KR20240003754A

KR20240003754A - 식물 재배 시스템 및 재배 방법

Info

Publication number: KR20240003754A
Application number: KR1020237038790A
Authority: KR
Inventors: 히로시 요시오카
Original assignee: 메비올 가부시키가이샤
Priority date: 2022-07-01
Filing date: 2023-02-17
Publication date: 2024-01-09
Also published as: CA3217665A1

Abstract

종래 연구되어 온 토경 재배나 수경 재배에 있어서의 시비 등의 원예 관리 기술, 배토의 선택, 생육 환경에 있어서의 기온, 원예 조명의 강도와 질, 광 주기, 식물의 생식 성장 기간에 있어서의 가뭄 처리의 연구에서는 화수 건조 중량이나 화수 중의 2 차 대사 산물 함량의 증대는 한정되어 있었다.
식물의 뿌리의 적어도 일부가 친수성 필름 표면에 밀착되고, 그 식물의 뿌리가 밀착되는 그 친수성 필름의 반대면에 양액이 접하도록 양액이 배치되는 시스템을 사용하여, 그 식물의 영양 성장 기간과 생식 성장 기간의 전환을 일장 시간의 변경에 의해 실시한다.
본 발명의 재배 시스템 및 재배 방법은, 2 차 대사 산물을 집적하는 화수의 성장을 촉진하여 재배할 수 있기 때문에, 농업이나 의약품 제조 분야에서 이용할 수 있다.

Description

식물 재배 시스템 및 재배 방법

본 발명은, 광주성 (光周性) 을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 재배에 적합한 식물 재배 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 의료 용도 등에 유용한 칸나비노이드를 산생하는 대마초 등의 재배에 적합한 재배 시스템에 관한 것이다.

광주성에 의존하는 식물의 현상으로는 꽃눈 형성, 줄기의 신장, 휴면, 낙엽 등이 알려져 있는데, 특히 꽃눈 형성에 대해서 많이 연구되고 있다. 식물에는 일장 (日長) 이 짧아지면 꽃눈 형성을 하여, 화성 (花成) 에 이르는 단일 식물, 일장이 길어지면 화성하는 장일 식물, 일장과 무관하게 화성하는 중성 식물 등이 있다.

국화 등은 일장이 어느 특정 시간보다 짧아진 경우에만 꽃눈을 형성 (단일 식물) 하고, 금어초, 스톡 등은 일장이 어느 특정 시간보다 길어진 경우에만 꽃눈을 형성 (장일 식물) 한다. 단일 식물의 꽃눈 형성 (즉 생식 성장) 을 억제하고 영양 성장을 계속하게 하기 위해서, 혹은 장일 식물의 개화를 촉진시키기 위해서, 밤중에 수 시간 전등 조명을 하여 식물을 재배하는 전조 재배가 실시되고 있다. 또한, 단일 식물의 개화를 촉진하기 위해서, 혹은 장일 식물의 꽃눈 형성을 억제하고 영양 성장을 계속하게 하기 위해서, 태양광을 수 시간 차단하여 식물을 재배하는 차광 재배가 실시되고 있다.

대마초 (Cannabis sativa L.) 의 화수 (花穗) 의 에센셜 오일은, 오랜 기간에 걸쳐 다양한 질환 및 장애의 치료에 유용한 의약품으로 사용되어 왔다. 한편, 그 정신 활성이나 의존성이 문제시되어, 대마초의 재배가 금지되어 온 역사가 있다. 그 때문에, 재배자는 그다지 널리 알려져 있지 않은 정보에 근거하여 재배할 수 밖에 없었다. 지난 10년간 대마초 재배와 사용, 특히 약용 목적에 대한 규제는, 북미와 유럽 일부에서 자유화되면서 이 분야의 연구가 진전되어 왔다.

대마초 암꽃의 화수에는, 파이토칸나비노이드로서 알려진 다양한 메로테르페노이드 화합물이 2 차 대사 산물로서 집적된다. 테트라하이드로칸나비놀 (THC) 및 칸나비디올 (CBD) 을 포함하는 몇몇 칸나비노이드는, 그의 정신 활성 및 약효에 대해서 널리 연구되고 있다 (비특허문헌 1). 살아 있는 식물에서는, 칸나비노이드는 주로 테트라하이드로칸나비놀산 (THCA) 및 칸나비디올산 (CBDA) 등의 카르복실산으로서 존재한다 (비특허문헌 2).

대마초의 화수 건조 중량이나 화수 중의 칸나비노이드 함량의 증대는, 지금까지 주로 육종이나 화학 표현형의 선택에 의존하고 있다. 대마초의 화수 건조 중량이나 화수 중의 칸나비노이드 함량의 증대를 목적으로 하여, 시비 등의 원예 관리 기술 (비특허문헌 3), 배토의 선택 (비특허문헌 4), 생육 환경에 있어서의 기온 (비특허문헌 5), 원예 조명의 강도와 질 (비특허문헌 6), 광 주기 (비특허문헌 7), 식물의 생식 성장 기간에 있어서의 가뭄 처리 (비특허문헌 8) 등의 연구가 시도되고 있다.

종래부터 본 발명자들은, 친수성 필름을 사용한 양액 재배에 대해 연구를 거듭하고 있고, 이하의 식물 재배 시스템이나 식물 재배 방법에 대해 개시하고 있다 : 양액과 접촉하는 무공성 친수성 필름 상에서, 그 필름과 식물의 뿌리를 일체화시켜 식물을 재배하는 식물 재배용 기구 및 식물 재배 방법 (특허문헌 1), 상기 필름 상부에도 관수하는 식물 재배용 기구 및 식물 재배 방법 (특허문헌 2), 상기 필름이 양액 위를 연속적으로 이동하는 식물 재배 시스템 (특허문헌 3), 상기 필름과 그 상부에 배치되는 증발 억제 부재 사이에 공기층을 형성하는 식물 재배 시스템 (특허문헌 4), 상기 필름의 하면측에 양액을 연속적으로 공급하는 수단을 사용하는 식물 재배 시스템 (특허문헌 5), 상기 필름으로서 특정한 폴리비닐알코올 (PVA) 계를 사용하는 식물 재배 시스템 (특허문헌 6).

일본 재공표특허공보 2004-64499호 일본 특허공보 제4425244호 일본 공개특허공보 2008-182909호 일본 공개특허공보 2008-193980호 일본 특허공보 제4142725호 일본 특허공보 제5960102호

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그러나, 상기의 특허문헌 1 ∼ 6 에 기재된 식물 재배 시스템을 사용하여 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 재배를 해도, 화수 건조 중량이나 화수 중의 2 차 대사 산물 함량을 증대시키는 것은 곤란하다고 생각되고 있었다. 이유는 다음과 같다. 우선, 상기한 어느 하나의 시스템에 의한 식물 재배에서는, 생식 성장 기간뿐만 아니라 영양 성장 기간에 있어서도 식물에 수분 스트레스를 주기 때문에, 식물의 영양 성장을 저해하는 것으로 생각된다. 또한, 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 재배에 있어서는, 생식 성장 기간 또는 영양 성장 기간에 있어서 일장 시간이 짧아지기 때문에, 광합성이 제한되어, 상기 단일 식물 또는 장일 식물의 성장이 억제되는 것으로 생각된다. 이 때문에, 화수 건조 중량이나 화수 중의 2 차 대사 산물 함량의 증대를 목적으로 한 단일 식물 또는 장일 식물의 재배를, 상기 중 어느 하나의 시스템을 사용하여 실시해도 목적은 달성되지 않는다, 라고 생각되고 있었다.

또한, 비특허문헌 1 ∼ 8 에 기재된 바와 같은 종래 연구되어 온 토경 재배나 수경 재배에 있어서의 시비 등의 원예 관리 기술, 배토의 선택, 생육 환경에 있어서의 기온, 원예 조명의 강도와 질, 광 주기, 생식 성장 기간에 있어서의 가뭄 처리의 연구에서는 대마초 등의 화수 건조 중량이나 화수 중의 2 차 대사 산물 함량의 증대는 한정되어 있었다.

그래서, 본 발명자들은 이러한 현황을 감안하여 예의 연구를 거듭한 결과, 의외로 친수성 필름 상에서 대마초 등의 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물을 재배하고, 또한 일장 시간의 조절에 의해 영양 성장 기간과 생식 성장 기간을 전환하여 재배함으로써, 대마초 등의 화수 건조 중량이나 화수 중의 칸나비노이드 함량의 증대를 달성할 수 있음을 알아내어, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 이하의 모든 양태를 포함한다.

1. 친수성 필름 및 양액 유지 수단을 구성 요소로 하는 식물 재배 시스템으로서, 사용시에는, 식물의 뿌리의 적어도 일부가 친수성 필름 표면에 밀착되고, 그 식물의 뿌리가 밀착되는 그 친수성 필름의 반대면에 양액이 접하도록 양액이 배치되고, 그 식물의 영양 성장 기간과 생식 성장 기간의 전환을 일장 시간의 변경에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 식물 재배 시스템.

2. 상기 친수성 필름이, 그 필름을 개재하여 물과 염수를 대향시키고 접촉시켰을 때에, 측정 개시 후 4 일째 (96 시간) 의 물/염수의 전기 전도도 (EC) 의 차가 4.5 dS/m 이하의 필름인 것을 특징으로 하는 전항 1 에 기재된 식물 재배 시스템.

3. 그 필름의 수중 평형 팽윤도가 130 ％ 이상 300 ％ 미만이고 또한 건조시의 두께가 20 ㎛ 이상 150 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 전항 1 또는 2 에 기재된 식물 재배 시스템.

4. 양액 유지 수단이 수경 재배용 수조이고, 그 친수성 필름의 하면에 접촉하도록 배치된 양액이 수경 재배용 수조에 수용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 식물 재배 시스템.

5. 그 양액 유지 수단이 수 (水) 불투과성 표면을 갖고, 그 위에 그 친수성 필름이 부설되어 이루어지며, 친수성 필름과 양액 유지 수단의 사이에 그 양액을 연속적 또는 간헐적으로 공급하는 양액 공급 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 전항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 식물 재배 시스템.

6. 차광 수단 및 조명 수단으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 전항 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 식물 재배 시스템.

7. 단일 식물 또는 장일 식물의 재배에 사용하기 위한, 전항 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 식물 재배 시스템.

8. (1) 식물을 그 위에서 재배하기 위한 친수성 필름, 및 그 친수성 필름의 식물의 반대면에 접촉하도록 배치된 양액 유지 수단을 포함하는 식물 재배 시스템을 제공하고,

(2) 그 시스템 내의 친수성 필름 상에 단일 식물을 배치하고,

(3) 양액을, 그 친수성 필름을 통해서 그 식물에 접촉시키고,

(4) 초기의 영양 성장 기간은 13 시간 이상의 장시간 광조사 재배 및 연속 11 시간 미만의 암시간 재배를 실시하고, 그리고

(5) 계속해서 생식 성장 기간은 13 시간 미만의 단시간 광조사 재배 및 연속 11 시간 이상의 암시간 재배를 실시하는 것에 의해, 그 친수성 필름 상에서 식물을 재배하는 것을 포함하는 단일 식물의 재배 방법.

9. (1) 식물을 그 위에서 재배하기 위한 친수성 필름, 및 그 친수성 필름의 식물의 반대면에 접촉하도록 배치된 양액 유지 수단을 포함하는 식물 재배 시스템을 제공하고,

(2) 그 시스템 내의 친수성 필름 상에 장일 식물을 배치하고,

(3) 양액을, 그 친수성 필름을 통해서 그 식물에 접촉시키고,

(4) 초기의 영양 성장 기간은 매일 13 시간 미만의 단시간 광조사 재배 및 연속 11 시간 이상의 암시간 재배를 실시하고, 그리고

(5) 계속해서 생식 성장 기간은 13 시간 이상의 장시간 광조사 재배 및 연속 11 시간 미만의 암시간 재배를 실시하는 것에 의해, 그 친수성 필름 상에서 식물을 재배하는 것을 포함하는 장일 식물의 재배 방법.

본 발명의 식물 재배 시스템의 사용시에 있어서는, 식물의 뿌리의 적어도 일부가 친수성 필름 표면에 밀착되고, 그 식물의 뿌리가 밀착되는 그 친수성 필름의 반대면에 양액이 접하도록 양액이 배치된다. 친수성 필름의 형상이나 사이즈에는 특별히 한정은 없고, 사용시에 있어서의 친수성 필름, 양액 유지 수단, 식물, 양액의 위치 관계에도 특별히 한정은 없지만, 통상적인 양태로는, 평탄한 친수성 필름을 수평으로 배치하고, 친수성 필름의 상면에 식물을 배치하므로, 이하의 설명에 있어서는, 이 통상적인 양태의 경우를 상정하여 「필름의 위 (상면)」, 「필름의 아래 (하면)」등 이라는 표현을 한다. 물론, 친수성 필름을 튜브상 혹은 주머니상으로 하여 식물 재배 시스템을 구성할 수도 있으며, 그 경우에는 친수성 필름의 상면은 외면, 하면은 내면으로 바꿔 말할 수 있다. 또한, 친수성 필름을 벽면에 수직으로 배치하여 식물을 재배할 수도 있다. 당업자는 통상적인 양태가 아닌 경우라도, 사용시에 있어서의 친수성 필름, 양액 유지 수단, 식물, 양액의 위치 관계를 적절히 설정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 재배 기간 중에, 일장 시간의 변경을 실시함으로써 식물의 성장 모드를 영양 성장 기간에서 생식 성장 기간으로 전환할 수 있어, 꽃눈이 형성되고, 식물의 2 차 대사 산물이 집중되는 화수의 형성을 촉진한다. 또한, 본 발명에 의하면, 식물이 친수성 필름을 통해서 양액을 흡수하기 때문에, 적당한 수분 스트레스를 식물에 부가할 수 있어, 식물이 스트레스에 대항하기 위해서 산생하는 2 차 대사 산물의 생성을 촉진한다. 그 상승 효과의 결과, 본 발명에 의하면, 식물의 화수 건조 중량이나 화수 중의 2 차 대사 산물 함량의 증대가 달성된다.

본 발명에 의하면, 식물이 친수성 필름을 통해서 양액을 흡수함으로써 수분 스트레스가 식물에 부가되는 것은, 상대적으로 잎이나 줄기를 성장시키는 영양 성장을 억제하고, 자손을 남기고자 하는 생식 성장을 촉진한다. 그 결과, 꽃 등의 생식 기관이 상대적으로 잎, 줄기보다 성장하기 쉬워진다. 잎이 크고 무성한 것은, 광합성량을 증대시키지만, 응달을 만들어 버리기 때문에 식물의 정식 (定植) 밀도를 낮출 필요가 있다. 본 발명에 의하면, 상기 수분 스트레스에 의해 상대적으로 잎의 면적을 작게 함으로써, 식물의 정식 밀도를 높일 수 있다. 본 발명에서는 일장 시간의 변경을 실시함으로써 꽃눈 형성 시기를 임의로 컨트롤하는 것과의 상승 효과에 의해, 상정한 이상의 단위 면적당 식물의 화수 건조 중량이나 화수 중의 2 차 대사 산물 함량의 증대가 달성된다.

또한, 본 발명에 사용되는 친수성 필름은 잡균이나 바이러스를 통과시키지 않고, 양액은 그 친수성 필름을 통해서 식물의 뿌리와 접하기 때문에, 식물의 병을 유발하는 잡균 등으로부터의 감염을 회피하고, 또한 뿌리 썩음 등의 원인이 되는 뿌리의 산소 결핍 상태를 초래하지 않고서, 효율적이면서 또한 안정적으로, 장기간에 걸쳐 충분한 양의 양분을 식물의 뿌리로부터 흡수시킬 수 있고, 이로써 장기간에 걸쳐 지속적으로 식물의 생장을 현저히 촉진시키는 것이 가능해진다.

도 1 은, 본 발명의 식물 재배 시스템의 기본적인 양태의 예를 나타내는 모식 단면도이다.

이하, 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.

<식물 재배 시스템>

본 발명의 식물 재배 시스템의 구성 요소로서 본 발명의 친수성 필름 및 양액 유지 수단은 필수이지만, 양액 유지 수단의 차이에 따라서 크게 2 종으로 나눌 수 있다. 제 1 타입은, 양액 유지 수단이 수경 재배용 수조이고, 본 발명의 친수성 필름의 하면에 접촉하도록 배치된 양액이 수경 재배용 수조에 수용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물 재배 시스템이다. 이러한 시스템에 대해서는, 예를 들어 특허문헌 1 을 참조할 수 있다.

제 2 타입은, 양액 유지 수단이 수불투과성 표면을 갖고, 그 위에 본 발명의 친수성 필름이 부설되어 이루어지며, 본 발명의 친수성 필름과 양액 유지 수단의 사이에 양액을 연속적 또는 간헐적으로 공급하는 양액 공급 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 시스템으로서, 양액 공급 수단의 대표적인 것이 본 발명의 친수성 필름과 양액 유지 수단 사이에 설치된 점적 관수 튜브이다. 즉, 이 제 2 타입의 재배 시스템은, 양액 유지 수단을 기재층으로 하고, 그 위에 직접적 또는 간접적으로 본 발명의 친수성 필름이 적층되어 이루어지는 다층 구조를 갖는 시스템이다. 이러한 시스템에 대해서는, 예를 들어 특허문헌 5 를 참조할 수 있다.

도 1 은, 제 1 타입의 식물 재배 시스템의 기본적인 일 양태를 나타내는 모식 단면도이다. 도 1 의 예에서는, 본 발명의 친수성 필름 (1) 아래에 수조 (2) 가 설치되고, 수조 내에 비료 성분을 함유하는 양액 (3) 이 수용된다. 그 양액 (3) 은, 본 발명의 친수성 필름 (1) 의 표면에 흡수되고, 식물 (4) 의 뿌리 (5) 는, 본 발명의 친수성 필름 (1) 의 상면에 밀착되어, 본 발명의 친수성 필름 (1) 에 함유되는 물, 비료 성분을 흡수한다. 식물체의 상부에는 광원 (8) 을 설치한다. 또 광원을 임의의 시간에 ON-OFF 하기 위한 타이머 컨트롤러 (9) 를 광원과 전원 사이에 개재시킨다.

필요에 따라서, 친수성 필름 (1) 상에 토양 등의 식물 재배용 지지체 (6), 및/또는, 수증기를 통과시키지 않거나, 또는 저투과성의 증발 억제 부재 (예를 들면, 후술하는 멀칭재) 혹은 정식판 (7) 을 배치할 수 있다. 친수성 필름 (1) 상에 식물 재배용 지지체 (6) 를 배치하면, 식물체의 뿌리를 보호하는 효과가 얻어진다. 또, 증발 억제 부재 혹은 정식판 (7) 을 배치함으로써 친수성 필름 (1) 으로부터 대기 중으로 증산되는 수증기를 증발 억제 부재 표면 혹은 식물 재배용 지지체 (6) 중에 응결시키면, 응결된 수증기를 물로서 식물이 이용할 수 있다.

본 발명의 식물 재배 시스템에 의하면, 비료 성분을 함유하는 양액 (3) 은 본 발명의 친수성 필름 (1) 을 통해서 식물에 공급된다. 이에 대하여, 식물의 뿌리가 물 (또는 양액) 에 잠겨 있는 종래의 수경 재배 방법에 있어서는, 물이나 양액의 표면이 공기층과 접하고 있기 때문에, 공기 중의 세균이나 균류가 용이하게 혼입되어 버려, 세균이나 균류가 식물의 뿌리에 번식하여 현저한 생육 장해나 식물의 병을 유발한다.

또한, 식물의 뿌리가 물 (또는 양액) 에 잠겨 있는 종래의 수경 재배 방법에서는, 뿌리는 물에 용존된 산소를 흡수하기 때문에, 재배에 사용하는 물의 용존 산소량을 일정 이상으로 유지할 필요가 있었다. 이에 대하여, 본 발명의 식물 재배 시스템에 있어서는, 식물의 뿌리는 본 발명의 친수성 필름 (1) 위의 공기층에 있기 때문에, 산소는 공기 중으로부터 충분히, 자유롭게 흡수할 수 있다.

또한 필요에 따라서, 필름 (1) 의 상부에 미스트 분무용 수단 (예를 들어, 밸브) 을 배치하고, 간헐적으로 물, 양액 또는 농약 희석액을 분무할 수 있다. 이와 같은 미스트 분무 분무용 수단을 배치함으로써, 물의 간헐적 분무에 의한 특히 여름철의 냉각과, 양액의 분무에 의한 환경의 냉각과 엽면 살포에 의한 비료 성분의 공급, 농약이 배합된 물 또는 양액의 분무에 의한 농약의 살포 등의 자동화가 가능해진다는 장점을 얻을 수 있다.

친수성 필름 (1) 은, 식물의 뿌리의 적어도 일부가 친수성 필름 표면에 밀착된다는 성질을 갖는다. 이 때문에, 사용시에는, 공급되는 물이나 비료의 분자가 친수성 필름 (1) 을 통해서 확산되어 식물의 뿌리로 이행하는 것이 가능하다고 생각된다. 후술하는 바와 같이, 이 밀착이 강할 때에는, 식물의 뿌리와 친수성 필름 (1) 이 실질적으로 일체화된다.

본 발명의 식물 재배 시스템의 바람직한 양태에 의하면, 본 발명의 친수성 필름 (1) 상에서 재배되는 식물의 뿌리가 본 발명의 친수성 필름 (1) 을 통해서 양액을 흡수하고자 하여, 식물의 뿌리와 본 발명의 친수성 필름 (1) 이 실질적으로 일체화된다. 필름과 뿌리의 「일체화」를 촉진시키기 위해서는, 그 필름 (1) 아래에서부터는 양액을 공급하는 것이 바람직하다.

본 발명의 친수성 필름 (1) 의 하면에서부터 물만을 공급한 경우와 비교하여, 양액을 사용한 쪽이 식물의 생육뿐만 아니라, 뿌리와 필름의 접착 강도가 현저하게 향상된다. 이것은, 식물이 필름을 통해서, 물뿐만 아니라 비료 성분도 흡수하고 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 필름을 통해서 물 및 비료 성분을 효율적으로 흡수하기 위해서는, 뿌리가 필름 표면에 강하게 밀착하는 것이 필수이며, 그 결과로서 뿌리와 필름이 일체화되게 되는 것으로 생각된다.

본 발명의 친수성 필름 (1) 과 뿌리의 「일체화」가 완성되기 전에, 그 필름 상으로부터 수분을 지나치게 첨가하면, 식물은 필름 상의 취하기 쉬운 수분을 흡수하고, 그 필름 아래에서부터의 수분을 취할 필요가 저감되어, 그 결과, 뿌리가 그 필름과 일체화되기 어려워지는 경향이 있다. 따라서, 뿌리가 그 필름과 일체화될 때까지는, 그 필름 상으로부터는 과잉의 수분을 가하는 것은 바람직하지 않다. 한편, 뿌리가 본 발명의 친수성 필름 (1) 과 일체화된 후이면, 적절히, 그 필름 상으로부터 수분/양분을 주어도 된다.

<식물 재배용 시스템의 구성>

이하, 본 발명의 식물 재배 시스템에 있어서의 각 부의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 이러한 구성 (내지는 기능) 에 관해서는, 필요에 따라서, 본 발명자들에 의한 문헌 (특허문헌 1 ∼ 6) 의 「발명의 상세한 설명」, 「실시예」등을 참조할 수 있다.

(본 발명의 친수성 필름)

본 발명의 식물 재배 시스템에 있어서는, 식물을 그 위에서 재배하기 위한 본 발명의 친수성 필름이 필수이다. 본 발명에 있어서, 사용 가능한 필름 재료는 특별히 제한되지 않고, 공지된 재료로부터 적절히 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 이러한 재료는, 통상 필름 내지 막의 형태로 사용할 수 있다.

보다 구체적으로, 이러한 필름 재료로는, 예를 들면, 폴리비닐알코올 (PVA), 셀로판, 아세트산셀룰로오스, 질산셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 폴리에스테르 등의 친수성 재료가 사용 가능하다.

상기 필름의 두께 (두께는, 건조시의 두께를 의미한다. 이하 동일) 도 특별히 제한되지 않지만, 통상은 300 ㎛ 이하 정도, 나아가서는 200 ∼ 5 ㎛ 정도, 특히 100 ∼ 20 ㎛ 정도인 것이 바람직하다.

필름의 두께가 바람직한 범위를 초과하면, 양액의 비료 성분의 투과가 느려져 식물의 성장이 저해된다. 한편 필름의 두께가 바람직한 범위를 하회하는 경우에는, 필름의 강도가 부족하여, 식물의 뿌리가 필름을 관통하기 쉬워지므로 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 친수성 필름은, 수중에서 물을 흡수하여 팽윤되는 성질을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 친수성 필름의 수중 (30 ℃) 에 있어서의 평형 팽윤도는, 130 ％ 이상 300 ％ 이하의 범위인 것이 바람직하고, 150 ％ 이상 250 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

친수성 필름의 그 평형 팽윤도가 이 범위의 하한을 하회하면, 물과 비료 성분의 투과성이 불충분해져, 식물의 성장 속도가 느려진다. 한편, 친수성 필름의 그 평형 팽윤도가 이 범위의 상한을 상회하면, 수중에 있어서의 친수성 필름의 강도가 저하되어, 식물의 뿌리의 관통에 견디기 어려워진다.

여기서, 친수성 필름의 수중 (30 ℃) 에 있어서의 평형 팽윤도는 이하와 같이 측정한다. 우선, 건조 상태의 친수성 필름을 20 cm×20 cm 의 정방형으로 잘라내고, 그 중량 (a) g 을 측정한다. 이어서, 잘라낸 친수성 필름을 30 ℃ 의 물에 침지하여, 30 분간 정치 (靜置) 한다. 그 필름을 수중으로부터 꺼내어, 필름 표면에 부착된 잉여의 수분을 빠르게 닦아내고, 그 필름의 중량 (b) g 을 측정한다. 평형 팽윤도는 b/a × 100 ％ 로 산출한다.

친수성 필름은 무공성이어도 되고, 무공성이 아니어도 되지만, 무공성인 것이 바람직하다.

(일체화 시험)

본 발명의 친수성 필름은, 재배하고 있는 「식물체의 뿌리와 실질적으로 일체화할 수 있는」 필름인 것이 바람직하다. 「식물체의 뿌리와 실질적으로 일체화할 수 있는」 필름이란, 본 발명의 식물 재배용 시스템의 본 발명의 친수성 필름 상에서 식물을 35 일간 재배했을 때에, 본 발명의 친수성 필름을 재배한 식물의 뿌리로부터 박리하기 위한 박리 강도가 10 g 이상이 되는 필름이다. 뿌리와 필름의 일체화를 측정하기 위한 「일체화 시험」은, 다음과 같이 하여 실시할 수 있다.

「소쿠리 볼 세트」를 사용하여, 소쿠리 상에 시험해야 할 필름 (200×200 mm) 을 얹고, 필름 상에 버미큘라이트 150 g (수분 73 ％, 건조 중량 40 g) 을 얹어, 써니 레터스의 유묘 (幼苗) (본엽 1 장 강) 를 2 개 심는다. 이 소쿠리를, 240 ∼ 300 g 의 양액이 깔린 보울 중에 설치하고, 그 필름을 상기 양액과 접촉시켜, 유묘를 재배한다. 재배는 하우스 내에서 실시하고, 자연광 (태양광) 을 사용하며, 기온은 0 ∼ 25 ℃, 습도는 50 ∼ 90 ％RH 의 조건하에서 35 일간 실시한다. 다음으로, 재배한 식물의 뿌리에서 경엽을 절단하고, 뿌리가 밀착된 필름의 줄기가 거의 중심이 되도록, 그 필름을 폭 5 cm (길이 : 약 20 cm) 로 절단하여 시험편으로 한다.

스프링식 손저울에 시판되는 클립을 부착하고, 상기에서 얻은 시험편의 일방을 클립으로 고정시켜, 스프링식 손저울이 나타내는 중량 (시험편의 자중에 대응 = A 그램) 을 기록한다. 이어서 시험편의 중심에 있는 줄기를 손으로 잡고, 하방으로 완만하게 끌어내려, 뿌리와 필름이 떨어질 (또는 절단될) 때의 중량 (하중 = B 그램) 을 스프링식 손저울의 눈금으로부터 판독한다. 이 값으로부터 초기의 중량을 뺀 (B－A) 그램을 폭 5 cm 의 박리 하중으로 하고, 이 박리 하중을 박리 강도로 한다.

본 발명에서 사용하는 본 발명의 친수성 필름의 박리 강도는, 10 g 이상인 것이 바람직하고, 30 g 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100 g 이상인 것이 가장 바람직하다.

(이온 투과성 시험)

또한 본 발명에 있어서는, 본 발명의 친수성 필름이 「식물체의 뿌리와 실질적으로 일체화될 수 있는」지 여부를 판단하기 위한 지표의 하나로서, 이온 투과성의 밸런스를 들 수 있다.

본 발명의 식물 재배 시스템을 사용하여 식물을 재배하면, 식물은 필름을 통해서 비료를 이온으로서 흡수한다. 따라서, 사용하는 필름의 염류 (이온) 투과성이, 식물에 주어지는 비료 성분의 양에 영향을 미친다. 본 발명에서는, 본 발명의 친수성 필름을 개재하여 물과 0.5 질량％ 염수를 대향시키고 4 일간 (96 시간) 접촉시켰을 때에, 물과 염수의 재배 온도에 있어서 측정한 전기 전도도 (EC) 의 차가 4.5 dS/m 이하가 되는 필름이 바람직하다.

물과 염수의 전기 전도도의 차는, 3.5 dS/m 이하인 것이 더욱 바람직하고, 2.0 dS/m 이하인 것이 가장 바람직하다. 이러한 필름을 사용했을 때에는, 뿌리에 대한 적합한 물 혹은 비료 용액을 공급하여, 그 필름과 뿌리의 일체화를 촉진하는 것이 용이해진다.

전기 전도도 (EC, electrical conductivity) 는, 액 중에 녹아 있는 염류 (혹은 이온) 량의 지표이고, 비도전율이라고도 한다. EC 로는, 단면적 1 cm²의 전극 2 장을 1 cm 의 거리로 이간시켰을 때의 전기 전도도의 값을 사용하고, 단위는 지멘스 (S) 이며, S/cm 로 나타낸다. 그러나, 양액의 EC 는 작기 때문에, 1/1000 의 단위가 되는 mS/cm 를 사용한다 (국제 단위계에서는 dS/m (d 는 데시) 로 표시한다).

필름의 이온 투과성은, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다. 시판되는 식염 10 g 을 물 2000 ml 에 용해하여, 0.5 ％ 염수를 제작한다 (EC : 약 9 dS/m). 「소쿠리 볼 세트」를 사용하여, 소쿠리 위에 시험해야 할 필름 (사이즈 : 200 ∼ 260×200 ∼ 260 mm) 을 얹고, 그 필름 상에 물 150 g 을 가한다. 한편, 보울측에 상기 염수 150 g 을 첨가하고, 얻어진 계 전체를 식품용 랩 (폴리염화비닐리덴 필름, 상품명 : 사란랩 (등록상표), 아사히 화성사 제조) 으로 싸서, 수분의 증발을 방지한다. 이 상태로, 상온에서 방치하여, 24 시간마다 물측, 염수측의 EC 를 측정한다. 구체적으로는, 전기 전도도계의 측정 부위 (센서부) 에 스포이드를 이용하여 시료 (즉, 물측 또는 염수측의 용액) 를 소량 올리고, 도전율을 측정한다.

(수분 투과성/글루코오스 용액 투과성 시험)

본 발명에 있어서는, 본 발명의 친수성 필름을 통한 식물의 뿌리의 양분 (유기물) 흡수를 용이하게 하는 점에서, 본 발명의 친수성 필름은, 소정의 글루코오스 투과성을 나타내는 것이 바람직하다. 이 글루코오스 투과성이 우수한 필름은, 본 발명의 친수성 필름을 개재하여 물과 5 ％ 글루코오스 수용액을 대향시키고 3 일간 (72 시간) 접촉시켰을 때에, 물과 글루코오스 용액의 재배 온도에 있어서 측정한 농도 (Brix ％) 의 차가 4 이하, 더욱 바람직하게는 3 이하, 보다 바람직하게는 2 이하, 가장 바람직하게는 1.5 이하가 되는 필름이다.

필름의 글루코오스 투과성은, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.

시판되는 글루코오스 (포도당) 를 사용하여 5 ％ 글루코오스 용액을 제조한다. 상기 이온 투과성 시험과 동일한 「소쿠리 볼 세트」를 사용하여, 소쿠리 위에 시험해야 할 본 발명의 친수성 필름 (크기 : 200 ∼ 260×200 ∼ 260 mm) 을 얹고, 상기 필름 상에 물 150 g 을 가한다. 한편, 보울측에 상기 글루코오스 용액 150 g 을 첨가하고, 얻어진 계 전체를 식품용 랩 (폴리염화비닐리덴 필름, 상품명 : 사란랩 (등록상표), 아사히 화성사 제조) 으로 싸서, 수분의 증발을 방지한다. 이 상태로 상온에서 방치하여, 24 hrs 마다 물측, 글루코오스 용액측의 당도 (Brix ％) 를 당도계로 측정한다.

(내수압)

또한 본 발명에 있어서는, 본 발명의 친수성 필름이 내수압으로서 10 cm 이상의 수불투성을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 본 발명의 친수성 필름을 사용했을 때에는, 뿌리와 필름의 일체화를 촉진할 수 있다. 또한, 뿌리에 대한 적합한 산소 공급 및 본 발명의 친수성 필름을 통한 병원균 오염을 방지하는 것이 용이해진다.

내수압은 JIS L1092 (B 법) 에 준한 방법에 의해 측정할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 본 발명의 친수성 필름의 내수압은 10 cm 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 cm 이상, 더욱 바람직하게는 30 cm 이상이고, 특히 바람직하게는 200 cm 이상이다.

<식물 재배용 지지체>

본 발명의 식물 재배 시스템에 있어서는, 식물체의 뿌리를 보호하기 위해서, 본 발명의 친수성 필름 상에 토양 등의 식물 재배용 지지체를 배치할 수 있다. 사용하는 식물 재배용 지지체에 특별히 한정은 없고, 통상 사용되는 토양 내지 배지가 사용 가능하다. 이러한 토양 내지 배지로는, 예를 들어 토경 재배에 사용되는 토양, 및 수경 재배에 사용되는 배지를 들 수 있다.

무기계의 식물 재배용 지지체로는, 천연의 모래, 자갈, 퍼미스샌드 등, 가공품 (고온 소성 등) 으로는, 로크울, 버미큘라이트, 펄라이트, 세라믹, 왕겨숯 등을 들 수 있고, 유기계의 식물 재배용 지지체로는, 천연의 피트모스, 코코야자 섬유, 수피 배지, 왕겨, 이탄, 피트그라스 등이나, 합성한 입상 페놀 수지 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로도, 복수 종을 적절히 혼합하여 사용할 수도 있다. 또, 합성 섬유의 천 혹은 부직포도 식물 재배용 지지체로서 사용 가능하다.

필요 최소한의 비료 및 미량 요소를 상기 식물 재배용 지지체에 첨가해도 된다. 본 발명자들의 지견에 의하면, 식물의 뿌리가, 친수성 필름을 개재하여 접촉하는 물/양액으로부터 물 또는 양분을 흡수 가능한 정도로 신장될 때까지, 바꾸어 말하면 뿌리와 본 발명의 친수성 필름이 일체화될 때까지는, 여기서 말하는 「필요 최소한의 비료 및 미량 요소」로서, 양분을 본 발명의 친수성 필름 상의 식물 재배용 지지체에 첨가해 두는 것이 바람직하다.

<양액 유지 수단>

본 발명의 식물 재배 시스템은, 양액을 본 발명의 친수성 필름 아래에 유지하기 위한 양액 유지 수단을 포함하고 있다. 본 발명의 식물 재배 시스템에 있어서는, 양액을 수용하는 용기 모양의 양액 유지 수단, 혹은 수불투과성 표면을 갖는 기재층으로서 기능하는 양액 유지층 중 어느 것이 사용 가능하다.

양액을 수용하는 용기 모양의 양액 유지 수단으로는, 필요한 양의 양액을 유지할 수 있는 용기인 한 특별히 한정은 없고, 그 재질로는, 경량화, 성형 용이성 및 저비용화의 점에서는 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트 등의 범용 플라스틱이 바람직하게 사용 가능하다. 예를 들면, 종래 사용되어 온 수경 재배용 수조를 사용할 수 있다.

양액 유지층의 수불투과성 표면은 물을 통과시키지 않는 재질로 이루어지는 것이면 특별히 한정은 없고, 합성 수지, 목재, 금속 또는 세라믹 등을 들 수 있다. 그 양액 유지층의 형상에도 특별히 한정은 없으며, 필름상, 시트상, 판상, 또는 상자상 등을 들 수 있다.

양액 공급 수단은, 종래부터 물 또는 양액의 연속적 또는 간헐적인 공급에 사용되고 있는 수단이면 특별하게 한정은 없다. 본 발명에서는, 양액을 소량씩 공급하는 것이 가능한 점적 관수 튜브 (「드립 튜브」라고도 불린다) 의 사용이 바람직하다. 점적 관수 튜브를 사용한 점적 관수에 의해, 작물의 생육에 필요한 물 및 비료를 가능한 한 소량 공급할 수 있다.

또한, 양액 유지층과 양액 공급 수단을 포함하는 양태에 있어서는, 본 발명의 친수성 필름에 대한 양액의 공급을 보조하기 위해서, 추가로 흡수성 재료를 본 발명의 친수성 필름과 수불투과성 표면의 사이에 설치할 수 있다. 흡수성 재료는, 기본적으로는 물을 흡수하여 유지하는 재료이면 특별히 한정은 없다. 일례로는, 합성 수지로 만들어진 스펀지나 부직포, 직물로 이루어지는 천, 식물성의 섬유상, 칩상, 분말상, 또는, 피트모스나 이끼를 비롯하여 일반적으로 식물 지지체로서 사용되는 재료도 사용 가능하다.

<차광 수단 및 조명 수단>

본 발명의 식물 재배 시스템은, 차광 수단 및 조명 수단으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하고 있어도 된다.

차광 수단은, 식물에 조사되는 광을 차단할 수 있는 것인 한 한정은 없다. 차광 수단으로서 차광 커튼 등을 사용할 수 있다. 또한, 암실 자체를 차광 수단으로서 사용해도 된다.

조명 수단에도 특별히 한정은 없다. 조명 수단으로서, 태양광 또는 인공광을 광원으로서 사용하는 조명 수단을 사용할 수 있다. 조명 수단은, 동시에 복수의 것을 사용해도 된다.

본 발명의 식물 재배 시스템은, 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 재배에 사용할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 당해 식물에 대한 광조사는, 인공광 혹은 태양광 또는 그들의 병용에 의한 광조사이다.

<광원>

본 발명의 재배 시스템에 있어서, 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 영양 성장 기간에 사용하기 위한 광원의 종류에 제한은 없고, 인공광과 태양광을 모두 사용 가능하며, 인공광과 태양광을 병용해도 된다. 인공광으로는, 백열등, 형광등, 나트륨 램프, 할로겐 램프, LED, 유기 EL 등의 광원을 이용할 수 있다. 태양광을 사용하는 경우, 태양광을 광파이버 케이블 등에 의해 거두어들인 것을 식물에 조사해도 된다.

본 발명의 재배 시스템에 있어서, 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 생식 성장 기간에 사용하기 위한 광원은, 상기의 영양 성장 기간에 사용하기 위한 광원 (인공광 혹은 태양광 또는 그들의 병용) 을 사용해도 되고, 영양 성장 기간에 사용하기 위한 광원과는 별도로 설치해도 된다. 영양 성장 기간에 사용하기 위한 광원과는 별도로, 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 생식 성장 기간에 사용하기 위한 광원을 설치하는 경우에는, 인공광이 바람직하고, 백열등, 형광등, 나트륨 램프, 할로겐 램프, LED, 유기 EL 등의 광원을 이용할 수 있다.

본 발명의 재배 시스템에 있어서는, 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 영양 성장과 생식 성장의 전환을 일장 시간의 변경에 의해 실시한다. 본 발명에 있어서 「일장 시간의 변경」이란, 「광원으로부터의 광조사 시간 사이클의 변경」이라고도 하며, 넓은 의미로 사용하는 것으로서, 1 일에 있어서의 광조사, 밝은 시간, 어두운 시간 (특히, 연속된 어두운 시간) 의 길이를 변경하는 것을 의미한다. 「암시간」이란, 후술하는 광량이 4 μmol/m²/sec 미만인 시간을 의미한다. 「명시간」이란 「암시간」이 아닌 시간을 의미한다. 「명시간」을 「명기」라고도 하고, 「암시간」을 「암기」라고도 한다. 「명시간」과 「광조사 시간」은 동일한 의미를 갖는다.

후술하는 바와 같이, 단일 식물의 경우에는, 연속된 암시간의 길이가 한계 암기보다 길어지는 광주 조건하에서, 꽃눈의 형성이 일어나거나, 혹은 그것이 촉진된다. 그래서, 단일 식물의 경우에는, 연속된 암시간의 길이가 한계 암기보다 길어진 시점 이후를 생식 성장 기간으로 하고, 그것보다 앞을 영양 성장 기간으로 한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 장일 식물의 경우에는, 연속된 암기의 길이가 한계 암기보다 짧아지는 광주 조건하에서, 꽃눈의 형성이 일어나거나, 혹은 그것이 촉진된다. 그래서, 장일 식물의 경우에는, 연속된 암시간의 길이가 한계 암기보다 짧아진 시점 이후를 생식 성장 기간으로 하고, 그것보다 이전을 영양 성장 기간으로 한다.

단일 식물이나 장일 식물의 재배를 태양광을 이용하여 실시하고자 하는 경우, 필요에 따라서, 차광 수단을 사용하거나, 또는 인공광을 병용하여, 광조사 시간의 길이를 조절함으로써, 임의의 계절에 단일 식물이나 장일 식물의 재배를 할 수 있게 된다. 예를 들어, 단일 식물의 경우에는, 필요에 따라서 차광 수단을 사용하는 것에 의해 연속된 광조사 시간을 장시간에서 단시간으로 변경함으로써 (이로써, 연속된 암시간이 단시간에서 장시간으로 변경된다), 화성이 촉진된다. 한편, 장일 식물의 경우에는, 필요에 따라서 인공광을 병용하는 것에 의해 연속된 광조사 시간을 단시간에서 장시간으로 변경함으로써 (이로써, 연속된 암시간이 장시간에서 단시간으로 변경된다), 화성이 촉진된다.

광조사 시간 사이클은 1 일 (24 시간) 을 단위로 하지만, 이 1 일은 오전 0 시부터 오후 12 시까지의 24 시간일 필요는 없고, 임의의 시각에서부터 개시되는 24 시간이어도 된다.

본 발명의 재배 시스템에 있어서, 식물에 광합성을 충분히 실행시킨다는 관점에서는, 영양 성장 기간도 생식 성장 기간도, 광조사 시간은 가능한 한 길게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 광주성을 갖는 단일 식물 또는 장일 식물의 경우, 그 광주성에 적합시키는 것이 우선된다.

단일 식물의 경우, 연속된 암기의 길이가 어느 일정 시간 (한계 암기) 보다 길어지는 광주 조건하에서, 꽃눈의 형성이 일어나거나, 또는 그것이 촉진된다. 명기보다 암기의 시간이 길다는 것만으로는 효과가 없으며, 일정 이상의 연속된 암기가 필요하다. 따라서, 암기가 충분히 길어도, 도중에 광을 조사하여 중단해 버리면 무효가 된다.

단일 식물의 화성이 촉진되는 연속된 암기의 길이는 통상 11 시간 이상이지만, 식물에 따라서는 도꼬마리와 같이 8.5 시간 이상의 연속된 암기가 주어졌을 때에 화성이 유도되는 경우도 있다. 단일 식물에서도 한계 암기는 식물의 종류에 따라 각각 상이하기 때문에, 광조사 시간 사이클은 식물의 한계 암기에 맞춰 적절히 설정하는 것이 바람직하다.

단일 식물의 예로는 대마초, 국화, 벼, 대두, 코스모스, 차조기, 나팔꽃, 명아주, 도꼬마리, 좀개구리밥 등을 들 수 있다. 일본에서는 여름에서부터 가을에 걸쳐 개화하는 것이 많다.

예를 들어, 대마초의 경우, 일례로서, 재배 초기에 장시간 (연속 18 시간) 의 광조사 재배와 단시간 (연속 6 시간) 의 암소 재배라고 하는 광사이클 기간에서는 영양 성장이 되지만, 이 광사이클을 단시간 (연속 12 시간) 의 광조사 재배와 장시간 (연속 12 시간) 의 암소 재배라고 하는 광사이클로 전환하면 생식 성장 (개화 기간) 으로의 전환이 촉진된다.

본 발명에서 대상으로 하는 대마초 (Cannabis sativa) 에는 특별한 제한 없이, 다양한 품종의 대마초를 사용할 수 있다. 품종의 예로서, 새티바 (Cannabis sativa var. sativa), 인디카 (Cannabis sativa var. indica), 루데랄리스 (Cannabis sativa var. ruderalis) 를 들 수 있다. 이들 품종의 혼합 (hybrid) 을 사용할 수도 있다. 2 차 대사 산물의 화학 표현형으로부터의 분류에서는, 테트라하이드로칸나비놀 (THC) 의 산생이 우위인 타입 I, 칸나비디올 (CBD) 과 THC 의 산생이 동등한 타입 II, CBD 의 산생이 우위인 타입 III, 칸나비게롤 (CBG) 의 산생이 우위인 타입 IV 가 있지만, 어느 타입도 제한없이 재배할 수 있다.

본 발명에 있어서의 대마초 등의 단일 식물이나 장일 식물의 재배 개시 상태는, 종자, 꺾꽂이, 모종 중 어느 것이어도 된다. 종자나 꺾꽂이로부터 미리 모종이 될 때까지 성장시켜 두거나, 조직 배양체로부터 모종이 될 때까지 성장시켜 두거나 하고 나서, 필름으로 이식해도 된다.

장일 식물의 경우, 연속된 암기의 길이가, 어느 일정 시간 (한계 암기) 보다 짧아지는 광주 조건하에서, 꽃눈의 형성이 일어나거나, 또는 그것이 촉진된다. 연속된 암기의 길이가 충분히 짧으면, 명기의 길이는 관계가 없다. 긴 암기의 경우, 광 중단을 실시하면 꽃눈 형성이 보인다.

장일 식물은 일반적으로, 자연계에서는 일장이 길어지면 꽃눈이 형성된다. 장일 식물의 대부분은, 광주 조건 (장일) 이 갖추어지기 이전에, 일정 기간, 한랭기를 거치는 것을 필요로 하는 경우가 많다.

장일 식물의 예로는, 페튜니아, 금어초, 스톡, 리시안셔스, 후쿠시아, 유채, 왜무 등을 들 수 있다. 일본에서는 겨울에서부터 봄에 걸쳐 개화하는 것이 많다. 전체 게놈 서열이 해독되어, 모델 식물로서 전 세계에서 널리 연구에 이용되고 있는 애기장대도 장일 식물로서 알려져 있다.

태양광을 광원으로 사용하는 경우, 계절이나 기후에 따라 태양광의 광량은 상이하지만, 광량에 대해서는 특별히 한정은 없다. 맑은 날일 때의 광량은 약 2000 μmol/m²/sec, 흐린 날일 때의 광량은 약 50 ∼ 약 100 μmol/m²/sec 이지만, 예를 들어 흐린 날일 때에는 필요에 따라 인공광을 동시에 사용하여, 태양광과 인공광의 합계 광량이, 후술하는 인공광만을 광원으로서 사용하는 경우의 광량의 통상적인 범위, 바람직한 범위, 더욱 바람직한 범위가 되도록 설정해도 된다. 또한, 본 발명에 있어서 광량이란, 식물에 조사되는 광의 엽면에 있어서의 강도를 광합성 광량자속 밀도 (PPFD) 로 표시한 것을 나타낸다.

인공광만을 광원으로서 사용하는 경우, 광량은 영양 성장 기간에 있어서도 생식 성장 기간에 있어서도, 통상 100 ∼ 2000 μmol/m²/sec 의 범위, 바람직하게는 200 ∼ 1000 μmol/m²/sec 의 범위, 더욱 바람직하게는 300 ∼ 500 μmol/m²/sec 의 범위이다.

상기 서술한 광조사 사이클의 변경은 광원이 인공광인 경우, 광원 전원의 온오프를 타이머에 의해 용이하게 실시할 수 있다. 태양광인 경우에는 차광 커튼 등을 사용하여 암시간을 임의로 만들 수 있다. 태양광을 광원으로 하는 경우, 계절에 따라 장시간의 광조사가 곤란할 때에는 인공광과의 조합으로 장시간의 광조사를 실시할 수 있다. 이 때, 인공광에 의한 광량은 인공광만을 광원으로서 사용하는 경우의 상기 광량과 달리, 낮은 것이어도 되고, 통상 4 μmol/m²/sec 이상, 바람직하게는 10 μmol/m²/sec 이상, 더욱 바람직하게는 100 μmol/m²/sec 이상이다.

<재배 방법>

본 발명의 단일 식물 재배 방법의 하나는, 이하와 같다.

(1) 식물을 그 위에서 재배하기 위한 친수성 필름, 및 그 친수성 필름의 식물의 반대면에 접촉하도록 배치된 양액 유지 수단을 포함하는 식물 재배 시스템을 제공하고,

(2) 그 시스템 내의 친수성 필름 상에 단일 식물을 배치하고,

(3) 양액을, 그 친수성 필름을 통해서 그 식물에 접촉시키고,

단일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (4) 의 영양 성장 기간에 있어서의 연속된 암시간의 길이는, 통상 1 시간 ∼ 10 시간, 바람직하게는 3 시간 ∼ 9 시간, 더욱 바람직하게는 5 시간 ∼ 7 시간이다.

단일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (5) 의 생식 성장 기간에 있어서의 연속된 암시간의 길이는, 통상 11 시간 ∼ 18 시간, 바람직하게는 12 시간 ∼ 16 시간, 더욱 바람직하게는 13 시간 ∼ 15 시간이다.

단일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (4) 의 영양 성장 기간에 있어서의 광조사 시간은, 통상 13 시간 ∼ 23 시간, 바람직하게는 15 시간 ∼ 20 시간, 더욱 바람직하게는 16 시간 ∼ 18 시간이다.

단일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (5) 의 생식 성장 기간에 있어서의 광조사 시간은, 통상 12 시간 ∼ 4 시간, 바람직하게는 11 시간 ∼ 6 시간, 더욱 바람직하게는 10 시간 ∼ 8 시간이다.

단일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (4) 의 영양 성장 기간의 길이 (일수) 는, 식물의 종류, 필름 재배 개시시의 식물의 상태 (종자, 모종 등) 등에 따라서 적절히 정할 수 있다. 예를 들어, 대마초를 후술하는 실시예 1 에 있어서와 같은 모종의 상태로 필름 재배를 개시한다는 조건하에 있어서는, 영양 성장 기간의 길이 (일수) 는, 통상 18 ∼ 60 일간, 바람직하게는 20 ∼ 50 일간, 더욱 바람직하게는 25 ∼ 40 일간이다.

단일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (5) 의 생식 성장 기간의 길이 (일수) 는, 식물의 종류, 필름 재배 개시시의 식물의 상태 (종자, 모종 등) 등에 따라서 적절히 정할 수 있다. 예를 들어, 대마초를 후술하는 실시예 1 에 있어서와 같은 모종의 상태로 필름 재배를 개시한다는 조건하에 있어서는, 생식 성장 기간의 길이 (일수) 는, 통상 45 ∼ 80 일간, 바람직하게는 50 ∼ 65 일간, 더욱 바람직하게는 55 ∼ 60 일간이다.

본 발명의 장일 식물 재배 방법의 하나는, 이하와 같다.

(2) 그 시스템 내의 친수성 필름 상에 장일 식물을 배치하고,

(3) 양액을, 그 친수성 필름을 통해서 그 식물에 접촉시키고,

장일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (4) 의 영양 성장 기간에 있어서의 연속된 암시간의 길이는, 통상 11 시간 ∼ 23 시간, 바람직하게는 15 시간 ∼ 20 시간, 더욱 바람직하게는 16 시간 ∼ 18 시간이다.

장일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (5) 의 생식 성장 기간에 있어서의 연속된 암시간의 길이는, 통상 1 시간 ∼ 10 시간, 바람직하게는 3 시간 ∼ 9 시간, 더욱 바람직하게는 5 시간 ∼ 7 시간이다.

장일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (4) 의 영양 성장 기간에 있어서의 광조사 시간은, 통상 12 시간 ∼ 4 시간, 바람직하게는 11 시간 ∼ 6 시간, 더욱 바람직하게는 10 시간 ∼ 8 시간이다.

장일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (5) 의 생식 성장 기간에 있어서의 광조사 시간은, 통상 13 시간 ∼ 18 시간, 바람직하게는 14 시간 ∼ 17 시간, 더욱 바람직하게는 15 시간 ∼ 16 시간이다.

장일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (4) 의 영양 성장 기간의 길이 (일수) 는, 식물의 종류, 필름 재배 개시시의 식물의 상태 (종자, 모종 등) 등에 따라서 적절히 정할 수 있다. 예를 들면, 애기장대를 후술하는 실시예 3 에서와 같은 종자의 상태로 필름 재배를 개시한다는 조건하에 있어서는, 영양 성장 기간의 길이 (일수) 는, 통상 9 ∼ 20 일간, 바람직하게는 11 ∼ 17 일간, 더욱 바람직하게는 13 ∼ 15 일간이다.

장일 식물의 재배에 있어서, 상기 공정 (5) 의 생식 성장 기간의 길이 (일수) 는, 식물의 종류, 필름 재배 개시시의 식물의 상태 (종자, 모종 등) 등에 따라서 적절히 정할 수 있다. 예를 들면, 애기장대를 후술하는 실시예 3 에서와 같은 종자의 상태로 필름 재배를 개시한다는 조건하에 있어서는, 생식 성장 기간의 길이 (일수) 는, 통상 18 ∼ 42 일간, 바람직하게는 21 ∼ 35 일간, 더욱 바람직하게는 25 ∼ 30 일간이다.

한편, 단일 식물의 재배인 경우에도 장일 식물의 재배인 경우에도, 공정 (4) 및 (5) 에서의 광조사 재배의 시간이란, 광조사 재배의 합계 (즉, 단속적으로 광조사를 했을 때에는, 그들의 합계) 를 의미한다.

재배를 개시할 때에 있어서, 식물은 종자 혹은 모종의 상태로, 양액을 흡수한 본 발명의 친수성 필름 상에 배치할 수 있다. 그 필름 상에 종자의 상태로 파종된 경우에는, 먼저 발아, 발근시킬 필요가 있어, 종자의 발아, 발근에 필요한 소량의 관수를 실시한다. 여기서 필름 상에 다량의 수분이 존재하면, 식물의 뿌리와 필름의 일체화를 방해하므로, 종자의 발아, 발근에 필요한 최소한의 관수에 그칠 필요가 있다. 필요 최소한의 관수는, 통상 0.01 ∼ 10 μL/cm², 바람직하게는 0.5 ∼ 5 μL/cm², 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 1 μL/cm²이다.

식물이 본 발명의 친수성 필름에 모종의 상태로 배치된 경우에는, 발아, 발근을 위한 관수는 반드시 필요하지는 않지만, 모종의 뿌리가 신장되어 필름과 일체화되고, 필름으로부터 물과 양분을 흡수할 수 있게 될 때까지는, 뿌리가 건조되지 않도록 뿌리의 주위를 습윤 상태로 유지할 필요가 있다.

보수성이 높은 식물 재배용 지지체를 필름 상에 배치하는 양태에 의하면, 상기 서술한 바와 같은 필름 상에 다량의 수분이 존재하는 것을 회피하면서, 뿌리의 주위의 습윤 상태를 유지하기 쉽기 때문에 바람직하다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

실시예

실시예 1

길이 32 cm, 폭 24 cm, 깊이 4 cm 의 흑색 폴리프로필렌제 트레이에 1.5 L 의 양액을 넣고, 길이 40 cm, 폭 29 cm, 두께 90 ㎛ 의 폴리비닐알코올제 필름 (메비올사 제조, 일본) 을 얹었다. 그 필름의 30 ℃ 수중에 있어서의 평형 팽윤도는 194 ％ 였다. 양액은, 액체 유기 비료 Nutri Plus Organic Grow (4.0N-1.3P-1.7K ; EZ-GRO Inc., 캐나다), 칼슘-마그네슘 보조제 (3.0Ca-1.6Mg ; EZ-GRO Inc., 캐나다) 를 2 mL/L 첨가하고, 순수에 의해 질소 농도 389 mg/L 의 농도로 희석함으로써 얻어진 것이다. 양액 중의 미량 원소의 농도 (mg/L) 는, 14.5Zn, 12.0B, 2.6Mo, 2.1Cu, 8.5Fe 였다.

상기 친수성 필름에 24 ℃ 에서 양액을 흡수시켜 30 분간 팽윤시킨 후, 그 필름 상에 pH 조정이 끝난 피트모스 (pH 약 5 ∼ 6) 를 약 500 mL 얹고, 두께 약 1 cm 로 펼쳤다. 14 일간 영양 성장한 발근 꺾꽂이 대마초 모종 (화학 표현 II 형, 높이 약 10 cm, 본엽 6 장) 을 상기 팽윤 필름 상에 뿌리가 접촉하도록 이식하고, 피트모스가 습윤 상태가 되도록 상기 양액을 스프레이하였다.

온도 24 ℃, 상대 습도 73 ％ 의 실내에서 식물용 LED 를 엽면 광강도 400 μmol/m²/sec 로 연속 18 시간 조사, 연속 6 시간 암기의 사이클로 4 주간 재배하였다 (영양 성장 기간). 필름 하면의 양액은 재배 기간 중 없어지지 않도록 수시로 추가하였다. 실내에는 이산화탄소를 도입하고, 이산화탄소 농도를 약 700 ppm 으로 유지하여, 광합성을 촉진시켰다.

4 주간 상기 조건으로 재배한 후, 온도 22 ℃, 상대 습도 60 ％, 이산화탄소 농도를 약 700 ppm 의 실내에서 식물용 LED 를 엽면 광강도 400 μmol/m²/sec 로 연속 12 시간 조사, 연속 12 시간 암기의 사이클로 전환하여 8 주간 재배하였다 (개화 기간). 본 발명의 재배 시스템에서는 잎 면적이 작기 때문에 개화 기간 중의 대마초 재배 밀도는, 12 주/m² (평방미터) 로 재배할 수 있었다.

상기 재배 후, 줄기를 배토 (피트모스) 바로 위에서 절단하였다. 줄기로부터 큰 잎을 제거하고, 식물체를 18 ℃, 상대 습도 45 ％ 로 2 일간 건조시키고, 그 후 18 ℃, 상대 습도 57 ％ 로 12 일간 숙성시켰다. 다음으로, 화수를 가지 (줄기 꼭대기 및 겨드랑이 가지의 양쪽) 로부터 절단하고, 화수로부터 돌출되어 있던 잎을, 화수 건조 중량 측정 전에 Twister T4 기계 트리밍기 (Keirton Inc., Surrey, BC, Canada) 를 사용하여 트리밍하였다.

중성 칸나비노이드 THC, CBD 및 칸나비게롤 (CBG), 및 산형 THCA, CBDA 및 칸나비게롤산 (CBGA) 의 분석은, 고속 액체 크로마토그래피 (Nexera X3, 일본 주식회사 시마즈 제작소 제조) 에 의해 실시되었다. 건조 화수 수분 함량은, 미국 약국방 조약 제921조, 방법 3 (미국 약국방 및 전국 처방전, 2017) 에 기재된 방법을 사용하여 결정하고, 칸나비노이드 농도를 0 ％ 함수율 (이하, 함수율의 단위는 모두 중량 ％ 이다) 로 보정하였다. 칸나비노이드 수량 (收量) 은, 칸나비노이드 농도에 화수 건조 중량을 곱한 값으로서 산출하고, 단위 면적당으로 나타낸 (g/m²) 를 함수율 0 ％ 로 보정하였다.

건조 화수 중량은 300 g/m², 함수율은 9 ％ 였다. 따라서 함수율 0 ％ 일 때, 건조 화수 중량은 273 g/m² 로 산출되었다. 건조 화수 중의 THC, CBD, CBG, THCA, CBDA, CBGA 의 함유율은 각각 0.5 ％, 0.3 ％, 0.1 ％, 5.5 ％, 10.5 ％, 0.5 ％ 였다. 따라서 단위 면적당의 칸나비노이드 THC, CBD, CBG, THCA, CBDA, CBGA 의 수량은 각각 1.4 g/m², 0.8 g/m², 0.3 g/m², 15 g/m², 29 g/m², 1.4 g/m² 였다.

실시예 2

실시예 1 에 있어서, 30 ℃ 수중에 있어서의 평형 팽윤도가 160 ％ 두께 60 ㎛ 인 폴리비닐알코올제 필름 (메비올사 제조, 일본) 을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 재배 시험을 실시하였다. 개화 기간 중의 대마초 재배 밀도는, 실시예 1 과 마찬가지로 12 주/m² (평방미터) 로 재배할 수 있었다.

건조 화수 중량은 255 g/m², 함수율은 10 ％ 였다. 따라서 함수율 0 ％ 일 때, 건조 화수 중량은 230 g/m² 로 산출되었다. 건조 화수 중의 THC, CBD, CBG, THCA, CBDA, CBGA 의 함유율은 각각 0.6 ％, 0.4 ％, 0.2 ％, 5.9 ％, 10.8 ％, 0.6 ％ 였다. 따라서 단위 면적당 칸나비노이드 THC, CBD, CBG, THCA, CBDA, CBGA 의 수량은 각각 1.4 g/m², 0.9 g/m², 0.4 g/m², 14 g/m², 25 g/m², 1.4 g/m² 였다.

비교예 1

용량 11 L 의 흑색 화분 (직경 28 cm×높이 24 cm) 에 실시예 1 과 동일한 피트모스 약 10 L 를 넣고, 실시예 1 과 동일한 14 일간 영양 성장시킨 발근 꺾꽂이 대마초 모종 (화학 표현 II 형, 높이 약 10 cm, 본엽 6 장) 을 이식하였다.

실시예 1 과 동일한 양액을, 식물이 시들지 않도록 수시로 수시 관수하고, 온도 24 ℃, 상대 습도 73 ％ 의 실내에서 식물용 LED 를 엽면 광강도 400 μmol/m²/sec 로 연속 18 시간 조사하고, 연속 6 시간 암기의 사이클로 4 주간 재배하였다 (영양 성장 기간). 실내에는 이산화탄소를 도입하고, 이산화탄소 농도를 약 700 ppm 으로 유지하여, 광합성을 촉진시켰다.

4 주간 상기 조건으로 재배한 후, 온도 22 ℃, 상대 습도 60 ％, 이산화탄소 농도 약 700 ppm 의 실내에서 식물용 LED 를 엽면 광강도 400 μmol/m²/sec 로 연속 12 시간 조사, 연속 12 시간 암기의 사이클로 전환하여 8 주간 재배하였다 (개화 기간). 친수성 필름을 사용하지 않는 재배에서는 잎 면적이 크게 자라기 때문에, 인접하는 포기와 잎이 겹치지 않도록 배치하기 위해서는 대마초 재배 밀도를, 6.4 주/m²로 하지 않을 수 없었다.

실시예 1 과 동일하게 수확하고 분석한 결과, 건조 화수 중량은 160 g/m², 함수율은 8 ％ 였다. 따라서 함수율 0 ％일 때, 건조 화수 중량은 147 g/m²로 산출되었다. 건조 화수 중의 THC, CBD, CBG, THCA, CBDA, CBGA 의 함유율은 각각 0.3 ％, 0.2 ％, 0.1 ％, 4.7 ％, 9.0 ％, 0.4 ％ 였다. 따라서 단위 면적당 칸나비노이드 THC, CBD, CBG, THCA, CBDA, CBGA 의 수량은 각각 0.4 g/m², 0.3 g/m², 0.1 g/m², 6.9 g/m², 13 g/m², 0.6 g/m² 였다.

비교예 2

실시예 1 과 동일한 대마초 재배를 실시하여, 연속 18 시간 조사, 연속 6 시간 암기의 사이클로 4 주간 재배한 (영양 성장 기간) 후, 연속 12 시간 조사, 연속 12 시간 암기의 사이클로 전환하지 않고 온도 22 ℃, 상대 습도 60 ％, 이산화탄소 농도 약 700 ppm 으로 8 주간 재배한 결과, 꽃눈 분화가 유도되지 않아, 화수의 충분한 형성이 확인되지 않았다.

실시예 3

길이 32 cm, 폭 24 cm, 깊이 4 cm 의 흑색 폴리프로필렌제 트레이에 1.5 L 의 양액을 넣고, 길이 40 cm, 폭 29 cm, 두께 50 ㎛ 의 폴리비닐알코올제 필름 (메비올사 제조, 일본) 을 얹었다. 그 필름의 30 ℃ 수중에 있어서의 평형 팽윤도는 250 ％ 였다. 양액은 무라시게-스쿡 배지 (MS 배지) (일본 와코 순약 주식회사 제조) 를 사용하였다.

상기 친수성 필름에 22 ℃ 에서 양액을 흡수시켜 30 분간 팽윤시킨 후, 장일 식물로 알려진 애기장대의 종자를 파종하고, 종자 위에 물을 스프레이하였다. 발아할 때까지는 종자를 올린 필름 상의 습도를 100 ％ 로 유지하기 위해서, 트레이 상을 식품용 랩 (폴리염화비닐리덴 필름, 상품명 : 사란랩 (등록상표), 아사히 화성사 제조) 으로 완전히 씌웠다. 식물용 LED 를 종자면 광강도 400 μmol/m²/sec 로 연속 8 시간 조사, 연속 16 시간 암기의 사이클로, 필름에 파종하고 나서 2 주간 재배하였다 (영양 성장 기간). 트레이 위의 랩은 종자가 발근, 발아 후, 서서히 떼어내 재배실 내 환경에 순화시켰다. 재배실 내의 상대 습도는 약 60 ％, 이산화탄소 농도는 약 400 ppm 이었다.

상기 2 주간 단일 조건으로 재배 후, 식물용 LED 를 종자면 광강도 400 μmol/m²/sec 로 연속 16 시간 조사, 연속 8 시간 암기의 사이클로 전환하여 재배를 계속한 (장일 처리) 결과, 종자를 파종하고 나서 4 주간에 애기장대가 개화하였다.

비교예 3

실시예 3 과 완전히 동일한 조건으로 애기장대 재배를 실시하고, 장일 처리를 하지 않고서 연속 8 시간 조사, 연속 16 시간 암기의 사이클로 재배를 계속한 결과, 종자를 파종하고 나서 4 주간에서는 개화하지 않고, 개화까지 8 주간을 필요로 하였다.

물 또는 양액을 흡수하고, 적절한 수분 스트레스를 부가하여 식물을 재배할 수 있는 친수성 필름을 이용하는 본 발명의 식물 재배 시스템을 사용하여 식물의 재배를 실시하면, 식물의 병을 유발하는 잡균 등으로부터의 감염을 회피할 수 있음과 동시에, 식물의 생식 성장을 촉진할 수 있다. 또한 상대적으로 잎의 면적 확대를 억제할 수 있어, 화수의 잎에 대한 수량을 증대시킬 수 있다.

또한 식물의 광주성을 이용하는 본 발명의 식물 재배 시스템을 사용하면, 꽃눈 분화를 촉진할 수 있어, 의약품 등으로서 유용한 물질이 2 차 대사 산물로서 집적되는 화수의 화성을 촉진할 수 있다.

본 발명에 의하면 뿌리 썩음 등의 원인이 되는 뿌리의 산소 결핍 상태를 초래하지 않고서, 효율적이며 또한 안정적으로, 장기간에 걸쳐 충분한 양의 양분을 식물의 뿌리로부터 흡수시킬 수 있으며, 이로써 장기간에 걸쳐 지속적으로 식물의 생장을 현저하게 촉진시키는 것이 가능해진다. 따라서 본 발명은, 식물의 재배가 관련된 산업, 예를 들어 농업이나 원예, 의약품 제조업 등, 폭넓은 분야에서 이용할 수 있다.

1. 본 발명의 친수성 필름
2. 수조
3. 양액
4. 식물체
5. 뿌리
6. 식물 재배용 지지체
7. 증발 억제 부재 혹은 정식판
8 : 광원
9. : 타이머 컨트롤러

Claims

친수성 필름 및 양액 유지 수단을 구성 요소로 하는 식물 재배 시스템으로서, 사용시에는, 식물의 뿌리의 적어도 일부가 친수성 필름 표면에 밀착되고, 그 식물의 뿌리가 밀착되는 그 친수성 필름의 반대면에 양액이 접하도록 양액이 배치되고, 그 식물의 영양 성장 기간과 생식 성장 기간의 전환을 일장 시간의 변경에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는, 식물 재배 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 친수성 필름이, 그 필름을 개재하여 물과 염수를 대향시키고 접촉시켰을 때에, 측정 개시 후 4 일째 (96 시간) 의 물/염수의 전기 전도도 (EC) 의 차가 4.5 dS/m 이하의 필름인 것을 특징으로 하는, 식물 재배 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 필름의 수중 평형 팽윤도가 130 ％ 이상 300 ％ 미만이고 또한 건조시의 두께가 20 ㎛ 이상 150 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는, 식물 재배 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
양액 유지 수단이 수경 재배용 수조이고, 그 친수성 필름의 하면에 접촉하도록 배치된 양액이 수경 재배용 수조에 수용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 식물 재배 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
그 양액 유지 수단이 수불투과성 표면을 갖고, 그 위에 그 친수성 필름이 부설되어 이루어지며, 친수성 필름과 양액 유지 수단의 사이에 그 양액을 연속적 또는 간헐적으로 공급하는 양액 공급 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 식물 재배 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
차광 수단 및 조명 수단으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 식물 재배 시스템.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
단일 식물 또는 장일 식물의 재배에 사용하기 위한, 식물 재배 시스템.
(1) 식물을 그 위에서 재배하기 위한 친수성 필름, 및 그 친수성 필름의 식물의 반대면에 접촉하도록 배치된 양액 유지 수단을 포함하는 식물 재배 시스템을 제공하고,
(2) 그 시스템 내의 친수성 필름 상에 단일 식물을 배치하고,
(3) 양액을, 그 친수성 필름을 통해서 그 식물에 접촉시키고,
(4) 초기의 영양 성장 기간은 13 시간 이상의 장시간 광조사 재배 및 연속 11 시간 미만의 암시간 재배를 실시하고, 그리고
(5) 계속해서 생식 성장 기간은 13 시간 미만의 단시간 광조사 재배 및 연속 11 시간 이상의 암시간 재배를 실시하는 것에 의해, 그 친수성 필름 상에서 식물을 재배하는 것을 포함하는 단일 식물의 재배 방법.
(1) 식물을 그 위에서 재배하기 위한 친수성 필름, 및 그 친수성 필름의 식물의 반대면에 접촉하도록 배치된 양액 유지 수단을 포함하는 식물 재배 시스템을 제공하고,
(2) 그 시스템 내의 친수성 필름 상에 장일 식물을 배치하고,
(3) 양액을, 그 친수성 필름을 통해서 그 식물에 접촉시키고,
(4) 초기의 영양 성장 기간은 매일 13 시간 미만의 단시간 광조사 재배 및 연속 11 시간 이상의 암시간 재배를 실시하고, 그리고
(5) 계속해서 생식 성장 기간은 13 시간 이상의 장시간 광조사 재배 및 연속 11 시간 미만의 암시간 재배를 실시하는 것에 의해, 그 친수성 필름 상에서 식물을 재배하는 것을 포함하는 장일 식물의 재배 방법.