KR100478742B1 - 식물 보수용 담체 - Google Patents

Abstract

칼슘 이온 흡수량이 건조 중량 1g당 50㎎ 미만이고, 또한 이온교환수(실온, 25℃) 중에서의 수분의 흡수 배율이 100배 이상인 식물 보수용 담체를 식물 보수용 담체로서 사용함으로써 폴리아크릴산염계 하이드로겔과 같은 정도의 보수성을 가지며, 게다가 발근 저해 내지는 뿌리의 신장 저해가 실질적으로 생기지 않는 식물 보수용 담체를 얻는다.

상기의 상기 보수용 담체를 사용한 경우, 식물이 칼슘 이온 결핍증에 빠지는 일이 없고, 식물에 대하여 충분한 수분을 공급하는 것이 가능하게 된다.

Description

식물 보수용 담체{water-holding carrier for plants}

본 발명은 식물체의 육성에 있어서 식물체를 지지 내지 담지함과 동시에, 식물체로의 수분 공급원으로서의 기능도 발휘하는 것이 가능한 식물 보수용(保水用) 담체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유체(流體) 파종, 포장(圃場) 재배, 노지(露地) 재배, 녹화 공사 등에 보수용 담체로서 사용하였을 때, 식물 생장을 저해하지 않고 식물에 수분을 공급하는 것이 가능한 식물 보수용 담체에 관한 것이다.

본 발명의 식물 보수용 담체는, 식물체의 육성에 있어서, 기타 식물체 지지용 담체(예를 들면, 토양)와 조합시켜 「기타 식물체 지지용 담체」의 보수성을 향상시키는[즉, 보수제(保水劑)로서 사용하는] 것도 가능하다.

종이 기저귀, 생리용품 등으로 대량으로 사용되어 온 폴리카복실산계 고흡수성 수지, 특히 폴리아크릴산계 중합체가 저가격성 및 우수한 보수성 때문에 농업 분야에서도 사용되게 되어 왔다.

예를 들면, 폴리아크릴산계 중합체의 하이드로겔은 이의 보수성을 이용하여 유체 파종용 담체로서, 또는 녹화 공사, 절수(節水) 재배, 사지(砂地) 재배의 보수용 담체로서 이용되고 있다.

그렇지만, 종래의 폴리아크릴산계 하이드로겔의 경우에는, 적당량을 넘으면 식물의 생장에 악영향을 주며, 특히 현저한 발근(發根) 및 뿌리의 신장 저해가 생기는 것이 명백한 것으로 되어 왔다[참조: 가와시마 가즈오(川島和夫) 등, 고흡수성 고분자 물질이 작물의 초기 생장에 미치는 영향, 사구연구(砂丘硏究), 31(1), 1-8, 1984].

특히, 종래의 폴리아크릴산계 하이드로겔을 조직 배양용 담체, 유체 파종용 담체, 녹화 공사용으로 사용하는 경우에는 식물의 유묘(幼苗), 종자 등이 고농도의 폴리아크릴산계 하이드로겔과 직접 접촉하기 때문에 현저한 발근 및 뿌리의 신장 저해가 발생하여 사용이 큰 폭으로 제한되고 있다. 또한, 종래의 폴리아크릴산계 하이드로겔을 포장 또는 노지용의 보수용 담체로서 사용한 경우에도, 보수용 담체 효과를 높이기 위해서 뿌리 부근의 농도를 증대하면 뿌리의 신장이 저해되는 것이 명백하게 되어 있다.

상기한 폴리아크릴산 수지로 이루어지는 하이드로겔이 식물의 생장을 현저하게 저해한 예로서는, 가교한 폴리아크릴산 나트륨에 증류수를 흡수시켜 하이드로겔을 작성하고, 하이드로겔과 오이, 강낭콩의 종자를 각 시간(3, 6, 9, 12, 24, 48 시간) 접촉시킨 후, 각각의 종자의 발아 및 발근 상태를 관찰한 실험이 보고되어 있다[참조: 가와시마 가즈오(川島和夫) 등, 고흡수성 고분자 물질이 작물의 초기 생장에 미치는 영향, 사구연구, 31(1), 1-8, 1984].

이러한 실험의 결과, 오이 종자의 경우는, 하이드로겔과 36 내지 48시간 접촉시키면 뿌리의 신장이 현저하게 억제되고, 강낭콩의 경우도, 완전하게 동일하게 뿌리의 신장 저해가 확인된 것이 보고되어 있다. 게다가, 뿌리의 α-나프틸아민 산화 능력도 하이드로겔과 5시간 이상 접촉시키면 현저하게 저하하였다고 되어 있다. 이러한 식물의 생장 저해 및 기능 장해는, 이 보고에서는, 하이드로겔 중의 수분을 식물이 유효하게 사용할 수 없음에 의한 것이라고 추정되고 있다.

또한, 폴리아크릴산 나트륨 가교물에 수분을 흡수시켜 작성한 하이드로겔 위에 벼의 종자를 파종하고, 발근 과정을 관찰한 바, 현저한 발근 장해가 확인된 것도 보고되어 있다[참조: 스기무라 요리오(杉村順夫) 등, 녹화 공사용 자재로서의 고흡수성 중합체의 이용, 녹화공기술(綠化工技術), 9(2), 11-15, 1983]. 그렇지만, 하이드로겔을 수도물로 투석 처리하면 발근 장해는 확인되지 않았지만, 이와 같이 증류수로 투석한 경우에 있어서도 뿌리의 생장 회복은 확인되지 않았다고 되어 있다. 이것은, 이 보고에 있어서는, 수도물과 같은 약전해질 용액으로 하이드로겔을 수세 또는 투석 처리하면, 하이드로겔로의 수분 흡인력이 약하게 되어 겔로부터 뿌리털로의 수분의 이동이 용이하게 되어 발근 장해를 해결한다고 추정되고 있다.

게다가, 가교 폴리아크릴산 나트륨 하이드로겔을 혼합한 토양 중에서의 콩의 뿌리의 신장 정도가 폴리비닐알콜계 하이드로겔과 비교하여 현저하게 저해된 예도 보고되어 있다[참조: 나카니시 도모코(中西友子), 바이오사이엔스와 인더스트리, 52(8), 623-624, 1994]. 이것은, 당해 문헌에서는, 폴리아크릴산 나트륨 하이드로겔 중의 수분은 식물에 이용되기 어려운 점에 의한 것이라 추정되고 있다.

상술한 바와 같이, 종래에 있어서는, 가교 폴리아크릴산의 알칼리 금속염으로 이루어지는 하이드로겔의 식물 생장이 저해되는 것은 하이드로겔 중의 수분이 식물에게 유효하게 이용되지 않기 때문이라고 생각되어 왔다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 하이드로겔 보수용 담체의 문제점을 해소한 식물 보수용 담체를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 폴리아크릴산계 하이드로겔과 같은 정도의 보수성을 가지며, 더구나 발근 저해 내지는 뿌리의 신장 저해가 실질적으로 생기지 않는 식물 보수용 담체를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 식물체 육성용 용기의 한가지 양태를 나타내는 모식 단면도이다.

도 2는 본 발명의 식물체 육성용 시트의 한가지 양태를 나타내는 모식 사시도이다.

도 3은 본 발명의 식물체 육성용 시트의 다른 양태를 나타내는 모식 사시도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 식물체 육성용 시트의 다른 양태(파티션상; partition-type)를 나타내는 모식 사시도이다.

도 5는 도 4b의 양태의 파티션상으로 만든 시트와 다른 용기를 조합시켜 사용하는 경우를 나타내는 모식 평면도이다.

도 6a 및 도 6b는 하이드로겔 형성성 고분자를 기재상에 단속적인 층상으로 배치하는 경우의 양태의 예를 나타내는 모식 평면도이다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 있어서 하이드로겔 형성성 고분자를 용기 내지 시트의 기재상에 배치한 양태의 예를 나타내는 모식 단면도이다.

도 8은 본 발명의 식물체 육성용 용기의 실제 양태의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.

도 9은 본 발명의 식물체 육성용 시트(파티션상)의 실제 양태의 일례를 나타내는 모식 사시도이다.

도 10은 도 9의 파티션상 시트의 하나의 네모칸을 위쪽으로부터 본 경우의 모식 평면도이다.

도 l1은 도 8의 식물체 육성용 용기에 지지체 및 식물체를 배치하여 수분을 공급한 경우의 한가지 양태를 나타내는 모식 단면도이다.

본 발명자들이 예의 연구한 결과, 하이드로겔의 뿌리 신장 저해가 오로지 하이드로겔 중의 수분의 유효 이용성에만 기초한다고 하기에는 하이드로겔의 영향이 과대한 것에 착안하기에 이르렀다.

본 발명은 위의 발견에 근거하여 더욱 연구를 진행시킨 결과, 하이드로겔 중의 칼슘 이온 흡착 능력이 하이드로겔에 접촉하는 식물체의 발근 저해 내지는 뿌리의 신장 저해에 중대한 영향을 미치는 것을 발견하였다.

본 발명의 식물 보수용 담체는 위의 발견에 근거하는 것으로, 보다 자세하게는, 칼슘 이온 흡수량이 건조 중량 1g당 50㎎ 미만이고, 또한 이온교환수(실온, 25℃) 중에서의 수분의 흡수 배율이 100배 이상인 하이드로겔 형성성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 여기서, 「보수용 담체」란, 특별히 단정하지 않는 한 「건조 상태」의 것을 말한다. 물론, 실제 시장 등에서 유통되는 때에는, 담체의 일부 또는 전부가 내부에 수분을 유지하여 이루어지는 「하이드로겔」 상태라도 무방하다(이하의 기재에 있어서도, 마찬가지로 한다).

본 발명자는 위의 발견에 근거하여 더욱 연구를 진행시킨 결과, 상기한 「칼슘 이온 흡수량」은 하이드로겔 형성성 고분자의 고분자 쇄에 결합된 카복실기의 함유량에 크게 영향을 받는 경우가 있는 것을 발견하였다.

본 발명의 식물 보수용 담체는 위의 발견에 근거하는 것으로, 보다 자세하게는, 고분자 쇄에 결합된 카복실기를 가지며, 또한 카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염의 함유량이 건조 중량 1g당 0.3 내지 2.5mmol인 하이드로겔 형성성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명자의 실험에 의하면, 「하이드로겔 형성성 고분자」가, 또한 카복실기의 칼슘염을 추가로 함유하는 것이 바람직한 양태인 것으로 밝혀졌다.

본 발명자 등은, 후술하는 바와 같은 실험 결과에 근거하여, 종래의 「가교 폴리아크릴산의 알칼리 금속염」으로 이루어지는 하이드로겔이 칼슘 이온을 중심으로 한 중금속 이온을 선택적으로 흡착한다고 하는 사실을 발견하였다. 바꾸어 말하면, 본 발명자의 실험에 의하면, 종래의 가교 폴리아크릴산 하이드로겔이 농업용 용수(우물물, 수도물, 하천물, 호수물 등) 중의 주로 칼슘 이온을 흡착하여 식물이 칼슘 이온 결핍증에 빠지거나, 식물체내의 주로 칼슘 이온을 하이드로겔이 뿌리로부터 직접 흡수하여 버리는 결과, 식물이 칼슘 이온 결핍증에 빠지는 것으로 추정된다.

식물에 의한 칼슘 이온의 흡수는 물리화학적으로 행하여지고, 외액의 농도가 낮은 경우는 흡수되지 않을 뿐만 아니라, 종종 식물체내에서 체외로 용출하여 버린다. 이렇게 하여 생기는 칼슘 이온 결핍증에서는 세포막의 구조가 파괴되어 세포 분열을 비롯하여 많은 막구조 의존성의 중요한 기능이 정지 또는 지체하고, 외관적으로는 뿌리의 신장이 현저하게 저해된다고 되어 있다[참조: 구마자와 기쿠오(熊澤喜久雄), 식물영양학 대요, p 118, (주)양현당(養賢堂), 1974].

본 발명자 등이, 후술하는 「실시예」의 표 1 중에 기재한 바와 같이, 칼슘 이온 흡수 능력을 가지는 각종 하이드로겔을 제조하고, 종자의 발근 테스트를 행한 바, 칼슘 이온 흡수량이 보수용 담체의 건조 중량 1g당 50㎎ 이상으로 되면, 뿌리 및 줄기의 현저한 생장 저해가 확인되었다. 따라서, 본 발명자의 발견에 따르면, 종래의 가교 폴리아크릴산의 금속염으로 이루어지는 하이드로겔의 현저한 생장 저해는 하이드로겔 중의 수분의 성질에 의한 것이 아니라, 하이드로겔이 식물체로부터 칼슘 이온을 흡수한 결과, 식물체에 칼슘 이온 결핍증을 일으키고 있었기 때문으로 추정된다.

이하, 필요에 따라서 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세하게 설명한다.

이하의 기재에 있어서 량비(量比)를 나타내는 「부」 및 「%」는 특별히 한정하지 않은 한 중량 기준으로 한다.

(보수용 담체)

본 발명의 보수용 담체는, 칼슘 이온 흡수량이 건조 중량 1g당 50mg 미만이고, 또한 이온교환수 중에서의 수분의 흡수 배율이 100배 이상인 하이드로겔 형성성 고분자를 포함한다. 본 발명에 있어서, 상기한 「칼슘 이온 흡수량」 및「이온교환수 중에서의 수분의 흡수 배율」은, 예를 들면, 이하의 방법으로 적합하게 측정 가능하다.

(칼슘 이온 흡수량의 측정)

1g의 건조 보수용 담체를, 칼슘 이온 농도 200㎎/L(리터)의 염화칼슘 수용액 1L에 첨가하고, 때때로 교반하면서 실온(25℃)에서 2일간(48시간) 항온조 중에 방치하고, 보수용 담체를 팽윤시키면서 칼슘 이온을 흡수시킨다. 팽윤된 보수용 담체를 분리하고, 잔존하는 상청액(염화칼슘 수용액의 과잉분) 중의 칼슘 이온 농도를 원자 흡광 분석으로 정량한다(A ㎎/L). 이렇게 하여 측정한 칼슘 이온 농도의 정량치(A)에 근거하여, 보수용 담체 1g당 칼슘 이온 흡수량은 다음 식으로 구한다. 보수용 담체와 상청액의 분리에 있어서, 미가교의 수용성 고분자가 상청액 중에 용해하고 있을 가능성이 있기 때문에, 필요에 따라서, 분획 분자량 1,000 내지 3,000 정도의 한외 여과막을 사용한 한외 여과에 의한 분리를 행하는 것이 바람직하다.

보수용 담체 1g당 칼슘 이온 흡수량(㎎/g) = 200 - A

위의 방법에 의해 측정된 「칼슘 이온 흡수량」이 보수용 담체의 건조 중량 1g 당 50㎎ 이상에서는, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 보수용 담체에 접촉하는 식물체에 「칼슘 이온 결핍증」이 생기기 쉽게 된다. 「칼슘 이온 흡수량」은 45㎎ 이하가 바람직하고, 40㎎ 이하인 것이 보다 바람직하다.

(이온교환수 중의 수분의 흡수 배율의 측정)

건조 보수용 담체의 일정량(W1g)을 측량하여 취하고, 과잉량(예를 들면, 보수용 담체의 예상 흡수량의 1.5배 이상의 중량)의 이온교환수(전기전도도 5 μS/cm 이하)에 침지하고, 실온(25℃)에서 2일간(48시간) 항온조 중에 방치하여 보수용 담체를 팽윤시킨다. 잉여의 수분을 여과에 의해 제거한 후, 수분을 흡수 팽윤한 보수용 담체의 중량(W2g)을 측정하고, 다음 식에 의해 수분의 흡수 배율을 구한다.

수분의 흡수 배율 = (W2-W1)/W1

상기한 방법에 의해 측정된 「수분의 흡수 배율」이 100배 미만에서는, 보수용 담체의 일정량을 사용한 경우, 식물에 충분한 수분을 공급하는 것이 곤란해진다. 「수분의 흡수 배율」은 140배 이상이 바람직하고, 160배 이상인 것이 보다 바람직하다.

농업용 용수와 같이 비교적 염분 농도가 낮은 경우에는, 하이드로겔의 수분의 흡수 배율을 가장 유효하게 향상시키는 수단으로서 겔 중에 해리성의 이온기를 도입하고, 분자쇄를 확대함과 동시에, 내부 침투압을 높이는 것을 들 수 있다.

(하이드로겔 형성성 고분자)

본 발명의 보수용 담체를 구성하는 「하이드로겔 형성성 고분자」란 가교 구조 내지 망상(網狀) 구조를 가지며, 이러한 구조에 근거하여 (그 내부에) 수분을 유지함으로써 하이드로겔을 형성 가능한 성질을 가지는 고분자를 말한다. 또한, 「하이드로겔」이란 고분자로 이루어지는 가교 내지 망상 구조와 이러한 구조 중에 지지 내지 유지된 (분산 액체인) 물을 적어도 포함하는 겔을 말한다.

가교 내지 망상 구조 중에 유지된 「분산 액체」는, 물을 주요 성분으로서 포함하는 액체인 한, 특별히 제한되지 않는다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 분산 액체는, 물 자체라도 좋고, 또한 수용액 및/또는 함수(含水) 액체(예를 들면, 수분과 1가 내지 다가 알콜 등의 혼합 액체)의 어느 것이라도 무방하다.

본 발명에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자로서는 수용성 또는 친수성 고분자 화합물을 가교하여 얻어진 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 가교된 고분자는 수용액 중에서 물을 흡수하고, 팽윤은 하지만 용해하지 않는다고 하는 성질을 가지고 있다. 수용성 또는 친수성의 고분자 화합물의 종류 및/또는 가교 밀도(내지 가교율)를 변화시킴으로써 흡수율을 변화시키는 것이 가능하다.

친수성 고분자 화합물의 수용액이 70℃ 이하의 담점(曇点)을 가지는 경우, 0℃ 이상 70℃ 이하의 온도 영역에서 수분의 흡수 배율이 온도 상승과 함께 저하하고, 또한 수분의 흡수 배율이 온도에 대하여 가역적으로 변화하는 하이드로겔 형성성 고분자를 얻을 수 있다.

(수용성 또는 친수성 고분자 화합물)

본 발명에 있어서 보수용 담체를 구성하는 하이드로겔을 제공하기 위한 수용성 또는 친수성 고분자 화합물로서는 메틸셀룰로오스, 덱스트란, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리비닐 알콜, 폴리N-비닐피롤리돈, 폴리N-비닐아세트아미드, 폴리비닐피리딘, 폴리아크릴아미드, 폴리메타크릴아미드, 폴리-N-아크릴로일피페리딘, 폴리-N-n-프로필메타크릴아미드, 폴리-N-이소프로필아크릴아미드, 폴리-N,N-디에틸아크릴아미드, 폴리-N-이소프로필메타크릴아미드, 폴리-N-시클로프로필아크릴아미드, 폴리-N-아크릴로일피롤리딘, 폴리-N,N-에틸메틸아크릴아미드, 폴리-N-시클로프로필메타크릴아미드, 폴리-N-에틸아크릴아미드, 폴리-N-메틸아크릴아미드, 폴리하이드록시메틸아크릴레이트, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리비닐설폰산, 폴리스티렌설폰산 및 이들의 염, 폴리 N,N-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 폴리 N,N-디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 폴리 N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드 및 이들의 염 등을 들 수 있다.

(가교)

상기한 바와 같은 고분자 화합물에 가교 구조를 부여 내지 도입하는 방법으로서는, 고분자 화합물을 제공하기 위한 단량체를 중합할 때에 가교 구조를 도입하는 방법과 단량체의 중합 종료후에 가교 구조를 도입하는 방법을 들 수 있지만, 본 발명에 있어서는 이들의 어느 쪽의 방법도 사용 가능하다.

전자의 (단량체 중합시의 가교 도입)방법은 통상 2관능성 단량체(또는 3 이상의 관능기를 가지는 단량체)를 공중합함으로써 실시 가능하다. 예를 들면, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, 하이드록시에틸디메타크릴레이트, 디비닐벤젠 등의 2관능성 단량체를 적합하게 사용할 수 있다.

후자의 (단량체 중합 종료후의 가교 도입)방법은 통상 빛, 전자선, γ 선 조사 등에 의해 분자간에 가교를 형성함으로써 실시 가능하다.

또한, 이러한 후자의 방법은, 예를 들면, 고분자 화합물 중의 관능기(예를 들면, 아미노기)와 결합할 수 있는 관능기(예: 이소시아네이트기)를 분자내에 복수개 가지는 다관능성 분자를 가교제로서 사용하여 고분자 화합물을 가교시킴으로써 실시 가능하다.

본 발명에 있어서의 하이드로겔 형성성 고분자의 흡수율은 가교 구조, 특히 가교 밀도에 의존하고, 일반적으로 가교 밀도가 낮을수록 흡수율이 커지는 경향이 있다.

이러한 「가교 밀도」는 전자의 방법에서는, 예를 들면, 2관능성 단량체의 공중합비를 바꾸는 것으로, 후자의 방법에서는, 예를 들면, 빛, 전자선, γ 선 등의 조사량을 바꾸는 것으로, 임의로 원하는 정도로 제어하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서는, 가교 밀도는, 전체 단량체에 대한 분기점의 몰 비로, 약 0.02mol% 내지 약 10mol%, 또는 약 0.05mol% 내지 약 4mol%의 범위에 있는 것이 바람직하다. 전자의 (중합시의 가교 도입)방법에 의해 가교 구조를 도입하는 경우, 2관능성 단량체의 전체 단량체(2관능성 단량체 자체도 포함한다)에 대한 공중합 중량비는 약 0.03wt% 내지 약 3wt%(또는 약 0.05wt% 내지 약 1.5wt%)의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 가교 밀도가 약 10mol%을 넘는 경우에는, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자의 흡수 배율이 작게 되기 때문에, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자의 보수용 담체로서의 효과가 작아 진다. 한편, 가교 밀도가 약 0.02mol% 미만의 경우에는, 하이드로겔 형성성 고분자의 기계적 강도가 약해져서 취급이 곤란해진다.

상술한 바와 같은 가교 밀도(전체 단량체에 대한 분기점의 몰비)는, 예를 들면, 13C-NMR(핵자기 공명 흡수) 측정, IR(적외선 흡수 스펙트럼) 측정, 또는 원소 분석에 의해서 정량하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 보수용 담체를 구성하는 하이드로겔 형성성 고분자에 있어서, 표면 근방의 가교 밀도를 내부의 가교 밀도보다도 높게 하는(소위 「표면 가교」를 도입하는) 것에 따라, 하이드로겔 형성성 고분자에 있어서의 높은 흡수 배율과 높은 기계적 강도의 보다 양호한 균형을 얻는 것도 가능하다. 이러한 양태에서는 표면 근방의 비교적 가교 밀도가 높은 부분이, 주로 높은 기계적 강도(또는 담체 입자 상호간의 비점착성의 향상)에 기여하고, 한편 내부의 비교적 가교 밀도가 낮은 부분이, 주로, 높은 흡수 배율에 기여할 수 있다. 이것에 의해, 흡수 배율을 실질적으로 저하시키는 일없이, 양호한 기계적 강도 및 입자 상호간의 양호한 비점착성을 실현하는 것이 용이하게 된다.

상기한 양태에 있어서의 표면 근방의 가장 높은 가교 밀도(Ds)와 입자 내부의 가장 낮은 가교 밀도(Di)와의 비(Ds/Di)는 흡수 배율과 기계적 강도와의 균형의 점에서는 2 내지 5 정도, 또는 5 내지 10 정도(특히 10 내지 100 정도)인 것이 바람직하다.

표면 근방의 가교 밀도와 입자 내부의 가교 밀도의 측정은, 예를 들면, X선 전자 분광법 ESCA(XPS), 전자 프로브 미량 분석법 EPMA, 감쇠 전반사법 ATR, 2차 이온 질량 분석법 SIMS(비행 시간형 SIMS(TOF-SIMS) 등) 등의 국소 분석법에 의해서 가교제의 존재비를 표면 근방과 입자 내부 각각에 대하여 구함에 의하여 행할 수 있다.

본 발명의 식물 보수용 담체에 있어서, 담체를 구성하는 하이드로겔 형성성 고분자가 높은 기계적 강도를 가지는 경우, 개개의 담체 입자간에 적당한 공극을 유지하는 것이 용이하게 되어 공극의 존재에 의해서 식물의 뿌리에의 산소 공급성을 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자 표면 가교를 도입하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 종래 공지된 각종 방법(내지는 위의 방법의 두가지 이상의 조합)이 이용 가능하다.

특히, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자가, 고분자 쇄에 결합된 카복실기를 가지는 경우, 카복실기와 반응할 수 있는 관능기를 적어도 2개 이상 가지는 가교제를 사용하여, 고분자의 미립자의 표면 근방을 가교하는 방법이 적합하게 사용된다. 이와 같은 가교제로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르 등으로 대표되는 에폭시 화합물(일본 공개특허공보 제(소)57-44627호), 글리세린 등으로 대표되는 다가 알콜(일본 공개특허공보 제(소)58-180223호), 다가 아민 화합물, 다가 아지리딘 화합물 또는 다가 이소시아네이트 화합물(일본 공개특허공보 제(소)59-189103호), 아미노기를 가지는 다가 에폭시 화합물(일본 공개특허공보 제(소)63-195205호), 에피할로히드린과 암모니아, 에틸렌디아민 등의 저분자 1급 아민과의 반응물(일본 공개특허공보 제(평)2-248404호), 다가 아지티디늄 염기 화합물(일본 공개특허공보 제(평)6-287220호) 등을 들 수 있다.

상기 가교제의 분자량이 작은 경우에는 상기 가교제가 하이드로겔 형성성 고분자의 내부에 침투하기 쉽고, 표면 근방만의 가교에 멈추지 않고서 가교가 내부까지 도달하는 경향이 강하게 되는 경우가 있다. 이러한 관점에서는, 가교제의 분자량은 중량 평균 분자량으로 1,000 이상인 것이 바람직하고, 10,000 내지 100,000인 것이 더욱 바람직하다.

하이드로겔 형성성 고분자의 표면을 가교제로 가교하는 방법으로서는, 수분을 함유한 알콜류, 케톤류, 에테르류 등의 다량의 저비점 유기 용매 중에, 표면 가교해야 할 하이드로겔 형성성 고분자를 분산시키고, 가교제를 가하여 가교하는 방법(일본 공개특허공보 제(소)57-44627호), 함수율을 10 내지 40wt%로 조절한 하이드로겔 형성성 고분자의 함수물에 가교제를 첨가하여 가교하는 방법(일본 공개특허공보 제(소)59-62665호), 무기질 분말의 존재하에 가교제 및 물을 하이드로겔 형성성 고분자에 흡수시키고, 다음에 교반하에 가열하여, 가교 반응과 수분의 제거를 동시에 행하는 방법(일본 공개특허공보 제(소)60-163956호), 하이드로겔 형성성 고분자 1중량부에 대하여, 물 1.5 내지 5.0중량부 및 불활성인 무기질 분말의 존재하에 비점 100℃ 이상의 다량의 친수성 불활성 용제 중에 분산시켜 가교하는 방법(일본 공개특허공보 제(소)60-147475호), 하이드로겔 형성성 고분자를 1가 알콜의 알킬렌옥사이드 부가물, 유기산의 1가 염 및 락탐류의 어느 것인가를 함유하는 수용액 및 가교제로 처리하고, 또한 반응시키는 방법(일본 공개특허공보 제(평)7-33818호) 등을 사용할 수 있다.

(고분자 중의 유기물 잔존량)

본 발명의 보수용 담체에 의해 육성해야 할 식물체에의 악영향[예를 들면, 생장의 억제, 근단(根端) 괴사, 잎마름 등]을 억제하는 점에서는, 「하이드로겔 형성성 고분자」 중에 잔존하는 유기물은, 가능한 한 소량인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 본 발명에 사용하는 하이드로겔 형성성 고분자로부터 용출할 수 있는 전체 유기물(환원성 물질)은, 고분자의 1000배량의 증류수로 추출한 액 중에 잔존하는 전체 유기물이 화학적 산소 요구량(COD)의 값으로서 15ppm 이하, 또는 10ppm 이하(특히 5ppm 이하)인 것이 바람직하다. 「COD」는, 예를 들면, 하기의「과망간산 칼륨법」으로 적절하게 측정 가능하다.

(고분자 중의 유리 카복실산(염) 잔존량)

또한, 본 발명에 사용하는 하이드로겔 형성성 고분자 건조 중량 1g 중에 잔존하는 초산(내지 초산염)으로 대표되는 유리된 (휘발성) 카복실산(염) 양은, 0.5mmol 이하, 또는 0.3mmol 이하(특히 0.1mmol 이하)인 것이 바람직하다. 「카복실산」은, 예를 들면, 하기의「수증기 증류법」으로 적절하게 측정 가능하다.

(과망간산칼륨법)

1g의 건조 보수용 담체를 1000g의 증류수에 침지하고, 실온(25℃)에서 2일간 교반하면서(48시간) 항온조 중에 방치하여 보수용 담체 중에 잔존하는 유기물(환원성 물질)을 추출한다. 상청액 100㎖를 채취하여 9N 황산 5㎖, N/80 과망간산칼륨 용액 20㎖를 가하여 5분간 펄펄 끓이고, N/80 옥살산 용액 20㎖를 가하여 옥살산의 과잉을 N/80 과망간산칼륨 용액으로 적정(B ㎖)한다. 화학적 산소 요구량(COD)은 다음 식으로 산출한다.

COD(ppm)=B

(수증기 증류법)

1g의 건조 보수용 담체를, 1000g의 증류수에 침지하고, 실온(25℃)에서 2일간 교반하면서(48시간) 항온조 중에 방치하여 보수용 담체 중에 잔존하는 유리된 카복실산(염)을 추출한다. 상청액 100 ㎖를 채취하여 85% 인산 10㎖를 가하여 수증기 증류를 행하고, 유출액을 페놀프탈레인을 지시약으로서 0.01N 수산화나트륨 수용액으로 적정(C ㎖)한다. 1g의 건조 보수용 담체 중에 잔존하는 유리(휘발성)된 카복실산(염)은 C/10(mmol)로서 구해진다.

(카복실기를 가지는 고분자)

식물체의 보수에 적합한 칼슘 이온 흡수량을 가지며, 게다가 적합한 「이온교환수 중에서의 수분의 흡수 배율」을 가지는 하이드로겔 형성성 고분자의 적합한 한가지 양태으로서, 예를 들면, 고분자 쇄에 결합된 카복실기를 가지며, 고분자 쇄가 가교된 하이드로겔 형성성 고분자이고, 카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염의 함유량이 1g당 0.3 내지 2.5mmol인 하이드로겔 형성성 고분자를 들 수 있다. 「카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염의 함유량」은 0.5 내지 2.0mmol(특히, 1.0 내지 1.5mmol)인 것이 바람직하다. 이러한「카복실기를 가지는 고분자」도 상기한 바와 같은 잔존 「유기물량」 또는 「카복실산량」을 가지는 것이 바람직하다. 「카복실기의 알칼리 금속염의 함유량」은, 예를 들면, 이하의 방법으로 적절하게 측정 가능하다.

(카복실기 염의 함유량의 측정 방법)

0.2g의 건조 보수용 담체를 백금 도가니에 측량하여 취하고, 전기로에서 회분화(灰分化)한 후, 1N 염산 5㎖로 용해, 증류수를 가하여 50㎖의 일정 용액으로 하고, 원자 흡광 분석에 의해 양이온 농도(DmM)을 구한다. 건조 보수용 담체 1g 중의 카복실기 염의 함유량은 D/4(mmol)로서 산출된다.

「폴리아크릴산의 알칼리 금속염의 가교물」로 이루어지는 종래의 하이드로겔은 비이온성의 친수성 고분자 가교물로 이루어지는 하이드로겔에 비하여 현저하게 높은 수분의 흡수 배율을 가지며, 이러한 높은 수분의 흡수 배율이 그런 이유로 종래 농업 분야에서 보수용 담체로서 사용되어 왔다. 그렇지만 본 발명의 실험에 의하면, 종래부터 농업용 용도로서 개발되어 온 폴리아크릴산의 알칼리 금속염의 가교물로 이루어지는 하이드로겔에서는 해리성의 이온기의 도입량이 대단히 높고(예를 들면, 아크릴산의 알칼리 금속염의 도입량이 건조 수지 1g당 약 6mmol 이상), 상기한 바와 같이 식물의 생장에 필수인 칼슘 이온 등의 중금속 이온을 흡착하여 버려 식물 생장을 현저하게 저해하는 경향이 있었다.

이것에 대하여, 본 발명자의 실험에 의하면, 해리성의 이온기(예: 카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염)를 건조 보수용 담체 1g당 0.3 내지 2.5mmol 도입한 경우에는, 식물에 대하여 칼슘 이온 결핍증을 생기게 하는 일없이 식물을 육성시키기에 충분한 보수 효과(이온교환수 중에서의 수분의 흡수 배율이 100배 이상)를 나타내는 것이 발견되었다.

여기서 해리성의 이온기로서는 알칼리 금속염 또는 암모늄염이 바람직하고, 알칼리 금속염으로서는 나트륨염 또는 칼륨염이 바람직하다. 식물의 영향을 고려하면, 필수 영양원으로서 식물에 흡수되는 칼륨염 및 암모늄염이 바람직하다. 카복실기의 알칼리 금속염의 함유량이 건조 보수용 담체 1g당 0.3mmol 미만에서는 보수용 담체의 수분의 흡수 배율을 100배 이상으로 하는 것이 곤란하다. 한편, 카복실기의 알칼리 금속염의 함유량이 2.5mmol을 넘으면, 칼슘 이온 흡수량이 건조 보수용 담체 1g당 50㎎ 이상이 되기 쉽게 된다.

(단량체)

하이드로겔 형성성 고분자는, 예를 들면, 카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염을 가지는 단량체(I), 친수성 단량체(II) 및 가교성 단량체(III)의 삼원 공중합에 의해서 얻을 수 있다.

여기서 단량체(I)로서는 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 이타콘산 등의 알칼리 금속염 또는 암모늄염을 들 수 있다. 이들은 단량체의 염으로서 중합하여도 무방하고, 카복실산으로서 중합 후에 중화에 의해 염으로 만들어도 무방하다. 단, 함유량을 보수용 담체 1g당 0.3 내지 2.5mmol로 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

친수성 단량체(II)로서는 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 이타콘산, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-비닐아세트아미드 등을 들 수 있다. 여기서 카복실산을 포함하는 단량체를 친수성 단량체(II)로서 사용하는 경우에는, 하이드로겔의 pH가 낮게 되는 경향이 있기 때문에, 이 경우 카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염의 함유량을 1g당 1.0 내지 2.5mmol로 하는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 경우에는, 카복실산을 포함하는 단량체의 일부를 칼슘염으로서 공중합시켜도 무방하다. 본 발명자의 발견에 의하면, 칼슘염형 단량체는, 보수용 담체의 칼슘 흡수량을 감소시키는 효과, 및 pH 저하를 회피하는 효과 뿐만 아니라, 중합을 촉진하는 효과가 확인되었다.

가교성 단량체(III)로서는 N,N'-메틸렌비스(메타)아크릴아미드, N,N'-에틸렌비스(메타)아크릴아미드, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등을 예시할 수 있다. 가교성 단량체(III)의 사용량은, (중합 농도에도 따르지만) 전체 단량체에 대하여 통상 0.01 내지 5mol%의 범위, 또는 0.1 내지 1mol%의 범위인 것이 바람직하다. 사용량이 0.01mol% 미만에서는, 보수용 담체의 강도가 부족한 경향이 있다. 한편, 사용량이 5mol%를 넘으면, 보수용 담체로서의 수분의 흡수 배율을 100배 이상으로 하는 것이 곤란하게 된다.

또한, 하이드로겔 형성성 고분자는 초산비닐과 무수 말레산의 공중합물, 초산비닐과 아크릴산(염)의 공중합물 등의 비누화 반응에 의해서도 얻을 수 있다. 얻어지는 고분자 화합물은 폴리비닐알콜계 중합체로 되지만, 중합체에 결합한 카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염의 함유량이 건조 중량 1g당 0.3 내지 2.5mmol이 되도록 조제하면, 칼슘 이온 흡수량이 보수용 담체 1g당 50㎎ 미만, 또한 이온교환수 중에서의 수분의 흡수 배율이 100배 이상인 본 발명의 식물 보수용 담체로 만들 수 있다.

(칼슘 이온 처리)

하이드로겔 형성성 고분자는 시판하는 폴리아크릴산염계 고수분 흡수성 수지를 강산 또는 칼슘 이온으로 처리함으로써 얻을 수 있다. 시판하는 폴리아크릴산염계 고수분 흡수성 수지는 일반적으로 고분자 쇄에 결합한 카복실기의 반 이상이 알칼리 금속염이 되어 있고, 함유량은 수지 1g당 약 6mmol 이상이다. 그 때문에 수지 1g당 칼슘 이온 흡수량은 120㎎ 이상이 되어, 식물 보수용 담체로서 적합하지 않다.

본 발명에 있어서, 「하이드로겔 형성성 고분자」가 「카복실기의 칼슘염」을 함유하는 경우, 칼슘염의 함유량은 「하이드로겔 형성성 고분자」의 건조 중량 1g당 0.1mmol 이상(또는 1.0 내지 3.0mmol 정도)인 것이 바람직하다. 이러한 「카복실기의 칼슘염」의 함유량은, 예를 들면, 이하의 방법으로 적절하게 측정 가능하다.

(카복실기 칼슘염의 함유량의 측정 방법)

0.2g의 건조 보수용 담체를 백금 도가니에 측량하여 취하고, 전기로에서 회분화한 후, 1N 염산 5㎖로 용해, 증류수를 가하여 50ml의 일정 용액으로 하고, 원자 흡광 분석에 의해 칼슘 이온 농도(EmM)를 구한다. 건조 보수용 담체 1g 중의 카복실기 칼슘염의 함유량은 E/2(mmol)로서 산출된다.

이러한 시판하는 폴리아크릴산염계 고수분 흡수성 수지에 염산, 질산, 황산 등의 강산 또는, 염화칼슘, 초산칼슘 등의 칼슘 이온 수용액을 가하면, 고수분 흡수성 수지 중의 카복실기의 알칼리 금속염이 카복실산 또는 카복실기의 칼슘염으로 치환되기 때문에, 강산이나 칼슘 이온의 첨가량을 적절히 설정하면, 중합체에 결합한 카복실기의 알칼리 금속염의 함유량이 건조 보수용 담체 1g당 0.3 내지 2.5mmol이 되도록 조정할 수 있어, 칼슘 이온 흡수량이 건조 보수용 담체 1g당 50㎎ 미만, 또한 이온교환수 중에서의 수분의 흡수 배율이 100배 이상인 본 발명의 식물 보수용 담체로 만들 수 있다.

단, 카복실기를 카복실산으로 치환하는 경우에는, 하이드로겔이 산성이 되는 경향이 강하기 때문에, 특히 이 경우는 카복실기의 알칼리 금속염의 함유량이 건조 보수용 담체 1g당 1.0 내지 2.5mmol이 되도록 조정하는 것이 바람직하다.

(식물 보수용 담체의 pH)

종래부터, 하이드로겔 형성성 고분자를 포함하는 식물 보수용 담체는, 그 pH(수소 이온 농도)가 중성 내지 약 알칼리성이었다. 이것은, 본 발명자 등의 발견에 의하면, 고분자 합성시의 반응 조건 등에 근거하는 것으로 추정된다.

이것에 대하여, 본 발명자 등은, 하이드로겔 형성성 고분자를 포함하는 식물 보수용 담체에 있어서도, 식물이 적합하게 생육하는 환경을 제공하기 위해서는, 식물 보수용 담체의 pH는 통상 약산성이 바람직한 것을 발견하였다.

일반적으로, 카복실기를 가지는 고분자로 이루어지는 하이드로겔의 경우, 고분자 조성 중의 수소 이온 농도가 높을(산성측으로 기운)수록 고분자의 칼슘 흡수량이 적어지는 경향을 가진다. 따라서, 이러한 고분자의 칼슘 흡수가 식물에 악영향을 미치게 하기 어렵게 하는 점에서도, 본 발명의 식물 보수용 담체의 pH는, 약산성의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또한, 카복실기를 가지는 고분자로 이루어지는 하이드로겔은, 통상, 버퍼(완충) 효과도 가지기 때문에, 이 버퍼 효과의 점에서도, 카복실기를 가지는 고분자로 이루어지는 하이드로겔은, 식물의 생육에 적합한 pH 유지에 유리하다.

식물 보수용 담체의 적합한 pH는, 식물의 종류에 따라서 약간 다른 경우도 있지만, 통상 pH 3 내지 6.5(또는 pH 4 내지 6) 정도인 것이 바람직하다. 특히, 조직 배양에 사용하는 배양액은 pH 5.7 내지 5.8로 조정하는 것이 일반적이기 때문에, 하이드로겔의 pH도 5.7 내지 5.8인 것이 바람직하다.

칼슘 흡수량을 감소하기 위해서는 카복실기 중의 카복실산형의 비율을, 알칼리 금속 내지 암모늄염형에 대하여 높게 설정하면 좋다. 그렇지만, 이러한 카복실산형의 비율이 지나치게 높으면, 보수제의 pH가 지나치게 내려가거나, 보수제의 팽윤율이 저하하는 경향이 있다. 카복실기 중의 칼슘염의 비율을 높이거나, 고분자 중의 카복실기의 함유량을 저하시켜(비이온성 부분을 많게 하여), 상기와 같은 pH 내지 팽윤율 저하의 단점을 해소 내지 완화하는 것이 가능하다.

(하이드로겔 형성성 고분자를 사용하는 식물 배양 방법)

종래부터, 조직 배양용 지지체로서 한천 겔이 일반적으로 사용되어 왔지만, 수분 과잉이고, 또한, 공극이 거의 존재하지 않은 상태에서 뿌리가 생육하기 때문에, 포장 재배 단계에서 생장하는 뿌리와는 다른 형태의 뿌리가 신장하여, 뿌리의 배양 용기내 순화(順化)가 불가능하였다. 또한, 한천 겔은 증발이나 식물의 흡수에 의해 수분을 한번 방출하면 거의 재흡수하지 않기 때문에, 용기내에서 결로(結露)한 수분이나 이수(離水)한 수분이 한천 겔에 흡수되지 않고, 이 때문에 뿌리의 순화에 악영향을 미치는 경우가 있었다.

본 발명자의 발견에 의하면, 이러한 한천 겔의 문제는, 한천이 겔화 후에는 그 이상의 수분 흡수를 하지 않는 점, 한번 방출한 수분을 거의 재흡수하지 않는 점, 및 유지하고 있는 수분 흡인력이 약한 점에 기인하는 것으로 추정된다. 본 발명에 있어서는, 이러한 겔의 보수성은, 예를 들면, pF 치로 나타내는 것이 가능하게 된다.

여기서, pF 치(Potential of Free Energy: 수분 흡인압)란, 지지체의 보수성을 나타내는 값이고, 그 상세한 내용에 관해서는, 예를 들면, 토양 통론[참조: 다카이 야스(高井康雄), 미요시 히로시(三好洋) 공저, 조창(朝倉) 서점, 1977년, p 88 내지 89]을 참조할 수 있다.

본 발명에 있어서, 식물이 흡수 가능한 수분은 통상 모세관 연락(連絡) 절단점(pF 약 2.8) 이하인 것이 바람직하고, 또한, 포장 재배에서 식물이 적합하게 생장하기 위해서는 pF 2.3 이하가 바람직하다. 또한, pF 1.8 이하의 수분(중력수)은, 식물이 흡수 가능하지만, 하부 개방계의 용기에서는 용기외로 유출하는 경향이 있다. 하부가 폐쇄계의 용기 또는 폐쇄적인 용기의 경우에는, 중력수는 용기 하부의 지지체내에 체류하여, 뿌리 부폐를 일으키는 경우가 있다. 유용 식물의 일반적인 조직 배양에서는, 용기를 폐쇄계로 하고, 또한, 지지체로서 한천 겔을 사용하기 때문에, 배양 기간 중의 pF 치는 거의 0이 된다.

한편, 하이드로겔 형성성 고분자는, 평형 흡수율에 도달하지 않고 있는 경우, 겔 입자의 주위의 수분을 흡수하는 경향이 있다. 본 발명에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자를 배양용 지지체로서 사용한 경우에는, 배양 중의 용기 밖으로의 수분 증발이나, 식물의 생장에 동반하는 수분 흡수에 의해서 겔 중에 포함되는 수분이 서서히 적어지기(pF 치가 상승하기) 때문에, 배양 중에 자동적으로 수분 스트레스 순화를 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 하이드로겔 형성성 고분자가 겔 입자의 형상을 가지는 경우에는, pF 치의 상승에 의해, 겔 입자의 외측의 공극이 넓어지기 때문에, 식물의 생장에 따라 산소의 공급량도 증가시키는 것이 가능하게 된다.

게다가, 본 발명에 있어서 하이드로겔 형성성 고분자를 사용한 경우, 용기내에서 결로한 수분이나 이수한 수분(이들은 뿌리의 순화에 악영향을 미치는 경우가 많다)도 하이드로겔 형성성 고분자가 흡수 가능하다. 따라서, 본 발명에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자를 지지체로서 사용한 경우, 배양 단계에서 식물의 생장에 따라서, 자동적으로 뿌리를 순화시키는 것이 가능하게 되어 포장 재배 단계 이행 후도 식물체를 순조롭게 생장시키는 것이 가능하게 된다.

하이드로겔 형성성 고분자를 조직 배양용 지지체로서 사용하는 다른 이점은, 용기내 공간을 충분히 활용할 수 있는 것이다. 식물 지지체내의 물리 환경은 액상, 기상, 고상의 3상으로 나누어 지지만, 하이드로겔 형성성 고분자가 액상과 고상을 겸하기 때문에, 단위부피당 양수분(養水分)량을 다량으로 확보할 수 있다.

하이드로겔 형성성 고분자를 조직 배양용 지지체로서 사용하는 다른 이점은, 배양 도중에 추비(追肥)를 적합하게 행할 수 있는 점에 있다. 이 경우에는, 식물을 매몰시키는 일없이, 공급한 배양액을 하이드로겔 형성성 고분자에 흡수시킬 수 있다.

(하이드로겔 형성성 고분자를 포함하는 지지체내의 공극)

하이드로겔 형성성 고분자의 강도가 낮은 경우는 겔이 변형하고, 겔 입자간의 공극이 적어지는 경향이 있기 때문에, 겔에 펄라이트 등의 다공체를 혼합하여 공극을 확보하여도 좋다. 또한, 하이드로겔 형성성 고분자의 강도를 높여 겔 입자간의 공극을 형성시켜도 좋다. 겔 강도를 높이기 위해서는 가교 밀도를 높이거나, 표면 가교를 시행하는 등의 방법이 가능하다.

이 경우, 혼합하는 다공체는 펄라이트, 나무껍질, 스폰지, 물이끼 등의 공지의 것이 특히 제한없이 사용 가능하지만, 하이드로겔 형성성 고분자의 특징인 제균성[참조: 일본 공개특허공보 제(평)6-139140호; 제PCT/JP95/01223호]을 보다 효과적으로 발휘시키기 위해서는, 부식할 가능성이 있는 천연 유기물보다도 펄라이트 등의 무기 다공체를 사용하는 것이 바람직하다.

(액체 배양에의 하이드로겔 형성성 고분자의 이용 방법)

하이드로겔 형성성 고분자는 액체 배양에도 적합하게 사용 가능하다. 종래의 액체 배양에 있어서는, 액체 배양 중의 유식물(幼植物) 교반시에 있어서의 세포 집괴의 벽면에의 충돌이나, 세포 집괴끼리의 충돌, 또한, 이것들의 물리적 데미지로 세포가 생산하는 갈변(褐變) 물질에 의한 식물 세포의 증식율 저하가 문제가 되고 있었다.

이것에 대하여, 본 발명에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자 입자를 액체 상태를 유지할 수 있는 범위내에서 액체 배양계에 혼합한 경우에는, 겔 입자가 쿠션이 되어, 갈변 물질의 생산을 억제하거나, 증식율을 높이거나, 세포 집괴를 크게하는 것이 가능하게 된다.

액체에 대한 하이드로겔의 부피는 0.5 내지 90%, 보다 바람직하게는 1 내지 60%, 더욱 바람직하게는 5 내지 40%이다.

액체 배양에는 삼각 플라스크의 회전 진동 배양이나 퍼멘터 배양, 대형 탱크 배양 등을 들 수 있다.

(종자의 발아 및 발아력 테스트)

보수용 담체의 식물에 미치는 영향을 평가하기 위해서는, 농업용 용수를 흡수한 보수용 담체(하이드로겔)를 배지로 하여, 종자의 발아 및 발아력 시험을 행하는 것이 바람직하다. 종자 재료로서는, 예를 들면, 단기적인 발아 및 발아력 시험이 용이한 카이와레 무우 종자(예를 들면, 발매원, 타키이 종묘 주식회사의 것)를, 농업용 용수로서 일반적인 지하수 조성(표 2)의 합성수(合成水)를 상기 시험에 사용할 수 있다.

종자의 발아 및 발아력 시험은, 예를 들면, 아래와 같이 하여 행할 수 있다. 상기한 합성수 16mL와 각종 보수용 담체 160㎎(1중량%)을 시험관(지름 2.5㎝, 높이 15㎝)에 넣고, 충분하게 교반 후 25℃에서 30분간 방치하고, 농업용 용수를 흡수한 보수용 담체로 이루어지는 겔상 배지를 조제한다. 카이와레 무우 종자를 각 시험관내의 겔상 배지 표면에 5개씩 균일하게 뿌리고, 지름 6mm의 구멍에 솜을 채운 실리콘 마개로 뚜껑을 한다. 이와 같이 뚜껑을 한 시험관을 배양실(25℃, 2000Lux, 16시간 주간)에서 4일간 배양하고, 발아율[발아한 종자수/5(개) × 100(%)]을 조사한다.

발아 및 발아력 시험에서는, 종피가 터져 떡잎이 전개된 경우를 발아로 하고, 그 이외는 비발아로 한다. 또한, 지상부의 길이는, 발아한 개체의 기부(뿌리와 줄기의 분기점)로부터 잎끝까지의 평균 경엽(莖葉) 길이로서 측정하고, 지하부의 길이는, 발아한 개체의 기부에서 주근(主根)의 첨단까지의 평균 뿌리길이로서 측정하고, 또한 뿌리의 첨단 등의 외관을 관찰한다.

(보수용 담체의 사용 방법)

본 발명의 보수용 담체는, 단독으로 사용하여도 좋고, 또한, 필요에 따라서 「기타 식물체 육성용 담체」와 함께 사용하여도 좋고, 또한, 「기타 식물체 육성용 담체」의 종류, 사용 비율 등은 특히 제한되지 않는다. 이러한 「기타 식물체 육성용 담체」로서는, 예를 들면, 토양 또는 자갈, 모래, 속돌, 탄화물, 이탄, 버미큘라이트, 나무껍질, 펄라이트, 제올라이트, 암면, 스폰지, 물이끼, 야자껍질, 크립토모스 등을, 단독으로, 또는 필요에 따라서 2종 이상 혼합하여, 적합하게 사용 가능하다.

본 발명의 보수용 담체를 사용하여 식물체를 육성하는 경우는, 상기한 토양 등으로 이루어지는 「기타 식물체 육성용 담체」에 대하여, 본 발명의 하이드로겔 내지 고분자로 이루어지는 보수용 담체를, 혼합 비율이 건조시의 중량 퍼센트로 0.1 내지 10wt% 정도(또는 0.3 내지 3wt% 정도)가 되도록 혼합하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명의 보수용 담체와 「기타 식물체 육성용 담체」를 병용하는 경우, 상기한 바와 같이 혼합하여 사용하는 경우의 것 이외에, 「기타 식물체 육성용 담체」의 표면 부분 또는 담체의 내부에, 본 발명의 보수용 담체로 이루어지는 층을 1층 이상 배치하여도 좋다.

(하이드로겔 형성성 고분자를 사용하는 식물 재배 방법)

종래의 개방형 용기 재배(화분, 셀 트레이, 플랜터 등)는 관수 전후, 수분량이나 양분 농도가 급격히 변동하기 때문에, 수관리는 곤란하였다. 관수 직전은, 건조에 의한 토양내 비료의 고농도로부터 오는 뿌리에의 장해, 수분 부족에 의한 식물의 시들음이 문제가 되고, 한편, 관수 직후는, 여분인 수분의 화분내에의 체류, 산소 부족에 의한 뿌리 부패가 문제가 된다. 특히, 관수 직전의 비료 농도의 극단적인 상승은, 이것을 회피하기 위해서 비료의 절대량을 낮게 설정하지 않으면 않되므로, 원래의 식물의 생장이 억제되는 원인으로도 되고 있다.

오늘날 급격히 수요가 증대하고 있는 야채 등의 셀성형묘 생산도, 상술하는 문제를 안고 있다. 이러한 셀성형묘의 경우, 개개의 셀의 용적이 비교적 작기 때문에, 양분 농도, 수분량이 급격히 변동하기 쉬워 셀 마다의 균일한 관리를 어렵게 하고 있다.

본 발명에 있어서는, 이러한 식물 뿌리 주변의 물리 환경의 문제는, 상술하는 pF 치(수분 흡인압)로 나타내는 것이 가능하게 된다. 식물이 흡수 가능한 수분은 pF 약 2.8 이하이지만, 식물이 적합하게 생장하기 위해서는 pF 2.3 이하가 바람직하다. pF 1.8 이하의 수분은 식물이 흡수 가능하지만, 중력수이기 때문에 근권(根圈)외로 유출할 가능성이 높다. 반대로, 근권의 배수가 나쁜 경우는 뿌리 주변에 체류하여 뿌리 부패를 일으키는 경우가 있다.

본 발명자 등의 발견에 의하면, 종래의 방법으로 배양된 식물체는 뿌리가 순화되어 있지 않고, 게다가, 포장 재배 단계의 새로운 지지체(나무껍질 등)와 뿌리가 충분히 잘 밀착하지 않기(접촉 면적이 작기) 때문에, 식물의 초기 생장에 필요한 양수분 흡수가 충분하지 않았던 것으로 추정된다. 본 발명자에 의하면, 종자의 발아율 저하 및 그 후의 생육 저해도, 종자 또는 발아후의 뿌리와 지지체와의 접촉 면적이 작은 것에 의한다고 추정된다. 뿌리내린 배양 모종을 포장 재배로 이행할 때, 종래 사용되고 있는 지지체에서는 굳어있거나, 유동하지 않기 때문에 뿌리를 상하게 하고 있어, 또한, 종래의 지지체에서는 꽂아넣기 이식도 불가능하였다.

적당의 수분량을 다량으로 확보할 수 있기 때문에, 용기내의 양분 농도 변동폭이 적어져, 식물의 신장 저해가 비약적으로 감소한다. 또한, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자는 여분의 수분을 완전히 흡수하기 때문에, 뿌리가 썩기 어렵게 되고, 게다가 양수분 관리도 간단하게 된다. 특히, 관수 전후의 양분 농도 변동폭의 감소에 의해, 비료의 절대량을 비약적으로 많게 하는 것이 가능하게 되어, 식물의 더한층의 생육 촉진이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 용기의 용적이 비교적 작은 셀성형묘 생산에 관해서도 셀마다 균일한 관리가 간단하게 된다.

또한, 옮겨 심은 직후의 식물체, 종자, 또는 발아 후의 뿌리도, 하이드로겔 형성성 고분자와 보다 용이하게 잘 밀착(접촉 면적이 증대)할 수 있어, 식물체의 초기 생장이 부드럽게 행하여진다. 또한, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자로 이루어지는 하이드로겔은 비교적 부드럽고 유동성이 양호하기 때문에, 뿌리를 상하게 하지 않고서 이식하는 것이 가능하게 된다. 이러한 하이드로겔의 특성에 의해, 꽂아넣기 이식도 간단하게 된다. 특히 난의 1속인 코쵸란(Phalaenopsis), 심비듐(Cymbidium) 등은 뿌리가 굵고, 뿌리털이 거의 없지만, 이러한 식물 종류에서도, 본 발명에 의하면 이식이 극히 간단하게 된다.

(지지체의 유실(流失) 저지 방법)

용기 하부가 개방형의 경우, 관수 등에 의한 지지체(하이드로겔이나 하이드로겔을 포함하는 심기 재료 등)의 유실을 저지하는 것이 중요하게 된다. 이것을 방지하기 위한 대책으로서는 하이드로겔 형성성 고분자의 입자를 크게 하거나 점착성을 증가시키는 것이 효과적이다. 점착성을 증가시키는 방법으로서는, 하이드로겔 형성성 고분자의 가교 밀도를 감소시키는 방법 등이 이용 가능하다.

(식물의 솟아오름 억제 방법)

뿌리가 굵고 튼튼한 식물 종류의 경우, 뿌리가 신장하여 용기의 저면에 도달하면 용기 상부로 들어 올려져 버리는 경우(소위 「솟아오름」 현상)가 있다. 이것을 방지하기 위한 대책으로서는, 하이드로겔 형성성 고분자의 점착성을 증가시키는 것이 효과적이다. 점착성을 증가시키는 방법으로서는, 가교 밀도를 감소시키는 방법 등이 이용 가능하다.

(식물 공장용 지지체)

종래부터, 소위 「식물 공장」(노지 재배 등의 자연 환경하가 아닌 인공 환경하에서의 식물 육성계)에서는 지금까지 미스트 재배나, 요수(腰水) 관수 재배 등이 행하여지고 있었지만, 관수 설비에 막대한 투자가 필요하였다.

본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자를 이러한 「식물 공장」용의 식물 지지체, 수분 공급 매체로서 사용한 경우에는, 관수 설비가 간단하게 되어, 식물 생육계의 단순화, 비용 감소가 가능하게 된다.

(노지 재배)

종래의 노지 재배에서도, 종래의 용기 재배와 같은 문제가 있었다. 즉, 노지 재배는, 자연 조건에 좌우되기 때문에, 강우 전후의 양분 농도, 수분량, pF 치가 급격히 변동하여, 식물 재배가 곤란하였다. 특히, 강수량이 적은 지역은 종종 한발 등의 피해를 만나고 있었다.

이것에 대하여, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자를 노지 재배에 사용한 경우에는, 상술한 바와 같이 하이드로겔 형성성 고분자가 양분 농도, 수분량, pF 치 등의 급격한 변동의 버퍼로서 작용하기 때문에, 식물 재배를 보다 온화한 조건하에서 행하는 것이 가능하게 된다.

(녹화 공사)

사막 녹화, 경사 녹화, 벽면 녹화 등에 관해서는, 기초가 되는 지지체가 모래, 흙벽, 콘크리트 등이기 때문에, 유지하고 있는 수분량이 대단히 적고, 또한, 수분 유지 능력이 대단히 낮다. 이러한 상태에서 식물 생육 또는 종자 발아의 초기 단계를 부드럽게 행하기 위해서는, 보수성이 대단히 높고, 또한, 양분 농도, 수분량, pF 치 등이 급격한 변동의 버퍼로서 작용하는, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자의 사용이 대단히 효과적이다.

경사 녹화에 관해서는, 경사면에의 콘크리트 분무와 같은 공법으로, 본 발명의 하이드로겔 형성성의 고분자를 사용하는 녹화 종자 유체 파종이 가능하다. 특히, 지표면에 암석 등이 노출하여 평면이 아닌 산표면이나 경사면의 녹화는, 네트 파종 등의 공법에서는 경사에의 네트와 종자의 접착율이 적어지는 경향이 있었다. 본 발명의 하이드로겔 형성성의 고분자를 사용하는 녹화 종자 유체 파종을 사용하면 하이드로겔에 함유된 종자를 균일하게 분무하기 때문에, 하이드로겔 및 하이드로겔에 함유된 종자와 경사의 접착율이 높아져서 종자의 발아율을 높이고, 발아후의 식물의 생장을 촉진한다.

(공간 재배)

난과 식물의 1속인 반다(Vanda) 등의 착성 식물(着性植物)은 자연 상태에서는 나무 등에 부착하여 공간에 뿌리를 늘어 뜨려, 안개나 비 등의 수분을 흡수한다. 이러한 식물 종류를 공간에서 인공적으로 재배하는 경우는, 건조를 막기 위해서 관수 빈도를 많게 하지 않으면 안된다. 이러한 경우, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자로 착성 식물의 뿌리 주변을 덮으면서 재배함으로써 건조를 장시간 막고, 또한 관수의 빈도도 감소하는 것이 가능하게 된다.

(무중량 상태에서의 공간 부유 재배)

인구 증가, 식량난의 시대를 맞이하여, 우주 공간에서의 식물 재배가 검토되고 있다. 우주 공간은 무중량 상태이기 때문에, 우주 스테이션 등의 무중량 공간에 하이드로겔 형성성 고분자를 주체로 한 식물 지지체를 부유시켜 식물을 이식하여 재배함으로써 입체적인 재배가 가능하게 되어, 단위부피당 식물 생산을 비약적으로 증대하는 것이 가능하게 된다.

(식물체의 이식 방법)

식물을 이식할 때, 뿌리에 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자를 부착시켜 이식함함으로써 초기의 건조를 방지할 수 있어, 활착율(活着率)을 증대시키거나, 초기 생장을 증대하는 것이 가능하게 된다. 이러한 이식 방법은, 특히 화야채 묘목이나 목본류 묘목, 잔디의 이식, 성목의 이동 등에 유효하다.

(팽윤 하이드로겔 형성성 고분자의 수축 방법)

물 중에서 팽윤 상태(겔 상태)에 있는 카복실기를 가지는 고분자로 이루어지는 하이드로겔 형성성 고분자는, 고농도의 칼슘 용액 또는 칼슘염 분말을 첨가하여 급격히 수축시킬 수 있다. 이러한 「겔 수축」의 사용예 내지 응용예를 이하에 서술한다.

(1) 조직 배양한 식물체를 포장 재배로 이행할 때, 당(糖)이 잡균 번식의 원인이 되기 때문에, 칼슘 첨가에 의해서 겔을 수축시키고, 겔 중의 당을 물을 가만히 따르거나, 수세 등에 의해 제거한다.

(2) 모종 등의 식물체를 출하할 때, 식물 주변의 수분이 많으면 수송 중에 뿌리상해를 일으킨다. 또한, 수분이 많으면 무겁게 되어 수송 비용이 비싸게 된다. 이들을 방지하기 위해서, 칼슘 첨가에 의해서 겔을 수축시켜 겔 중의 수분을 제거한다.

(3) 식물을 옮겨 심은 때, 새로운 지지체와 뿌리에의 접촉 면적을 증대시키기 위해서, 칼슘 첨가에 의해서 겔을 수축시키고 나서, 새로운 지지체를 뿌리주변에 배치하여, 옮겨 심기를 부드럽게 한다.

(4) 용기내에서 육성한 식물을 옮겨 심은 때, 칼슘 첨가에 의해서 겔을 수축시켜 부피를 감소시킴과 동시에, 수분을 겔 중에서 방출시킴에 의해, 용기 중에서 식물체를 꺼내기 쉽게 된다.

[조류(藻類) 등의 번식 억제 방법]

화분 상부 등에 번식하는 조류는 식물 육성용으로 공급한 양분을 흡수하기 때문에, 이러한 조류의 번식은 가능한 한 억제하는 것이 바람직하다. 이 경우에 사용 가능한 억제 방법의 예를 이하에 서술한다.

(1) 식물 보수용 담체 표면을 빛을 차단하는 알루미늄 등의 시트로 덮는다.

(2) 식물 보수용 담체 표면에 빛을 차단하는 활성탄 등을 뿌린다.

(3) 하이드로겔 형성성 고분자 자체를 안료 등으로 흑화(黑化)시킨다.

(첨가제)

본 발명의 식물체 재배용 지지체, 토양개질제, 용기 내지 시트를 구성하는 하이드로겔 형성성 고분자의 가교 구조 중에는, 필요에 따라서, 최소한 수분이 유지되어 하이드로겔이 형성되어 있지만, 하이드로겔 내지 고분자 중에는, 필요에 따라서, 다른 첨가제를 첨가하여도 좋다. 이러한 목적으로 하이드로겔 내지 고분자 내부에 함유시키는 첨가제로서는, 통상의 노지 내지 시설내(온실 등)에서의 식물 재배에서 통상 사용 가능한 공지의 첨가제를 특별하게 제한없이 사용하는 것이 가능하다.

이러한 공지의 첨가제로서는, 각종의 식물용 영양소, 영양소 이외의 식물체의 재배에 관여하는 물질[식물 생장 조절 물질, 식물 형태 조절 물질(왜화제(dwarfing agent) 등)], 또는 농약(제초제, 살충제, 살균제 등)을 들 수 있다.

(영양소)

필요에 따라서 본 발명의 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자 내부에 함유시키는 것이 가능한 영양소로서는, N, P, K, Ca, Mg, S 등의 다량 원소, 또는 Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, B, Cl, Si 등의 미량 원소를 들 수 있다.

이들의 영양소를 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자 내부에 함유시키는 방법으로서는, 예를 들면, 요소, 질산 칼슘, 질산 칼륨, 인산제2수소칼륨, 황산마그네슘, 황산제1철 등의 수용액을 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자 자체를 침지하여 팽윤시켜, 결과적으로서 생성된 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자 중에, 원하는 영양소를 흡수시키는 방법 등을 들 수 있다.

(식물 생장 조절 물질 등)

상기한 영양소 이외의 식물체의 재배에 관여하는 물질로서, 식물 생장 조절 물질, 식물 형태 조절 물질 등, 또는 농약(제초제, 살충제, 살균제 등)을, 필요에 따라서 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자 중에 함유시켜도 좋다.

(첨가제의 함유 방법)

상기한 각종 첨가제를 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자 내부에 함유시키는 방법으로서는, 첨가제의 수용액 중에 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자를 침지하여 수용액을 흡수시켜 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자를 생성시키는 방법을 들 수 있다. 또한, 예를 들면, 이나벤피드, 우니코나졸과 같이 수분에의 용해도가 현저하게 낮은 식물 형태 조절 물질(왜화제)을 사용하는 경우에는, 식물 형태 조절 물질이 가용이고 또한 하이드로겔 내지 고분자가 팽윤하는 유기 용매를 사용하여, 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자 내부에, 식물 형태 조절 물질을 실용적인 농도로 함유시키는 것도 가능하다.

(반폐쇄 생태계 식물 육성)

자연계에서는 식물이 광합성을 하고, 동물이 식물을 먹고, 동물의 배설물이나 동식물의 사해를 미생물이 분해하고, 분해물을 식물이 영양원으로서 흡수한다고 하는 물질 순환 생태계가 기능하고 있다. 한편, 화학 비료나 농약 등을 대량으로 사용하는 작물 재배는 생물의 물질 순환 기능을 억제하고 있기 때문에, 반폐쇄 생태계라고 할 수 있다. 오늘날, 무균 배양에 의한 클론묘 생산이나 식물 공장에서의 야채 생산이 상업화되어 오고 있지만, 이것은 미생물상(微生物相)을 차단하고 있기 때문에, 폐쇄 생태계라고 할 수 있다. 금후, 자연 환경 변동에 좌우되지 않는, 또한 인공적으로 환경 제어 가능한 폐쇄 생태계의 식물 재배가 더욱 중요성을 더한다고 생각된다.

본 발명에서는 하이드로겔 형성성 고분자의 제균성(참조: 제PCT/JP95/01223호)을 이용함으로써 미생물의 분해에 의한 물질 순환을 억제하면서, 재배하는 반폐쇄 생태계 식물 생산이 가능하게 된다. 이 방법은 병원균 등 식물의 생육을 억제하는 균의 번식을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 지지체내의 미생물에 의한 산소 소비량이 적어져서 식물의 뿌리가 흡수 가능한 산소의 절대량을 대량으로 확보할 수 있는 이점이 있다. 또한 미생물상을 단순화하고, 식물에 유효한 미생물(예: VA 균 뿌리균, vasicular arbuscular mycorrhiza)만을 번식시키면서 식물 육성을 행하는 것도 가능하다.

인구 증가, 식량난의 시대를 맞이하여, 우주 공간에서의 식물 생산은 대단히 중요하게 되어 오고 있지만, 우주 스테이션 등의 공간에서는 미생물상을 배제 또는 단순화한 폐쇄 생태계 식물 생산이 주체가 된다. 이러한 우주 공간 식물 재배에서도 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자는 식물 지지체로서 적합하게 사용 가능하다.

(가정내에서의 식물 재배)

가정내에서 식물 재배를 행하기 위해서는, 지지체를 포함하는 용기가 깨끗한 상태를 유지할 수 있을 것, 및 양수분 공급이 간단할 것이 특히 중요하게 된다. 본 발명의 용기에 부착하고 있는 하이드로겔 형성성 고분자는 제균성(제PCT/JP95/01223호)이 있기 때문에, 깨끗한 상태를 용이하게 유지할 수 있다. 또한, 다량으로 양수분을 유지할 수 있기 때문에, 관수 빈도를 저하시킬 수 있고, 게다가 적정한 양분 농도, 수분량, pF 치 등이 장시간 유지 가능하게 된다. 이 용기에 처음부터 종자 등의 식물체를 배치하여 두는 것도 가능하다.

(식물체의 육성용 용기·시트)

이하, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자를 식물체의 육성용 용기 내지 시트에 응용한 양태에 관해서 서술한다. 이러한 육성용 용기 내지 시트는 조직 배양이나 포장 재배에서의 종자의 발아 내지 발아후의 생장(이하, 「발아 내지 발아후의 생장」을 포함하는 의미로 사용됨), 및 식물체의 육성에 적합하게 사용 가능하다.

이러한 양태에 의하면, 식물체(이하, 「종자」를 포함하는 의미로 사용됨)의 이식 작업을 용이하게 행할 수 있어, 식물체의 발아 내지 생장을 촉진시키는 것이 가능하고, 게다가 엄밀한 수관리 등의 필요성을 대폭 경감하는 것이 가능하게 된다.

이러한 양태에 있어서의 식물체 육성용 용기는 내부에 식물체의 적어도 일부를 수용 가능하게 한 용기 형상의 기재와 용기 형상 기재의 내부에 배치된 가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. 또는, 이러한 양태에 있어서의 식물체 육성용 시트는, 시트 형상의 기재와 기재의 적어도 한쪽의 표면 위에 배치된, 가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기한 본 발명의 용기 내지 시트에 있어서는, 「가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자」는 0℃ 이상 70℃ 이하의 온도 영역에서 온도 상승과 함께 수분의 흡수 배율이 감소하고, 또한 수분의 흡수 배율의 변화가 온도에 대하여 가역적인 고분자인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 하이드로겔 형성성 고분자가 분말체 내지 과립체의 형태인 경우에는, 분말체 내지 과립체의 건조시의 크기는 0.1㎛ 내지 5mm 정도인 것이 바람직하다.

(용기 내지 시트의 작용)

상술한 구성을 가지는 본 발명의 식물체 육성용 용기 내지 시트를 사용한 경우에는, 이하에 서술하는 것 같은 본 발명의 용기 내지 시트 특유의 기능에 근거하여, 종래 기술의 문제점을 해소할 수 있다.

즉, 본 발명의 식물체 육성용의 용기의 내벽(또는 본 발명의 시트를 다른 용기의 내벽에 배치한 경우, 시트의 식물체를 배치해야 할 곳)에는, 가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자가 코팅 등에 의해 배치되어 있기 때문에, 용기 중에 식물체를 넣은 후에, 수분 또는 배양액을 충전하면, 하이드로겔 형성성 고분자가 흡수하여 부피가 현저하게 팽창하여, 용기의 내강에 충만하여 식물체의 지지체의 적어도 일부가 된다(즉, 하이드로겔 형성성 고분자가 식물체를 지지하는 기능을 발휘 내지는 조장한다).

본 발명에 있어서는, 상기한 바와 같은 「가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자」 특유의 기능에 근거하여, 식물체의 이식시에 생기는 종래 기술의 문제점, 즉 미리 용기내에 고형의 식물체 지지체 담체를 충전한 후에 식물체를 이식하면, 뿌리가 담체내에 양호하게 들어가지 않기 때문에 작업성이 저하하고, 뿌리 자체도 상하게 한다고 하는 문제점; 또는 식물체를 먼저 용기 중에 넣은 후, 종래의 고형의 식물체 지지체 담체를 넣으면, 식물체의 뿌리와 담체의 접촉 면적이 적기 때문에, 초기 생장이 좋지 못하다고 하는 문제점 등이 해소된다.

추가하여, 용기의 내벽에 코팅되어 있는 하이드로겔 형성성 고분자로서, 0℃ 이상 70℃ 이하의 온도 영역에서 온도 상승과 함께 수분의 흡수 배율이 감소하고, 또한 수분의 흡수 배율이 온도에 대하여 가역적으로 변화하는 하이드로겔 형성성 부피 분자를 사용하는 본 발명의 양태에서는, 예를 들면, 용기 중에 식물체를 넣고, 수분 또는 배양액을 용기 중에 주입하여 고분자에 흡수시킴으로써 팽윤시켜 상기 용기의 내강에 충만시켜, 하이드로겔 형성성 고분자를 식물체의 지지체(의 적어도 일부)로서 사용하여 육성하는 것이 가능하게 된다. 식물체의 육성 후, 지지체의 온도를 상승시켜 하이드로겔 형성성 고분자는 탈팽윤(내지 수축)하여, 부피가 현저하게 줄기 때문에, 육성된 식물체는 용이하게 용기로부터 제거 가능하다.

따라서, 본 발명에 의하면, 종래 기술의 문제점, 즉 무성한 뿌리가 용기 벽면을 압박하고 있기 때문에, 용기로부터 꺼내기 위해서 시간이 걸리고, 또한 뿌리를 상하게 한다고 하는 문제점이 해소된다.

또한, 상술한 구성을 가지는 본 발명의 식물체 육성용 용기 내지 시트는, 이하에 서술하는 것 같은 특유의 기능에 근거하여, 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다. 본 발명의 육성용 용기의 내벽 내지 시트에는, 가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자가 코팅 등에 의해 배치되어 있고, 용기의 내벽 부근의 지지체(토양 등)가 상기한 이유로 수분 과잉으로 되면 고분자가 흡수하여 하이드로겔 상태가 되고, 한편 용기의 내벽 부근의 지지체가 수분 부족이 되면, 하이드로겔 입자로부터 수분이 지지체내로 이행하는 기능을 가지기 때문에, 용기의 내벽 부근의 근권(根圈)에서의 수분 환경이 거의 일정하게 유지되게 되어 종래 기술의 문제점이 해소된다.

특히, 상기의 하이드로겔 형성성 고분자로서 0℃ 이상 70℃ 이하의 온도 영역에서 온도 상승과 함께 물의 흡수 배율이 감소하고, 또한 물의 흡수 배율이 온도에 대하여 가역적으로 변화하는 하이드로겔 형성성 고분자를 사용하는 본 발명의 양태에서는, 지지체의 온도가 저온으로 되면 고분자가 지지체 중으로부터 수분을 흡수하고, 반대로 고온으로 되면 고분자로부터 지지체내로 수분이 방출된다. 즉, 용기의 벽 또는 시트의 근방의 지지체내의 수분량은, 고온이 됨에 따라서 증가하게 된다. 일반적으로, 식물체는 저온(약 5 내지 20℃ 미만의 온도)시의 수분 요구성은 적고, 고온(20 내지 약 35℃의 온도)이 됨에 따라서 수분 요구성이 증가한다고 되어 있고, 저온시의 수분 과잉의 경우는 뿌리 부패를, 고온시의 수분 부족은 생장 불량을 유발한다고 되어 있다. 따라서, 하이드로겔 형성성 고분자를 배치한 용기 내지 시트를 사용한 경우에는, 식물체의 근권 환경이 보다 적합하게 유지되어 식물체의 생장의 더한층의 촉진이 가능하게 된다.

또한, 식물체 육성용의 용기의 내벽(또는 용기의 내벽에 설치하게 될 시트)에 배치되어 있는 하이드로겔 형성성 고분자는, 상술한 바와 같이, 수분 또는 영양분을 고분자의 가교 구조 내에 저장하는 기능이 있기 때문에, 종래에 있어서의 육성용 용기내의 「공간」으로 완수하게 하고 있는 저장 기능을, 고분자로 극히 효율적으로 「대신」하도록 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에 의하면, (육성용 용기의 수분·영양분의 저장 능력을 일정하게 한 경우라도) 용기의 내용적을 현저하게 줄이는 것이 가능하게 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 종래에 있어서 「적절」하다고 되어 있던 용기의 부피를 현저하게 작게 하는 것이 가능하게 되어, 기계적인 접촉 자극의 기회 증대에 의한 뿌리의 발생력의 향상이 가능하게 된다. 게다가, 용기의 내용적의 감소 자체에 근거하는 효과로서, 식물체 육성용의 면적의 감소, 육성용 용기의 재료량의 감소, 운반 비용의 감소 등이 가능하게 되고, 추가하여, 상술한 바와 같은 수관리 등의 에너지 절약화와 더불어, 현저한 비용 감소가 가능하게 된다.

또한, 가정용의 종래 용기는 하부가 개방계이고, 관수시 등에 과잉의 수분이 하부의 개방부로 배출되기 때문에, 「받침 접시」의 동시 사용이 필수적이었다. 이 받침 접시는 번잡할 뿐만 아니라, 미관을 손상시키기 쉬운 것이기도 하였다.

이것에 대하여, 본 발명의 식물체 육성용 용기에서는 용기의 벽면에 저수 능력이 부여되어 있기 때문에, 용기 하부에 개방부를 설치하는 것은 필수적이 아니다. 즉, 용기 하부의 개방부는, 본 발명에서는 생략 가능하다. 이러한 하부 폐쇄계의 용기를 사용한 경우에는, 종래의 가정용 용기(하부가 개방계)의 상기한 문제점은 용이하게 해소된다.

위에서는 주로 발아후의 식물체의 육성에 관해서 서술하였지만, 본 발명의 용기 내지 시트는, 발아전의 종자의 발아 내지 발아후의 생장에 대하여도 적합하게 사용 가능하다.

(하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자의 형상)

본 발명의 용기내에 배치되는 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자의 형상은 특히 한정되지 않고, 식물체의 종류, 육성 방법 등에 의해서 적절하게 선택하는 것이 가능하다. 하이드로겔 내지 고분자의 형상은, 예를 들면, 층상, 마이크로 비드상, 섬유상, 필름상, 부정형 등의 각종 형상을 취하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서의 하이드로겔 내지 고분자의 크기도 식물체의 종류, 재배 방법 등에 의해서 적절하게 선택하는 것이 가능하다. 하이드로겔 형성성 고분자의 물의 흡수 속도를 크게하기 위해서는 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자의 단위 부피당의 표면적을 크게 한다. 즉 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자 1물체(예: 1과립)당의 크기를 작게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 본 발명에 있어서의 하이드로겔 내지 고분자의 크기는 건조시에 0.1㎛ 내지 1㎝ 정도의 범위인 것이 바람직하고, 1㎛ 내지 5mm 정도(특히 10㎛ 내지 1mm 정도)인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기한 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자의 「건조시의 크기」란 하이드로겔 내지 고분자의 최대 직경(최대 치수)의 평균치(적어도 10개 이상 계측한 값의 평균치)를 말한다. 보다 구체적으로는, 본 발명에서는, 예를 들면, 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자의 형상에 대응하여, 이하의 크기를 「건조시의 크기」로서 사용할 수 있다.

마이크로 비드상: 입자 직경(평균 입자 직경)

섬유상: 각 섬유상편의 길이의 평균치

필름상, 부정형상: 각 편(片)의 최대 치수의 평균치

층상: 고분자층의 두께

본 발명에 있어서는, 상기의 「최대치의 평균치」 대신에, 각 편의 부피의 평균치(적어도 10개 이상 계측하였을 때의 평균치)와 같은 부피를 가지는 「구」의 직경을 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자의 「건조시의 크기」로서 사용하여도 좋다.

(하이드로겔/고분자의 성형 방법)

본 발명의 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자를 성형하는 방법은, 특별하게 제한되지 않고, 하이드로겔 내지 고분자의 원하는 형상에 따라서 통상의 고분자 화합물의 성형법을 사용할 수 있다.

가장 간편한 성형 방법으로서는, 수용성 또는 친수성 고분자 화합물을 제공하기 위한 단량체, 상술한 다관능성 단량체(2관능성 단량체 등), 및 중합개시제를 수분 중에 용해하고, 열 또는 빛에 의하여 단량체 등을 중합시켜 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자를 생성시키는 것이 가능하다. 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자를 기계적으로 파쇄하고, 미반응 단량체, 잔존 개시제 등을 수세 등에 의해 제거한 후, 건조시켜 본 발명의 용기 내지 시트를 구성하는 하이드로겔 형성성 고분자를 얻을 수 있다.

또한, 수용성 또는 친수성 고분자 화합물을 제공하는 단량체가 액상인 경우에는 단량체 중에 다관능성 단량체 및 중합개시제를 첨가하고, 열 또는 빛에 의하여 단량체를 벌크 중합시킨 후, 기계적으로 파쇄하고, 미반응 단량체 및 잔존 다관능성 단량체를 물로 추출하는 등의 방법에 의해 제거하고, 건조함으로써도 본 발명에 사용하는 하이드로겔 내지 하이드로겔 형성성 고분자를 얻을 수 있다.

한편, 마이크로 비드상의 하이드로겔 내지 고분자를 얻는 경우에는, 유화 중합법, 현탁 중합법, 침전 중합법 등을 사용하는 것이 가능하다. 본 발명에 있어서는 입자 직경 제어의 점에서는 역상 현탁 중합법이 특히 바람직하게 사용된다. 이러한 역상 현탁 중합법에서는 단량체 및 생성 고분자를 용해하지 않는 유기 용매(예를 들면, 헥산 등의 포화 탄화수소)가 분산매로서 바람직하게 사용된다. 또한 현탁 조제로서 계면활성제(예를 들면, 소르비탄지방산 에스테르 등의 비이온성 계면활성제)를 상기한 유기 용매와 함께 사용하여도 좋다.

얻어지는 마이크로 비드의 입자 직경은 첨가하는 계면활성제의 종류·량, 또는 교반 속도 등에 의해 제어하는 것이 가능하다. 중합개시제로서는, 수용성 개시제, 비수용성 개시제의 어느 것이나 사용 가능하다.

본 발명에 있어서, 하이드로겔 내지 고분자를 섬유상, 필름상 등으로 성형하는 경우에는, 예를 들면, 수용성 고분자 화합물의 수용액을, 수도꼭지 등을 사용하여 물과 혼합하지 않는 유기 용매 중으로 밀어내어, 고분자에 원하는 형상을 부여한 후, 빛, 전자선, γ선 등을 조사하여 고분자에 가교 구조를 부여하는 방법을 사용하면 좋다. 또한, 예를 들면, 상기 수용성 고분자 화합물을 유기 용매 또는 물에 용해하고, 솔벤트 캐스팅법에 의해 성형한 후, 빛, 전자선, γ선 등을 조사하여 고분자에 가교 구조를 부여하여도 좋다.

일반적으로, 고온 과습 조건하의 작물 재배는 경부도장(莖部徒長/stem spindly growth), 또는 분지(分枝)·개화 불량(blooming defectiveness) 등의 현상을 일으켜 농산물로서의 가치를 저하시키는 원인이 되기 쉽다. 또한, 품종 특성에 의해서도 이러한 가치 저하의 문제가 생기는 경우가 있다. 이러한 경우, 줄기 등의 신장을 억제하여 분지나 개화를 촉진하는 효과를 가지는 왜화제를 필요에 따라서 사용하는 것이 바람직하다. 0℃ 이상 70℃ 이하의 온도 영역에서 온도 상승과 함께 수분의 흡수 배율이 감소하고, 또한 수분의 흡수 배율이 온도에 대하여 가역적으로 변화하는 하이드로겔 형성성 고분자를 사용하는 본 발명의 양태에 있어서는, 왜화제을 하이드로겔 내지 고분자 내부에 함유시킨 경우, 하이드로겔 내지 고분자를 구성 요소로서 포함하는 본 발명의 용기 내지 시트는 고온시에 용기 내지 시트로부터 왜화제를 외부(예를 들면, 토양중 등)로 방출하여 식물체의 경부 신장을 억제한다. 한편, 왜화제의 요구성이 낮게 되는 저온시에는, 왜화제는 하이드로겔 내지 고분자로부터 방출되지 않아 왜화제의 효과 지속성이 현저하게 개선된다.

일반적으로, 제초제의 필요성도, 고온시에는 저온시에 비하여 높다. 따라서, 제초제를 본 발명의 하이드로겔 내지 고분자 내부에 함유시킨 경우, 상기와 같은 저장-방출의 메카니즘에 근거하여, 제초제의 효과와 이의 지속성이 현저하게 개선된다.

(용기/시트의 형상 및 재질)

상술한 「가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자」가 내부에 배치되어 있는 한, 본 발명의 식물체 육성용 용기의 형상은 특별히 제한되지 않고, 종래부터 공지의 형상, 예를 들면, 화분상, 포트상, 플랜터상, 트레이상 등의 각종 형상으로 만드는 것이 가능하다.

본 발명의 육성용 용기의 한 양태(화분형)를 도 1의 모식 단면도에 나타낸다. 도 1을 참조하여, 저부(1a)와 측벽부(1b)를 가지는 화분형 용기(1)의 내부에, 「가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자」로 이루어지는 층(2)이 배치되어 있다. 저부(1a) 또는 측벽부(1b)에는, 필요에 따라서, 하나 이상의 구멍(도시하지 않음)이 설치되어 있어도 무방한 것은 말할 필요도 없다.

마찬가지로, 상술한 「가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자」가 표면의 적어도 일부의 표면 위에 배치되어 있는 한, 본 발명의 식물체 시트의 형상은 특별히 제한되지 않고, 종래부터 공지된 각종의 형상을 취하는 것이 가능하다.

본 발명의 육성용 시트의 한가지 양태를 도 2의 모식 단면도에 나타낸다. 도 2를 참조하여, 시트 기재(11a)의 한쪽의 표면위에 「가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자」로 이루어지는 층(2a)이 배치되어 있다. 시트 기재(11a)의 고분자층(2a) 배치면과 반대측의 면(이면)에는, 필요에 따라서, 점착제 내지 접착제의 층(3: 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 등으로 이루어진다)이 설치되어 있어도 좋다. 또한 도 3에 도시한 바와 같이, 점착제/접착제의 층(3) 위에는, 필요에 따라서, 이형성(離型性)을 가지는 시트(4)가 배치되어 있어도 좋다. 도 3에 도시한 바와 같은 양태의 시트(11)를 사용한 경우에는, 이형성 시트(4)을 벗기고 나서 상기 시트(11)를 종래의 용기(도시하지 않음) 내에 배치함으로써 종래 용기의 원하는 위치에 시트(11)를 배치하는 것이 용이하게 된다.

본 발명의 시트는, 필요에 따라서, 파티션(가운데 칸막이)의 형상으로 만들어도 좋다.

도 4a 및 도 4b의 모식 사시도에, 파티션 형상으로 만든 본 발명의 시트의 양태의 예를 도시한다. 도 4a는 단일 셀형(연장부 부착)의 파티션 형상의 예를 나타내고, 도 4b는 4셀형의 파티션 형상의 예를 도시한다. 이들의 파티션에 의해서 형성되게 되는 「셀」의 수는 특별히 제한되지 않지만, 재배 면적의 유효 이용 내지 효율의 관점에서는 1 내지 10,000개 정도(또는, 10 내지 1,000개 정도)인 것이 바람직하다. 이들의 파티션형의 본 발명의 시트(12)에서는 「가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자」로 이루어지는 층(도시하지 않음)은 파티션의 식물체를 배치해야 할 측의 표면(5)의 적어도 일부에 배치된다.

도 5의 모식 평면도에 도시한 바와 같이, 파티션 형상으로 만든 본 발명의 시트(12)를 「다른 용기」(6)(종래의 용기라도 좋다)와 조합시켜 사용한 경우, 시트(12)와 「다른 용기」(6)와의 착탈을 이용함으로써, 식물체의 이식시의 「제거」가 극히 용이하게 된다. 즉, 생장시킨 식물체(도시하지 않음)를 용기(6) 내지 시트(12)로부터 제거할 때, 미리 용기(6)로부터 파티션(12)을 빼냄으로써 식물체의 「제거」가 극히 용이하게 된다. 「다른 용기」(6)는, 종래의 용기여도 좋고, 또한, 필요에 따라서, 그 내부에 「하이드로겔 형성성 고분자」의 층(2)이 배치된 식물체 육성용 용기(즉, 본 발명의 용기)라도 좋다.

본 발명의 용기 내지 시트의 재질도 특별히 제한되지 않고, 종래부터 공지의 재질, 예를 들면, 세라믹 내지 도기(초벌구이 등), 금속, 목재, 플라스틱, 종이, 등의 각종의 재질을 적절하게 사용하는 것이 가능하다.

(고분자 배치의 상태)

본 발명에 있어서는, 하이드로겔 형성성 고분자가 육성용 용기내에 배치되어 있는 한, 이의 위치, 면적, 형상(예를 들면, 연속한 층인가, 단속적인 층인가), 배치수단은 특별히 제한되지 않는다.

고분자 용기내에서의 배치 위치는, 예를 들면, 용기의 저면(1a) 내지 측면(1b)(도 1)의 어느 쪽이라도 좋지만, 고분자의 팽윤에 의한 식물체의 유지를 용이하게 하는 점에서는, 고분자는 용기의 측면(1b)에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자의 기능을 효율적으로 발휘시키는 점에서는 용기의 내표면의 면적(또는, 시트의 한쪽의 표면의 면적)을 Sa로 하고, 하이드로겔 형성성 고분자가 배치된 면적을 Sp로 한 경우, 이들의 면적의 비(Sp/Sa) ×100은 약 10% 이상인 것이 바람직하고, 또는 약 50% 이상(특히 약 70% 이상)인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자의 층(2 내지 2a)은, 연속한 층이어도 좋고, 또한 단속적인 층이어도 좋다. 이러한 단속적인 층은, 스크린 인쇄 등의 임의의 수단에 의해 용이하게 형성 가능하다. 단속적인 층으로 한 경우, 그 평면 형상은 도 6a에 도시한 바와 같은 격자도상(格子島狀), 도 6b에 도시한 바와 같은 반점상(斑點狀) 등의 임의의 형상으로 할 수 있다.

하이드로겔 형성성 고분자 층(2 내지 2a)을 용기 내지 시트의 기재(1)상에 배치하는 경우, 이의 배치 양태는 특별하게 제한되지 않는다. 배치의 용이성의 점에서는, 예를 들면, 기재(1)상에 직접적으로 고분자층(2)을 배치하는 상태(도 7a), 기재(1)상에 배치한 점착제 내지 접착제 층(7) 위에, 고분자층(2)을 배치하는 상태(도 7b), 기재(1)상에 배치한 점착제 내지 접착제의 층(7) 위에 입자상, 부정형상 등의 임의의 형상으로 한 고분자(2)를 배치하는 양태(도 7c)의 어느 것이나 적합하게 사용된다. 상기한 도 7a의 양태에 있어서, 고분자층(2)의 기재(1)에 대한 접착성을 부여 내지 증강하는 점에서는, 필요에 따라서, 하이드로겔 형성성 고분자를 점착제 내지 접착제에 혼합 내지 분산한 후에, 고분자층(2)으로 만들어도 좋다. 이 경우, 하이드로겔 형성성 고분자의 10중량부에 대하여, 점착제 내지 접착제를 0.01 내지 10중량부 정도(또는 0.1 내지 2중량부 정도) 사용하는 것이 바람직하다.

「점착제 내지 접착제」로서는, 공지의 접착제, 점착제 등을 특별하게 제한없이 사용할 수 있지만, 물질은, 재배하는 식물에 대하여 실질적으로 무독하거나, 또는 저독성인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 접착제·점착제의 구체예로서, 예를 들면, 고무 내지 라텍스계(천연 고무계, 이소프렌 라텍스계 등), 아크릴 수지계(아크릴계, 시아노아크릴레이트계 등), 에폭시 수지계, 우레탄 수지계, 단백질계(대두 단백질계, 글루텐계 등), 전분계(전분계, 덱스트린계), 셀룰로오스계(CMC계, 니트로셀룰로오스계 등)의 접착제 내지 점착제를 들 수 있다.

상기한 용기 내지 시트의 어느 쪽의 양태에 있어서도, 하이드로겔 형성성 고분자의 기능을 효율적으로 발휘시키는 점에서는, 용기의 내표면의 면적(또는, 시트의 한쪽의 표면의 면적)을 Sa로 하고, 배치된 하이드로겔 형성성 고분자의 중량을 Mp로 한 경우, 고분자의 도포량(Mp/Sa)은, 0.0001g/㎠(0.1㎎/㎠) 이상인 것이 바람직하고, 또는 0.001g/㎠(1㎎/㎠) 내지 0.2g/㎠ 정도(특히 0.002g/㎠(2㎎/㎠) 내지 O.1g/㎠ 정도)인 것이 바람직하다.

(식물체 육성용 용기 내지 시트의 제조 방법)

하이드로겔이 기재 표면에 고정된 성형물(용기 내지 시트)을 제조하는 방법은 특별하게 제한되지 않지만, 예를 들면, 이하의 2개의 방법의 어느 것인가가 적합하게 사용 가능하다.

제1의 방법은, 기재가 되는 재료를 미리 포트나, 플랜터 등의 용기 내지 시트의 형상으로 성형한 후, 상기 성형물의 내표면이 되어야 할 면에, 접착제, 점착제 등의 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 고정하는 기능을 가지는 물질을 도포하고, 이와 같이 도포한 물질의 위에 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 고정하는 방법이다.

제2의 방법은, 기재가 되는 재료의 시트 또는 필름 표면에, 접착제, 점착제 등의 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 고정하는 기능을 가지는 물질을 도포하고, 이와 같이 도포한 물질의 위에 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 고정한 후, 압공성형법 등에 의해 포트나 플랜터 등의 형상으로 성형하는 방법이다.

상기한 제1의 방법을 사용한 경우에는, 사출성형법, 압공성형법, 블로성형법 등에 각종의 성형 방법에 의해, 기재가 되는 재료를 포트나 플랜터 등의 형상으로 성형할 수 있다. 성형물의 내표면에, 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 고정하기 위한 물질은, 일반적으로 시판되고 있는 접착제, 점착제 등을 특별하게 제한없이 사용할 수 있지만, 물질은, 재배하는 식물에 대하여 실질적으로 무독하거나, 또는 저독성인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 접착제·점착제의 구체예로서, 예를 들면, 고무계, 라텍스계, 아크릴 수지계, 에폭시 수지계, 우레탄 수지계, 단백질계, 전분계, 셀룰로오스계의 접착제 내지 점착제를 들 수 있다.

이들 접착제·점착제는, 분무, 캐스트, 딥법 등에 의해 성형물의 내표면에 도포시키고, 이와 같이 도포된 접착제·점착제의 위에 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 고정시킬 수 있다. 또한, 접착제, 점착제 등 대신에, 점착제 등이 미리 도포되어 되는 양면 테이프를 성형물의 내표면에 붙이고, 그 위에 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 고정하여도 좋다.

제1의 방법에서는, 사출성형법 등에 의해 기재가 되는 재료를 포트나 플랜터 등의 형상으로 성형한 후, 열가소성 탄성중합체 등으로 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 분산한 재료를 이색성형법에 의해 성형물의 내면에 사출성형함으로써 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 기재 성형물의 내면에 고정하는 것도 가능하다.

한편, 제2의 방법에서는, 접착제, 점착제 등의 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 고정할 수 있는 물질을 분무, 캐스트법 등에 의해 기재가 되는 재료의 시트 또는 필름 표면에 도포하고, 또는 양면 테이프를 붙이고, 그 위에 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 고정한 후, 압공성형법 등에 의해 기재를 성형할 수 있다. 또한 열가소성 탄성중합체 등에 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 분산한 재료를, 기재가 되는 재료와 동시에 다층압출법에 의해 다층 시트 또는 다층 필름으로 성형하고, 하이드로겔 형성성 고분자 내지 하이드로겔을 기재 시트 또는 기재 필름 위에 고정하고, 그 다음 압공성형법 등에 의해 기재를 성형하여도 좋다.

(식물체 육성용 용기 내지 시트의 사용 방법)

본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자를 배치한 용기 내지 시트를 사용하여 식물체를 효과적으로 이식(식물체의 옮겨 심기)하기 위한 사용 방법으로서는, 예를 들면, 이하와 같은 사용 방법이 적합하게 사용된다.

(1) 수분 흡수시에 용기내를 하이드로겔이 충분이 차지 않는 정도의 양의 하이드로겔 형성성 고분자 입자를 배치한 용기, 내지 용기 모양으로 성형한 시트를 사용하여, 용기에 식물체의 적어도 일부를 넣은 후, (비료) 용액 등을 첨가하여 하이드로겔 형성성 고분자 입자를 팽윤시켜 식물체를 고정시키는 방법.

(2) 수분 흡수시에 용기내를 하이드로겔이 충분히 차지 않는 정도의 양의 하이드로겔 형성성 고분자 입자를 배치한 용기, 내지 용기 모양으로 성형한 시트에 용액 등을 첨가하여 용기내를 하이드로겔로 채운다. 이어서, 겔에 식물체의 적어도 일부를 삽입하여 식물체를 고정시키는 사용 방법.

위의 (1) 내지 (2)의 방법에 의하면, 수분을 포함하여 팽윤한 하이드로겔 입자는 적절한 유동성을 가지기 때문에, 식물체를 상하게 하는 일없이 부드럽게 이식 작업이 가능하게 된다. 또한, 미세한 조직(예를 들면, 종자나 조직 배양으로 얻어지는 부정배, 난과의 PLB(Protocorm Like Body: 종자 발아시에 형성되는 구형의 조직에 유사한 조직 배양으로 얻어지는 조직체) 등)의 경우에는, 하이드로겔 위에 조직 등을 단지 올려놓는 방법을 사용하는 것도 가능하다.

(3) 수분 흡수시에 용기내를 하이드로겔이 채워지지 않는 정도의 양의 하이드로겔 형성성 고분자의 입자를 배치한 용기 내지 용기 모양으로 성형한 시트를 사용하여, 용기에 식물체의 적어도 일부를 식물 지지용 담체와 동시에 넣은 후, 용액 등을 첨가하여 하이드로겔 형성성 고분자를 팽윤시켜 식물체를 고정시키는 방법.

(4) 하이드로겔 형성성 고분자의 입자가 코팅된 시트(본 발명의 시트)로 식물체를 휘감고, 통상의 용기나 지지체내에 심은 후, 용액 등을 첨가하여 하이드로겔 형성성 고분자를 팽윤시켜 식물체를 고정시키는 방법.

위의 (1) 내지 (4)의 어느 쪽의 방법을 사용한 경우에도, 식물체를 상하게 하지 않고, 빠르게, 지지체에의 식물체의 접착 내지 고정이 용이하다.

(이식 방법)

한편, 본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자를 배치하여 이루어지는 본 발명의 용기 내지 시트를 사용하여 식물체를 효과적으로 이식(식물체를 꺼내기)하는 방법으로서는, 예를 들면, 이하의 사용 방법이 적합하게 사용된다.

(1) 대과잉의 물을 용기 내지 시트로 공급하고, 하이드로겔의 유동성을 높여, 식물체를 상하게 하지 않고서 꺼내는 방법.

(2) 카복실기를 가지는 고분자로 이루어지는 하이드로겔 형성성 고분자를 배치한 용기 내지 시트를 사용한 경우, 고농도의 칼슘 용액 또는 칼슘염 분말을 첨가함으로써 팽윤한 하이드로겔을 수축시켜, 식물체를 상하게 하지 않고서 꺼내는 방법.

(3) 0℃ 이상 70℃ 이하의 온도 영역에서 온도 상승과 함께 수분의 흡수 배율이 감소하고, 또한, 수분의 흡수 배율이 온도에 대하여 가역적으로 변화하는 하이드로겔 형성성 고분자를 배치한 용기 내지 시트를 사용한 경우, 식물체에 악영향을 미치게 하지 않는 정도의 온도로 용기 내지 시트를 따뜻하게 하여, 팽윤하고 있는 하이드로겔 입자 중의 수분을 방출시켜 겔 입자를 수축시켜, 식물체를 상하게 하지 않고서 꺼내는 방법.

(4) 0℃ 이상 70℃ 이하의 온도 영역에서 온도 상승과 함께 수분의 흡수 배율이 감소하고, 또한 수분의 흡수 배율이 온도에 대하여 가역적으로 변화하는 하이드로겔 형성성 고분자를 배치한 용기 내지 시트를 사용한 경우, 식물체에 악영향을 미치게 하지 않는 정도의 온수를 용기 내지 시트로 공급하여, 팽윤하고 있는 하이드로겔 입자 중의 수분을 방출시켜 겔 입자를 수축시키고, 또한 겔 입자의 유동성을 높임으로써 식물체를 상하게 하지 않고서 꺼내는 방법. 상기한 온수의 온도는, 식물체의 종류 등에 따라서도 약간 다른 경우가 있지만, 약 45℃ 이하(또는 약 40℃ 이하)인 것이 바람직하다.

위의 (1) 내지 (4)의 어느 쪽의 방법을 사용한 경우에도, 식물체를 상하게 하지 않고, 빠르게, 용기로부터 식물체를 꺼내는 것이 용이하다.

(수분 등의 액상 물질의 제거 방법)

재배한 식물체를 이동시킬 때(예를 들면, 출하 등), 재배 용기의 무게를 될 수 있는 한 가볍게 하는 것이 작업성의 향상, 수송비의 경감 등의 점에서 중요하게 된다. 또한 이동시에는 식물체가 폐쇄적 환경하(예를 들면, 식물체가 용기마다 셀로판으로 포장되어 골판지에 넣어진 상태)에 두는 경우가 많다. 이러한 환경하에서도 습기가 많은 상태가 되어 식물체가 상하지 않도록, 재배 용기내의 수분을 가능한 만큼 적게 하여 두는 것이 중요하게 된다.

본 발명의 하이드로겔 형성성 고분자를 배치한 용기 내지 시트를 사용하면, 용기 내지 시트내의 수분 내지 비료 용액 등의 액체가 불필요하게 된 경우에는, 예를 들면, 이하의 방법에 의해 액체를 적합하게 제거 가능하다.

(1) 건조시킴으로써 하이드로겔 입자의 수분을 증발시켜 무게를 가볍게 하는 방법. 단, 이 방법은, 결과적으로 생기는 「양분의 농축」이 식물체에 실질적으로 악영향을 미치게 하지 않는 범위로 할 필요가 있다.

(2) 카복실기를 가지는 고분자로 이루어지는 하이드로겔 형성성 고분자를 배치한 용기 내지 시트를 사용한 경우, 고농도의 칼슘 용액 또는 칼슘염 분말을 첨가함으로써, 팽윤한 하이드로겔을 수축시켜 수분 내지 비료 용액 등의 액체를 방출시키는 방법.

(3) 0℃ 이상 70℃ 이하의 온도 영역에서 온도 상승과 함께 수분의 흡수 배율이 감소하고, 또한 수분의 흡수 배율이 온도에 대하여 가역적으로 변화하는 하이드로겔 형성성 고분자를 배치한 용기 내지 시트를 사용한 경우, 식물체에 악영향을 미치지 않는 정도의 온도로 용기 내지 시트를 따뜻하게 하여, 팽윤하고 있는 하이드로겔 입자를 수축시켜 하이드로겔 입자 중의 수분 내지 비료 용액 등의 액체를 방출시키는 방법.

종래에 있어서, 출하 전에 식물체에 공급되어 있던 수분은, 건조 내성을 저하시켜 꽃이 시들지 않고 오래 가는 정도 등을 나쁘게 하거나, 과실의 당도를 저하시키거나 할 우려가 있었다. 이러한 문제를 해결하는 점에서도, 상기한 (1) 내지 (3)의 방법(적합하게는 (2) 또는 (3)의 방법)에 의해, 출하 등의 전에 미리 수분 등을 제거하여 두는 것은 바람직한 것이다.

(실시예)

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

실시예 1 (보수용 담체의 조제)

아크릴산 10g(140mmol)과 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드 0.05g(0.32mmol)을 증류수 26mL에 용해하였다. 얻어진 용액에, 수산화칼슘 0.52g(7mmol)과 1 N-수산화칼륨 수용액 14mL(14mmol)를 가하고, 질소 기류하에 실온에서 교반하면서 과황산암모늄 0.02g 및 아스코르빈산 0.01g을 첨가하였다. 과황산암모늄 및 아스코르빈산의 첨가로부터 5분 후에, 급격히 반응 혼합물의 온도가 상승함과 동시에 겔화하였지만, 그대로 질소 기류하에서 1시간 반응시켰다.

얻어진 생성물에, 에틸알콜 200mL를 가하여 믹서로 분쇄하고, 겔을 분리하여 진공 건조하였다.

상기에 의해 얻어진 하이드로겔 형성성 고분자(본 발명의 보수용 담체) 일정량(0.2g)을 백금 도가니에 측량하여 취하고, 전기로(700℃)에서 회분화한 후, 1 N-염산 5mL에 용해하고, 증류수를 가하여 50㎖의 일정 용액으로 하고, 원자 흡광 스펙트럼 분석 장치(세이코 전자사제, 상품명: SAS-760)에 의해 칼륨 이온 함유량을 구한 바, 1.3mmol/g이었다.

보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량 및 이온교환수(전도도: 2.5μS/cm) 중에서의 수분의 흡수 배율은 각각 19㎎/g 및 377배이었다.

실시예 2 (보수용 담체의 조제)

시판하는 폴리아크릴산 나트륨계 고수분 흡수성 수지(상품명: 아크리호프, 일본촉매(주)제) 5g을 이온교환수 1L에 팽윤시켰다. 이와 같이 하여 팽윤한 고수분 흡수성 수지에, 염화칼슘(이수염(二水鹽)) 2.9g을 이온교환수 500mL에 용해한 수용액을 가하고, 실온(25℃)에서 가끔 교반하면서 1시간 방치함으로써, 카복실기의 나트륨염을 부분적으로 칼슘염으로 치환하였다.

팽윤한 수지상의 상청액을 폐기하고, 이온교환수 2L를 가하여 겔을 세정하고, 또한, 팽윤한 수지상의 상청액을 폐기하였다. 이온교환수에 의한 겔 세정 조작을 5회 되풀이한 후, 에틸알콜 1L를 가하여 겔을 수축시켜, 겔을 분리하여 진공 건조하였다.

상기에 의해 얻어진 본 발명의 보수용 담체 일정량을 백금 도가니에 측량하여 취하고, 실시예 1에 있어서와 같이 전기로로 회분화한 후, 염산으로 용해하여, 일정 용액으로 하여 원자 흡광 분석에 의해 나트륨 이온 함유량을 구한 바, 2.2mmol/g이었다. 또한, 칼슘 이온의 함유량은 2.1mmol/g이었다.

보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량 및 이온교환수(전도도: 2.5μS/cm) 중에서의 수분의 흡수 배율은 36㎎/g 및 175배이었다.

실시예 3 (보수용 담체의 조제)

시판하는 폴리아크릴산 나트륨계 고수분 흡수성 수지(상품명: 아크리호프, 일본촉매(주)제) 20g을 이온교환수 1L로 팽윤시키고, 1 N-염산 170㎖를 가하여, 실온(25℃)에서 가끔 교반하면서 1시간 동안 카복실기의 나트륨염을 카복실산으로 치환하였다.

상청액을 폐기하고, 이온교환수 2L를 가하여 겔을 세정하고, 또한 상청액을 폐기하였다. 또한, 얻어진 겔에 1L의 이온교환수 및 1 N-염산 20mL를 가하고, 실온(25℃)에서 가끔 교반하면서 1시간 방치한 후, 겔을 분리하여 진공 건조하였다.

상기에 의해 얻어진 폴리아크릴산 가교물 일정량을 백금 도가니에 측량하여 취하고, 실시예 1에 있어서와 같이, 전기로로 회분화한 후, 염산으로 용해하고, 일정 용액으로 하여 원자 흡광 분석을 행한 바, 알칼리 금속 이온 함유량은 0.01mmol/g 이하이고, 이온교환수(전도도: 2.5μS/cm) 중에서의 수분의 흡수 배율은 14배이었다.

폴리아크릴산 가교물 2g을 이온교환수 500mL로 팽윤시키고, 1 N-수산화 칼륨 수용액 2.78mL를 가하고, 실온(25℃)에서 가끔 교반하면서 1시간 동안, 카복실산의 일부를 칼륨염으로 치환하였다. 상청액을 폐기하고, 겔을 분리하여 진공 건조하였다. 얻어진 본 발명의 보수용 담체 일정량을 백금 도가니에 측량하여 취하고, 전기로로 회분화한 후, 염산으로 용해하고, 일정 용액으로 하여 원자 흡광 분석에 의해 칼륨 이온 함유량을 구한 바, 1.3mmol/g이었다.

보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량 및 이온교환수(전도도: 2.5μS/cm) 중에서의 수분의 흡수 배율은 각각 21㎎/g 및 171배이었다.

실시예 4 (보수용 담체의 조제)

실시예 3에 있어서 칼륨염 치환에 사용한 1 N-수산화 칼륨 수용액의 첨가량을 5.56mL로 한 이외는, 실시예 3과 같이 하여 본 발명의 보수용 담체를 얻었다.

얻어진 본 발명의 보수용 담체 일정량을 백금 도가니에 측량하여 취하고, 실시예 1과 같이 전기로로 회분화한 후, 염산으로 용해하고, 일정 용액으로 하여 원자 흡광 분석에 의해 칼륨 이온 함유량을 구한 바, 2.5mmol/g이었다.

이 보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량 및 이온교환수(전도도: 2.5μS/cm) 중에서의 수분의 흡수 배율은 40㎎/g 및 185배이었다.

실시예 5 (온도민감성 보수용 담체의 조제)

N-이소프로필아크릴아미드(NIPAAm, (주)고진(興人)제) 15g, 아크릴산 0.47g, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드(Bis) 0.1g, 과황산암모늄 0.2g, 1N-NaOH 6.6㎖ 및 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민 0.1㎖를 증류수 90㎖에 용해하고, 실온에서 4 시간 중합시켜 가교 구조를 가지는 폴리-N-이소프로필아크릴아미드(PNIPAAm) 하이드로겔을 합성하였다. 겔을 믹서에 의해 기계적으로 파쇄하고, 증류수 1L 중에 분산시키고, 일단 4℃로 냉각한 후, 50℃로 가온함으로써 수축시키고, 상청액을 버렸다. 수세 조작을 2회 반복하고, 미반응 단량체 및 잔존 개시제를 제거하고, 진공 건조(100℃, 24시간)에 의해서 건조하고, 온도 상승과 함께 물의 수분의 흡수 배율이 감소하고, 또한, 수분의 흡수 배율이 온도에 대하여 가역적으로 변화하는 하이드로겔 형성성 고분자(본 발명의 보수용 담체)를 얻었다.

보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량 및 이온교환수(전도도: 2.5μS/cm) 중에서의 물의 수분의 흡수 배율은 각각 9㎎/g 및 167배이었다.

상기에 의해 얻어진 보수용 담체의 19℃ 및 26℃에서의 시판하는 분말 원예용 비료(상품명: 하이포넥스 20-20-20, 하이포넥스 제펜(주)제, 1g/L)에 대한 수분의 흡수 배율을, 상술한 방법에 의해서 각각 측정한 바, 19℃에서 약 72배이고, 26℃에서 약 52배이었다.

비교예 1 (실시예 3의 비교예)

실시예 3에 있어서 1N-수산화칼륨 수용액의 첨가량을 0.35mL로 하는 이외는 실시예 3과 같이 하여 비교례 보수용 담체를 얻었다. 얻어진 보수용 담체 일정량을 백금 도가니에 측량하여 취하고, 실시예 1에 있어서와 같이 전기로로 회분화한 후, 염산으로 용해, 일정 용액으로 하여 원자 흡광 분석에 의해 칼륨 이온 함유량을 구한 바, 0.15mmol/g이었다.

보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량 및 이온교환수(전도도: 2.5μS/cm) 중에서의 수분의 흡수 배율은 각각 2㎎/g 및 75배이었다.

비교예 2 (실시예 3의 비교예)

실시예 3에 있어서 1N-수산화칼륨 수용액의 첨가량을 8.34mL로 한 이외는, 실시예 3과 같이 하여 비교예의 보수용 담체를 얻었다. 얻어진 보수용 담체 일정량을 백금 도가니에 측량하여 취하고, 실시예 1에 있어서와 같이 전기로로 회분화한 후, 염산으로 용해하고, 일정 용액으로 하여 원자 흡광 분석에 의해 칼륨 이온 함유량을 구한 바, 3.6mmol/g이었다.

보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량 및 이온교환수(전도도: 2.5μS/cm) 중에서의 수분의 흡수 배율은 55㎎/g 및 191배이었다.

비교예 3 (시판 수지의 예)

시판하는 고수분 흡수성 수지 3종(상품명: 아크리호프, 일본촉매(주)제; 상품명: 다이야웨트, 미쓰비시화학(주)제; 상품명: 스미카겔, 스미토모화학(주)제)에 관해서, 칼슘 이온 흡수량 및 이온교환수(전도도: 2.5μS/cm) 중에서의 수분의 흡수 배율을 측정하고, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1, 2의 결과와 합쳐 하기의 표 1에 정리하였다.

실시예 6 (종자의 발아 시험)

야마나시겐 엔잔시 구마노 지구의 지하수 조성에 유사한 합성수(하기의 표 2에 나타낸다)를 작성하였다. 합성수 16mL와 실시예 1, 2, 3, 4에서 작성한 본 발명의 보수용 담체 각 160㎎(1중량%)을 시험관(직경 2.5㎝, 높이 15㎝)에 넣고, 충분히 교반한 후, 25℃에서 30분간 방치하여, 합성수를 흡수한 보수용 담체로 이루어지는 겔상 배지를 조제하였다.

이렇게 하여 얻어진 각 시험관내의 겔상 배지 표면에, 카이와레 무우 종자(타키이 종묘(주))를 시험관 1개당 5개씩 균일하게 뿌리고 직경 6mm의 구멍에 솜이 채워져 있는 실리콘 마개로 뚜껑을 하였다.

상기한 바와 같이 뚜껑을 한 시험관을, 배양실(25℃, 2000Lux, 16시간 주간)에서 4일간 배양하고, 발아율(발아한 종자수/5(개) x 100(%))을 조사하였다. 종피가 터져, 떡잎이 전개한 경우를 발아로 하고, 그 이외는 비발아로 하였다. 또한, 지상부의 길이(발아한 개체의 기부에서 잎끝까지의 평균 줄기 길이), 지하부의 길이(발아한 개체의 기부에서 주근의 첨단까지의 평균 뿌리 길이)를 측정하고, 또한 뿌리의 첨단 등의 외관을 관찰하여 결과를 표 3에 정리하였다. 실시예 1, 2, 3, 4에서 작성한 본 발명의 보수용 담체에서는 모든 구(區)에서 100% 발아하고, 카이와레 무우의 지상부, 지하부의 생장도 대단히 양호하였다.

비교예 4 (실시예 6의 비교예)

비교예 1, 2에서 작성한 2종의 보수용 담체와 비교예 3에서 사용한 시판하는 고수분 흡수성 수지 3종(아크리호프, 다이야웨트, 스미카겔)에 의한 발아 시험을 실시예 6과 같이 행하였다.

비교예 1의 보수용 담체를 사용한 경우에는, 수분의 흡수 배율이 불충분하기 때문에 배지가 액상화하고 있어, 종자가 배지 중에 매몰해 버려 완전히 발아하지 않았다. 비교예 2 및 시판하는 고수분 흡수성 수지를 사용한 경우에는, 종자는 100% 발아하였지만, 발근후 뿌리의 첨단이 갈변 고사하고, 지상부의 생장도 완전히 억제되었다(하기의 표 3 참조).

보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량 및 흡수 배율

샘플 칼슘 이온 흡수량(mg/g) 수분의 흡수 배율

실시예 1 19 377 실시예 2 36 175 실시예 3 21 171 실시예 4 40 185 실시예 5 9 167

비교예 1 2 75비교예 2 55 191아크리호프 150 196다이야웨트 140 172스미카겔 100 326

합성수의 조성

성분 농도(mg/L)

Ca(NO3)2·4H2O 272 MgSO4·7H2O 111 KCl 22 NaHCO3 126

(각 성분을 소정 농도로 이온교환수에 용해후, 염산으로 pH 7로 조정하였다.)

가이와레 무우의 발아 및 발아력 시험결과

샘플 발아율 지상부 길이 지하부 길이 외관의 평가 (%) (㎝) (㎝)

실시예 1 100 6.5 4.2 양호실시예 2 100 4.5 2.5 양호실시예 3 100 5.5 3.1 양호실시예 4 100 5.5 3.1 양호실시예 5 100 7.0 4.3 양호

비교예 1 0 0 0 종자 매몰비교예 2 100 2.0 0 뿌리 선단부 갈변 고사아크리호프 100 1.0 0 뿌리 선단부 갈변 고사다이야웨트 100 1.0 0 뿌리 선단부 갈변 고사스미카겔 100 1.0 0 뿌리 선단부 갈변 고사

실시예 7 (표면 가교 보수용 담체)

실시예 1과 동일하게 하여 얻어진 하이드로겔 형성성 고분자(분말상) 100g을 믹서에 넣어 교반하면서, 프로피온산 나트륨의 15wt% 수용액에 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 10wt%를 용해한 가교제 수용액 4g을 첨가하여 충분히 혼합하였다. 얻어진 혼합물을 150℃에서 약 20분간 가열 처리하고, 표면 가교를 시행한 본 발명의 식물 보수용 담체를 얻었다.

상기에 의해 얻어진 보수용 담체의 칼륨 이온 함유량을 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 바, 1.2mmol/g이었다.

보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량 및 이온교환수(전도도: 2.5μS/㎝) 중에서의 수분의 흡수 배율은 16㎎/g 및 314배였다.

보수용 담체 3g을 플랜트박스(시바타하리오(주), 폴리카보네이트제, 상부 75 ×75mm, 하부 65 ×65mm, 높이 100㎜)에 넣어, 하이포넥스 용액(하이포넥스 7-6-19(하이포넥스 제펜(주)제) 1g/L) 150mL를 흡수시킨 바, 빠르게 흡수하고, 팽윤한 보수용 담체 입자간에 적당한 공극을 유지한 상태로 전체가 고화하였다. 겔상 배지에 난(심비듐)의 모종 MFMM(Cym. MELODY FAIR 'Marilyn Monroe')을 이식하고, 60일간 온실 내에서 재배한 바, 상기 난의 화부(花部), 경부(莖部) 및 근부(根部) 모두 양호하게 생장하는 것이 관찰되었다.

실시예 8 (보수용 담체의 pH 측정)

하기 표 4에 나타내는 건조 상태의 각종 합성 고분자 1g을 이온교환수 100㎖ 중에 분산시켰다. 1시간 후에 pH 미터(요코가와(橫河)전기주식회사제, 상품명: PH 81)로 pH를 측정하였다. 실시예 1 내지 5의 본 발명의 보수용 담체에서는, 식물의 생육에 적합한 약산성(pH 4.7 내지 6.0)으로 되어있는 것이 확인되었다.

샘플 pH

실시예 1 4.8실시예 2 6.0실시예 3 4.7실시예 4 5.0실시예 5 5.4

비교예 1 3.7비교예 2 5.5아크리호프 7.0다이야웨트 7.0스미카겔 7.9

실시예 9 (보수용 담체를 사용하는 배양법)

시험관(직경 2.5㎝, 높이 15㎝) 중에서, 실시예 3에서 작성한 건조 보수용 담체 400㎎에, 시판하는 분말상 원예용 비료(상품명: 하이포넥스 7-6-19, 하이포넥스 제펜(주)제, 3.5g/L)를 포함하는 배양액(슈크로오스 20g/L, 바나나 100g/L를 함유)을 16㎖ 혼합 분산시키고, 오토클레이브 멸균(121℃, 1.2Kg/㎠, 20분)한 후, 실온에서 방치하여 하이드로겔 배지를 제작하였다.

배지에, 약 1.5㎝로 신장한 난의 모종인 YT57(Cym.LOVELY ANGEL The Two Virgins')을 시험관 하나당 2개씩 이식하고, 배양실(25℃, 3000Lux, 16시간 주간)내에서 무균적으로 50일간 배양하였다. 모종마다의 최대 잎의 길이를 계측한 바 평균 6.7㎝이었다. 뿌리도 잘 신장하고 있어, 포장 재배 이후도 순조롭게 생육하고, 잎끝의 시들기도 거의 없었다.

비교예 5 (한천을 사용하는 배양법)

실시예 9의 건조 보수용 담체 대신에, 한천 100㎎을 첨가한 이외는, 실시예 9와 동일하게 하여 YT57을 50일간 배양하였다. 모종 마다의 최대 잎의 길이를 계측한 바, 실시예와 거의 동일하게 평균 6.7㎝이었다. 외관상 뿌리도 잘 신장하였지만, 포장 재배 이후 약간 잎끝의 시들음을 볼 수 있었다. 이 원인은, 배양 중의 모종의 수분 스트레스에 대한 순화가 잘 행하여지고 있지 않은 것으로 추측되었다.

비교예 6 (시판 수지를 사용하는 배양법)

실시예 9의 건조 보수용 담체 대신에, 아크리호프 400㎎을 첨가한 이외는 동일하게 하여 YT57을 50일간 배양하였지만, 지상부 지하부 함께 모두 생장하지 않고 있었다.

실시예 10 (보수용 담체를 사용하는 배양법)

플랜트 박스(시바타하리오(주), 폴리카보네이트제, 상부 75 x 75mm, 하부 65 x 65mm, 높이 100㎜) 중에서, 실시예 5에서 얻은 건조 보수용 담체 1.5g과 하이포넥스 용액(하이포넥스 7-6-19, 2.0g/L)을 105㎖ 혼합 분산시키고, 오토클레이브 멸균(121℃, 1.2Kg/㎠, 20분)한 후, 별도 멸균하여 둔 펄라이트(일본 세멘트 주식회사제, 상품명: 아사노펄라이트 3 호) 80㎖를 무균적으로 혼합하여 하이드로겔 배지를 제작하였다.

배지에, 약 4㎝로 신장한 난의 모종인 MFMM(MELODY FAIR 'Marilyn Monroe')을 16개씩 이식하고, 배양실(25℃, 3000Lux, 16시간 주간) 내에서 무균적으로 50일간 배양하였다. 모종은 순조롭게 생장하고, 뿌리의 상태도 대단히 좋고, 포장 재배에서 신장하는 뿌리와 유사한 흰 굵은 뿌리가 신장하였다.

비교예 7 (한천을 사용하는 배양법)

실시예 10에서 사용한 건조 보수용 담체 대신에, 지지체로서 한천(700㎎) 겔 담체를 사용한 이외는, 실시예 10과 동일하게 하여 MFMM을 50일간 배양하였다. 지상부는 순조롭게 생장하였지만, 뿌리는 그다지 신장하고 있지 않고, 또한 가늘고, 포장 재배로 신장하는 뿌리와는 형태가 달랐다.

비교예 8 (시판 수지를 사용하는 배양법)

실시예 10에서 사용한 건조 보수용 담체 대신에, 아크리호프 1.5g을 첨가한 이외는 동일하게 하여 YT57을 50일간 배양하였지만, 지상부 지하부 모두 거의 생장하지 않고 있었다.

실시예 11 (보수용 담체에 의한 배양 중의 순화)

실시예 1에서 제작한 건조 보수용 담체 20g에, 하이포넥스 용액(Hyponex 7-6-19 2g/L, 합성수 중에서 용해) 1000, 800, 600, 400, 200cc의 각각의 양을 완전히 흡수시켜 겔화시켜, pF 미터(다이키리카(大起理化)공업주식회사제, DIK-8340)로 pF 치를 측정한 바, 각각 0, 0, 1.8, 2.l, 2.3이었다. 통상의 배양에서는 모종 이식 직후의 배지 중의 수분이, 배양 종료 단계까지 배양 중의 용기외에의 증발과 식물의 흡수에 의해 40 내지 80% 감소하지만, 본 실시예에 있어서 하이드로겔 형성성 고분자를 사용한 경우, 배양 종료시의 pF가 1.8 내지 2.3로 변화하고 있는 것으로 판명되었다. 즉, 본 발명의 보수용 담체를 사용한 식물 모종 배양에서는, 배양 중에 식물의 뿌리에 대하여 알맞은 수분 스트레스가 부하되어, 순화가 양호하게 행하여지는 것으로 추정된다.

비교예 9 (한천 배양법에 있어서의 수분 스트레스 부족)

한천 7g을 실시예 10에서 사용한 하이포넥스 용액 1000cc에서 가열·용해 후, 상온에서 겔화시켜 pF 치를 측정한 바, 0이었다. 그 후, 배양실에서 건조시켜, 겔의 무게가 809g, 609g, 409g, 209g인 시점의 pF 치를 측정한 바, 모두 0이었다. 통상, 배양 중에 배지 중의 40 내지 80%의 수분이 감소하지만, 한천 겔 중의 pF는 거의 변화하지 않고 있는 것을 판명하였다. 즉, 한천 겔을 사용한 식물 모종 배양에서는, 배양 중에 식물의 뿌리에 대하여 수분 스트레스가 전혀 부하되지 않고, 양호한 순화가 행하여지지 않은 것으로 추정된다. 배양중의 수분 감소에 따른 pF값 추이

물의 양(cc) 1000 800 600 400 200 실시예 11 0 0 1.8 2.1 2.3 비교예(한천) 0 0 0 0

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실시예 12 (액체 배양의 예)

삼각 플라스크(시바타 하리오 유리(주)제, 용량 500㎖)에 1/2 Murashige & Skoog 배지(슈크로오스 20g/L 함유)를 200㎖ 넣고, 실시예 5에서 작성한 건조 보수용 담체를(무첨가, 0.4g, 1.0g)의 각종의 농도로 첨가하여 혼합 분산시키고, 오토클레이브 멸균(121℃, 1.2Kg/㎠, 20분)한 후, 실온에서 방치하여 액체 배지를 제작하였다. 혼합 후의 액체 배지와 겔의 부피비는 0.4g 첨가구(添加區)가 약 9:1이고, 1.0g 첨가구가 약 3:1이었다.

배지에, MFMM의 PLB(Protocorm Like Body; 난 특유의 조직적인 세포 집괴)를 2.0 g씩 이식하고, 배양실(25℃, 3000Lux, 16시간 주간) 내에서 무균적으로 22일간 횡회전 진동(80회전/1분간, 회전 반경 27㎜) 배양하고, 신선 중량을 측정하고, 또한 PLB의 상태, 배양액으로의 갈변 물질 용출 상태를 관찰하였다.

표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 보수용 담체를 액체 배양계에 첨가함으로써 PLB의 증식이 촉진되고 갈변 물질의 용출도 억제된다고 하는 효과가 확인되었다.

보수용 담체의 액체 배지에의 첨가가 MFMM의 PLB 증식에 미치는 영향

보수용 담체 농도(%) 증식율(배) PLB의 형태 갈변 용출 상태 0 3.2 과립이 작다 심하다 0.2 5.8 과립이 크다 중간 정도 0.5 5.9 과립이 크다 적다

실시예 13 (보수용 담체를 사용한 재배법)

하이포넥스 분말(하이포넥스 20-20-20 하이포넥스 제펜(주)제) 100㎎을 (표 2) 기재의 합성수 115mL 중에 용해하고, 이 용액을 각종 하이드로겔 형성성 고분자 분말 1g에 완전히 흡수, 겔화시켜 펄라이트 50cc를 첨가하여 균일하게 혼합하였다. 이 지지체를 셀 트레이(도칸코산(東罐興産)주식회사제, 셀 1개의 크기 2.5㎝(세로) x 2.5㎝(가로) x 4.5㎝(높이), 셀수 10 x 20 = 200개, 하부 폐쇄, 상부 개방)의 셀 중에 충전하였다. 난과 식물의 1속인 코쵸란(Dtps. Happy Valentine x Show Girl 「Mai」)과 심비듐 YT57의 유식물체를 1셀당 1개 꽂아넣기 이식하였다. 사입은 매우 간단하게 행할 수 있고, 게다가 뿌리를 상하게 하는 일없이, 지지체와 잘 밀착시킬 수 있었다. 배양실(25℃, 3500lux, 16시간 주간)에서 45일간 재배하고, 각각의 식물체의 잎의 길이, 뿌리 길이, 신선 중량, 뿌리수를 측정하였다. 재배 중, 2 내지 3일마다 스포이드로 셀의 용적 가득찰 때까지 이온교환수를 공급하였다.

그 결과, 실시예 1, 2, 3의 하이드로겔 형성성 고분자를 사용한 경우에는, 식물체는 순조롭게 생육하였지만, 아크리호프, 다이야웨트, 스미카겔를 사용한 경우에는, 식물체는 어느 것이나 재배 중에 뿌리가 썩어버렸다. 아크리호프, 다이야웨트, 스미카겔을 사용한 경우, 식물이 칼슘 결핍 상태가 된 것으로 추정된다.

대조구로서, 하이드로겔 형성성 고분자 + 펄라이트의 지지체 대신에, 한천(10g/L), 나무껍질(발매원: (유)고산란엔(向山蘭園), 뉴질랜드산 나무껍질, 상품명: MO-2), 물이끼를 지지체로서 각각 사용한 이외는 위와 동일하게 하여 재배 실험을 행하였다.

그 결과, 한천은 꽂아넣기 이식이 간단하지만 재배 중에 뿌리가 썩어버렸다. 나무껍질 및 물이끼는 꽂아넣기 이식이 불가능하기 때문에, 식물의 뿌리 주변에 배치하고 나서 셀 중에 이식하였지만, 뿌리를 약간 상하게 하여 버렸다. 또한, 재배 도중에 뿌리가 썩어 버렸다. 한천, 나무껍질, 물이끼는 흡수력이 약하고, 뿌리의 주변이 물로 차게 되어, 뿌리가 산소 부족이 되기 때문으로 추정된다.

위에서 얻어진 결과를 정리하여 하기 표 7에 나타낸다.

Dtps. (Happy Valentine x Show Girl) 'Mai'의 생육 평가시험

지지체 평균 잎의 길이 평균 뿌리길이 신선 중량 평균 뿌리수 (cm) (cm) (g/1 개) (개)실시예 1+펄라이트 3.37 4.67 0.78 2.7실시예 2+펄라이트 2.50 3.75 0.58 3.0실시예 3+펄라이트 2.97 3.07 0.61 3.O실시예 4+펄라이트 3.07 4.00 0.70 3.0아크리호프+펄라이트 뿌리 고사 때문에 측정하지 않음다이야웨트+펄라이트 뿌리 고사 때문에 측정하지 않음스미카겔+펄라이트 뿌리 고사 때문에 측정하지 않음한천 뿌리 고사 때문에 측정하지 않음나무껍질 뿌리 고사 때문에 측정하지 않음물이끼 뿌리 고사 때문에 측정하지 않음

실시예 14 (온도민감성 보수용 담체를 사용한 재배법)

하이포넥스 분말(하이포넥스 20-20-20 하이포넥스 제펜(주)제) 95㎎을 표 2 기재의 합성수 95mL 중에 용해하고, 이 용액을 실시예 5에서 작성한 보수용 담체 분말 1g과 펄라이트 100cc를 첨가하여 균일하게 혼합하였다. 지지체를 실시예 13에서 사용한 셀트레이의 셀 중에 충전하였다. 난과 식물의 1속인 코쵸란 실생(實生)(Phal. Musashino 'MH'x Phal. White Moon 'M-23')의 유식물체(신선 중량 1.39g)를 1셀에 1개씩 꽂아넣기 이식하였다. 사입은 매우 간단히 행할 수 있고, 게다가 뿌리를 상하게 하는 일없이 지지체와 잘 밀착시킬 수 있었다. 온실내에서 70일간 재배하고, 각각의 식물체의 지상부, 지하부 및 전체의 신선 중량을 측정하였다. 재배 중의 관수는, 거의 매일 상면(上面) 자동 관수, 또는, 30분간의 요수 관수에 의해 행하였다.

대조구로서는, 난의 재배용 지지체로서 일반적으로 사용되는 나무껍질(M0-2) : 피트모스(peatmoss)((주) 에이렌·폴로, 핀랜드산) : 펄라이트 = 6:3:1(부피비)을 사용하였다. 이 지지체는 꽂아넣기 이식이 불가능하기 때문에, 식물의 뿌리 주변에 배치하고 나서 셀 중에 이식하였지만, 심는 때에 뿌리를 약간 상하게 하여 버렸다.

하기 표 8에 나타낸 바와 같이, 어느 쪽의 관수 방법에서도, 본 발명의 보수용 담체를 지지체로 하는 재배에서 종래의 지지체를 사용하는 재배보다도 양호한 식물체의 생육이 확인되었다.

Phal. Musashino 'MH'x Phal. White Moon 'M-2 3 '의 생육평가시험

관수 방법: 상면 자동 관수지지체 지상부 중량 지하부 중량 신선 중량 (g) (g) (g)실시예 5 2.09 1.31 3.40나무껍질+피트+펄라이트 1.82 1.11 2.93

관수 방법: 요수 관수지지체 지상부 중량 지하부 중량 신선 중량 (g) (g) (g)실시예 5 2.43 2.05 4.48나무껍질+피트+펄라이트 2.24 1.40 3.64

실시예 15 (보수용 담체를 사용하는 재배법)

실시예 1에서 제작한 건조 고분자 분말 1g에 하이포넥스 용액(Hyponex 20-20-20 1g/L, 합성수 중에서 용해) 100㎖를 완전히 흡수시켜, pF 미터(다이키리카공업주식회사제 DIK-8340)로 pF 치를 측정한 바, 0 이었다. 직경 9㎝의 흑프라스틱 포트(구입처 사에구시케오(三枝重雄) 상점, 직경 7.5cm)에 옮겨 심고 전체의 무게를 측정하였다. 관수를 전혀 행하지 않고서 온실내에 방치하고, 24, 48, 72시간 후의 3회, 전체의 무게와 pF 치를 측정하였다.

각 시점의 수분량 = 각 시점의 무게 - 1g(건조 고분자의 무게)-흑비닐 포트의 무게 용액의 각 시점의 양분 농도는 시작점(개시시의 값)을 1로 하고,

각 시점의 양분 농도 = 시작점 수분량/각 시점의 수분량

으로 하였다.

비교예 10 (나무껍질을 사용하는 재배법)

나무껍질 100㎖의 무게를 측정한 바 30.93g, 함수율은 35.7%이었다. 건조전 나무껍질 100㎖에 실시예 15에서 사용한 하이포넥스 용액을 24시간 흡수시키고, 함수(含水)된 나무껍질을 망으로 떠올려 여분의 액을 제거하였다. 보수한 나무껍질의 무게는 46.56g이고 pF 치는 0이었다. 흑플라스틱 포트로 옮겨 심고 전체의 무게를 측정한 후, 관수를 전혀 행하지 않고서 온실내에 방치하고, 최초의 측정으로부터 24, 48, 72시간 후의 3회, 전체의 중량과 pF 치를 측정하였다. 수분량, 각 시점의 농도는 실시예 15와 같은 계산식으로 구하였다.

시작점 수분량: 30.93(나무껍질 100㎖ 중량) x 0.357(함수율) + 46.56(보수 나무껍질 중량) - 30.93(나무껍질 100㎖ 중량) = 26.67

각 시점의 수분량 = 시작점 수분량 - (최초 용기 전체 중량 - 각 시점의 중량)

용액의 시작점 농도는 실시예 15의 시작점 농도를 1로 하고,

용액의 시작점 농도 = 26.67÷(30.93 x 0.357 + 26.67) = 0.71,

용액의 각 시점의 양분 농도 = 시작점 수분량/각 시점의 수분량

으로 하였다.

양분량은 실시예 15를 1로 하면, 비교예의 양분량 = 26.6 x 0.71 ÷ 100 = O.19 이었다.

하기 표 9에 나타낸 바와 같이, 재배용 지지체로서 본 발명의 보수용 담체를 사용하면, 나무껍질을 사용하는 경우에 비하여, 함수율이 높기 때문에, 같은 용적의 용기내에서 양분량을 크게 할 수 있음과 동시에, 재배 중의 양분 농도의 변동을 작게 할 수 있다. 또한, 다량의 수분을 장시간 유지할 수 있기 때문에, 관수 빈도를 감소할 수 있고, 식물이 수분 스트레스에 노출될 위험도 회피할 수 있다.

각 지지체의 pF, 수분량, 양분 농도, 양분량의 경시 변화

실시예 1 + 물 나무껍질 + 물경과 시간 pF 수분량 양분 농도 양분량 pF 수분량 양분농도 양분량 (hs) (cc) (cc) 시작점 0 100 1.OO 1.00 0 27 0.71 0.19 24 0 78 1.28 1.00 0 17 1.11 0.19 48 0 67 1.50 1.00 0.5 10 1.90 0.19 72 0 56 1.80 1.00 2.0 5 3.80 0.19

표 9에 나타낸 바와 같이, 이하의 결과가 얻어졌다.

시작점 유지 수분량은 실시예에 대하여 비교예는 27%이었다.

시작점 유지 양분량은 실시예에 대하여 비교예는 19%이었다.

시작점에 대한 72시간 경과 후의 양분 농도는 실시예가 1.8배에 대하여 비교예는 3.8배이었다.

72시간 경과 후의 잔존 수분량은 실시예가 56cc, 비교예가 5cc이었다.

72 시간 경과 후의 pF 치는 실시예가 0, 비교예가 2.0이었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 칼슘 이온 흡수량이 건조 중량 1g당 50㎎ 미만이고, 또한 이온교환수(실온, 25℃) 중에서의 수분의 흡수 배율이 100배 이상인 하이드로겔 형성성 고분자를 포함하는 식물 보수용 담체가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 고분자 쇄 에 결합된 카복실기를 가지며, 또한 카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염의 함유량이 건조 중량 1g당 0.3 내지 2.5㎜ol인 하이드로겔 형성성 고분자를 포함하는 식물 보수용 담체가 제공된다.

본 발명의 식물 보수용 담체를 사용한 경우에는, 보수용 담체의 칼슘 이온 흡수량이 적기 때문에, 식물이 칼슘 이온 결핍증에 빠지는 일이 없고, 또한 수분의 흡수 배율도 충분히 크기 때문에, 식물에 대하여 충분한 수분을 공급할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 내부에 식물체의 적어도 일부를 수용 가능하게 한 용기 형상의 기재와 용기 형상 기재의 내부에 배치된 가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물체 육성용 용기가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 시트 형상의 기재와 기재의 적어도 한쪽 표면 위에 배치된, 가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물체 육성용 시트가 제공된다.

본 발명의 식물체 육성용 용기 내지 시트를 사용한 경우에는, 용기 내지 시트의 식물체측에 배치되어 이루어지는 가교 구조를 가지는 하이드로겔 형성성 고분자의 특성(수분 또는 영양소의 저장 능력, 내지 온도 의존성)에 근거하여, 식물체 육성용 용기의 부피를 현저하게 작게 할 수 있어서, 뿌리의 발생 효율의 향상, 육성 면적의 축소, 육성용 용기의 재료량의 감소, 운반 비용의 감소가 가능하게 된다. 또는, 수관리 등의 에너지 절약화에 따른 대폭적인 비용 감소가 가능하게 된다.

Claims (26)

1. 칼슘 이온 흡수량이 건조 중량 1g당 50㎎ 미만이고, 이온교환수(실온, 25℃) 중에서의 흡수 배율이 100배 이상인 하이드로겔 형성성 고분자를 포함함을 특징으로 하는, 식물 보수용 담체.
2. 제1항에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자가 고분자 쇄에 결합된 카복실기를 가지며 카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염의 함유량이 건조 중량 1g당 0.3 내지 2.5㎜ol인 고분자인 식물 보수용 담체.
3. 제1항에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자가, 고분자의 1000배량의 증류수에서 추출한 액중에 잔존하는 전체 유기물이 화학적 산소 요구량(COD)의 값으로서 15ppm 이하인 고분자인 식물 보수용 담체.
4. 제1항에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자가, 고분자의 건조 중량 1g중에 잔존하는 휘발성 카복실산 및 이의 염의 합계량이 0.5㎜ol 이하인 고분자인 식물 보수용 담체.
5. 제1항에 있어서, 고분자 쇄에 결합된 카복실기를 건조 중량 1g당 3㎜ol 이상 가지며, 카복실기의 알칼리 금속염 또는 암모늄염의 함유량이 건조 중량 1g당 0.3 내지 2.5㎜ol인 하이드로겔 형성성 고분자를 포함함을 특징으로 하는 식물 보수용 담체.
6. 제5항에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자가 폴리아크릴산계 중합체인 식물 보수용 담체.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 카복실기의 칼슘염을 포함하는 식물 보수용 담체.
8. 제1항에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자의 표면 근방의 가교율이 내부의 가교율보다 높은 식물 보수용 담체.
9. 약산성의 하이드로겔 형성성 고분자로 이루어짐을 특징으로 하는, 식물 보수용 담체.
10. 제9항에 있어서, 칼슘 이온 흡수량이 건조 중량 1g당 50㎎ 미만이고, 이온교환수(실온, 25℃) 중에서의 흡수 배율이 100배 이상인 식물 보수용 담체.
11. 제1항 또는 제9항에 있어서, 하이드로겔 형성성 고분자가, 0℃ 이상 70℃ 이하의 온도 영역에서 온도 상승과 함께 흡수 배율이 감소하고, 흡수 배율이 온도에 대하여 가역적으로 변화하는 하이드로겔 형성성 고분자인 식물 보수용 담체.
12. 보수용 담체와 다공질 소재를 적어도 포함함을 특징으로 하는, 식물 보수용 담체.
13. 제1항, 제9항 및 제12항 중의 어느 한 항에 기재된 식물 보수용 담체에 영양소 및/또는 식물 생장 조절 물질이 유지되어 있는, 식물 육성용 담체.
14. 내부에 식물체의 적어도 일부가 수용될 수 있는 용기 형상의 기재(基材)와 당해 용기 형상 기재의 내부에 배치된, 제1항, 제9항 및 제12항 중의 어느 한 항에 기재된 식물 보수용 담체로 이루어짐을 특징으로 하는, 식물체 육성용 용기.
15. 제14항에 있어서, 식물 보수용 담체가 용기의 내부에 고정되어서 유지되어 이루어지는, 식물체 육성용 용기.
16. 시트 형상의 기재와 당해 기재의 적어도 한쪽 표면 위에 배치된, 제1항, 제9항 및 제12항 중의 어느 한 항에 기재된 식물 보수용 담체로 이루어짐을 특징으로 하는, 식물체 육성용 시트.
17. 제16항에 있어서, 기재의 식물 보수용 담체가 배치된 면과 반대측의 면 위에 점착제 내지 접착제 층이 배치되어 이루어지는, 식물체 육성용 시트.
18. 제16항에 있어서, 1개 이상의 셀을 형성할 수 있는 파티션 형상을 갖는, 식물체 육성용 시트.
19. 제1항, 제9항 및 제12항 중의 어느 한 항에 기재된 식물 보수용 담체 또는 제13항에 기재된 식물 육성용 담체에 최소한 수분을 포함시켜 하이드로겔 상태로서 이루어지는 지지체를 사용하고,

    당해 하이드로겔 상태의 지지체에 의해 식물체를 지지하면서 식물체를 배양함을 특징으로 하는, 식물의 배양방법.
20. 제19항에 있어서, 식물체의 배양 중에, 지지체의 pF 치를 서서히 상승시킴으로써 식물체의 순화를 촉진하면서 식물체를 배양함을 특징으로 하는, 식물의 배양방법.
21. 제1항, 제9항 및 제12항 중의 어느 한 항에 기재된 식물 보수용 담체 또는 제13항에 기재된 식물 육성용 담체에 최소한 수분을 포함시켜 하이드로겔 상태로서 이루어지는 지지체를 사용하고,

    당해 하이드로겔 상태의 지지체에 의해 식물체를 지지하면서 식물체를 재배함을 특징으로 하는, 식물의 재배방법.
22. 제21항에 있어서, 재배를, 하부가 폐쇄된 용기 내에서 수행하는, 식물의 재배방법.
23. 제1항, 제9항 및 제12항 중의 어느 한 항에 기재된 식물 보수용 담체와 유식물(幼植物)을 액체 중에 분산시키면서 당해 유식물의 액체 배양을 수행함을 특징으로 하는, 유식물의 액체 배양방법.
24. 제2항에 기재된 식물 보수용 담체에 적어도 수분을 포함시켜 하이드로겔 상태로서 이루어지는 지지체를 사용하고,

    당해 하이드로겔 상태의 지지체에 의해 식물체를 지지하면서 식물체를 육성시키고, 칼슘 이온을 하이드로겔 상태의 지지체에 첨가하여 지지체를 수축시켜 식물체로부터 분리함을 특징으로 하는, 식물체의 육성방법.
25. 제1항, 제9항 및 제12항 중의 어느 한 항에 기재된 식물 보수용 담체 또는 제13항에 기재된 식물 육성용 담체에 최소한 수분을 포함시켜 하이드로겔 상태로서 이루어지는 지지체를 사용하고,

    당해 하이드로겔 상태의 지지체에 의해 지지시킨 식물체를 녹화(綠化)해야 할 표면에 부착시킴을 특징으로 하는, 녹화 공사 방법.
26. 제25항에 있어서, 녹화해야 할 표면이 사막의 표면, 경사 및 벽면 중의 어느 하나인, 녹화 공사 방법.