程において、栽培環境温度を20~22℃、栽培環境湿度を70~80%RH、栽培環境中の炭酸ガス濃度を1000ppm程度に設定した。
まず、OATアグリオ社のA処方にて養液および追肥(50倍濃縮)を調製した
なお、養液のpHは5.5~6.5であり、電気伝導度は1.3ds/mであった。また、養液の温度は19~22℃に設定した。
次いで、各ポット内に水切ネットを設置した後、培地としてエチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)(株式会社クラレ製「エバール(登録商標)F101」、エチレン単位含有量32モル%、ケン化度99モル%以上)で作製された円柱状のチップ2200gを収納した。
なお、チップの長手方向の長さは2.0~2.6mmであり、直径は2.0~3.4mmであった。
次に、各培地上にホウレンソウの種子を3粒ずつ播種し、5mm程度の培地を種子に被せた。この状態で、ポットを暗所にて2日間静置した。また、養液の液面は、培地の全体が養液に浸漬する程度に保持した。
[3]緑化工程
播種後2日経過した時点で、光源としてLED照明(人工光)を点灯させ、種子に対して光の照射を開始した。光の照射は、1日20時間とした。また、養液の液面は、培地の全体が養液に浸漬する程度に保持した。
播種後7日経過した時点で、1つのポットに1本の株となるように間引きを行った。また、株同士の離間距離が約20cmとなるように、ポットの間隔を変更した。
[5]成育工程
その後、株に対する光の照射を継続した。光の照射は、1日あたり14時間とした。
なお、養液の液面を1時間サイクルで上昇および下降させた。具体的には、ポンプを18分間作動させて、養液に培地の全体が浸漬するまで、液面を上昇させ、バルブを開放するとともにポンプを42分間停止して、養液の液面を下降させた。
なお、養液の液面が最も下降した状態で、液面の容器本体の底面からの高さは約5cmであった。
培地をロックウール(細粒綿)2200gに変更した以外は、前記実施例A1と同様にして栽培を行った。
なお、ロックウール(細粒綿)の平均粒径は2~11mmであった。
(比較例A2)
培地を立方体状のウレタンフォーム2200gに変更した以外は、前記実施例A1と同様にして栽培を行った。
なお、ウレタンフォームの辺の平均長さは30mmであった。
培地をポリエチレン(PE)で作製された楕円球状のチップ(株式会社プライムポリマー製、「ノバテックLL」)2200gに変更した以外は、前記実施例A1と同様にして栽培を行った。
なお、チップの長手方向の長さは1.5~1.9mmであり、直径は3.5~4.0mmであった。
(比較例A4)
培地をポリプロピレン(PP)で作製された楕円球状のチップ(株式会社プライムポリマー製、「ノバテックPP」)2200gに変更した以外は、前記実施例A1と同様にして栽培を行った。
なお、チップの長手方向の長さは1.8~2.1mmであり、直径は4.5~5.0mmであった。
培地をナイロン6(PA6)で作製された円柱状のチップ(宇部興産株式会社製、「SF1018」)2200gに変更した以外は、前記実施例A1と同様にして栽培を行った。
なお、チップの長手方向の長さは2.5~3.1mmであり、直径は1.9~2.9mmであった。
(比較例A6)
培地をポリエチレンテレフタレート(PET)で作製された円柱状のチップ(株式会社ベルポリエステル製、「EFG70」)2200gに変更した以外は、前記実施例A1と同様にして栽培を行った。
なお、チップの長手方向の長さは2.5~3.2mmであり、直径は1.5~2.5mmであった。
培地をポリアクリル酸で作製されたゲル(日本触媒株式会社製、「アクリホープ」)2200gに変更した以外は、前記実施例A1と同様にして栽培を行った。
(比較例A8)
培地を省略した以外は、前記実施例A1と同様にして栽培を行った。
(実施例B1、比較例B1~B8)
栽培する植物をミニ大根に変更した以外は、前記実施例A1および比較例A1~A8と同様にして栽培を行った。
チップの形状を球状に変更した以外は、前記実施例A1と同様にして栽培を行った。
なお、チップの平均粒径は2.0~2.6mmであった。
表1では、培地の違いによる発芽率への影響を、表2では、培地の違いによる成長率への影響を、表3では、チップの形状の違いによる根部の肥大化への影響を確認した。
比較例A3~A6では発芽率が低かった。これは、チップの親水性が低いことや、チップの比重が低過ぎるため、播種工程においてチップが養液に浮遊してしまい、培地が乱れたことが原因であると考えられる。
比較例A5で特に発芽率が低かった。これは、PA6中に含まれる成分(例えば、重合開始剤)が悪影響を及ぼしていると推定される。また、比較例A8では培地を用いないため、種子を発芽させることができなかった。
比較例B1および比較例B2では培地の充填密度が低過ぎ、根部に対して十分な圧力を付与できなかったことが原因であると考えられる。また、比較例B3~B6ではチップの比重が低過ぎるため、チップが養液に浮遊してしまい、やはり根部に対して十分な圧力を付与できなかったことが原因であると考えられる。
比較例B7では、株が途中で枯れてしまい、比較例B8では細根が多数発生したが、収穫対象とする根部は成長しなかった。
2 栽培容器
21 容器本体
22 蓋体
221 貫通孔
23 ポット
231 ポット本体
232 フランジ部
233 開口
234 ネット
24 給液ポート
25 廃液ポート
26 培地
261 チップ
3 液体タンク
4 供液ライン
5 廃液ライン
6 廃液ライン
P ポンプ
V バルブ
R 植物
Claims (13)
- 水を含む液体を用いて植物を栽培する栽培方法であって、前記植物を栽培する培地としてエチレン-ビニルアルコール共重合体を含むチップを収容した容器内で、前記液体の液面を繰り返し上昇および下降させる工程を含み、
100gの前記チップを、一端がメッシュで塞がれた内径5mmのポリエチレン製の円筒内に充填した状態で、200mLの23℃の水を通液したとき、回収された水の容量から以下の式(2)に基づいて計算される保水率が10容量%以上である、栽培方法。
保水率(容量%)=100×(200-回収された水の量)/200 ・・・ (2) - 前記チップ全体が前記液体に浸漬するまで前記液体の液面を上昇させる、請求項1に記載の栽培方法。
- 前記チップ全体の前記液体への浸漬は15分~12時間に1回行われる、請求項2に記載の栽培方法。
- 前記チップの比重が0.8~3g/cm3である、請求項1~3のいずれかに記載の栽培方法。
- 前記チップを23℃の水に24時間浸漬した後の前記チップの質量をW1[g]とし、浸漬後の前記チップを乾燥した後の前記チップの質量をW0[g]としたとき、以下の式(1)で示される吸水率が3質量%以上である、請求項1~4のいずれかに記載の栽培方法。
吸水率(質量%)=100×(W1-W0)/W0 ・・・ (1) - 前記吸水率が300質量%以下である、請求項5に記載の栽培方法。
- 前記チップは表面に親水性基を有する、請求項1~6のいずれかに記載の栽培方法。
- 前記親水性基が水酸基である、請求項7に記載の栽培方法。
- 前記チップの形状が円柱状、球状またはこれらに類似する形状である、請求項1~8のいずれかに記載の栽培方法。
- 前記液体が肥料を含む、請求項1~9のいずれかに記載の栽培方法。
- 前記容器は容器本体と、前記容器本体に配置され前記チップを収納するポットとを備える、請求項1~10のいずれかに記載の栽培方法。
- 前記植物が根部または地下茎部を収穫対象とする植物である、請求項1~11のいずれかに記載の栽培方法。
- 水を含む液体の液面を繰り返し上昇および下降させつつ、前記液体を用いて植物を栽培する栽培装置であって、前記植物を栽培する培地としてエチレン-ビニルアルコール共重合体を含むチップと、該チップを収容するとともに前記液体を供給する容器とを有し、
100gの前記チップを、一端がメッシュで塞がれた内径5mmのポリエチレン製の円筒内に充填した状態で、200mLの23℃の水を通液したとき、回収された水の容量から以下の式(2)に基づいて計算される保水率が10容量%以上である、栽培装置。
保水率(容量%)=100×(200-回収された水の量)/200 ・・・ (2)
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