JPH06315318A

JPH06315318A - 植物栽培基材を用いた活性物質の貯蔵担体

Info

Publication number: JPH06315318A
Application number: JP5313216A
Authority: JP
Inventors: Rudiger Lang; ランク，リュディゲル; Juergen Tene; テネ，ユルゲン; Kraus Zwenpiek; ツェンピーク，クラウス
Original assignee: Effem GmbH
Current assignee: Mars GmbH
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1994-11-15
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH0795897B2

Abstract

(57)【要約】【目的】活性物質の貯蔵担体において、各々の植物の
必要条件に効果的に適合できる、優れた特性が得られ
る。【構成】発泡させた粘土または低温で焼成したセラミ
ック材料の顆粒を20-100％含む植物栽培基材を用いる。
前記顆粒は活性物質溶液で処理され、つづいて、まず硬
化し次に水および／または根液の作用下で所定の時間内
に溶解する溶液でコートされており、該溶液は予め石
灰、チョークまたは石膏と反応させた水ガラスから成
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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20〜100 ％
含む、植物栽培基材およびその応用に関する。

【０００２】

【従来の技術】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）に加え
て、しっかりとした支持、そして栽培基材からの連続的
で十分な栄養および水分の補給を必要としている。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。

【０００３】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パー
トナーとして必要としている。従って、植物の水含有量
は高く、高等な植物では、水の量が生命体の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。

【０００４】鉱物および一部有機物も水溶液の形態で採
取されるので、栄養分摂取は、大部分が水に結び付いた
形でなされる。光合成の際に、ＣＯ₂およびＨ₂Ｏから
取り出され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、ほとんどすべて必須と考えられ
ており、不足すると、典型的な欠乏症状を起こす。多く
の植物にとって、地中にある必須元素はどれも十分では
ない。その上、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。また、栄養分と栽培基材との結合形
態およびその栄養分の利用可能性は、植物に栄養分を補
給する際の重大な変数となる。

【０００５】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
理的パラメータには、土壌の体積、鉱物学的組成に依存
する栽培基材の交換容量、栽培基材の粒度および構造、
並びに様々な要因により影響を受ける栽培基材構造の安
定性などがある。生長ホルモン、フミン、障害物質、抵
抗物質などの有機物質の含有量、および無機物質からの
上記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。

【０００６】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
して使用していた。最近の十年間で、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
泥炭栽培基材が実用化されてきた。さらに、特に室内植
物栽培で、最近、水栽培が益々盛んになっているが、そ
こでは、大体が膨張された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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような栽培基材
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（空隙）が形成される。
これは、植物栽培基材としての重要なパラメータを損う
ものである。

【０００８】上記に鑑みて、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、従来技術に比べて明らかに改良された物理的お
よび化学的特性を備えた植物栽培基材を製造する方法を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、発泡させた粘
土または低温で焼成したセラミック材料の顆粒を20-100
％含む植物栽培基材を用いた、栄養分、肥料および／ま
たは殺虫剤等の活性物質の貯蔵担体であって、前記顆粒
は活性物質溶液で処理され、つづいて、まず硬化し次に
水および／または根液の作用下で所定の時間内に溶解す
る溶液でコートされており、該溶液は予め石灰、チョー
クまたは石膏と反応させた水ガラスから成ることを特徴
とするものである。

【００１０】好ましくは、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、添加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（liquefacti
on agent）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度かつチキソトロピー性
で、自己安定性の発泡懸濁液を調整するため、溶解剤に
反対作用する（溶解剤に対してカウンターリアクトす
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、選択された粒径の粘土成形品な
いし粉砕した粘土成形品を、該粘土成形品内の温度が60
0 〜1500℃、好ましくは700 〜800 ℃となる温度で焼成
する方法で調整される。

【００１１】この様な方法の本質的な特徴は西独特許第
DE-PS3414965号に記載されているが、そこでは、好まし
くは0.01〜0.03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
物栽培基材を製造するための好ましい方法をさらに説明
するために、上記西独特許を参考にする。

【００１２】本発明に使用する植物栽培基材を製造する
ためのさらに好ましい方法では、原料の発泡を、少なく
とも0.3 バール過圧下（すなわち、約1.3 バールの加圧
下）で行ない、その圧力をノズルから出るまで保持す
る。

【００１３】粘土成形品の成形および粉砕を、発泡混合
物の押出しストランドを周期的に分断することにより行
なうこともできる。

【００１４】また、本発明において、粒径として、１〜
５mmの範囲の顆粒直径を選択することもできる。

【００１５】本発明の好ましい実施態様では、顆粒が、
粒径に関して、15〜30重量％、好ましくは25重量％が１
〜２mmの直径を持つ粒子で、40〜70重量％、好ましくは
60重量％が２〜４mm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。

【００１６】さらに本発明の好ましい実施態様では、顆
粒の細孔（空隙）の直径が１mm未満である。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】本発明では、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用いる。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】上塗り溶液として、種々の組成の水ガラス
溶液を使用する。この水ガラスは予め石灰、チョークま
たは石膏と反応させる。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】本発明では、さらに、本発明に係わる植物
栽培基材を水槽の底床として使用することを提案する。

【００２６】発泡粘土またはセラミック材料製の顆粒、
特に前記西独特許第DE-PS3414965号に記載されるような
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、全く新規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することもできるし、層状に撤くこ
ともできる。

【００２７】既に述べたよう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、花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。

【００２８】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が行われ
ると共に、必要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。

【００２９】１mm未満の範囲の大きさの細孔を設けるこ
とによって、植物は、根の先端を顆粒内に押し込み、根
毛を経由して細孔から物質を摂取することができる。

【００３０】この際に、細孔の大きさを１mm未満とする
ことにより、植物の根の先端のうちで細かいものだけが
顆粒内に入り込めることとなる。細孔が大きいと、根の
より太い部分までが顆粒内に侵入してくることとなり、
顆粒の多孔性構造が破壊されかねない。実際、細孔から
必要な物質を摂取するには根の先端のみが入り込めれば
十分である。また、顆粒の高安定性を維持するには細孔
が小さいことが好ましく、細孔が大きいと顆粒の安定性
が損なわれることとなる。

【００３１】このように、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）が達成される集合構造が得られるが、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。

【００３２】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
液体が一つのユニット内で常に一様に配分され、それに
よって、どの場所においても同じように利用できるよう
になる。これによって、液体の過剰供給や不足を防ぐこ
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。
また、均一な空隙構造とすることにより、この材料の安
定性が増すと共に、必要な物質が顆粒から植物へと均一
に分配できる。

【００３３】さらに、貯蔵担体、長期緩衝剤あるいは水
槽用の底床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。

【００３４】特に好ましいのは、本発明に係わる植物栽
培基材用の顆粒を、既に述べたように本質的に西独特許
第DE-PS3414965号に記載するような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規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
バールの過圧下（すなわち、約1.3 バールの加圧下）で
発泡させるが、その際、発泡した材料を加圧下で移動さ
せるので、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水の遊離部分が減
少し、材料の移動により細孔構造が壊されることにな
る。

【００３５】既に述べたように、西独特許第DE-PS34149
65号に提案されている方法を、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、発泡混合物の押
出しストランドを周期的に分断するように変更すること
もできる。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。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。

【００３７】500 Kgのレンガ用粘土、200 ｌの水、400
Kgのケイソウ土、並びに80ｇ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、５Kg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
撹拌して発泡を行い、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１cm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 〜４mm粒子分は焼成炉に送り、
粒径が2.5 mm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 ｍ²／ｇおよび細孔の
直径は0.8 mmである。

【００３８】以下、本発明の実施態様を以下に項分け記
載する。

【００３９】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20〜100％含む、植物栽培
基材。

【００４０】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実施態
様１記載の植物栽培基材。

【００４１】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
ことを特徴とする実施態様１または２記載の植物栽培基
材。

【００４２】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
とを特徴とする実施態様１〜３いずれか１項記載の植物
栽培基材。

【００４３】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実施態様１〜４いずれか１項
記載の植物栽培基材。

【００４４】6) 顆粒が、粒径に関して、15〜30重量
％、好ましくは25重量％が１〜２mmの直径を持つ粒子
で、40〜70重量％、好ましくは60重量％が２〜４mm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
とする実施態様５記載の植物栽培基材。

【００４５】7) 顆粒の細孔直径が１mm未満であること
を特徴とする実施態様１〜６いずれか１項記載の植物栽
培基材。

【００４６】8) 実施態様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。

【００４７】9) 実施態様１〜７いずれか１項記載の植
物栽培基材の、花壇用腐食土としての使用。

【００４８】10) 実施態様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。

【００４９】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実施態様10記載の使
用。

【００５０】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
ことを特徴とする実施態様11記載の使用。

【００５１】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実施態様12記載の
使用。

【００５２】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実施態様
13記載の使用。

【００５３】15) 実施態様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。

【００５４】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実施態様15記載の使用。

【００５５】17) 実施態様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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者テネ，ユルゲンフランス国エフ−45590 サンシーランヴァルルドヴィエン (72)発明者ツェンピーク，クラウスドイツ連邦共和国ディー−2810 フェルデン／アレルコルンブル−メンヴェーク４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低温で焼成したセラミック材料の顆粒を
20-100％含む植物栽培基材を用いた、栄養分、肥料およ
び／または殺虫剤等の活性物質の貯蔵担体であって、前記セラミック材料は活性物質溶液で処理され、つづい
て、まず硬化し次に水および／または根液の作用下で所
定の時間内に溶解する溶液でコートされており、該溶液
は予め石灰、チョークまたは石膏と反応させた水ガラス
から成ることを特徴とする貯蔵担体。
【請求項２】発泡させた粘土の顆粒を20-100％含む植
物栽培基材を用いた、栄養分、肥料および／または殺虫
剤等の活性物質の貯蔵担体であって、前記発泡させた粘土は活性物質溶液で処理され、つづい
て、まず硬化し次に水および／または根液の作用下で所
定の時間内に溶解する溶液でコートされており、該溶液
は予め石灰、チョークまたは石膏と反応させた水ガラス
から成ることを特徴とする貯蔵担体。
【請求項３】前記顆粒が1-5 mmの範囲の直径を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載の貯蔵担体。
【請求項４】前記顆粒が以下のような粒度分布から成
ることを特徴とする請求項３記載の貯蔵担体。15-30 重
量％が直径1-2 mm；40-70 重量％が直径2-4 mm；5-20重
量％が直径4-5mm。
【請求項５】前記顆粒が以下のような粒度分布から成
ることを特徴とする請求項４記載の貯蔵担体。25重量％
が直径1-2 mm；60重量％が直径2-4 mm；15重量％が直径
4-5 mm。
【請求項６】顆粒の細孔の直径が1mm 未満であること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の貯蔵担
体。