JPH02255024A - 植物栽培用培地 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は植物栽培用培地に係り、詳しくは農業及び園芸
用の植物栽培用人工培地に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、植物栽培用の成形人工培地としては、天然の岩石
あるいは製鉄所等で副産されるスラグ等の珪酸塩鉱物を
電気炉、キューポラなどで溶融し、それを遠心力、風力
などを用いて繊維化したものに、繊維間を接着させるた
めのバインダーとして熱硬化性樹脂を用いてキューブ状
、フェルト状、或いはマット状などに成形したロックウ
ール成形品が広く用いられている。

また最近では、ロックウールの粒状綿を未成形のまま培
地として使用する方法も試みられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の技術では、成形の為のバインダーとして
フェノール樹脂、尿素樹脂等の熱硬化性の合成樹脂を無
機繊維上に噴霧するため、本来親水性である無機鉱物繊
維を使用するにもかかわらず、出来上った成形品の吸水
性が悪化し、極端な場合には成形品の表面が撥水性を示
すなどの問題があった。そこで吸水性を改善するために
、成形時に界面活性剤を添加する方法が試みられたが、
界面活性剤の添加量が多すぎると保水性が過度となって
植物に過湿の害が発生し易くなる問題があり、また潅水
開始後は界面活性剤がバインダー上から流亡し易く、−
旦培地が乾燥すると吸水性が不良となるような欠点があ
った。

さらに、界面活性剤を使用すると、水中でのバインダー
樹脂と無機鉱物繊維との接着力が低下し成形品の耐水強
度が悪化するという問題を招いていた。

加えて、合成樹脂により無機鉱物繊維を成形した人工培
地は、使用後の廃棄物を粉砕して土壌改良材として再利
用する場合に土壌中にバインダー樹脂が取込まれる問題
を有していた。

一方、バインダー樹脂による成形を行なわないで、粒状
綿をそのまま使用する方法においては、上記の問題点は
解決されるが、今度は、使用者が粒状綿を栽培用のポッ
トにつめ込まなければならず、作業が煩雑となるばかり
か、粒状綿のつめ込み量やつめ込み方を注意して行なわ
ないと、培地の保水量や培地のかたさに影響が生じて栽
培途中での生育がばらつくという大きな欠点を有してい
た。またロックウールが成形されていない為、使用中に
栽培中の植物の重量と潅水により培地の圧密が生じ易く
、その結果、栽培中の植物の生育に影響が出易い欠点を
有していた。

なお、無機鉱物繊維を無機結合材であるポルトランドセ
メントや水ガラスをバインダーとして成形したものは、
耐火・断熱用として広く使用されているが、耐水性の不
足やアルカリ分の溶出問題等により植物栽培用の人工培
地としては使用されていない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記のような課題を解決するため研究を行
い、無機鉱物繊維を無機結合材をもって成形すれば、植
物の栽培に適した人工の成形培地が得られることを見出
し本発明を完成した。

すなわち本発明は、 ■　無機鉱物繊維と無機結合材とからなることを特徴と
する植物栽培用培地、 ■　無機鉱物繊維がＣａ　Ｏ−Ｍ　ｇ　Ｏ−Ａｇ２Ｏ３
−８ｉＯ２系またはＣａ　Ｏ−Ｍ　ｇ　Ｏ−Ａｇ２Ｏ３
−Ｆｅ２Ｏ３−８ｉＯ２系であることを特徴とする前記
■の植物栽培用培地、■　無機結合材が重リン酸マグネ
シウムであることを特徴とする前記■の植物栽培用培地
、■　無機結合材が重リン酸マグネシウムと珪酸カリウ
ムからなることを特徴とする前記■の植物栽培用培地、 ■　無機結合材の添加量が無機鉱物繊維１００重量部当
り０．１〜３０重量部でるあることを特徴とする前記■
〜■の植物栽培用培地 である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で使用する無機鉱物繊維としては、それが親水性
で実質的に水不溶性であり、植物の栽培時に施用される
通常の液体肥料と実質的に反応せず、化学的に安定で、
カリウム成分・アルミニウム成分の溶出量、培地を飽水
した時のｐＨ挙動が植物の生育に実質的に悪影響を及ぼ
さない範囲のものがよい。このような無機鉱物繊維の具
体例と（但し、式中Ｒは、Ｎａ、に、Ｌｉ又はＴｉから
なる１価の元素を示し、Ｒ２＋はＣａ、Ｍｇ、Ｂａ。

Ｆｅ又はＴｉからなる２価の元素を示し、Ｒ３＋はＡＯ
，Ｂ、Ｆｅ、Ｃｒ又はＴｉからなる３価の元４＋ 素を示し、ＲはＳｔ、Ｚｒ又はＴｉからなる４価の元素
を示す）さらに、必要に応じて上記の化５＋　　　　　
　　　　　　　　　　　　５＋学成分に、−Ｒ２Ｏ５（
但し、式中ＲはＰを示す。）を加えたものでもよく、さ
らにこれらの酸化物系の無機鉱物繊維の他に、炭素繊維
を挙げることができる。

これらの無機鉱物繊維は１種のみで使用することができ
るほか、２種以上の繊維を組合せて使用することもでき
る。これらの無機鉱物繊維のうち、繊維の形状、植物栽
培用培地としてのハンドリング性及び価格等の点からし
て、特に好ましいのは、ＣａＯ−Ｍｇ０−Ａｌ２Ｏ３−
ＳｉＯ　　Ｏ−Ｓ　ｉｏ２又はＣａ　Ｏ−Ｍ　ｇ　Ｏ−
Ａｇ３０　ａ　　　Ｆ　ｅ　２．　ＯａＳ　ｉ　Ｏ２系
繊維である。

本発明で使用する無機鉱物繊維の嵩密度は、植物の種類
によっても異なるが、通常０．００５〜０．５ｇ／ｃ＋
ｎ’、好ましくは０．０１〜０．３ｇ／　ａｒｎ　’程
度がよい。この嵩密度が０．００５ｇ／ｅｌｌ１３より
小さいと植物体を支えきれず倒伏し易いという問題が生
じ、また、０．５ｇ／ｃ＋ｎ’より大きくなると根の伸
長が困難になるという問題が生じる。

また、本発明で使用する無機鉱物繊維の形状としては、
層状綿、粒状綿や微粉綿であることが好ましい。

本発明で使用する無機結合材としては成形時に無機鉱物
繊維と化学反応或いは自己分解反応し、その際に無機鉱
物繊維の形状が実質的に破壊されず、その反応生成物が
、乾燥状態下で繊維間を実質的に接着できる強度を有し
、かつ水難溶性で少なくとも植物栽培期間中は耐水強度
を示すものであり、植物の栽培時に施用される通常の液
体肥料と実質的に反応せず、化学的に安定で、ナトリウ
ム成分・アルミニウム成分の溶出量、培地を飽水した時
のｐＨ挙動が植物の生育に実質的に悪影響を及ぼさない
範囲のものがよい。このような無機結合材の具体例とし
ては、リン酸、重リン酸アルミニウム、重リン酸カルシ
ウム、重リン酸マグネシウム、重リン酸アルミニウム等
のリン酸系結合材を挙げることができる。これらの無機
結合材のうち培地の成形性、耐水性溶出成分の点からし
て、特に好ましいのは重リン酸マグネシウムである。

さらに無機結合材の接着強度、耐水強度を補強するため
に珪酸アルカリ類を添加してもよい。その場合、溶出成
分の点からして、特に好ましいのは珪酸カリウムである
。

本発明で使用する無機結合材の添加量は、使用する無機
鉱物繊維の種類及び形状、成形品のサイズ、成形方法、
培地としての使用期間等によって異なるが、無機鉱物繊
維１００重量部に対して無機結合材０．０５重量部〜５
０重量部、好ましくは無機結合材０．１重量部〜３０重
量部程度がよい。添加量が０．０５重量：部朱満では成
形性が悪く、また５０重量部超では成形培地としては堅
固となり、根の伸長が困難になるという問題が生じる。

次に本発明による人工培地の製造方法の一例についてあ
げれば、予め所定の状態に用意した本発明で使用する無
機鉱物繊維に本発明による無機結合材を所定の割合で粉
末あるいは溶液として噴霧、混合し、必要に応じて加圧
、加熱、乾燥等を行ない成形し、植物栽培用培地として
適当なサイズに裁断を行ない製品とする。

本発明による人工培地の使用方法については、従来から
使用されている植物栽培用ロックウールと同様の方法が
採用できる。

〔作　用〕

本発明では、無機鉱物繊維と組み合わせて成形時にこの
無機鉱物繊維と化学反応或いは自己分解反応する無機結
合材を使用するため、バインダー樹脂の使用が不要とな
る。

また、撥水性の有機物質が含まれなくなるため、界面活
性剤の添加も不要となる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例をもって説明する。

実施例１： 無機鉱物繊維として市販のロックウール（ＳＬｏ　　　
４１％、Ｃａ０　３７％、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ　０１２
％、Ｍｇ０　７％）の層状綿を解繊機により５〜２Ｏｍ
ｍ大で５９ｇ／Ｊｌ）程度に整粒したものを用い、無機
結合材として市販の重リン酸マグネシウム溶液（ＰＯ３
２％、Ｍｇ０　８％）を用い、それらを無機鉱物繊維１
００重量部あたりに無機結合材が固型分として２．４重
量部となるように噴霧、混合し、合成樹脂製の底面直径
３．６ｃｍ、高さ４．５ｃｍで内容積が３０ｃｃの円錐
台形容器中に、乾燥時の嵩密度が０．１８ｇ／ｃｍ３と
なるように指でつめ込み、それらの容器ごと７０℃で１
週間乾燥を行ない約３０ｃｃの成形品を得た。このよう
にして得られた成形品を使用して、乾燥状態下で長軸に
対して垂直な方向、即ち成形品の側面から荷重をかけ、
降伏現象を生じた時の最大荷重を降伏応力として測定し
た。これらの結果を第１表に示す。なお、数値は比較例
１の値を１００とした時の値で示す。

実施例２： 実施例１で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材を
用い、無機結合材の添加量のみ４重量部とした以外は実
施例１と同様の手順、方法および試験方法を用い同じ項
目について調査した。結果を第１表に示す。

実施例３ 実施例１で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材を
用い、無機結合材の添加量のみ８重量部とした以外は実
施例１と同様の手順、方法及び試験方法を用い同様の項
目について調査した。結果を第１表に示す。

実施例４； 実施例１で使用したと同じ無機鉱物繊維整粒品を用い、
無機結合材として実施例１で使用したと同じ重リン酸マ
グネシウム溶液に加えて市販の珪酸カリウムの３０％溶
液を用い、それらを無機鉱物繊維１００重量部あたりに
無機結合材が固形分として４．４重量部（重リン酸マグ
ネシウム２．４重量部、珪酸カリウム２重量部）となる
ように噴霧・混合した以外は実施例１と同様の手順、方
法および試験方法を用い同じ項目について調査した。結
果を第１表に示す。

実施例５ 実施例４で使用した無機鉱物繊維と無機結合材を用い、
無機結合材の添加量のみ６重量部（重リン酸マグネシウ
ム４重量部、珪酸カリウム２重量部）とした以外は実施
例１と同様の手順、方法および試験方法を用い同じ項目
について調査した。

結果を第１表に示す。

実施例６： 実施例１で使用したと同じ無機鉱物繊維整粒品を用い、
無機結合材として実施例１で使用したと同じ重リン酸マ
グネシウム溶液に加えて市販の珪酸カリウムの３０％溶
液を用い、それらを無機鉱物繊維１００重量部あたりに
無機結合材が固形分として１０重量部（重リン酸マグネ
シウム８重量部、珪酸カリウム２重量部）となるように
噴霧・混合した以外は実施例１と同様の手順、方法およ
び試験方法を用い、同じ項目について調査した。

結果を第１表に示す。

実施例７： 無機鉱物繊維１００重量部あたりの無機結合材が固形分
として５．８重量部（重リン酸マグネシウム０．８重量
部、珪酸カリウム５重量部）となるようにした以外は実
施例６と同様にして調査した。結果を第１表に示す。

比較例１： 市販の植物栽培用ロックウール成形品（フェノールバイ
ンダー使用、９１０　Ｘ　３００　Ｘ　１００　ｍｍベ
ツド、嵩密度的０．９ｇ／ｃｍ３）を用い、長軸に対し
てその繊維の配列方向が横方向となるようにしで、実施
例１の成形品と同様な形状になるように切り出し、実施
例と同様な方法を用いて降伏応力を測定した。結果を第
１表に示す。

第１表 第１表の結果に示すように実施例１〜７の培地は市販の
植物栽培用ロックウール以」二の強度を有し、植物栽培
用の培地として使用できることが明らかである。

実施例８： 実施例１で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材を
用い、それを無機鉱物繊維１００重量部あたりに無機結
合材が固型分として２．４重量部となるように噴霧・混
合し、市販の７２セルのプラグ令トレイ（セルサイズは
たて４ｃＩ１１×よこ４ｃｍ×高さ５．５印で内容積６
５ｃｃ）中に各セル毎の乾燥時の嵩密度が０．１８ｒΔ
？となるように指でつめ込み、プラグ・トレイごと７０
℃で１週間乾燥を行ない、６５ｃｃの成形品を得た。

この成形品をプラグ・トレイ中に入れたまま上部に深さ
１　ａｍの穴をピンセットであけ、その中にキュウリ（
市販の交配種）の種子を播種して、純水１０　Ｃ１ｃｃ
／セルを潅液後、人工気象室内で２５℃一定、照明２４
．５ＫＩｕｘ、１２時間日長下で４日毎に純水を１００
　ｃｅ／セル潅液を行ない１５日間育苗を行なった時の
キュウリの苗を培地の地際から刈り取り、生育量を調査
するために生体重および乾物重を測定した。結果を第２
表に示す。

なお、各数値は比較例２の数値を１００とした時の値で
示す。

実施例９： 実施例１で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材を
用い、無機結合材の添加量のみ４重量部とした以外は実
施例８と同様の手順、方法およ・び試験方法を用い同じ
項目について調査した。結果を第２表に示す。

実施例１０： 無機結合材の添加量のみ８重量部とした以外は実施例９
と同様にして調査した。結果を第２表に示す。

実施例１１： 実施例４で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材を
用い、無機結合材の添加量のみ２．８重量部（重リン酸
マグネシウム０．８重量部、珪酸カリウム２重量部）と
した以外は実施例８と同様の手順、方法および試験方法
を用い同じ項目について調査した。結果を第２表に示す
。

実施例１２： 無機結合材の添加量のみ４．４重量部（重リン酸マグネ
シウム２．４重量部、珪酸カリウム２重量部）とした以
外は実施例１１と同様にして調査した。結果を第２表に
示す。

実施例１３： 無機結合材の添加量のみ６重量部（重リン酸マグネシウ
ム４重量部、珪酸カリウム２重量部）とした以外は実施
例１１と同様にして調査した。結果を第２表に示す。

実施例１４： 無機結合材の添加量のみ１０重量部（重リン酸マグネシ
ウム８重量部、珪酸カリウム２重量部）とした以外は実
施例１１と同様にして調査した。

結果を第２表に示す。

比較例２： 市販の植物栽培用ロックウール粒状品（粒径５〜２Ｏｍ
ｍ、バインダー無添加、親水性タイプ）を用い、これを
実施例８で使用したと同じプラグ・トレイ中に嵩密度が
０．０８ｇ／ｃ＋ｎ’となるように指でつめ込み、実施
例８で行なったと同様に上部に深さ約１　ａｍの穴をピ
ンセットであけ、その中に実施例８で使用したと同一品
種のキュウリの種子を播種して、以下実施例８と同様の
手順、方法および試験方法を用い同じ項目にっ、いて調
査した。

結果を第２表に示す。

比較例３： 比較例２で使用したと同じ植物栽培用ロックウールを用
い、プラグ・トレイ中につめ込んだ時の嵩密度が０．１
８ｇ／ｃｍ３となるようにした以外は、比較例２と同様
の手順、方法および試験方法を用い同じ項目について調
査した。結果を第２表に示す。この表の結果から本発明
の培地は、市販の植物栽培用ロックウールよりも生育が
促進されることが明らかである。

第２表 実施例１５： 実施例１１で使用したと同じ無機鉱物繊維と無機結合材
（２，８重量部−重リン酸マグネシウム０．８重量部、
珪酸カリウム２重量部）を用い、実施例１１と同様の手
順、方法および試験方法を用い、キュウリの育苗を１５
日間行なった。その苗をプラグ・トレイ中から培地ごと
取り出し、地際で苗の地上部を切断、除去後、培地部分
を８５℃で恒量になるまで乾燥した試料を作成した。培
地中に伸長したキュウリ苗の検量を調査する為にその試
料を電気炉中で８１５℃、９０分間加熱し、燃焼による
減量を測定した。結果を第３表に示す。

比較例４： 比較例２で使用したと同じ植物栽培用ロックウール粒状
品を用い、比較例２と同様の手順、方法および試験方法
でキュウリの育苗を１５日間行ない、その後実施例１５
と同様の手順、方法および試験方法を用いて同じ項目に
ついて調査した。結果を第３表に示す。

第３表 この表の結果から、本発明の培地は市販の植物栽培用ロ
ックウールよりも検量が増加することが明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フェノール樹脂、尿素樹脂等の合成樹
脂や、界面活性剤を使用せずに無機鉱物繊維を成形でき
るので、作業が煩雑で栽培途中での生育のばらつきの生
じ易い粒状綿を使用しなくても、植物の栽培に適した培
地を得ることができ、また使用後の廃棄物を土壌改良材
として再利用するのにも適している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無機鉱物繊維と無機結合材とからなることを特徴と
   する植物栽培用培地。 ２、無機鉱物繊維がＣａＯ−ＭｇＯ− Ａｌ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２系またはＣａＯ−ＭｇＯ−
   Ａｌ＿２Ｏ＿３−Ｆｅ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２系である
   ことを特徴とする請求項１記載の植物栽培用培地。 ３、無機結合材が重リン酸マグネシウムであることを特
   徴とする請求項１記載の植物栽培用培地。 ４、無機結合材が重リン酸マグネシウムと珪酸カリウム
   からなることを特徴とする請求項１記載の植物栽培用培
   地。 ５、無機結合材の添加量が無機鉱物繊維 １００重量部当り０．１〜３０重量部でるあることを特
   徴とする請求項１〜４記載の植物栽培用培地。