KR20160044558A

KR20160044558A - 식물 재배용 시스템 및 식물 재배 방법

Info

Publication number: KR20160044558A
Application number: KR1020167007156A
Authority: KR
Inventors: 히로시 요시오카; 유이치 모리; 아키히로 오카모토; 시게키 미우라; 도모요시 미즈타니
Original assignee: 메비올 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2016-04-25
Also published as: IL243777B; DK201670132A1; PL3036988T3; MA38843A1; EP3036988A1; CR20160107A; ME03405B; KR101820615B1; GT201600034A; AU2014309969A1; TN2016000028A1; ES2724329T3; JP2015037386A; GEP201706781B; CN105472974B; DK178974B1; LT3036988T; PH12016500333B1; PH12016500333A1; CA2920870C

Abstract

[과제] 종래 기술은, 양액에 접촉하여 배치되는 하면을 갖는 폴리비닐 알코올 (PVA) 계 필름에 식물이 장기간 동안 재배되는 경우, 형성되는 식물 뿌리가 그 필름을 관통하는 문제가 있다. [해결 수단] PVA계 필름이 30℃ 수중에서 측정된 평형 팽윤도가 125% 이상 250% 이하의 범위이고 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 가 0.005 이상 0.2 이하의 범위인, 식물 재배용 시스템 및 이 식물 재배용 시스템을 이용하여 식물을 재배하는 방법. [산업상의 이용 가능성] 식물의 병을 유발하는 세균 등에 의한 감염을 회피하면서 식물 재배를 장기간 동안 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명은 예를 들어, 농업 및 의약품 제조에 유용하다.

Description

식물 재배용 시스템 및 식물 재배 방법{PLANT CULTIVATION SYSTEM AND PLANT CULTIVATION METHOD}

본 발명은, 무공성 (nonporous) 친수성 필름, 특히 폴리비닐 알코올 (PVA) 계 필름을 사용하는 식물 재배용 시스템 및 식물 재배 방법에 관한 것이다.

본 발명자들은, 무공성 친수성 필름을 사용한 양액 (nutrient fluid) 재배에 대해 오래동안 다양한 연구를 해왔고, 그리고 이하의 식물 재배용 시스템 및 식물 재배 방법을 개시하고 있다: 양액과 접촉하여 배치되는 무공성 친수성 필름 상에 식물이 재배되면서 필름이 식물의 뿌리와 일체화될 수 있게 하는, 기술을 이용하는 식물 재배 디바이스 및 식물 재배 방법 (특허 문헌 1); 무공성 친수성 필름 상으로부터 관수가 또한 수행되는, 기술을 이용하는 식물 재배 디바이스 및 식물 재배 방법 (특허 문헌 2); 무공성 친수성 필름이 양액과 접촉하여 양액을 따라 연속적으로 이동되는 기술을 이용하는 식물 재배 시스템 (특허 문헌 3); 증발 억제 부재가 공기층을 개재하여 무공성 친수성 필름 상부에 배치되는 기술을 이용하는 식물 재배용 시스템 (특허 문헌 4); 및 양액이 무공성 친수성 필름의 하면에 연속적으로 공급되는 기술을 이용하는 식물 재배용 시스템 (특허 문헌 5).

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 심사전 공개 (재표) 제 2004-64499호

특허 문헌 2 : 일본 특허 제 4425244호

특허 문헌 3 : 비심사된 일본 공개특허공보 제 2008-182909호

특허 문헌 4 : 비심사된 일본 공개특허공보 제 2008-193980호

특허 문헌 5 : 일본 특허 제 4142725호

그러나, 특허 문헌 1 ~ 5에 기재된 식물 재배용 시스템은, 양액에 접촉하도록 배치되는 하면을 갖는 무공성 친수성 필름 위에 장기간 동안 강한 뿌리를 형성하는 식물을 재배하는 경우, 그 필름에 밀착하여 형성된 식물의 뿌리가 필름을 관통해 버리는 문제가 있다.

식물 뿌리가 그 필름을 관통하는 경우, 식물 뿌리는 양액에 직접 접촉하여, 양액 중에서 번식한 세균 및 바이러스에 의한 감염에 노출되어, 식물을 건강한 상태로 재배할 수 없게 된다.

또, 식물 뿌리가 그 필름을 관통하는 경우, 구멍이 필름에 형성되고 양액으로 하여금 관통해서 필름의 상면으로 흐르게 하여, 뿌리 썩음병 (root rot) 의 발생으로 이어지며, 이로써 식물을 건강한 상태로 재배할 수 없게 된다.

더욱이, 식물 뿌리가 그 필름을 관통하는 경우, 식물 뿌리는 양액에 직접 접촉하고, 이로써 (필름을 개재하여 식물이 수분을 흡수하게 하는 것에 의한 스트레스인) 수분 스트레스의 충분한 정도를 식물에게 줄 수가 없게 되어, 식물의 품질이 저하되어 버린다.

또한, 특허 문헌 6에 기재된 바와 같이, 식물 뿌리가 그 필름을 관통하지 않게 하기 위해서는, 그 필름의 두께를 적어도 60㎛으로 할 필요가 있다. 필름의 두께를 크게 하는 경우에는, 양액의 투과 속도가 저하되어 식물의 생장 저해가 일어날 뿐만 아니라, 필름의 제조 비용이 상승한다는 문제가 있다.

특허 문헌 6 : 비심사된 일본 공개특허공보 제 2008-61503호

이러한 상황에서, 본 발명자들은 상기 언급된 문제를 해결하기 위한 측면으로 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 30℃ 수중에서 측정된 폴리비닐 알코올 (PVA) 계 필름의 평형 팽윤도를 125% 이상 250% 이하의 범위가 되게 함으로써, 물 또는 양액의 흡수성 및 투과성이 뛰어난 PVA계 필름이 얻어질 수 있다는 것을 예기치않게 알아냈다.

게다가, 상기 언급된 특성 이외에, 본 발명자들은 소정 온도의 수중에서의 폴리비닐 알코올 (PVA) 계 필름의 점탄성 특성, 특히 1 Hz에서의 손실 탄젠트 (tan δ) 에 주목하였고, 그리고 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 PVA계 필름의 손실 탄젠트 (tan δ) 가 0.005 이상 0.2 이하가 되도록 함으로써, 식물 재배에 적합한 필름 강도가 뛰어난 PVA계 필름이 얻어질 수 있다는 것을 알아냈다. 이 지견들에 기초하여, 본 발명을 완성하였다.

보다 구체적으로, 본 발명은 다음을 제공한다.

1) 폴리비닐 알코올 (PVA) 계 필름으로서, 식물을 그 위에 재배하기 위한 상기 폴리비닐 알코올 (PVA) 계 필름,

상기 PVA계 필름의 하면에 접촉하도록 배치된 양액 (nutrient fluid) 유지 수단, 및

양액을 상기 PVA계 필름 아래의 위치에 공급하기 위한 공급 수단을 포함하고,

상기 PVA계 필름은, 30℃ 수중에서 측정된 평형 팽윤도가 125% 이상 250% 이하의 범위이고 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 가 0.005 이상 0.2 이하의 범위인, 식물 재배용 시스템.

2) 상기 PVA계 필름은 2축 연신된 PVA계 필름인, 상기 항목 1에 따른 식물 재배용 시스템.

3) 상기 PVA계 필름은 건조 두께가 5 ~ 100㎛ 인, 상기 항목 1 또는 2에 따른 식물 재배용 시스템.

4) 상기 양액 유지 수단은, 상기 PVA계 필름의 하면에 접촉하도록 배치되는 양액을 수용하는 수경재배용 수조인, 상기 항목 1 내지 3 중 어느 하나에 따른 식물 재배용 시스템.

5) 상기 양액 유지 수단은 물 불투과성 표면을 가져, 그 위에 또는 상부에 상기 PVA계 필름이 배치되는 재료이고, 그리고

상기 식물 재배용 시스템은 상기 PVA계 필름과 상기 양액 유지 수단 사이의 위치에 양액을 연속적 또는 간헐적으로 공급하는 양액 공급 수단을 더 포함하는, 상기 항목 1 내지 3 중 어느 하나에 따른 식물 재배용 시스템.

6) 상기 양액 공급 수단은 상기 PVA계 필름과 상기 양액 유지 수단 사이에 배치된 점적 관수 튜브 (drip irrigation tube) 를 포함하는, 상기 항목 5에 따른 식물 재배용 시스템.

7) (1) PVA계 필름으로서 식물을 그 위에 재배하기 위한 상기 PVA계 필름, 상기 PVA계 필름의 하면에 접촉하도록 배치된 양액 유지 수단, 및 양액을 상기 PVA계 필름 아래의 위치에 공급하기 위한 공급 수단을 포함하는, 식물 재배용 시스템을 제공하는 단계,

(2) 상기 식물 재배용 시스템의 상기 PVA계 필름 위에 식물을 배치하는 단계, 및

(3) 상기 양액이 상기 PVA계 필름을 개재하여 상기 식물에 접촉하게 하여, 상기 PVA계 필름 위에 상기 식물을 재배하는 단계를 포함하며,

상기 PVA계 필름은, 30℃ 수중에서 측정된 평형 팽윤도가 125% 이상 250% 이하의 범위이고 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 가 0.005 이상 0.2 이하의 범위인, 식물 재배 방법.

물 또는 양액의 흡수성 및 투과성이 뛰어날 뿐만 아니라 필름 강도도 뛰어난 PVA계 필름을 사용하는 본 발명의 식물 재배용 시스템을 사용해 식물 재배를 실시함으로써, 식물의 병을 유발하는 세균 등에 의한 감염을 회피하고 또한 뿌리 썩음병 등을 유발하는 산소 결핍으로부터 식물 뿌리를 보호하면서, 효율적으로 및 안정적으로 장기간 충분한 양의 양분을 식물에 흡수시킬 수가 있어, 이로써 장기간에 연속적으로 식물의 생장을 현저하게 촉진시키는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 식물 재배용 시스템의 기본적인 실시형태의 일례의 모식 단면도이다.

이하, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 사용되는 PVA계 필름은 PVA를 원료로 하여 제조된다. PVA 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, PVA는 공지된 방법으로 제조될 수 있다. 즉, PVA는 비닐 에스테르계 화합물을 중합하고 얻어진 비닐 에스테르계 중합체를 비누화하는 것을 포함하는 방법에 의해 얻어질 수 있다.

비닐 에스테르계 화합물의 예들은, 포름산 비닐, 아세트산 비닐, 트리플루오로 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 카프린산 비닐, 라우르산 비닐, 바사틱산 비닐, 팔미트산 비닐, 및 스테아르산 비닐을 포함한다. 이들 비닐 에스테르계 화합물은 단독으로 또는 병용으로 사용될 수 있다. 상기 언급된 비닐 에스테르계 화합물 중에서, 실용상 아세트산 비닐이 바람직하다.

본 발명에서는, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서, 비닐 에스테르계 화합물 이외에, 공단량체가 약 0.5 ~ 약 10 몰%의 양으로 공중합될 수도 있다. 공단량체의 예들은 프로필렌, 이소부틸렌, α-옥텐, α-도데센, 및 α-옥타센 등의 올레핀류; 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 무수 말레산, 및 이타콘산 등의 불포화 산류, 불포화 산류의 염, 및 불포화 산류의 모노- 또는 디알킬 에스테르; 아크릴로니트릴, 및 메타크릴로니트릴 등의 니트릴류; 아크릴아미드, 및 메타크릴아미드 등의 아미드류; 에틸렌 술폰산, 알릴 술폰산, 및 메타아릴 술폰산 등의 올레핀 술폰산류, 및 올레핀 술폰산류의 염; 알킬 비닐 에테르류, N-아크릴아미드 메틸트리메틸암모늄 클로라이드, 알릴트리메틸암모늄 클로라이드, 디메틸디알릴암모늄 클로라이드, 디메틸알릴 비닐 케톤, N-비닐피롤리돈, 염화 비닐, 염화 비닐리덴; 폴리옥시에틸렌 (메타)알릴 에테르, 및 폴리옥시프로필렌 (메타)알릴 에테르 등의 폴리옥시알킬렌 (메타)알릴 에테르; 및 폴리옥시에틸렌 (메타)아크릴레이트, 및 폴리옥시프로필렌 (메타)아크릴레이트 등의 폴리옥시알킬렌 (메타)아크릴레이트; 폴리옥시에틸렌 (메타)아크릴아미드, 및 폴리옥시프로필렌 (메타)아크릴아미드 등의 폴리옥시알킬렌 (메타)아크릴아미드; 폴리옥시에틸렌 (1-(메타)아크릴아미드-1,1-디메틸프로필)에스테르, 폴리옥시에틸렌 비닐 에테르, 폴리옥시프로필렌 비닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 알릴 아민, 폴리옥시프로필렌 알릴 아민, 폴리옥시에틸렌 비닐 아민, 폴리옥시프로필렌 비닐 아민, 3,4-디아세톡시-1-부텐, 비닐 에틸 카보네이트, 및 아세트산 이소프로페닐을 포함한다.

중합 (또는 공중합) 을 실시하는 방법과 관련하여, 특별히 제한은 없다. 임의의 공지된 중합 방법이 사용될 수 있다. 하지만, 일반적으로, 메탄올, 에탄올 또는 이소프로필 알코올 등의 알코올을 용매로 사용하는 용액 중합이 채용된다. 물론, 유화 중합 또는 현탁 중합도 이용될 수 있다.

아조비스이소부티로니트릴, 과산화 아세틸, 과산화 벤조일, 또는 과산화 라우로일 등의 공지된 라디칼 중합 촉매를 사용하여 중합 반응을 수행한다. 반응 온도는 35 ~ 200℃ (보다 바람직하게는 50 ~ 80℃) 범위에서 선택된다.

얻어진 비닐 에스테르계 중합체의 비누화는, 비닐 에스테르계 중합체가 알코올에 또는 알코올과 지방산 에스테르로 구성되는 혼합 용매에 용해되는 방법에 의해 수행되며, 비누화 반응은 알칼리 촉매의 존재하에 행해진다. 알코올의 예는 메탄올, 에탄올, 및 부탄올을 포함한다. 용매로서의 지방산 에스테르의 예는 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 및 아세트산 부틸을 포함한다. 또한, 벤젠 및 헥산 등의 다른 용매가 지방산 에스테르와 병용하여 사용될 수도 있다. 알코올과의 혼합물에서의 비닐 에스테르 공중합체의 농도는 20 ~ 50 중량% 범위에서 선택된다.

비누화 촉매로서 알칼리 촉매가 사용될 수 있고, 알칼리 촉매의 예는 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 나트륨 메틸레이트, 나트륨 에틸레이트, 및 칼륨 메틸레이트 등의 알칼리 금속의 수산화물 및 알코올레이트를 포함한다. 촉매의 사용량은 비닐 에스테르계 공중합체에 대해 1 ~ 100밀리몰 당량이다. 필요에 따라, 염산, 황산 또는 p-톨루엔술폰산 등의 산촉매에 의해 비누화할 수도 있다.

PVA의 비누화도는 90 몰% 이상 (보다 바람직하게는 95 몰% 이상, 보다 더 바람직하게는 99 몰% 이상) 이 바람직하다. PVA의 비누화도가 90 몰% 미만인 경우, PVA의 내수성이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.

PVA의 평균 중합도는 1,100이상 (보다 바람직하게는 1,300 ~ 4,500, 보다 더 바람직하게는 1,300 ~ 4,200) 이 바람직하다. 평균 중합도가 1,100 미만인 경우에는, PVA가 만족스러운 필름 강도를 발휘하지 않고, 파단 등이 발생하기 쉬워지는 경우가 있어 바람직하지 않을 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 평균 중합도는 JIS K6726에 준거하여 측정된 평균 중합도이다.

본 발명에서 사용되는 PVA와 관련하여, 내열성 및 착색 방지 향상의 관점에서, 아세트산 나트륨의 함량이 0.8 중량% 이하 (보다 바람직하게는 0.5 중량% 이하) 로 조정되는 것이 바람직하다.

PVA를 사용하여 필름을 제조하는 방법과 관련하여, 특별히 제한은 없다. 필름은 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 제조예가 후술될 것이지만, 이것이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 필름의 제조 (제막) 에 사용되는 PVA 용액은, 예를 들어, PVA 함량 (농도) 이 5 ~ 70 중량% (바람직하게는 10 ~ 60 중량%) 인 PVA 수용액일 수도 있다.

필요에 따라, 상기 언급된 PVA 수용액은 통상적인 첨가제와 적절히 배합되어도 된다. 이러한 첨가제의 예는 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 폴리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 및 트리에틸렌 글리콜 등의 다가 알코올류; 페놀계 및 아민계 등의 항산화제; 인산 에스테르류 등의 안정제; 착색료, 향료, 필러/증량제, 소포제, 박리제, 자외선 흡수제, 무기 분체, 및 계면활성제를 포함한다. 게다가, 전분, 카르복시메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 및 하이드록시메틸 셀룰로오스 등의 폴리비닐 알코올 이외의 수용성 수지를 혼합해도 된다.

이로써 조제된 PVA 수용액은 제막기 (압출기) 에 의해 제막 처리된다. 압출기에서의 용융 혼련 온도는 바람직하게 55 ~ 140℃ (보다 바람직하게 55 ~ 130℃) 범위이다. 용융 혼련 온도가 55℃ 미만이면, 필름 표면 상태의 저하가 얼어난다. 용융 혼련 온도가 140℃ 초과하면, 발포가 일어난다. 건조 온도는 바람직하게 70 ~ 120℃ (보다 바람직하게는 80 ~ 100℃) 범위이다. 건조 온도가 70℃ 미만이면, 건조에 시간이 너무 걸리거나 또는 건조 이후에도 너무 많은 수분이 잔존하는 문제가 발생한다. 건조 온도가 120℃ 초과하면, 필름의 유연성이 나빠져, 결과적으로 후속 연신 공정에 지장을 초래할 가능성이 있다.

PVA계 필름을 얻기 위해서, PVA 수용액이 직접 제막 처리될 수도 있다. 하지만, 필요에 따라, 제막에 사용하기 전에, PVA 수용액이 먼저 펠릿화 또는 플레이크화 처리될 수도 있다. 이후, 얻어진 펠릿 또는 플레이크는 제막을 수행하기 위해 압출기로 공급될 수 있다.

상술된 방법에 의해 얻어진 PVA계 필름은 본 발명의 식물 재배용 시스템에서 사용될 수 있다. 하지만, 가요성 및 기계적 강도와 관련하여 안정화된 특성을 PVA계 필름에 부여하는 관점에서, PVA계 필름이 연신 처리 (stretch orientation treatment) 되는 것이 바람직하다. 연신 처리는 후술된다.

연신 처리는, 길이 방향 (기계 방향) 으로만 1축 연신을 행하도록 수행될 수도 있다. 하지만, 상술된 특성을 향상시키고자 하는 관점에서, 길이방향 및 횡방향의 양 방향으로 2축 연신을 행하도록 수행되는 것이 바람직하다. 2축 연신 처리는 순차 2축 연신 또는 동시 2축 연신 중 어느 것으로 수행되어도 된다. 2축 연신 처리의 경우, 연신 처리 이전의 PVA계 필름의 함수율은 5 ~ 30 중량% (보다 바람직하게는 20 ~ 30 중량%) 범위의 값으로 조정되는 것이 바람직하다. PVA계 필름의 함수율이 이 범위 외인 경우에는, 연신 배율을 최대 레벨로 올릴 수 없다. PVA계 필름의 함수율 조정 방법은 특별히 제한되지 않는다. PVA계 필름의 함수율의 조정은, 예를 들어, 원하는 함수율을 얻도록 건조 동작이 수행되는 방법, 또는 원하는 함수율을 얻도록 함수율 5 중량% 미만의 PVA계 필름을 물에 침지하거나 또는 조습 분위기에서 처리하는 방법에 의해 수행될 수 있다.

연신 배율에 대해서는, 특별히 제한은 없다. 하지만, 길이 방향의 연신 배율은 1.5 ~ 5.0배, 보다 바람직하게는 2.0 ~ 5.0배 범위이고, 그리고 횡 방향의 연신 배율은 1.5 ~ 5.0배, 보다 바람직하게는 2.0 ~ 5.0배 범위인 것이 바람직하다. 길이 방향의 연신 배율이 1.5배 미만이면, 물성 향상 (즉, 수중 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 의 감소) 이 얻기 어렵다. 길이 방향의 연신 배율이 5.0배 초과이면, 길이 방향에서의 찢어짐이 일어나기 쉽다. 횡 방향의 연신 배율이 1.5배 미만이면, 물성 향상 (즉, 수중 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 의 감소) 이 얻기 어렵다. 횡 방향의 연신 배율이 5.0배 초과이면, 필름의 파단이 일어날 것이다.

2축 연신 처리의 단계 이후, 열고정을 실시하는 것이 바람직하다. 열고정의 온도는 폴리비닐 알코올의 융점보다 낮은 온도인 것이 바람직하다. 하지만, 열고정 온도가 폴리비닐 알코올의 융점보다 80℃ 이상 낮으면, 치수 안정성이 나쁘고 수축율이 커진다는 문제가 제기된다. 한편, 열고정 온도가 폴리비닐 알코올의 융점보다 높으면, 필름 두께가 크게 달라진다. 예를 들어, 폴리비닐 알코올이 아세트산 비닐 동종중합체의 비누화물인 경우, 열고정 온도는 140 ~ 250℃ 범위가 바람직하고, 열고정 시간은 1 ~ 30초 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ~ 10초이다.

PVA계 필름과 관련하여, 열고정 온도가 높을수록 그리고 열고정 시간이 길수록, 수중 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 는 작아진다. 따라서, 적절히 열고정 온도와 열고정 시간을 조절함으로써, 원하는 물성 값, 즉 수중 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 를 얻을 수 있다. 열고정은 1 단계로 실시해도 되고, 상이한 온도 및 상이한 시간을 이용하는 복수의 단계로 실시해도 된다. 원하는 물성 값, 즉 수중 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 를 쉽게 얻으려는 관점에서는, 열고정을 복수의 단계로 실시하는 것이 바람직하다.

필요에 따라, 얻어진 2축 연신 PVA계 필름은 수세 및 건조 처리될 수도 있다. 수세 방법 및 건조 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 수세 및 건조는, PVA계 필름을 적당한 온도의 수조에 침지하여 PVA계 필름에 물을 흡수시키고, 그리고 PVA계 필름을 수조로부터 꺼내어 상온 또는 고온의 공기를 불어서 PVA계 필름을 건조시키는 방법으로 수행하여, PVA계 필름의 함수율을 원하는 값으로 조절할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 PVA계 필름의 두께는 5 ~ 100㎛ (보다 바람직하게는 10 ~ 60㎛) 가 바람직하다. 필름 두께가 상기 언급된 범위 미만이면, PVA계 필름은 식물 뿌리의 관통을 저지하기 어려울 수 있다. 필름 두께가 상기 언급된 범위를 초과하면, 비료의 PVA계 필름 관통에 너무 많은 시간이 필요하다. 상기 언급된 범위는 또한 공업적인 생산성의 관점에서 유리하다.

본 발명에서 사용하는 PVA계 필름의 30℃ 수중에서 측정된 평형 팽윤도는, 125% 이상 250% 이하의 범위인 것이 바람직하고, 150% 이상 200% 이하인 것이 보다 바람직하다. PVA계 필름의 평형 팽윤도가 상기 언급된 범위 미만이면, PVA계 필름을 관통하는 물과 비료 성분의 투과성이 불충분해져, 식물의 생장 속도가 늦어진다. 한편, PVA계 필름의 평형 팽윤도가 상기 언급된 범위를 초과하면, 수중 PVA계 필름의 강도가 저하되어, PVA계 필름은 식물 뿌리에 의한 관통을 저지할 수 없게 된다.

PVA계 필름의 30℃ 수중에서의 평형 팽윤도는 이하와 같이 측정한다. 먼저, 건조 상태의 PVA계 필름을 20 cm × 20cm의 정방형을 갖는 PVA계 필름으로 자르고, 그 중량 (a) (단위 g) 를 측정한다. 이어서, 자른 PVA계 필름을 30℃ 수중에 침지하고 30분간 정치한다. 후속하여, PVA계 필름을 수중으로부터 꺼내, PVA계 필름 표면 상의 잉여 수분을 재빠르게 닦아내고, PVA계 필름의 중량 (b) (단위 g) 를 측정한다. 평형 팽윤도는 식: b/a x 100%로 산출한다.

본 발명에서 사용되는 PVA계 필름에 요구되는 동적 점탄성 거동은, 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 필름의 저장 탄성률 (G') 이 5,000 Pa 이상 100,000 Pa 이하의 범위가 되는 것이고, 보다 바람직하게는, 10,000 Pa 이상 80,000 Pa 이하의 범위가 되는 것이다.

본 발명에서 사용되는 PVA계 필름에 요구되는 다른 동적 점탄성 거동은, 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 필름의 손실 탄성률 (G") 이 100 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 범위가 되는 것이고, 보다 바람직하게는, 300 Pa 이상 8,000 Pa 이하의 범위가 되는 것이다.

본 발명에서 사용되는 PVA계 필름에 요구되는 또 다른 동적 점탄성 거동은, 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된, PVA계 필름의 (저장 탄성률 (G') 에 대한 손실 탄성률 (G") 의 비 (G"/ G') 인) 손실 탄젠트 (tan δ) 가 0.005 이상 0.2 이하의 범위가 되는 것이고, 보다 바람직하게는, 0.01 이상 0.1 이하의 범위가 되는 것이다.

30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 PVA계 필름의 손실 탄젠트 (tan δ) 가 상기 언급된 범위를 초과하면, PVA계 필름을 통한 뿌리의 관통이 일어나기 쉽다. 한편, 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 PVA계 필름의 손실 탄젠트 (tan δ) 가 상기 언급된 범위 미만이면, 필름은 유연성이 나빠지고 취성 파괴가 일어나기 쉬워진다.

물로 팽윤된 PVA계 필름은 하이드로겔이며 점탄성체로서 거동한다. 점 탄성체에 응력을 가하여 변형시키면, 가해진 힘의 대부분은 내부 변형의 에너지로서 저장될 수 있고, 그것은 궁극적으로 가해진 응력의 제거시 복원의 원동력의 역할을 한다. 하지만, 가해진 응력의 일부는 변형에 의한 분자 이동의 내부 마찰을 통해 소비되어 최종적으로 열로 변환된다. 이러한 내부 마찰의 크기를 나타내는 값이 손실 탄젠트 (tan δ) 이다.

따라서, 물로 팽윤된 PVA계 필름의 손실 탄젠트 (tan δ) 값이 작다고 하는 것은, PVA계 필름이 변형된 이후 원래 형상으로 복원되는 성질이 강하다는 것을 의미한다. 반대로, 물로 팽윤된 PVA계 필름의 손실 탄젠트 (tan δ) 값이 크다고 하는 것은, 물로 팽윤된 PVA계 필름에 변형 응력이 가해지는 경우 PVA계 필름은 그 자체에서 분자 이동이 일어나기 쉽고, 응력이 변형에 의해 완화된다는 것을 의미한다.

식물 뿌리의 PVA계 필름의 관통은 이하와 같이 발생하는 것이라고 생각된다. 필름에 밀착하여 배치되는 뿌리는, 필름을 하향 드래깅하면서 그 필름 하면 아래에 존재하는 양분의 탐색으로 하향 생장한다. 이 과정에서, 뿌리 생장은 필름에 응력을 발생시킨다. 손실 탄젠트 (tan δ) 값이 큰 PVA계 필름의 경우에는, PVA계 필름은 그 자체에서 분자 이동을 수행하고, 이로써 변형에 의해 응력을 완화시킨다. 손실 탄젠트 (tan δ) 값이 큰 PVA계 필름은 이러한 변형을 계속 수행하고 마지막으로 뿌리에 의해 관통된다. 즉, 물로 팽윤된 PVA계 필름이 연성 파괴에 이른다.

한편, 물로 팽윤된 PVA계 필름의 손실 탄젠트 (tan δ) 값이 작은 경우에는, 필름에 밀착하여 배치되는 식불 뿌리의 생장이 필름에 응력을 발생시키지만, 응력의 대부분은 내부 변형의 에너지로서 필름 내에 저장된다. 식물 뿌리는 계속 생장하고 필름 상에 새로운 접착점을 찾아 신장한다. 뿌리의 생장점이 새로운 접착점을 찾아 거기에 부착함으로써, 식물 뿌리에 의해 PVA계 필름 상에 발휘된 응력은 제거되고, 그 필름은 저장된 내부 변형 에너지에 의해 그 원래 형상으로 복원된다. 이로써, 물로 팽윤된 PVA계 필름의 손실 탄젠트 (tan δ) 값이 작은 경우에는, 식물 뿌리에 의한 필름의 관통이 회피되는 것이라고 생각된다.

본 발명에서, 수중 평형 팽윤 상태에서의 PVA계 필름의 동적 점탄성 거동은 다음 방법으로 측정된다. PVA계 필름을 30℃ 물에 30분간 침지한다. 이렇게 처리된 필름에, 30℃ 포화 수증기 환경하에서 1 Hz의 진동을 가하고, 그리고 PVA계 필름의 저장 탄성률 (G'), 손실 탄성률 (G"), 손실 탄젠트 (tan δ) 를 측정한다.

본 발명에서, 스트레스 제어형 점탄성 측정 장치 (TA Instruments Japan Inc. 에 의해 제조 및 판매되는 레오미터 AR-500) 를 사용하여, 수중 평형 팽윤 상태에서의 PVA계 필름의 동적 점탄성 거동을 측정한다.

측정용 셀의 형상 및 사이즈: 알루미늄 솔벤트 트랩을 사용한 스테인리스 스틸 평행 원반 (직경: 4.0 cm)

측정 주파수: 1 Hz

측정 온도: 30℃

가해진 응력 및 변위: 선형 영역내. 구체적으로, 예를 들어, 가해진 응력은 10 Pa ~ 200 Pa, 변위는 10^-6 라디안 ~ 10^-5 라디안.

구체적인 조작은 다음과 같다.

1) 측정 대상이 되는 PVA계 필름을 30℃ 물에 30분간 침지한다.

2) 상기 조작에 의해 평형 팽윤 상태가 된 PVA계 필름을 물에서 꺼내고, 측정 디바이스로 사용되는 스테인리스 스틸 평행 원반 (직경: 4.0 cm) 에 맞추어 직경 4 cm의 원형 필름을 잘라낸다.

3) 그 필름을 측정 디바이스에 밀착시킨 채로 솔벤트 트랩과 용매로서의 물을 측정 디바이스에 배치하고, 얻어진 시스템을 측정 장치 상에 장착한다.

4) 측정 스테이지를 상승시키고, 측정 대상이 되는 PVA계 필름을 측정 디바이스와 측정 스테이지 사이에 끼우고, 그리고 그 필름이 측정 디바이스와 측정 스테이지에 밀착하도록 갭을 조정한다. 이 조작 동안, PVA계 필름과 측정 디바이스와 측정 스테이지 간에 미끄럼이 생기지 않도록, 그리고 필름이 압축되지 않도록 주의한다.

5) 측정 스테이지의 온도를 30℃로 설정하고, 그리고 응력 및 변위가 선형 영역 내에 있도록 한 조건하에서 측정 주파수 1 Hz로 동적 점탄성을 측정한다.

본 발명에서, 상기에 언급된 방식으로 제조된 PVA계 필름을 식물 재배용 시스템에서 사용하여 식물을 재배한다. 이하, 식물 재배용 시스템 및 식물 재배 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

＜식물 재배용 시스템＞

본 발명의 식물 재배용 시스템에서, PVA계 필름은 일반적이다. 하지만, 양액 유지 수단의 종류에 따라, 본 발명의 식물 재배용 시스템은 크게 2종으로 분류된다. 타입 1은, 양액 유지 수단이 PVA계 필름의 하면에 접촉하도록 배치되는 양액을 수용하는 수경재배용 수조인, 식물 재배용 시스템이다. 식물 재배용 시스템은 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

타입 2는, 양액 유지 수단이 물 불투과성 표면을 가져 그 위에 또는 상부에 PVA계 필름이 배치되는 재료인 식물 재배용 시스템이고, 그리고

그 식물 재배용 시스템은 PVA계 필름과 양액 유지 수단 사이의 위치에 양액을 연속적 또는 간헐적으로 공급하는 양액 공급 수단을 더 포함한다.

양액 공급 수단의 대표예는 PVA계 필름과 양액 유지 수단 사이에 배치된 점적 관수 튜브 (drip irrigation tube) 이다. 즉, 타입 2의 식물 재배용 시스템은, 기재층으로 사용되는 양액 유지 수단 위에 또는 상부에 PVA계 필름이 직접 또는 간접적으로 배치되는 다층 구조를 갖는다. 이러한 타입의 식물 재배용 시스템은 특허 문헌 5에 개시되어 있다.

도 1은 타입 1의 식물 재배용 시스템의 기본 실시형태의 일례의 모식 단면도이다. 도 1의 식물 재배용 시스템에서, 비료 성분을 포함하는 양액 (3) 을 수용하는 수경재배용 수조 (2) 가 본 발명의 PVA계 필름 (1) 아래에 배치된다. 양액 (3) 은 PVA계 필름 (1) 에 흡수된다. 식물 (4) 의 뿌리 (5) 는 PVA계 필름 (1) 의 상면에 밀착하여 배치되고, PVA계 필름 (1) 에 포함되는 물 및 비료 성분을 흡수하도록 허용된다.

필요에 따라, PVA계 필름 (1) 의 위 또는 상부에, 식물 재배용 지지체 (6) (예를 들어, 토양) 및/또는 증발 억제 부재 (예를 들어, 후술되는 멀칭재 (mulching material)) (이것은 수증기를 통과하지 않거나 또는 저투과성임) 또는 모심기판 (7) 을 배치할 수 있다. PVA계 필름 (1) 의 위 또는 상부에 식물 재배용 지지체 (6) 를 배치함으로써, 식물 뿌리의 보호 효과가 얻어질 수 있다. 또, 증발 억제 부재 또는 모심기판 (7) 의 사용은, PVA계 필름 (1) 으로부터 대기중으로 증산하는 수증기가 증발 억제 부재의 표면에 또는 식물 재배용 지지체 (6) 내측에 응결될 수 있게 하며, 이로써 수증기로부터 응결된 물을 식물이 이용할 수 있게 한다.

본 발명의 식물 재배용 시스템의 사용에서, 비료 성분을 포함하는 양액 (3) 은 PVA계 필름 (1) 을 개재하여 식물에 공급된다. 한편, 식물 뿌리가 물 (또는 양액) 에 침지되는 종래의 수경재배 방법에서는, 물이나 양액의 표면이 대기와 접촉되어 있어, 대기중의 세균이나 균류가 식물 안으로 쉽게 침입하여 식물 뿌리에서 성장하여, 식물의 생장을 현저하게 저해하거나 식물의 병을 유발할 것이다.

식물 뿌리가 물 (또는 양액) 에 침지되는 종래의 수경재배 방법에서, 식물 뿌리는 물에 용존된 산소를 흡수하고, 식물 재배에 사용되는 물의 용존 산소량은 적어도 일정 레벨로 유지되어야 한다. 한편, 본 발명의 식물 재배용 시스템의 사용에서, 식물 뿌리는 PVA계 필름 (1) 상부의 대기에 존재하므로, 식물은 대기로부터 산소를 흡수할 수 있다.

부가하여, 필요에 따라, 물, 양액 또는 농약 희석액을 간헐적으로 분무하기 위한 세무 (mist) 분무용 수단 (8) 이 PVA계 필름 (1) 의 상부에 제공될 수도 있다. 세무 분무용 수단 (8) 의 사용은, 특히 하계 동안의 냉각을 위한 물; 환경의 냉각과 엽면 살포 (foliar spray) 형태의 비료 성분의 공급을 위한 양액; 및 농약 살포를 위해 농약을 포함하는 물 또는 양액의 간헐적 분무의 자동화를 가능하게 한다는 이점이 있다.

본 발명의 식물 재배용 시스템의 사용시, PVA계 필름 (1) 상에서 재배되는 식물 뿌리는, PVA계 필름 (1) 을 개재하여 양액을 흡수하려고 한다는 점에서, PVA계 필름 (1) 과 실질적으로 일체화된다. PVA계 필름 (1) 과 뿌리의 "일체화"를 촉진시키기 위해서는, 필름 (1) 의 하면에 양액을 공급하는 것이 바람직하다.

PVA계 필름 (1) 의 하면에 양액을 공급하는 것은, PVA계 필름 (1) 의 하면에 물만 공급하는 경우와 비교하여, 식물의 생장을 크게 향상시킬 뿐만 아니라 PVA계 필름 (1) 에 대한 뿌리의 접착 강도도 향상시킨다. 이것은, 식물이 필름을 개재하여 물 뿐만 아니라 비료 성분도 흡수한다는 것을 나타낸다. 게다가, 필름을 개재하여 물 및 비료 성분을 효율적으로 흡수하기 위해서는, 뿌리가 필름 표면에 강하게 밀착하는 것이 필수이며, 강한 밀착은 뿌리와 필름의 일체화를 초래하는 것이라고 생각된다.

필름과 뿌리의 "일체화"의 완료 이전에 PVA계 필름 (1) 의 상부측에 과량의 물을 공급하는 경우, 식물은 흡수하기에 보다 용이한 필름의 상부측으로부터 물을 흡수하고, 이로써 필름의 하면으로부터의 물을 흡수할 필요성이 감소한다. 그 결과, 필름과 뿌리의 일체화는 어려워지는 경향이 있다. 따라서, 뿌리가 그 필름과 일체화될 때까지는, 필름의 상부측에 과량의 물을 공급하지 않는 것이 바람직하다. 한편, 뿌리가 본 발명의 PVA계 필름 (1) 과 일체화한 이후에는, 적절한 때에, 필름의 상부측에 물/양분을 공급할 수도 있다.

＜식물 재배용 시스템의 구성＞

이하, 본 발명의 식물 재배용 시스템의 부분의 구성에 대해 설명한다. 이와 같은 구성 (또는 기능) 에 관해서는, 필요에 따라, 본 발명자에 의한 문헌 (특허 문헌 1 ~ 5) 의 "발명의 상세한 설명" 및 "실시예"를 참조할 수 있다.

(PVA계 필름)

본 발명의 식물 재배용 시스템에서는, 식물을 위에 재배하기 위한 PVA계 필름이 필수이다. 본 발명에서 사용되는 필름의 제조법이나 필름의 특징적인 물성은 이미 상술되어 있다. 필름은 상기 언급된 특징적인 물성뿐만 아니라 아래에 언급되는 모든 물성도 갖는 것이 바람직하다.

(일체화 시험)

본 발명의 식물 재배용 시스템에서 사용되는 PVA계 필름은 "식물 뿌리와 실질적으로 일체화할 수 있는" 것이 중요하다. 본 발명에서, "식물 뿌리와 실질적으로 일체화할 수 있는" 필름은 35일간 재배된 식물의 뿌리와 관련하여 10 g 이상의 박리 강도를 나타내는 필름을 의미한다. 식물 뿌리와 필름의 일체화의 정도를 측정하기 위한 "일체화 시험"은 다음과 같이 실시된다.

측정은 "체 바구니 보울 세트 (seive basket bowl set)"를 사용하여 실시된다. 체 바구니 보울 세트는 체 바구니 및 보울을 포함하며, 체 바구니가 보울 안에 수용된다. 시험해야 할 필름 (200mm × 200mm) 을 체 바구니 보울 세트의 체 바구니 상에 배치하고, 체 바구니 상의 필름에 버미큘라이트 150 g (함수율: 73%; 건조 중량: 40 g) 을 배치하고, 그리고 버미큘라이트 상부에 2개의 양상추의 모종 (각각 적어도 1개의 본엽을 가짐) 을 심는다. 한편, 240 ~ 300 g의 양액을 체 바구니 보울 세트의 보울에 공급한다. 필름이 양액과 접촉하도록 필름을 포함하는 체 바구니를 보울에 수용하여, 양배추 모종을 재배하기 시작한다. 재배는, 온도가 0 ~ 25℃ 이고, 습도가 50 ~ 90%RH 이며, 그리고 자연광이 사용되는 조건하에서 35일간 하우스내에서 실시한다. 이로써 재배된 식물은, 줄기를 절단하여 필름으로부터 제거하고 식물 뿌리 근방을 남겨둔다. 각각 폭 5cm (및 길이 약 20 cm) 이고 뿌리가 밀착되어 있는, 시험편을 필름으로부터 절단하여, 식물의 줄기가 각 시험편의 중심에 위치하게 한다.

스프링 타입 밸런스의 스프링에 걸린 후크에 시판되는 클립을 부착하고, 상기에서 얻은 시험편의 한편을 클립으로 고정한 이후, 스프링 타입 밸런스에 의해 표시된 (시험편의 자중 (tare weight) 에 대응하는) 중량 (A 그램) 을 기록한다. 이어서, 시험편의 중심에 있는 식물의 줄기를 손으로 가져서 하방으로 완만하게 인하하여, 필름으로부터 뿌리를 탈착 (또는 절단) 하면서, 스프링 타입 밸런스에 의해 표시된 (하중에 대응하는) 중량 (B 그램) 을 기록한다. 이 값으로부터 자중을 공제하여 (즉, B 그램 - A 그램) 폭 5 cm 의 박리 하중을 얻는다. 이 박리 하중은 필름의 박리 강도로 표시된다.

본 발명에서 사용되는 PVA계 필름의 박리 강도는 10 g 이상인 것이 바람직하고, 30 g 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100 g 이상인 것이 가장 바람직하다.

(이온 투과성 시험)

본 발명에서, PVA계 필름이 "식물 뿌리와 실질적으로 일체화할 수 있는"지의 여부를 판단하기 위한 지표로서 이온 투과성의 밸런스를 들 수 있다.

본 발명의 식물 재배용 시스템을 사용해 식물을 재배하면, 식물은 필름을 통해 비료를 이온 형태로 흡수한다. 따라서, 식물에 공급되는 비료 성분의 양은 필름의 염류 (이온) 투과성에 의해 영향받는다. 물/염용액 계에서의 전기 전도도 (EC; electrical conductivity) 차이와 관련하여 4.5 dS/m 이하의 이온 투과성을 갖는 PVA계 필름을 사용하는 것이 바람직하다. EC 차이는 필름을 개재하여 0.5 질량% 염용액과 물을 접촉시키고 (여기서 물 및 염용액은 필름에 의해 분리되는 별도의 구획에 위치한다), 접촉 시작후 4일간 (96시간) 물 및 염용액 각각의 EC를 측정하며, 그리고 물과 염용액 간의 EC 차이를 계산함으로써 결정된다.

물/염용액 계에서의 전기 전도도 (EC) 차이는 3.5 dS/m 이하인 것이 더욱 바람직하고, 2.0 dS/m 이하인 것이 가장 바람직하다. 이와 같은 필름의 사용은 뿌리에 대한 바람직한 물 또는 비료 용액을 공급을 허용하여, 필름과 뿌리의 일체 화를 용이하게 촉진시킨다.

전기 전도도 (EC) 는, 용액 중에 용해된 염류 (또는 이온) 양의 지표이며, "비도전율"이라고도 말한다. EC는, 각각 단면적이 1 cm² 이고 서로 1 cm 거리로 분리되어 있는 2개의 전극 간의 전기 전도도를 나타낸다. 사용되는 단위는 지멘스 (S; siemens) 이며, 용액의 EC 값은 S/cm 로 환산하여 표현된다. 그러나, 비료 용액의 EC는 작기 때문에, 본 발명에서는 (S/cm 의 1/1000 인) 단위 "mS/cm" 를 사용한다 (국제 단위계에 따라 사용되는 단위는 dS/m 이고, 여기서 d는 "데시-"를 나타낸다).

필름의 이온 투과성은 이하와 같이 측정할 수 있다. 시판되는 식염의 십 (10) g 을 물 2000 ml 에 용해하여 0.5% 염용액을 조제한다 (EC: 약 9 dS/m). 측정은 "체 바구니 볼 세트"를 사용하여 실시된다. 체 바구니 보울 세트는 체 바구니 및 보울을 포함하며, 체 바구니가 보울 안에 수용된다. 시험해야 할 필름 (사이즈: 200 내지 260mm × 200 내지 260mm) 을 체 바구니 보울 세트의 체 바구니 상에 배치하고, 체 바구니 상의 필름에 물 150 g 을 붓는다. 한편, 상기에서 조제된 염용액 150 g 을 체 바구니 보울 세트의 보울에 배치한다. 필름 및 물을 포함하는 체 바구니는 염용액을 포함하는 보울에 수용되고, 얻어진 계 전체는 식품 랩핑용 수지 필름 (폴리염화 비닐리덴 필름, 상품명: Saran Wrap (등록상표), 아사히화성사 제조 및 판매) 으로 랩핑되어, 계로부터의 수분 증발을 방지한다. 얻어진 계를 상온에 방치하고, 물 및 염용액의 EC 값을 24 시간마다 측정한다. 보다 구체적으로, 상기에서 정의된 전기 전도도를 측정하기 위한 전기 전도도계의 측정 부위 (센서부) 에 스포이드를 사용하여 소량의 시료 (즉, 물 또는 염용액) 를 배치하여, 시료의 전기 전도도를 측정한다.

(물/글루코오스 용액 투과성 시험)

본 발명에서, PVA계 필름을 개재하여 식물 뿌리에 의한 양분 (유기물) 의 흡수를 용이하게 하기 위해서는, PVA계 필름이 소정 레벨의 글루코오스 투과성을 나타내는 것이 또한 바람직하다. 이러한 우수한 글루코오스 투과성을 갖는 필름이 재배 온도에서 물과 5% 글루코오스 수용액 간에 결정된 4 이하의 브릭스 농도 (%) 차이를 갖는 것이 바람직하며, 여기서 브릭스 농도 (%) 차이는 필름을 개재하여 글루코오스 용액과 물을 접촉시키고 (여기서 물 및 글루코오스 용액은 필름에 의해 분리되는 별도의 구획에 위치한다), 접촉 시작후 3일간 (72시간) 물 및 글루코오스 용액 각각의 브릭스 농도 (%) 를 측정하며, 그리고 물과 글루코오스 용액 간의 브릭스 농도 (%) 차이를 계산함으로써 결정된다. 브릭스 농도 (%) 차이는 보다 바람직하게는 3 이하, 보다 더 바람직하게는 2 이하, 가장 바람직하게는 1.5 이하이다.

필름의 글루코오스 투과성은 이하와 같이 측정할 수 있다.

시판되는 글루코오스 (포도당) 를 사용하여 5% 글루코오스 용액을 준비한다. 상기 이온 투과성 시험에서 사용된 것과 동일한 "체 바구니 볼 세트"를 사용한다. 시험해야 할 PVA계 필름 (사이즈: 200 내지 260mm × 200 내지 260 mm) 을 체 바구니 보울 세트의 체 바구니 상에 배치하고, 필름에 물 150 g 을 붓는다. 한편, 상기에서 준비된 글루코오스 용액 150 g 을 체 바구니 보울 세트의 보울에 배치한다. 필름 및 물을 포함하는 체 바구니는 글루코오스 용액을 포함하는 보울에 수용되고, 얻어진 계 전체는 식품 랩핑용 수지 필름 (폴리염화 비닐리덴 필름, 상품명: Saran Wrap (등록상표), 아사히화성사 제조 및 판매) 으로 랩핑되어, 계로부터의 수분 증발을 방지한다. 얻어진 계를 상온에 방치하고, 물 및 글루코오스 용액의 당도 (브릭스 농도 (%)) 를 브릭스 계를 사용하여 24 시간마다 측정한다.

(내수압)

본 발명에서, PVA계 필름은 내수압과 관련하여 10 cm 이상의 물 불투과성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 PVA계 필름의 사용은 뿌리와 필름의 일체화를 촉진한다는 것이 그 이유이다. 또, 이러한 PVA계 필름의 사용은, 뿌리에 충분한 산소 공급을 용이하게 제공하고 병원균 오염을 방지하여 이롭다.

필름의 내수압은 JIS L1092 (B 법) 에 따라 측정할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 PVA계 필름의 내수압은 10 cm 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 cm 이상, 더욱 바람직하게는 30 cm 이상이며, 특히 바람직하게는 200 cm 이상이다.

＜식물 재배용 지지체＞

본 발명의 식물 재배용 시스템에서, 식물 뿌리를 보호하기 위해서는, PVA계 필름 상에 식물 재배용 지지체 (예컨대 토양) 를 배치할 수 있다. 식물 재배용 지지체와 관련하여, 특별히 제한은 없다. 종래의 토양 또는 배지 중 임의의 것이 사용 가능하다. 이와 같은 토양 또는 배지로서는, 예를 들어, 토경 재배에 사용되는 토양 및 수경 재배에 사용되는 배지를 들 수 있다.

식물 재배용 지지체로서 사용가능한 무기계 재료의 예는 천연 재료, 예컨대 모래, 자갈, 및 파미스 샌드 (pumice sand); 및 가공 재료 (예를 들어, 고온 소성물), 예컨대 로크 파이버 (rock fiber), 버미큘라이트, 펄라이트, 세라믹, 및 왕겨훈탄 (carbonized rice hull) 을 포함한다. 식물 재배용 지지체로서 사용가능한 유기계 재료의 예는 천연 재료, 예컨대 피이트 모스 (peat moss), 코코넛 섬유, 나무껍질 배지, 외피 (hull), 피이트 (니탄) 및 피이트 그래스 (peat grass) (소탄); 및 합성 재료, 예컨대, 입상 페놀 수지를 포함한다. 상기 언급된 재료는 단독으로 사용하거나 임의로 병용하여 사용할 수 있다. 또, 합성 섬유로 제조된 직포 또는 부직포도 사용 가능하다.

상술한 재배용 지지체에 필요 최소량의 양분 (예를 들어, 비료 및 미량영양 성분) 을 부가해도 된다. 본 발명자들의 지견에 의하면, 재배용 지지체에 부가된 이러한 양분과 관련하여, 식물이 PVA계 필름을 개재하여 물/양액을 흡수할 수 있는 정도로 식물 뿌리가 생장할 때까지, 바꾸어 말하면 뿌리가 필름과 일체화될 때까지는, PVA계 필름 상의 식물 재배용 지지체에 양분을 필요량으로 부가하는 것이 바람직하다.

＜양액 유지 수단＞

본 발명의 식물 재배용 시스템은, PVA계 필름 아래에 양액을 유지하기 위한 양액 유지 수단을 포함한다. 양액 유지 수단으로서, 양액을 수용하는 용기 형상을 갖는 것, 또는 물 불투과성 표면을 가지고 기재로서 기능하는 양액 유지 층을 사용할 수 있다.

양액을 수용하는 용기 형상의 양액 유지 수단과 관련하여서는, 필요한 양의 양액을 유지할 수 있는 용기인 한 특별히 제한은 없다. 양액 유지 수단용 재료로서는, 경량화, 성형 용이성 및 저비용화의 관점에서, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리염화 비닐, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 등의 범용 플라스틱이 바람직하게 사용 가능하다. 예를 들어, 종래의 수경재배용 수조를 사용할 수 있다.

양액 유지 층의 물 불투과성 표면과 관련하여서는, 물 불투과성 재료로 제조되는 한 특별히 제한은 없다. 이러한 재료의 예는 합성 수지, 목재, 금속 또는 세라믹을 포함한다. 또한 양액 유지 층의 형상과 관련하여서도, 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 양액 유지 층은 필름, 시트, 판, 또는 상자의 형태이어도 된다.

양액 공급 수단과 관련하여서는, 종래부터 물 또는 양액의 연속적 또는 간헐적인 공급에 사용되고 있는 한 특별히 제한은 없다. 본 발명에서는, 양액을 소량씩 공급하는 것이 가능한 점적 관수 튜브 ("점적 튜브"라고도 칭해진다) 를 사용하는 것이 바람직하다. 점적 관수 튜브를 사용하는 점적 관수에 의해, 식물 생장에 필요한 물 및 비료를 최소량으로 공급하는 것이 가능해진다.

또한, 식물 재배용 시스템이 양액 유지 층과 양액 공급 수단 모두를 포함하는 실시형태에 있어서는, PVA계 필름에 양액의 공급을 보조하기 위해서, 흡수성 (water absorbing) 재료를 PVA계 필름과 물 불투과성 표면 사이에 배치할 수 있다. 흡수성 재료와 관련하여서는, 기본적으로 물을 흡수하고 유지하는 재료인 한 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 합성 수지로부터 만들어진 스펀지나 부직포; 직포; 식물 기원의 섬유, 칩 및 분체; 및 피이트 모스 또는 모스와 같이 일반적으로 식물 재배용 지지체로서 사용되는 다른 재료를 사용할 수 있다.

본 발명의 식물 재배용 시스템을 사용해 재배할 수 있는 식물과 관련하여서는, 특별히 제한은 없다. 농업, 임업 또는 원예의 분야에서 보통 생장되는 모든 식물이 본 발명의 식물 재배용 시스템을 이용하여 재배될 수 있다.

＜재배 방법＞

본 발명의 재배 방법은,

(1) PVA계 필름으로서, 식물을 그 위에 재배하기 위한 PVA계 필름,

PVA계 필름의 하면에 접촉하도록 배치되어, 식물의 생장을 촉진하는 양액, 및

PVA계 필름 아래에 양액을 유지하기 위한 양액 유지 수단을 포함하는,

식물 재배용 시스템을 제공하는 단계,

(2) 식물 재배용 시스템의 PVA계 필름 위에 식물을 배치하는 단계, 및

(3) 양액이 PVA계 필름을 개재하여 식물에 접촉하게 하여, 이로써 PVA계 필름 위에 식물을 재배하는 단계를 포함한다.

본 발명의 식물 재배용 시스템을 사용하여 재배될 식물은, 양액이 내부에 흡수되어 있는 PVA계 필름 위에 종자 또는 모종의 형태로 배치될 수 있다. 식물이 PVA계 필름 위에 종자 형태로 배치되는 경우에는, 종자를 발아 및 발근시킬 필요가 있고, 이를 위해서 소량의 관수가 실시된다. 필름 위에 다량으로 존재하는 수분은 필름과 식물 뿌리의 일체화를 방해하므로, 종자의 발아 및 발근에 필요한 최소한으로 관수량이 제한되어야 한다.

한편, 식물이 PVA계 필름 위에 모종 형태로 배치되는 경우에는, 발아 및 발근을 위한 관수는 필요없다. 그러나, 식물 뿌리가 신장해 필름과 일체화하여 필름으로부터 물과 양분을 흡수할 수 있게 될 때까지는, 식물 뿌리의 건조를 방지하기 위해 식물 뿌리의 주위를 습하게 유지해야 한다.

보수성 (water retention characteristics) 이 높은 식물 재배용 지지체를 필름 위에 배치하는 것이, 필름 위에 다량의 수분이 존재하는 것을 회피하면서, 식물 뿌리의 주위를 습하게 유지하기 쉽기 때문에 바람직하다.

이하, 하기 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다.

실시예

PVA계 필름 제조 실시예

실시예 1 (F-1)

정량 펌프를 사용하여, PVA (평균 비누화도: 99.7 몰%; 평균 중합도: 1,700; 25℃에서 측정된 4% 수용액 점도: 40 mPa·s; 아세트산 나트륨 함유량: 0.3%) 40부를 물 60부에 용해시켜 얻은 폴리비닐 알코올 수용액을, 재킷 온도 60 ~ 150℃인 2축 압출형 혼련기 (스크류 L/D 비 = 40) 에 공급하여, 500 kg/hr의 배출 속도에서 압출을 수행하였다. 이 토출물을 1축 압출기 (스크류 L/D 비 = 30) 로 즉시 압송하고, 온도 85 ~ 140℃에서 혼련하였다. 얻어진 혼련물을 T-다이를 통해 5℃로 냉각된 캐스트 롤 상에 유연하고 고화시켜, 냉각된 필름을 제조하였다. 캐스트 롤로부터 냉각된 필름을 박리하고, 이후 각각 온도가 90℃ 인 10개의 회전 가열 롤을 사용하여 30초간 건조해, 함수율 25% 의 PVA계 필름을 제조하였다.

PVA계 필름을 길이 방향으로 연신 배율 3배로 연신한 후에, 텐터 연신기를 사용하여 횡방향으로 연신 배율 3.5배로 연신하여, 2축 연신 PVA계 필름을 얻었다. PVA계 필름에 대해 130℃에서 8초간 열처리 (제 1 단계 열처리) 를 실시하고, 이후 170℃에서 8초간 또 다른 열처리 (제 2 단계 열처리) 를 실시하여, 함수율 0.8%의 2축 연신 PVA계 필름 (F-1; 두께: 30㎛) 을 얻었다.

이렇게 얻어진 두께 30㎛의 필름을 롤링 방향으로 길이 20.0 cm 및 폭 방향으로 길이 20.0 cm 로 잘라서 정방형 필름을 얻었다. 정방형 필름의 중량을 측정하였고 1.55 g 으로 밝혀졌다. 정방형 필름을 30℃ 물에 30분간 침지하였다. 얻어진 팽윤 필름은 중량이 2.85 g 이었다. 30℃ 수중에서 측정된 PVA계 필름의 평형 팽윤도는: (2.85/1.55) × 100 = 184% 인 것으로 산출되었다.

실시예 2 (F-2)

5℃ 에서의 캐스트 롤 및 후속 롤의 속도를 각각 실시예 1의 0.75배로 바꾸어 함수율 25% 의 PVA계 필름을 제조하는 것을 제외하고, 실질적으로 실시예 1에서와 동일한 방식으로 하여, 함수율 0.8% 의 2축 연신 PVA계 필름 (F-2; 두께: 40㎛) 을 얻었다. 30℃ 수중에서 측정된 PVA계 필름의 평형 팽윤도를 실시예 1과 실질적으로 동일한 방식으로 결정하였고, 183% 인 것으로 밝혀졌다.

실시예 3 (F-3)

텐터 연신기를 사용하여 획득한 2축 연신 PVA계 필름에 대해 145℃에서 8초간 열처리 (제 1 단계 열처리) 를 실시하고, 이후 180℃에서 8초간 또 다른 열처리 (제 2 단계 열처리) 를 실시하는 것을 제외하고, 실질적으로 실시예 1과 동일한 방식으로 하여, 함수율 0.8%의 2축 연신 PVA계 필름 (F-3; 두께: 30㎛) 을 얻었다. 30℃ 수중에서 측정된 PVA계 필름의 평형 팽윤도를 실시예 1과 실질적으로 동일한 방식으로 결정하였고, 152% 인 것으로 밝혀졌다.

실시예 4 (F-4)

5℃ 에서의 캐스트 롤 및 후속 롤의 속도를 각각 실시예 3의 0.75배로 바꾸어 함수율 25% 의 PVA계 필름을 제조하는 것을 제외하고, 실질적으로 실시예 3에서와 동일한 방식으로 하여, 함수율 0.8% 의 2축 연신 PVA계 필름 (F-4; 두께: 40㎛) 을 얻었다. 30℃ 수중에서 측정된 PVA계 필름의 평형 팽윤도를 실시예 1과 실질적으로 동일한 방식으로 결정하였고, 152% 인 것으로 밝혀졌다.

비교예 1 (F-5)

PVA (평균 비누화도: 99.7 몰%; 평균 중합도: 1,700; 25℃에서 측정된 4% 수용액 점도: 40 mPa·s; 아세트산 나트륨 함유량: 0.3%), 가소제로서 글리세린 12부, 및 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 1.2부를 물에 용해하여 18% 수분산액을 얻었다. 유연 제막법에 따라서, 스테인리스 스틸 제조의 엔드리스 벨트를 갖는 제막기를 사용하여 10 m/min 의 속도로 수분산액으로부터 필름을 제조하였다. 필름을 120℃ 에서 건조시켜, PVA계 필름 (F-5; 두께: 70㎛) 을 얻었다. 30℃ 수중에서 측정된 PVA계 필름의 평형 팽윤도를 실시예 1과 실질적으로 동일한 방식으로 결정하였고, 200% 인 것으로 밝혀졌다.

비교예 2 (F-6)

필름이 형성되는 속도를 12 m/min 로 바꾸는 것을 제외하고, 실질적으로 비교예 1와 동일한 방식으로 PVA계 필름 (F-6; 두께: 60㎛) 을 얻었다. 두께 60㎛ 의 PVA계 필름을 200℃ 에서 60초간 건조시켜, 열처리된 필름을 얻었다. 30℃ 수중에서 측정된 PVA계 필름의 평형 팽윤도를 실시예 1과 실질적으로 동일한 방식으로 결정하였고, 127% 인 것으로 밝혀졌다.

비교예 3 (F-7)

정량 펌프를 사용하여, PVA (평균 비누화도: 99.7 몰%; 평균 중합도: 1,700; 25℃에서 측정된 4% 수용액 점도: 40 mPa·s; 아세트산 나트륨 함유량: 0.3%) 40부를 물 60부에 용해시켜 얻은 폴리비닐 알코올 수용액을, 재킷 온도 60 ~ 150℃인 2축 압출형 혼련기 (스크류 L/D 비 = 40) 에 공급하여, 500 kg/hr의 배출 속도에서 압출을 수행하였다. 획득된 토출물을 1축 압출기 (스크류 L/D 비 = 30) 로 즉시 압송하고, 온도 85 ~ 140℃에서 혼련하였다. 얻어진 혼련물을 T-다이를 통해 5℃로 냉각된 캐스트 롤 상에 유연하고 고화시켜, 냉각된 필름을 제조하였다. 캐스트 롤로부터 냉각된 필름을 박리하고, 이후 각각 온도가 90℃ 인 10개의 회전 가열 롤을 사용하여 30초간 건조해, 함수율 25% 의 PVA계 필름을 제조하였다. PVA계 필름을 길이 방향으로 연신 배율 3배로 연신한 후에, 텐터 연신기를 사용하여 횡방향으로 연신 배율 3.5배로 연신하여, 2축 연신 PVA계 필름을 얻었다. PVA계 필름에 대해 165℃에서 8초간 열처리 (제 1 단계 열처리) 를 실시하고, 이후 205℃에서 8초간 또 다른 열처리 (제 2 단계 열처리) 를 실시하여, 함수율 0.8%의 2축 연신 PVA계 필름 (F-7; 두께: 25㎛) 을 얻었다. 30℃ 수중에서 측정된 PVA계 필름의 평형 팽윤도를 실시예 1과 실질적으로 동일한 방식으로 결정하였고, 118% 인 것으로 밝혀졌다.

비교예 4 (F-8)

메비올 주식회사 (Mebiol Inc.) 에 의해 제조 및 판매되는 "아이멕 필름 (imec film)" (두께: 65㎛) 과 관련하여, 30℃ 수중에서 측정된 그 평형 팽윤도를 실시예 1과 실질적으로 동일한 방식으로 결정하였고, 148% 인 것으로 밝혀졌다.

비교예 5 (F-9)

메비올 주식회사에 의해 제조 및 판매되는 "아이멕 필름 2" (두께: 65㎛) 과 관련하여, 30℃ 수중에서 측정된 그 평형 팽윤도를 실시예 1과 실질적으로 동일한 방식으로 결정하였고, 153% 인 것으로 밝혀졌다.

실시예 6 (동적 점탄성률의 측정)

실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 5의 필름 샘플 (F-1) 내지 (F-9) 를 개별적으로 30℃ 물에 30분간 침지하고, 각각의 필름 샘플로부터 직경 4 cm 의 원형 필름을 잘라내었다. 그 원형 필름에 대해, 스트레스 제어형 점탄성 측정 장치 (TA Instruments Japan Inc. 에 의해 제조 및 판매되는 레오미터 AR-500) 를 사용하여, 개별적으로 동적 점탄성 거동을 측정하였다. 측정 조건은 다음과 같았다.

측정 주파수: 1 Hz

측정 온도: 30℃

구체적인 조작은 다음과 같았다.

평형 팽윤 상태가 된 PVA계 필름을 물에서 꺼냈고, 측정 디바이스로 사용하였던 스테인리스 스틸 평행 원반 (직경: 4.0 cm) 에 맞추어 직경 4 cm의 원형 필름을 잘라내었다. 그 필름을 측정 디바이스에 밀착시킨 채로 솔벤트 트랩과 용매로서의 물을 측정 디바이스에 배치하고, 얻어진 시스템을 측정 장치 상에 장착하였다. 다음, 측정 스테이지를 상승시키고, 측정 대상이 되는 PVA계 필름을 측정 디바이스와 측정 스테이지 사이에 끼우고, 그리고 그 필름이 측정 디바이스와 측정 스테이지에 밀착하도록 갭을 조정하였다. 이 조작 동안, PVA계 필름과 측정 디바이스와 측정 스테이지 간에 미끄럼이 생기지 않도록, 그리고 필름이 압축되지 않도록 주의하였다. 측정 스테이지의 온도를 30℃로 설정하였고, 그리고 응력 및 변위가 선형 영역 내에 있도록 한 조건하에서 측정 주파수 1 Hz로 동적 점탄성을 측정하였다. 비교를 위해 각 샘플의 결과를 아래 표 1에 정리하였다.

실시예 7 (뿌리 관통 시험)

스티렌 수지 트레이 (길이 사이즈: 19.5 cm × 횡방향 사이즈: 12.5 cm × 깊이방향 사이즈: 5.5 cm) 에 양액 (오오츠카 화학 주식회사에 의해 제조 및 판매되는, 오오츠카 하우스 A 처방 EC = 2) 600 ml 를 넣었다. 필름의 편면이 양액과 접촉하여 배치되도록, 실시예 또는 비교예에서 제조된 A4 사이즈의 PVA계 필름 각각을 개별적으로 배치하였다. PVA계 필름의 위에 코코넛 쉘 칩을 50 g/m² 의 양으로 배치하여 두께 1.5 cm 의 토양을 형성하였으며, 그리고 거리에 잔디 모종 (Snow Brand Seed Co., Ltd. 에 의해 제조 및 판매된 "페레니얼 라이그래스 악센트 (perennial ryegrass accent)"로 불리는 서양 잔디) 을 뿌렸다. 분무기로 물을 분무하여 모종에 충분히 물을 주고, 얻어진 계 전체를 반투명 폴리에틸렌 필름 (호강 산업 주식회사에 의해 제조 및 판매된, YK 시트; 두께: 10㎛) 으로 랩핑하여 계의 건조를 방지하였다. 랩핑된 계는, 25℃ 실내에 있었고, 그리고 6:00 ~ 20:00 의 시간 동안 형광 램프를 사용하여, 모종 시간으로부터 식물 뿌리가 퍼져서 PVA계 필름에 부착될 때까지 기간 (제 1 기간) 의 조도는 2,000 룩스로 하고, 그리고 2번째 기간의 시작 이후 반투명 폴리에틸렌 필름이 몇일에 걸쳐 점차 제거되었다면, 식물 뿌리가 퍼져서 PVA계 필름에 부착된 이후 기간 (제 2 기간) 의 조도는 6,000 룩스로 한 조건하에서 재배되었다. 비교를 위해 시험 결과를 아래 표 1에 나타낸다. 뿌리 관통은 하기 기준에 따라 평가되었다:

"o" (양호): PVA계 필름을 통한 뿌리 관통이 재배 개시로부터 150일 이상에 관측됨;

"x" (불량): PVA계 필름을 통한 뿌리 관통이 재배 개시로부터 150일 이전에 관측됨; 그리고

"-" (측정 불능): 식물 생장이 나쁘고, 뿌리가 퍼지지 않아 PVA계 필름에 부착되지 않음.

실시예 1 ~ 4에서는, 식물 생장이 양호하였고, 식물 뿌리가 잘 퍼져 PVA계 필름에 잘 부착되었으며, 그리고 PVA계 필름을 통한 뿌리 관통은 150일 이상의 기간 동안 방지되었다. 한편, 비교예 3에서는, PVA계 필름은 낮은 양분 투과성을 나타내었고, 이로인해 식물 생장이 억제되었다. 비교예 1, 2, 4, 및 5에서는, PVA계 필름의 강도가 불충분하여서, PVA계 필름을 통한 식물 뿌리 관통이 비교적 단기간에 일어났다.

산업상의 이용 가능성

물 또는 양액의 흡수성 및 투과성이 우수할 뿐만 아니라 필름 강도도 뛰어난 PVA계 필름을 사용하는 본 발명의 식물 재배용 시스템을 사용해 식물 재배를 실시함으로써, 식물의 병을 유발하는 세균 등에 의한 감염을 회피하고 또한 뿌리 썩음병 등의 원인이 되는 산소 결핍으로부터 식물 뿌리를 보호하면서, 효율적으로 및 안정적으로 장기간 동안 충분한 양의 양분을 식물 뿌리가 흡수할 수 있게 할 수 있어, 이로써 장기간 동안 지속적으로 식물의 생장을 현저하게 촉진시키는 것이 가능해진다. 따라서 본 발명은, 식물 재배와 관련되는 분야와 같은 폭넓은 분야에서, 예를 들어 농업, 원예, 및 의약품 제조에서 유용하다.

1: PVA계 필름; 2: 수결재배용 수조; 3: 양액; 4: 식물체; 5: 뿌리; 6: 식물 재배용 지지체; 7: 증발 억제 부재 또는 모심기판; 및 8: 세무 분무용 수단

Claims

폴리비닐 알코올 (PVA) 계 필름으로서, 식물을 그 위에 재배하기 위한 상기 폴리비닐 알코올 (PVA) 계 필름,
상기 PVA계 필름의 하면에 접촉하도록 배치된 양액 (nutrient fluid) 유지 수단, 및
양액을 상기 PVA계 필름 아래의 위치에 공급하기 위한 공급 수단을 포함하고,
상기 PVA계 필름은, 30℃ 수중에서 측정된 평형 팽윤도가 125% 이상 250% 이하의 범위이고 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 가 0.005 이상 0.2 이하의 범위인, 식물 재배용 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 PVA계 필름은 2축 연신된 PVA계 필름인, 식물 재배용 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 PVA계 필름은 건조 두께가 5 ~ 100㎛ 인, 식물 재배용 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양액 유지 수단은, 상기 PVA계 필름의 하면에 접촉하도록 배치되는 양액을 수용하는 수경재배용 수조인, 식물 재배용 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양액 유지 수단은 물 불투과성 표면을 가져, 그 위에 또는 상부에 상기 PVA계 필름이 배치되는 재료이고, 그리고
상기 식물 재배용 시스템은 상기 PVA계 필름과 상기 양액 유지 수단 사이의 위치에 양액을 연속적 또는 간헐적으로 공급하는 양액 공급 수단을 더 포함하는, 식물 재배용 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 양액 공급 수단은 상기 PVA계 필름과 상기 양액 유지 수단 사이에 배치된 점적 관수 튜브 (drip irrigation tube) 를 포함하는, 식물 재배용 시스템.
(1) PVA계 필름으로서 식물을 그 위에 재배하기 위한 상기 PVA계 필름, 상기 PVA계 필름의 하면에 접촉하도록 배치된 양액 유지 수단, 및 양액을 상기 PVA계 필름 아래의 위치에 공급하기 위한 공급 수단을 포함하는, 식물 재배용 시스템을 제공하는 단계,
(2) 상기 식물 재배용 시스템의 상기 PVA계 필름 상에 식물을 배치하는 단계, 및
(3) 상기 양액이 상기 PVA계 필름을 개재하여 상기 식물에 접촉하게 하여, 상기 PVA계 필름 상에서 상기 식물을 재배하는 단계를 포함하며,
상기 PVA계 필름은, 30℃ 수중에서 측정된 평형 팽윤도가 125% 이상 250% 이하의 범위이고 30℃ 수중의 평형 팽윤 상태에서 측정된 손실 탄젠트 (tan δ) 가 0.005 이상 0.2 이하의 범위인, 식물 재배 방법.