JPH03502637A - 植物栽培基材の製造方法 - 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】 植物栽培基材 本発明は、発泡させた粘土または軽く焼成したセラミック材料から成る顆粒を２ ０〜１００％含む、植物栽培基材およびその応用に関する。

植物による物質代謝は本質的に次のような過程で行なわれる、即ち異化（呼吸） 、同化（光合成）、栄養分代謝、水分供給および発散である。植物の最適な生長 には、環境的な影響（気候、光、等）から見て、一箇所に留まり、その栽培基材 から連続的に、十分な栄養および水分の補給を受ける必要がある。従って、栽培 基材の構成および構造は、生長の不可欠な要因である。

植物は、水を、光合成のための原料化合物としてだけではなく、物質代謝におけ る重要な反応相手として必要としている。植物の水含有量のそれに応じて高い、 即ち、高級な植物では、水の量が生きている本体の９０％以上にもなる。

植物の中では、常に水が流れており、絶えず蒸発により、植物の上部へと運ばれ ている。この水の損失は、相当する量の水を摂取することにより、調整しなけれ ばならない。

植物は、取水のために、本来全表面を利用することができる。しかし、根を持つ 植物は、栽培土壌から水を得る。

鉱物および一部有機物も水溶液で採取されるので、栄養分摂取は、大部分が水に 結び付いている。光合成の際にＣ０２およびＨ，Ｏから出て、有機分子に組み込 まれる炭素、酸素および水素に加えて、植物は、その物質代謝のために他の元素 も必要とする、即ち非金属として窒素、硫黄および燐、並びに金属のカリウム、 カルシウムおよびマグネシウムである。その上、大部分の植物は、正常な発育の ために、さらに微量の元素、即ち鉄、マンガン、亜鉛、銅、ホウ素、モリブデン 、コバルト、並びに塩素およびケイ素、場合によってはナトリウムおよびカリウ ムも必要とする。

これらの元素は、はとんどすべて必須と考えられており、不足すると、典型的な 欠損または減耗症状を起こす。多くの植物にとって、地中にある必須元素はすべ て十分ではない。それどころか、その量は、互いに好ましい比率で存在しなけれ ばならない。その上、栄養分と栽培基材との結合形態およびその有効性も、植物 の補給にとって非常に重要である。

従って、植物の健全な発育は、栽培基材の物理的および化学的特性に大きく左右 される。重要な物理学的なパラメータは、土壌体積、鉱物学的構成に依存する栽 培基材の交換容量、栽培基材の粒度および構成、並びに様々な要因により影響を 受ける栽培基材組織の安定性である。生長ホルモン、フミン、障害物質、抵抗物 質、等の有機物質の含有量、および上記の無機物質からの必須元素の含有量が、 栽培基材の決定的な化学的パラメータとなる。

以前は、各種の植物の様々な要求に合わせるために、多数の異なった土の混合物 を植物栽培基材として使用した。

最近の千年間では、水および栄養分の補給を効果的に管理できる、幾種類かの標 準土壌および泥炭栽培基材を実用化している。その上、特に室内植物栽培で、最 近、水栽培技術が益々盛んになっているが、そこでは、大体が膨張粘土顆粒から 成る栽培基材に、植物が利用できる形で栄養分を、溶液にして与えなければなら ない。その栽培基材は、適当な粘土を非常に高い温度で焼成して調製するが、そ の際、内部のガス発生により、材料が膨張する、つまり不規則な気泡および細孔 が形成される。

本発明の目的は、それぞれの植物の必要条件に簡単に、効果的に適合させること ができる、現状技術に比べて明らかに改良された物理学的、および化学的特性を 備えた植物栽培基材を提供することである。

この目的は、本発明により、発泡させた粘土または軽く焼成したセラミック材料 から成る顆粒を２０〜１００％含むことを特徴とする、上記の種類の植物栽培基 材により解決さ−れる。

好ましくは、この植物栽培基材は、４５〜８０重量部の粘土、０〜５０重量部の 方解石、石英砂、ドロマイト、長石、耐火粘土、融剤としてセピオライト、１５ 〜３０重量部の水、０．０１〜０．０３重量部の溶解剤並びに０．００１〜０． ０１重量部の界面活性剤を混合し、それ自体公知の分散装置内で、圧縮空気を通 して加圧下（１〜ｌＯバール）で、室温〜９５℃の温度で発泡させ、その際必要 であれば高粘土の、チキソトロピー性の、自己安定性の発泡懸濁液を造るために 、溶解剤に反対作用する物質を加え、その後で、必要であれば、その発泡した混 合物を粘土の成形品に成形し、その成形品を室温〜２００℃の温度で乾燥させ、 その乾燥した粘土成形品を必要であれば粉砕し、粉砕物を篩いにかけ、微細片は 原料混合物に戻し、最後に、粒径を選んだ粘土成形品ないし粉砕した粘土成形品 を６００〜１５００℃、好ましくは７００〜８００℃の間の粘土成形品における 製造温度で焼成する方法で調製することを特徴とする。

この様な方法は１、その本質的な特徴において、西独特許第ＤＥ−ＰＳ３４１４ ９Ｂ５号に記載されているが、そこでは、好ましくは０．Ｏ１〜０．０３重量部 の溶解剤を使用し、焼成温度も好ましくは最高１０００℃に限定している。本発 明に係わる植物栽培基材の好ましい製造で使用されている、上記の方法をさらに 説明するために、ＤＥ−ＰＳ３４１４９Ｂ５号を参考にする。

本発明の別の実施形態は、原料の発泡を、少なくとも０．３バール過圧で行ない 、その圧力をノズルから出るまで保持することを特徴とする。

粘土成形品の成形および粉砕を、発泡混合物の押出しを周期的に中断することに より行なうこともできる。

また、本発明により、粒径として、１〜５１１ＩＩｍの範囲の顆粒直径を選ぶこ とができる。

本発明の別の実施形態では、顆粒が、粒径に関して、１５〜３０重量％、好まし くは２５重量％が１〜２Ｍの直径を持つ粒子で、４０〜７０重量％、好ましくは ６０重量％が２〜４ａＨの直径を持つ粒子で、５〜２０重量％、好ましくは１５ 重量％が４〜５ａｇの直径を持つ粒子で構成されている。

さらに本発明は、必要なら、顆粒の細孔直径が１層未満であることを提案する。

さらに本発明では、本発明に係わる植物顆粒を水栽培用の材料として使用するこ とを提案する。

さらに本発明では、本発明に係わる植物栽培基材を、花壇用腐食土として使用す ることを提案する。

本発明の他の実施形態では、本発明に係わる植物栽培基材を、栄養分、肥料、お よび／または殺虫剤の貯蔵担体として使用することを提案する。

その際、多孔質のセラミック材料に有効成分溶液を吹き付ける。

さらに、この吹き付けた多孔質セラミック材料に、始めは硬化するが、水および ／または根液の作用により、予め決められた期間内に溶解する液を上塗りするこ ともできる。

また、上塗り溶液として、予め水ガラスを石英、チョークまたは石膏と反応させ た。組成の異なる水ガラス溶液を使用することもできる。

本発明はさらに、本発明に係わる植物栽培基材を、過度に酸性化した土壌に対す る長期緩衝剤として使用することを提案する。

その場合、好ましくは、原料混合物に、焼成時にアルカリ性ケイ酸塩を形成する チョーク、ドロマイト等の物質を加える。

本発明の他の実施形態では、本発明に係わる植物栽培基材を水槽の床張りとして 使用することを提案する。

発泡粘土またはセラミック材料製の顆粒、特にＤＥ−ＰＳ３４１４９Ｂ５号にお ける本質的な特徴に説明した様な方法で製造した顆粒を、本発明により使用する ことにより、全く新奇な植物栽培基材が得られる。以下に「発泡粘土顆粒」と呼 ぶ材料は、水栽培材料としても、花壇用腐食土への添加物としても使用できる。

後者の場合は、花壇用腐食土と混合しても、層状に撒くこともできる。

既に上に述べた様な、植物栽培に必要な必須元素は、原料中に存在し、製品中で は、植物が利用できる形で用意されている。さらに他の条件を必要とする植物（ 例えば、花が咲く植物の場合に、孔形成にさらに燐を必要とする様な場合）に対 しては、適当な添加物により、配合を補完する、あるいはそれに相当する粘土を 使用する。それによって、それぞれの用途に応じて、最適な製品を調製すること ができる。

本発明に係わる発泡粘土顆粒の粒径構成により、顆粒内で最適な液体搬送ないし 液体交換を行なうと共に、必須な気体交換を可能にするために十分な空気透過性 を備えた、顆粒状の敷き砂利が得られる。この両者は、最適な植物栽培の前提条 件である。

細孔の大きさを１１１１ＩＩ未満の範囲にすることによって、植物は、根の先端 を顆粒中に押し込み、根毛を経由して細孔から物質を摂取することができる。

この材料は固有安定性が高いために、非常に長い期間にわたって最適な空気交換 （酸素補給）を確保する集合組織が得られるが、これは植物栽培にとって非常に 重要なことであり、例えば病気予防にもなる。

均質な、特に上記の方法により最適な調節が可能な材料構造およびその毛管力に より、そこにある液体が一つの単位内で常に一様に配分され、それによって、ど の場所でも利用できる様になる。これによって、液体の供給過剰や不足を防ぐこ とができる。そのため、従来の花壇用腐食土ではほとんど防ぐことができなかっ た、局所的な乾燥による、植物にとって有毒な、栄養分の濃縮を避けることがで きる。

さらに、貯蔵担体、長期緩衝剤あるいは水槽用の床張りとして、本発明に係わる 発泡粘土顆粒を使用する場合も、その長所は同様に、この材料の均質な構造およ びその毛管力に由来し、そのためにそれぞれの目的にとって必須の物質を自由に 使用し、調整することができる。

特徴に好ましいのは、本発明に係わる植物栽培基材用の顆粒を、既に上に述べた 様に本質的に西独特許第ＤＥ−ＰＳ３４１４９６５号に記載する処置方法で製造 することである。というのは、この方法は、セメントなどの固化剤や結合剤を全 く使用していないからであるが、これらの添加剤はこの材料の新奇な使用分野に とって好ましくない物質、例えばカルシウム、燐、その他を含んでいることがあ るからである。

原料混合物は、少なくとも０．３バールの過圧で発泡させるが、その際、発泡し た材料は加圧下でのみ移動させることができるので、この圧力をノズルから出る まで保持しなければならない。圧力が低下するとすぐに「遊離」の水が沈降し、 材料の移動により細孔構造が壊されることになる。

西独特許第ＤＥ−ＰＳ３４１４９６５号に提案されている方法は、既に上に述べ た様に、発泡混合物を粘土成形品に成形し、乾燥し、粉砕する代わりに、発泡混 合物からの押出しを周期的に中断する様に変形することができるが、これによっ て、顆粒を直接製造することができ、その後の粉砕が必要なくなる。

以下、本発明を実施例により説明する。

実　　施　　例 ５００Ｋｇのレンガ用粘土、２００１の水、４００Ｋｇのケイソウ土、並びに８ ０ｇのポリリン酸ナトリウム、１００　ｇのドデシルスルホン酸ナトリウム、５ 結の回収発泡粘土細片を混合機に入れ、約５バールで約５分間強く撹拌し、生じ たチキソトロピー性が高い粘土懸濁液を成形装置に入れ、直径１ｃａの棒にして 、円筒状乾燥機に入れる。予め２００℃に加熱した円筒乾燥機で、この発泡粘土 材料を５分間乾燥した後、ロール粉砕機に送る。このロール粉砕機で、乾燥した 発泡粘土材料を粉砕し、続いて細かくなった発泡粘土材料を篩い装置で篩い分け 、粒径が２．５〜４ｍ＋粒子分は焼成炉に送り、粒径が２．５　ｍ未満の粒子分 は原料混合物に戻す。焼成用の乾燥した発泡粘土顆粒は、１４５０℃に加熱した 連続炉に導入し、そこで滞留時間４分間で焼成する。この焼成したセラミック製 品は、植物栽培基材としてすぐ使用できる顆粒に加工する。その際、ＰＨ値は７ ．２、吸水能力は約１３０重量％、内部表面積は約１８０　Ｔｒｉ／ｇおよび細 孔の直径は０，８ｍである。

本発明の詳細な説明、図面および請求項に記載する特徴は、単独でも、任意の組 み合わせでも、本発明をその様々な実施形態で実行する上で必要不可欠である。

国際調査報告 一−＾−”’　ＫＴ／ＤＥ　８８１００４９１国際調査報告 ＯＥ　［１８００４９１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）発泡させた粘土または軽く焼成したセラミック材料から成る顆粒を２０〜１ ００％含む、植物栽培基材。 ２）顆粒を、４５〜８０重量部の粘土、０〜５０重量部の方解石、石英砂、ドロ マイト、長石、耐火粘土、融剤としてセピオライト、１５〜３０重量部の水、０ ．０１〜０．０３重量部の溶解剤並びに０．００１〜０．０１重量部の界面活性 剤を混合し、それ自体公知の分散装置内で、圧縮空気を通して加圧下（１〜１０ バール）で、室温〜９５℃の温度で発泡させ、その際必要であれば高粘土の、チ キソトロピー性の、自己安定性の発泡懸濁液を造るために、溶解剤に反対作用す る物質を加え、その後で、必要であれば、その発泡した混合物を粘土の成形品に 成形し、その成形品を室温〜２００℃の温度で乾燥させ、その乾燥した粘土成形 品を必要であれば粉砕し、粉砕物を篩いにかけ、微細片は原料混合物に戻し、最 後に、粒径を選んだ粘土成形品ないし粉砕した粘土成形品を６００〜１５００℃ 、好ましくは７００〜８００℃の間の粘土成形品における製造温度で焼成する方 法で調製することを特徴とする請求項１記載の植物栽培基材。 ３）原料の発泡を、少なくとも０．３バール過圧で行ない、その圧力をノズルか ら出るまで保持することを特徴とする請求項１または２記載の植物栽培基材。 ４）粘土成形品の成形および粉砕を、発泡混合物の押出しを周期的に中断するこ とにより行なうことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の植物栽培基材 。 ５）粒径として、１〜５ｍｍの範囲の顆粒直径を選ぶことを特徴とする請求項１ 〜４いずれか１項記載の植物栽培基材。 ６）顆粒が、粒径に関して、１５〜３０重量％、好ましくは２５重量％が１〜２ ｍｍの直径を持つ粒子で、４０〜７０重量％、好ましくは６０重量％が２〜４ｍ ｍの直径を持つ粒子で、５〜２０重量％、好ましくは１５重量％が４〜５ｍｍの 直径を持つ粒子で構成されていることを特徴とする請求項５記載の植物栽培基材 。 ７）顆粒の細孔直径が１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１〜６いずれか １項記載の植物栽培基材。 ８）請求項１〜７いずれか１項記載の植物栽培基材の、水栽培用の材料としての 使用。 ９）請求項１〜７いずれか１項記載の植物栽培基材の、花壇用腐食上としての使 用。 １０）請求項１〜７いずれか１項記載の植物栽培基材の、栄養分、肥料、および ／または殺虫剤の貯蔵担体としての使用。 １１）多孔質のセラミック材料に有効成分溶液を吹き付けることを特徴とする請 求項１０記載の使用。 １２）その吹き付けた多孔質セラミック材料に、始めは硬化するが、水および／ または根液の作用により、予め決められた期間内に溶解する液を上塗りすること を特徴とする請求項１１記載の使用。 １３）上塗り溶液として、組成の異なる水ガラス溶液を使用することを特徴とす る請求項１２記載の使用。 １４）水ガラスを前もって、石灰、チョークまたは石膏と反応させておくことを 特徴とする請求項１３記載の使用。 １５）請求項１〜７いずれか１項記載の植物栽培基材の、過度に酸性化した土壌 に対する長期緩衝剤としての使用。 １６）原料混合物に、焼成時にアルカリ性ケイ酸塩を形成するチョーク、ドロマ イト等の物質を加えることを特徴とする請求項１５記載の使用。 １７）請求項１〜７いずれか１項記載の植物栽培基材の水槽の床張りとしての使 用。