TWI432136B - Plant cultivation system, plant cultivation equipment and plant cultivation method - Google Patents

Description

植物栽培系統、植物栽培用器具及植物栽培方法

本發明係關於一種植物栽培系統及植物栽培方法。更詳細而言，本發明係關於一種使供給水或者養液(以下稱為「養液等」)之養液栽培成為可能的植物栽培系統及植物栽培方法。

先前以來，各種植物利用太陽、土、雨水等自然惠澤，於露天或設施內得以栽培。即使於露天栽培或設施內栽培(即，土壤栽培)中，土壤亦自地表連續緊密聯繫地下。因此，於如此之露天乃至設施栽培中，存在如下缺點。

(1)於產生連作障害之情形時，需要土壤消毒或者客土(大量未污染土壤之更換)。因全面禁止使用溴化甲烷，而難以由代表性之燻蒸法進行土壤消毒。客土於成本．物理上幾乎不具有可能性。

(2)先前之施肥方法(大量基肥＋追肥)與「植物幼時肥料吸產量少，隨著生長而增多」之原理背道而馳，施肥中浪費較多，導致土壤之鹽分累積。如此浪費之施肥亦成為地下水污染的原因。

(3)於每隔數日進行大量灌溉的當前方法，存在於灌溉後土壤立即變得水分過多之傾向，繼而存在於灌溉前易於變得乾燥之傾向，故難以對植物進行水分應力控制(乃至達成高品質化)。

對此，近年來於養液土耕之栽培中，可配合植物生長，於需要時以需要量施用植物所必需的肥料成份。例如，於土壤中設置點滴管，一面即時實施土壤中之肥料及水分量測定，一面自供液設備將適合植物的除含有氮、磷酸、鉀外亦含有鈣等微量元素成份的養液用量均衡地供給至植物。

該養液土耕栽培之構成要件如下所述。

1)不施基肥(其中，施用以維持.改善土壤之物理化學性或微生物的有機物質材或土壤改良材料)。

2)每日進行灌溉及施肥。

3)基於養分水分測定進行適當的灌溉施肥。

4)使用因適合植物之養分吸收比率的成份組成而不含不必要副成份的肥料。

5)準確混合液肥成份，且使用可易於改變混合倍率的液肥進料器。

6)準備用以把握灌溉施肥量的流量計。

7)使用可對整個圃地均勻灌溉的灌溉管(點滴管等)。

養液栽培之情形與土耕栽培相比，因施肥量與灌溉量減少，故由土壤表層中之鹽分累積所引起的生長障礙得到改善。又，存在由於過量施肥而引起的地下水污染得到減輕之優點。然而，無法解決由於植物根部直接與大地接觸而產生的連作障害或因殘留農藥而引起的農產品污染等。

(非專利文獻1)「養液土耕栽培之理論與實際」第2~18頁，編者：青木宏史、梅津憲治、小野信一，出版社：誠文堂新光社，2001年6月出版

本發明之目的在於提供一種可消除上述先前技術中之1個以上缺點的植物栽培系統及栽培方法。

本發明者等努力研究之結果發現薄膜(例如，高分子製薄膜)可與植物根部實質性一體化之全新現象。本發明者等進一步深入研究之結果亦發現如下現象：與無孔性親水性薄膜實質性一體化的植物根部可經由該薄膜，以植物生長所必需的程度吸收與該薄膜接觸的養液中之肥料成份及水。進而亦發現：因根部與該薄膜一體化後，需要經由該薄膜吸收水及肥料成份，故可藉由產生大量根毛，而有效吸收位於根部附近之水、肥料成份及空氣等。

本發明者等進一步深入研究之結果發現：一面使薄膜接觸植物，一面自該薄膜之下表面側供給養液等，可使上述現象得以有效利用。

本發明之栽培系統係基於上述見解而成者，更詳細而言，其特徵在於：其係至少包含薄膜，以及將水或者養液自該薄膜之下表面側供給至該薄膜的供給機構者，且於上述薄膜上栽培植物。

根據具有上述構成的本發明之栽培系統，由於可藉由使用上述薄膜，而較佳控制對植物供給養液等，因此可消除上述先前技術中之1個以上缺點。

本發明者等基於上述見解進一步深入研究之結果發現：於儲液槽中之水或者養液上，配置可與植物體根部實質性一體化的無孔性親水性薄膜之系統中，除可對根部之「氧氣供給」與「水分供給」進行功能分割外，亦可進一步對「養分供給」與「純水分供給」進行功能分割。

本發明之植物栽培用器具係基於上述見解而成者，更詳細而言，其特徵在於：其係具有可容納能夠栽培之植物體之形狀者，該容器至少包含用以容納水或者養液之儲液槽、可配置於該儲液槽中之水或者養液上的無孔性親水性薄膜、自該薄膜之上方供給水或者養液之機構；且，上述薄膜之至少一部分係可與植物體根部實質性一體化的無孔性親水性薄膜。

本發明例如包含以下態樣。

(第1態樣)

[4－1]一種植物栽培系統，其至少包含：用以容納水或者養液之水槽，容納植物栽培用支持體且可獨立於上述水槽而移動且可設置於上述水或者養液上的托盤，自設置於上述水槽中之水或者養液的托盤之上方通過噴霧或者點滴供給水或者養液之機構。

[4－2]如[4－1]之植物栽培系統，其中自上述托盤之上方點滴供給水或者養液之機構係與上述托盤之移動方向平行配置的點滴管。

[4－3]如[4－1]或[4－2]之植物栽培系統，其中於該托盤之至少底面設置層狀隔離材，以使上述托盤可於上述水槽中之水或者養液上方，保持植物栽培用支持體，且防止植物根部貫穿水槽中之水或者養液。

[4－4]如[4－1]~[4－3]之植物栽培系統，其中於上述植物栽培用支持體上配置有蒸發抑制構件。

[4－5]如[4－4]之植物栽培系統，其中於上述蒸發抑制構件上，與上述點滴管平行地施以狹縫。

[4－6]如[4－1]~[4－5]之植物栽培系統，其中上述層狀隔離材係無孔性親水性薄膜。

[4－7]如[4－6]之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與鹽水對向接觸後，自測定開始後第4日(96小時)的水/鹽水之電導度(EC)之差為4.5 dS/m以下的薄膜。

[4－8]如[4－6]或[4－7]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與葡萄糖溶液對向接觸後，自測定開始後第3日(72小時)的水/葡萄糖溶液之濃度(Brix%)之差為4以下的薄膜。

[4－9]如[4－6]~[4－8]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於將植物體配置於該薄膜上開始栽培之35日後，對上述植物體根部顯示10 g以上之剝離強度的薄膜。

[4－10]如[4－6]~[4－9]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜具有耐水壓為10 cm以上的不透水性。

[4－11]一種植物栽培方法，其特徵在於：使用如[4－1]~[4－10]中任一項之植物栽培系統，自設置於水槽中之水或者養液上的托盤上方點滴供給水或者養液。

[4－12]如[4－11]之植物栽培方法，其中包含使托盤移動至水或者養液之組成相異的其他水槽中之步驟。

(第2態樣)

[7－1]一種植物栽培系統，其特徵在於：並不設置容納水或者養液之水槽，而使用自無孔性親水性薄膜之下表面側供給水或者養液至該薄膜之機構，於該薄膜上栽培植物。

[7－2]如[7－1]之植物栽培系統，其中將水或者養液供給至上述無孔性親水性薄膜之機構，包含接觸於無孔性親水性薄膜的吸水性材料。

[7－3]如[7－1]之植物栽培系統，其中將水或者養液供給至上述無孔性親水性薄膜之機構，包含不透水性材料。

[7－4]如[7－3]之植物栽培系統，其中於上述無孔性親水性薄膜與不透水性材料之間配置吸水性材料。

[7－5]如[7－3]之植物栽培系統，其中上述不透水性材料接地配置於大地土壤上。

[7－6]如[7－1]~[7－5]之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與鹽水對向接觸後，自測定開始第4日(96小時)的水/鹽水之電導度(EC)之差為4.5 dS/m以下的薄膜。

[7－7]如[7－1]~[7－6]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與葡萄糖溶液對向接觸後，自測定開始第3日(72小時)水/葡萄糖溶液之濃度(Brix%)之差為4以下的薄膜。

[7－8]如[7－1]~[7－7]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於將植物體配置於該薄膜上開始栽培35日後，相對於上述植物體根部顯示10 g以上之剝離強度的薄膜。

[7－9]如[7－1]~[7－8]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜具有耐水壓為10 cm以上的不透水性。

[7－10]如[7－1]~[7－9]中任一項之植物栽培系統，其中根據可進行栽培之植物之生長階段，於上述不透水性材料與上述無孔性親水性薄膜之間供給最小需要量的水或者養液。

[7－11]如[7－1]~[7－10]中任一項之植物栽培系統，其中於上述植物體與上述無孔性親水性薄膜之間，配置植物栽培用支持體。

[7－12]如[7－1]~[7－11]中任一項之植物栽培系統，其中於上述植物體與上述無孔性親水性薄膜之間，配置覆蓋材料。

[7－13]如[7－1]~[7－12]中任一項之植物栽培系統，其中根據可進行栽培之植物之生長階段，亦自上述無孔性親水性薄膜之上方供給水或者養液。

(第3態樣)

[5－1]一種植物栽培系統，其係於用以容納水或者養液之水槽、與一面自上述水槽中將水或者養液供給至薄膜底面一面進行傳送的該薄膜上，栽培植物。

[5－2]如[5－1]之植物栽培系統，其中卷成輥狀之上述薄膜連續供給至水槽，並自播種或者植苗階段開始傳送於水槽中直至收穫為止。

[5－3]如[5－1]或[5－2]之植物栽培系統，其中於上述薄膜上配置有植物栽培用支持體。

[5－4]如[5－1]~[5－3]之植物栽培系統，其中於上述植物栽培用支持體上配置有蒸發抑制構件。

[5－5]如[5－1]~[5－4]之植物栽培系統，其中自上部利用灌溉機構將水或者養液灌溉至上述植物栽培用支持體。

[5－6]如[5－1]~[5－5]之植物栽培系統，其中上述薄膜係無孔性親水性薄膜。

[5－7]如[5－6]之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與鹽水對向接觸後，自測定開始後第4日(96小時)的水/鹽水之電導度(EC)之差為4.5 dS/m以下的薄膜。

[5－8]如[5－6]或[5－7]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與葡萄糖溶液對向接觸後，自測定開始後第3日(72小時)的水/葡萄糖溶液之濃度(Brix%)之差為4以下的薄膜。

[5－9]如[5－6]~[5－8]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於將植物體配置於該薄膜上開始栽培之35日後，相對上述植物體根部顯示10 g以上之剝離強度的薄膜。

[5－10]如[5－6]~[5－9]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜，具有耐水壓為10 cm以上的不透水性。

[5－11]一種植物栽培方法，其特徵在於：使用如[5－1]~[5－10]中任一項之植物栽培系統，於傳送於水槽中之水或者養液上的薄膜上進行栽培。

[5－12]如[5－11]之植物栽培方法，其中包含使該薄膜移動至水或者養液之組成相異的其他水槽中之步驟。

(第4態樣)

[3－1]一種植物栽培方法，其特徵在於：至少包含配置於含有水之大地土壤上的無孔性親水性薄膜，並於該薄膜上栽培植物。

[3－2]如[3－1]之植物栽培方法，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與鹽水對向接觸後，自測定開始後第4日(96小時)的水/鹽水之電導度(EC)之差為4.5 dS/m以下的薄膜。

[3－3]如[3－1]或[3－2]之植物栽培方法，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與葡萄糖溶液對向接觸後，自測定開始後第3日(72小時)的水/葡萄糖溶液之濃度(Brix%)之差為4以下的薄膜。

[3－4]如[3－1]~[3－3]中任一項之植物栽培方法，其中上述無孔性親水性薄膜係於將植物體配置於該薄膜上開始栽培之35日後，相對上述植物體根部顯示10 g以上之剝離強度的薄膜。

[3－5]如[3－1]~[3－4]中任一項之植物栽培方法，其中上述無孔性親水性薄膜具有耐水壓為10 cm以上的不透水性。

[3－6]如[3－1]~[3－5]之植物栽培方法，其中於上述植物體與薄膜之間，配置植物栽培用支持體。

[3－7]如[3－1]~[3－6]之植物栽培方法，其中於上述植物體與薄膜之間，配置覆蓋材料。

[3－8]如[3－1]~[3－7]中任一項之植物栽培方法，其中根據可進行栽培之植物之生長階段，對該薄膜下方的土壤進行灌溉。

[3－9]如[3－1]~[3－8]中任一項之植物栽培方法，其中根據可進行栽培之植物之生長階段，亦自該薄膜之上方進行灌溉。

(第5態樣)

[6－1]一種栽培系統，其於用以容納水或者養液之水槽、及自上述水槽中不斷將水或者養液供給至薄膜底面之該薄膜上栽培植物體時，於薄膜面或者薄膜上之植物栽培用支持體與配置於其上方的蒸發抑制部材之間設置具有空氣層之空隙。

[6－2]如[6－1]之植物栽培系統，其中自上部利用灌溉機構將水或者養液灌溉至上述植物栽培用支持體。

[6－3]如[6－1]或[6－2]之植物栽培系統，其中上述薄膜係無孔性親水性薄膜。

[6－4]如[6－3]之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與鹽水對向接觸後，自測定開始後第4日(96小時)的水/鹽水之電導度(EC)之差為4.5 dS/m以下的薄膜。

[6－5]如[6－3]或[6－4]之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係，於經由該薄膜使水與葡萄糖溶液對向接觸後，自測定開始後第3日(72小時)的水/葡萄糖溶液之濃度(Brix%)之差為4以下的薄膜。

[6－6]如[6－3]~[6－5]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於將植物體配置於該薄膜上並開始進行栽培之35日後，相對於上述植物體根部顯示10 g以上之剝離強度的薄膜。

[6－7]如[6－3]~[6－6]中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜，具有耐水壓為10 cm以上的不透水性。

[6－8]如[6－1]~[6－7]中任一項之植物栽培系統，其中至少包含：可於能夠容納於該水槽中之水或者養液上浮動的浮體構件、以及配置於該浮體構件上的無孔性親水性薄膜。

[6－9]一種植物栽培方法，其使用至少包含配置於該水槽中之水或者養液上的無孔性親水性薄膜之如[6－1]~[6－8]中任一項之植物栽培系統，栽培上述植物體。

(栽培用器具之態樣)

[2－1]一種植物栽培用器具，其特徵在於：其係具有可容納能夠進行栽培之植物體之形狀者，該容器至少包含：用以容納水或者養液之儲液槽、可配置於該儲液槽中之水或者養液上之薄膜、自該薄膜之上方供給水或者養液之機構，且，上述薄膜之至少一部分係可與植物體根部實質性一體化的無孔性親水性薄膜。

[2－2]如[2－1]之植物栽培用器具，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與鹽水對向接觸後，自測定開始後第4日(96小時)的水/鹽水之電導度(EC)之差為4.5 dS/m以下的薄膜。

[2－3]如[2－1]或[2－2]之植物栽培用器具，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與葡萄糖溶液對向接觸後，自測定開始後第3日(72小時)的水/葡萄糖溶液之濃度(Brix%)之差為4以下的薄膜。

[2－4]如[2－1]~[2－3]中任一項之植物栽培用器具，其中上述無孔性親水性薄膜係於將植物體配置於該薄膜之內側(與水對向之面的相對側)並開始進行栽培之35日後，相對於上述植物體根部呈現5 g以上之剝離強度的薄膜。

[2－5]如[2－1]~[2－4]中任一項之植物栽培用器具，其中上述無孔性親水性薄膜，具有耐水壓為10 cm以上的不透水性。

[2－6]如[2－1]~[2－5]中任一項之植物栽培用器具，其中於上述儲液槽與無孔性親水性薄膜之間，配置有可於能夠容納於該儲液槽中之水或者養液上浮動的浮體構件。

[2－7]一種植物栽培方法，其特徵在於：使用至少包含用以容納水或者養液之儲液槽、可配置於該儲液槽中之水或者養液上之薄膜、以及自該薄膜之上方供給水或者養液之機構，且，上述薄膜之至少一部分係可與植物體根部實質性一體化的無孔性親水性薄膜之植物栽培用器具，將植物體配置於該器具中，並且，一面至少經由上述薄膜而使水或者養液接觸，一面栽培上述植物體。

[2－8]如[2－7]之植物栽培方法，其中於上述植物體與薄膜之間，配置植物保持用支持體。

[2－9]如[2－7]或[2－8]之植物栽培方法，其中於上述植物體與薄膜之間，配置覆蓋材料。

[2－10]如[2－7]~[2－9]中任一項之植物栽培方法，其中於上述儲液槽與無孔性親水性薄膜之間，配置可於能夠容納於該儲液槽中之水或者養液上浮動的浮體構件。

[2－11]如[2－7]~[2－10]中任一項之植物栽培方法，其中自上述儲液槽實質上僅將水分供給至植物體，直至上述薄膜與植物體實質上一體化形成為止，並當薄膜與植物體實質上一體化形成後，自上述薄膜之上方對植物體，根據需要將水或者養液供給至植物體。

[2－12]如[2－11]之植物栽培方法，其中自上述薄膜之上方對植物體，根據需要將水或者養液切換供給至植物體。

以下，根據需要，一面參照圖式一面對本發明加以更具體說明。以下揭示中表示量比之「份」及「%」，只要無特別限定，均為質量基準。

(各態樣之共有要素)首先，對本發明各態樣之共有要素加以闡述。於如此之各態樣中，只要無特別限定，則使用如此之「共有要素」。

(植物栽培用支持體)作為本發明中所用的植物栽培用支持體，並無特別限定，可使用通常所用的植物栽培用支持體。例如可列舉土耕栽培中所用的土壤、及水耕栽培中所用的介質。

例如，無機系中有天然砂、礫、浮石砂等，加工品(高溫煅燒等)中有岩棉、蛭石、珍珠石、陶瓷、碳化稻殼等。有機系中有天然泥炭苔、椰子殼纖維、樹皮介質、稻殼、泥炭苔、泥炭土等，及合成品之粒狀酚樹脂等。

亦可使用合成纖維布或不織布。不織布可使用包含聚酯、親水性聚酯、聚烯烴及尼龍等之不織布，基重(每1 m² 不織布之重量(g))為2~500 g，較好的是5~400 g，更好的是10~300 g。該等可單獨或者組合使用。又，可於不織布或者布上組合使用無機系、有機系之培土作為植物支持體34。可添加最小需要量的肥料及微量元素至該等土壤乃至介質中。

(吸水布)薄膜下側所使用的吸水布起到保持養液等並將養液等供給至薄膜中之作用。吸水布可較佳使用不織布或者布，不織布可使用包含聚酯、親水性聚酯、聚烯烴及尼龍等之不織布，基重(每1 m² 不織布之重量(g))為2~500 g，較好的是5~400 g，更好的是10~300 g。

(層狀隔離構件)(無孔性親水性薄膜)可較佳使用無孔性親水性薄膜作為本發明中所用的層狀隔離構件。尤佳使用於本發明中之無孔性親水性薄膜之特徵在於「可與植物體根部實質性一體化」。本發明中是否可「與植物體根部實質性一體化」，例如可藉由下述「一體化測試」進行判斷。

根據本發明者等之見解，發現作為「可與植物體根部實質性一體化」之薄膜，較好的是如下具備水分透過性/離子透過性平衡之無孔性親水性薄膜。

根據本發明者等之見解，推斷出如此具備水分/離子透過性平衡之薄膜中，因可易於在能夠進行栽培之植物生長(尤其根部生長)中實現較佳之水分/養分透過性平衡，故可與根部實質性一體化。

經推斷，於本發明中植物通過無孔性親水性薄膜以離子狀態吸收肥料，但如此使用的薄膜對鹽分(離子)透過性，對施予植物之肥料成份之量會產生影響。可較佳使用如下無孔性親水性薄膜，其於經由該薄膜使水與鹽水對向接觸後，具有自下述測定開始4日後的水/鹽水之電導度(EC)之差為4.5 dS/m以下的離子透過性。使用如此之薄膜時，易於供給對根部較佳之水或肥料溶液，促進該薄膜與根部之一體化。

該無孔性親水性薄膜，較好的是具有耐水壓為10 cm以上之不透水性。使用如此之薄膜時，可促進根部與薄膜之一體化。又，易於供給對根部較佳之氧及防止經由該薄膜而引起之病原菌污染。

(耐水壓)耐水壓可利用以JIS L1092(B法)為基準之方法而測定。作為本發明之薄膜1的耐水壓，為10 cm以上，較好的是20 cm以上，更好的是30 cm以上。

(水分/離子透過性)於本發明中，較好的是，上述無孔性親水性薄膜於經由該薄膜而使水與鹽水(0.5質量%)對向接觸後，自測定開始4日後水/鹽水於栽培溫度下所測定的電導度(EC)之差為4.5 dS/m以下。更好的是該電導度之差為3.5 dS/m以下。尤其好的是2.0 dS/m以下。該電導度之差較好的是以如下方式進行測定。

<實驗器具等>再者，本說明書之以下部分(亦包含實施例)中所用的實驗器具、裝置及材料，(只要無特別指定)如下述「實施例」之前的部分所示。

<電導度之測定方法>肥料通常以離子形態被吸收，故較理想的是把握溶解於液體中之鹽分(或離子)量。使用電導度(EC)作為測定該離子濃度之方法。EC亦稱為電導率，使用2片剖面積為1 cm² 的電極相距1 cm距離時的電導度之數值。單位使用西門子(S)且為S/cm，但因肥料養液之EC較小，故使用1/1000之mS/cm(國際單位體系中表示為dS/m(d為deci))。於實際測定中，於上述電導度之測定部位(感測器部位)上使用滴管少量滴入試料(例如溶液)，測定導電率。

<薄膜之鹽/水透過測試>將10 g市售之食鹽(例如，下述「伯方鹽」)溶解於2000 ml水中，製備0.5%鹽水(EC：約9 dS/m)。使用「篩網缽盤裝置」，並將需要測試之薄膜(尺寸：200~260×200~260 mm)載入篩網上，於該薄膜上添加150 g水。另一方面，於缽盤側添加150 g上述鹽水，再以食品用保鮮膜(聚偏二氯乙烯薄膜，商品名：Saran保鮮膜，旭化成公司製造)包裹所獲得的整個系統，防止水分蒸發。於該狀態下常溫放置，每24 hrs測定水側、鹽水側之EC。

於本發明中，就使經由薄膜之植物根部對養分(有機物)吸收變得容易之方面而言，上述薄膜較好的是顯示特定葡萄糖透過性。該葡萄糖透過性可藉由下述水/葡萄糖溶液之透過測試得到較佳評估。於本發明中，較好的是，上述薄膜於經由該薄膜使水與葡萄糖溶液對向接觸後，自測定開始後第3日(72小時)的水/葡萄糖溶液於栽培溫度中所測定的濃度(Brix%)之差為4以下。該濃度(Brix%)之差更好的是3以下，尤其好的是2以下(特別好的是1.5以下)。

<薄膜之水/葡萄糖溶液透過測試>使用市售之葡萄糖製備5%葡萄糖溶液。使用與上述鹽水測試相同的「篩網缽盤裝置」，將需要測試之薄膜(尺寸：200~260×200~260 mm)載於篩網上，並於該薄膜上添加150 g水。另一方面，於缽盤側添加150 g上述葡萄糖溶液，以食品用保鮮膜(聚偏二氯乙烯薄膜，商品名：Saran保鮮膜，旭化成公司製造)包裹所獲得的整個系統，防止水分蒸發。於該狀態下常溫放置，且每24 hrs以糖度計測定水側、葡萄糖溶液側之糖度(Brix%)。

(根部與薄膜之一體化)於下述實施例(4－1)之條件(使用蛭石)下進行測試。即，使用2株紅萵苣(本葉1片以上)，進行35日的植物生長測試。於所獲得的植物－薄膜系統中，於植物苗之根部切斷莖葉。以根部所密著的薄膜之莖大致成為中心之方式，將該薄膜切斷成寬度為5 cm(長度：約20 cm)，作為測試片。

於彈簧式手提秤上附上市售之夾子，使用夾子固定上述所得測試片之一，記錄彈簧式手提秤所示的重量(與測試片之自重對應＝A克)。繼而以手握住位於測試片中心的莖，向下方緩緩拉伸，自彈簧式手提秤之刻度讀取根部與薄膜分離(或者切斷)時的重量(荷重＝B克)。將該值減去初始重量所獲得的(B－A)充數作為寬度5 cm之剝離荷重(參照圖27)。

於本發明中，可較佳使用如此測定之剝離強度中相對於上述植物體根部顯示10 g以上之剝離強度的薄膜。該剝離強度更好的是30 g以上，尤其好的是100 g以上。

(一體化之意義)於本發明中，該薄膜與根部之「一體化」的定義．測定方法，作為原則，僅用於確認薄膜材質之情形(即，於上述栽培方法之薄膜與根部的「一體化」中，存在測定方法相異之情形)。

(由光學顯微鏡確認)如上所述，於本發明中，薄膜與植物根部之一體化，可以自根部所密著的薄膜剝離根部所必需之荷重大小進行評估，而此種一體化亦可由光學顯微鏡進行確認。例如，如圖39所示，於根部與薄膜之界面的光學顯微鏡照片中，觀察到根部與薄膜一體化後，根部實質上無間隙地覆蓋薄膜表面，由此確認薄膜與植物根部得以一體化。

(薄膜材料)只要滿足上述「可與根部實質性一體化」之性質，則於本發明中，能夠使用的無孔性親水性薄膜材料並無特別限定，可自公知材料中適當加以選擇使用。如此材料，通常可以薄膜或膜的形態加以使用。

更具體而言，作為如此之薄膜材料，例如可使用聚乙烯醇(PVA)、玻璃紙、醋酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素、聚酯等親水性材料。

上述薄膜之厚度亦無特別限定，通常較好的是300 μm以下左右，更好的是200~5 μm左右，尤其好的是100~20 μm左右。

根據本發明者等之見解，較理想的是，直至植物根部與薄膜一體化為止的養分，預先添加至薄膜上之植物栽培用支持體。

(養液)本發明中可使用的養液(乃至肥料溶液)並無特別限定。例如，先前之土耕栽培乃至養液土耕栽培中所使用的養液，均可用於本發明中。

通常，作為水或者養液對植物生長而言必不可少的無機成份，主要成份可列舉：氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)，微量成份可列舉：鐵(Fe)、錳(Mn)、硼(B)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉬(Mo)。

進而，除此之外，副成份有：矽(Si)、氯(Cl)、鋁(Al)、鈉(Na)等。亦可根據需要，於不實質性妨礙本發明效果之前提下，添加其他生理活性物質。進而，亦可添加葡萄糖等糖質、胺基酸等。

(灌溉機構)灌溉機構(例如點滴管)可用以將水或養液間歇性少量供給至培土或土壤等植物栽培用支持體，能夠一面發揮土壤所具有的緩衝功能一面進行栽培。例如為由水較為貴重的以色列所開發之點滴管(例如，亦稱為「滴管」)，可用作以點滴灌溉盡可能少量供給作物生長所必需的水及肥料之機構。

(細霧噴灑機構)設施栽培中僅僅進行夏季高溫對策之遮光或換氣澤仍顯不足，但進行冷卻，卻可能使能量成本上升。

因此，可配置細霧噴灑用機構27，對植物噴灑所謂細霧噴灑之粒子非常細的霧狀水，帶走空氣中之汽化熱進行冷卻。除冷卻目的以外，亦可藉由於水中添加肥料及/或者農藥進行噴灑，而兼具自葉面吸收肥料及/或者使農藥散播省力之作用。

(覆蓋構件)於本發明中，可較佳使用所謂的「覆蓋」。此處，所謂「覆蓋」係指用於為幫助植物生長而對根部或幹部等實施防寒．防乾燥等之薄膜狀或板狀等材料。使用如此覆蓋之情形時，可獲得使水分有效利用性得以提高之優點。

即，於本發明之系統中，自養液等移動至層狀隔離構件中的水或養分，存在除了由與層狀隔離構件一體化的植物根部直接吸收之外，亦自層狀隔離構件表面蒸發成水蒸氣之傾向。為使如此蒸發的水蒸氣盡可能不散失於大氣中，而可以覆蓋構件覆蓋土壤表面。可藉由以覆蓋構件進行覆蓋，而使水蒸氣凝結於層狀隔離構件上的覆蓋構件表面或植物栽培用支持體表面，並作為水加以利用。

(本發明第1態樣)

基於該態樣的植物栽培系統至少包含：用以容納水或者養液之水槽、可設於上述水或者養液上之托盤、以及自托盤上方點滴供給水或者養液之機構。

根據本發明第1態樣，提供一種植物栽培系統，其係利用養液點滴管作為自托盤上方點滴供給水或者養液之機構者。

根據該第1態樣，進而提供一種植物栽培系統，其係自水分蒸發抑制構件(覆蓋構件)之上方適當供給水及/或肥料者。

根據該第1態樣，進而提供一種植物栽培系統，其係於水分蒸發抑制構件上，實施有與養液點滴管平行之狹縫者。

進而本發明者等發現如下全新現象：特定之無孔性親水性薄膜(例如高分子製薄膜)能夠與植物根部實質性一體化。基於如此見解進一步深入研究之結果亦發現如下現象：經與該薄膜實質性一體化之植物根部，可經由薄膜，以植物成長所必需的程度吸收與薄膜接觸的水溶液中之肥料成份及水。進而亦發現：根部與薄膜一體化後，需要經由薄膜吸收水及肥料成份，故產生大量根毛，藉此可有效吸收位於根部附近之水、肥料成份、空氣等。

根據本發明第1態樣，提供一種植物栽培系統，其係使用上述特定的無孔性親水性薄膜作為設置於上述托盤之至少底面上的層狀隔離材者。

根據該第1態樣之植物栽培系統，提供一種可進行如下自動化處理之植物栽培系統及植物栽培方法，將植物栽培處經單元化處理之托盤配置於養液等水面上，並隨著時間變化，托盤會移動水槽，一面自覆蓋構件之上方間歇性灌溉養液等，一面進行栽培。

根據該第1態樣，提供一種植物栽培方法，其係將栽培床之水槽進行若干分割，根據栽培階段進展而使栽培床之水槽的養液組成產生變化者。

根據該第1態樣，提供一種植物栽培方法，其係亦根據栽培階段進展，使由點滴管進行灌溉之溶液之組成以及使用量產生變化者。

根據該第1態樣，提供一種植物栽培方法，其同樣於每個栽培階段使自然光以及人工光之種類或使用量產生變化者。

(第1態樣之優點)於具有上述構成的本發明第1態樣之植物栽培系統及植物栽培方法中，因將活動型托盤用作栽培單元，故於經管理的育苗室等中對該單元進行植物體種子之播種或苗之培植，並將培植有植物體的該栽培單元配置於水槽之養液等上方，藉此，培植於該栽培單元中的植物體移動於水槽上，一面自上方接受養液點滴等之灌溉一面得到栽培，故可使植物栽培自動化。

根據本發明第1態樣之植物栽培系統，因托盤以大面積接觸水槽養液等，故可藉由控制水槽溫度，而易於控制容納於托盤中的植物體之根圏溫度。

根據本發明第1態樣之植物栽培系統，由於藉由配置於托盤底面中的層狀隔離材，而使植物根部不會浸漬於水槽中之養液等中，故不會使植物根部出現缺氧。

根據本發明第1態樣之植物栽培系統，因托盤作為栽培單元於每個栽培階段中進行移動，故可固定各栽培階段中的操作場所，實現省力化。

進而，根據本發明第1態樣，因於托盤上僅使用極少量的培土，故易於進行更換，不會受到連作障害、土壤農藥污染、對土壤之鹽分累積等的影響。

進而，根據本發明第1態樣，供給至托盤下之養液等的水及養分、供給至托盤上的水及養分之量，均為極少量乃至為零，地下水污染、及對大地土壤表層之鹽分累積之所謂環境方面，進而，貴重水資源之有效利用、肥料使用量之降低等之所謂栽培成本方面極為有利。

進而，根據本發明第1態樣，藉由每個栽培階段中使托盤下養液等之濃度產生變化，及於嚴密控制用量及時間的狀態下自托盤上供給少量水或者養液，進而於栽培後期僅供給水，而可易於大幅降低栽培植物中之硝酸態氮之量。

進而，於本發明第1態樣之植物栽培系統中，可藉由使用特定的無孔性親水性薄膜作為層狀隔離材，而極其易於對能夠進行栽培之植物進行水分應力控制，使該植物高品質化。

又，本發明第1態樣之植物栽培系統中，使用特定的無孔性親水性薄膜作為層狀隔離材之情形時，因植物根部不與托盤下之養液等直接接觸，故即使該養液受到病原微生物、病原菌污染，亦會由於微生物、細菌無法透過該薄膜，而不會接觸根部，故可避免植物污染。

以下，對本發明第1態樣之具體例加以闡述。

(植物栽培系統)本發明之植物栽培系統，其特徵在於：於設置於水槽之水或者養液上的托盤上配置植物支持體，並於托盤上方配置灌溉機構(點滴管等)，由此栽培植物。於該態樣中，亦可一面於水槽內移動托盤，一面栽培植物。考慮到該托盤浮於水或者養液上，且易於移動，故較好的是該托盤為「船式」。

圖1係表示本發明之植物栽培方法之一個基本態樣的模式圖。參照圖1，該態樣之植物栽培系統係於托盤1上設有蒸發抑制構件9。於蒸發抑制構件9上配置至少2種狹縫，即，植物栽培用狹縫11以及灌溉用狹縫10。使托盤1浮於水槽3之養液等4上，於灌溉用狹縫10之上方配置點滴管2。托盤1可與點滴管2平行地移動。

(托盤)圖2係表示本發明之植物栽培系統之托盤1的構成之模式圖。參照圖2，於該構成中，於托盤1底面配置有小孔6，於其上配置層狀隔離構件7以及植物栽培用支持體8，於植物栽培用支持體8上配置有蒸發抑制構件(覆蓋構件)9。可藉由於覆蓋構件上配置灌溉用狹縫10以及植物栽培用狹縫11，而獲得如下優點：即使托盤1移動於栽培床之中，亦可自植物栽培用支持體8之上部有效供給養液等。

托盤1之材質、厚度等亦無特別限定，若適當選自可使托盤1浮於養液等4上之材料(例如，比重小於養液等4的材料)而構成，則可使托盤浮於養液等4上使用。即使為比重大於養液等4的材料，亦可藉由使托盤1構成為托盤1整體小於養液等4之比重(例如不滲入水之箱狀)，或於托盤上設置框體使之懸浮於水槽上而得以使用。

又，托盤1可為能夠浮於養液等4上之框體結構。即，可為托盤之底面大部分由層狀隔離構件7所構成之態樣。

亦可根據需要，使托盤1載於由可浮於養液等4上之材料構成的浮體構件上。

又，可採用使養液等4與層狀隔離構件7易於接觸的機構。作為如此之機構，例如可於浮體構件上開1個以上狹縫狀或者圓形、橢圓形、多邊形、星形以及其他形狀之孔。

或者，考慮到層狀隔離構件7上所受到之荷重，亦可於浮於養液等4上之狀態下，調節浮體構件之浮力等，使得浮體構件表面之水準接近於養液等4之表面水準。

又，亦可於浮體構件上被覆包含不織布之吸水層，並自浮體構件之端部使吸水層浸入水槽之養液中，經由吸水層將水槽之養液供給至層狀隔離構件。

例如，作為托盤1及浮體構件之材質，就輕型化、易成形性及低成本之方面而言，可較佳使用：聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯等通用塑膠之發泡體或該等塑膠之板狀產品。

(其他托盤)圖3係表示本發明之植物栽培系統的其他托盤1之模式圖。參照圖3，該構成係於托盤1之底面未開設小孔，且未配置層狀隔離構件。於圖3之構成中，上述以外之構成與圖2相同。於該情形時，水槽之養液等與托盤上之植物體完全隔離，故主要藉由自上部進行灌溉而對植物體供給水分或養分。

(層狀隔離構件)本發明中所用的層狀隔離構件，若可將水槽中之養液等與植物栽培用支持體隔離，則可無特別限定地加以使用。例如，可使用與構成托盤之材料相同的聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯等通用塑膠之發泡體或該等塑膠之板狀產品。

就托盤上之植物體可利用位於托盤下之水槽中之養液等之觀點而言，較好的是層狀隔離構件係可透過乃至吸收水之材料。作為可透過水且可防止植物根部貫通的層狀隔離構件，可使用由聚酯纖維等緻密編織的稱為防草層等且對植物根部顯示抗貫通性的布狀層。

(栽培系統)於本發明中，只要具有上述構成，則能夠與其組合使用的栽培系統並無特別限定。以下闡述用以達成作為本發明之栽培系統之特徵的托盤栽培之自動化，減輕連作障害、農藥污染、地下水污染、鹽分對土壤表層累積等，及栽培植物之高品質化，低硝酸態氮化等之較佳栽培系統之態樣。

(較佳系統)參照圖1之模式圖，於該態樣中，於栽培床3配置養液等4，於空中配置灌溉機構(點滴管)2，但使其位置位於養液等落入至托盤1之灌溉用狹縫10之位置上。

可實施如下機構，於點滴管2與托盤1之灌溉用狹縫10之間，配置帶狀或布狀材料，自點滴管2將養液等準確引導至托盤1之灌溉用狹縫10中。

將種子播種於托盤1之植物栽培用狹縫11中，並例如於多段式發芽、育苗室中進行育苗。將載有已生長之苗的托盤1移動至栽培床3之養液等4中，並依序排列托盤1。

例如，於30日收穫之植物之情形時，若使栽培床3之長度達到托盤1之長度方向之長度的30倍，每天放置1個托盤1並推動前一個托盤1，則於30日後將到達栽培床之端部。即，可每日收穫1個托盤1。

可獲得之優點如下，可由用以將水或者養液間歇性供給至層狀隔離構件7上之灌溉機構2(點滴管)，將用量經控制之水或養液供給至植物栽培用支持體8(土壤等)，於植物經由層狀隔離構件7所攝取的水或者肥料成份不足之情形時，補充水或養液。

(第1態樣之優點)可藉由使用具有上述構成之本發明之栽培系統，而於利用養液土耕栽培來栽培植物體時，於活動托盤1上使用少量的植物支持體8，自播種育苗處，於育苗後將植物體移動至栽培床3。又，可於栽培床中於每個栽培階段中移動托盤1，使植物栽培能夠得以自動化。

又，由於層狀隔離構件上使用極少量的植物支持體8，故易於更換，且不受連作障害、土壤之農藥污染、鹽對上壤累積等的影響。

又，供給至層狀隔離材下之養液等4的水及養分、供給至層狀隔離構件7上的水及養分之量，因位於栽培床3之所謂封閉區域中，故於地下水污染、鹽對大地土壤表層之累積之環境方面，進而因使用量均極少量乃至為零，故於貴重水資源之有效利用、肥料使用量降低等之栽培成本方面上極為有利。

又，可藉由本發明之植物栽培系統及植物栽培方法，而極其易於對能夠進行栽培之植物進行水分應力之控制，使該植物實現高品質化。

進而，根據本發明，於嚴密控制用量及時間之狀態下，藉由層狀隔離材7下之養液等4之濃度變化，而自覆蓋構件9之上方供給少量養液，並於栽培後期僅供給水，藉此可易於大幅降低栽培植物中之硝酸態氮之量。

於本發明中為改變上述層狀隔離構件下之養液4之濃度，而可準備容納不同濃度之養液4的多個水槽，於單獨之水槽間使托盤移動。

(本發明第2態樣)

繼而，對本發明第2態樣加以闡述。

(未設置水槽之態樣)於本發明中，即使於不設置容納水或者養液之水槽，作為將水或者養液供給至上述「薄膜」中之機構的態樣中，亦可進行植物之有效栽培。

本發明第2態樣之植物栽培系統，其特徵在於：能夠進行栽培之植物體至少位於如下無孔性親水性薄膜上，該無孔性親水性薄膜配置於不透水性材料，或者設置於不透水性材料上之吸水性材料上，且可與根部實質性一體化。

根據本發明第2態樣，提供一種植物栽培系統，其特徵在於：藉由灌溉機構，將水或者養液供給至配置於不透水性材料與無孔性親水性薄膜之間的吸水性材料。

根據本發明第2態樣，進而提供一種植物栽培系統，其係於該無孔性親水性薄膜上配置植物栽培用支持體及植物體，以栽培上述植物體者。

根據本發明第2態樣，進而提供一種植物栽培系統，其係於該無孔性親水性薄膜上配置不使植物體及水蒸氣通過的覆蓋薄膜或覆蓋構件，以栽培上述植物體者。

根據本發明第2態樣，進而提供一種植物栽系統培，其係於植物體根部與該無孔性親水性薄膜實質性一體化後，自該薄膜上方適當供給水及/或肥料者。

(第2態樣之優點)具有上述構成之本發明第2態樣的植物栽培系統，可提供一種價廉的栽培系統，其無需先前養液栽培中收納養液的水槽，進而無需花費大量費用的水槽設置工程。

進而，根據本發明第2態樣，植物根部與大地土壤由不透水性材料隔離而不直接接觸，因此即使大地土壤受到病原微生物、病原菌污染，微生物、細菌亦無法透過該薄膜，故不會接觸根部，可避免連作障害等植物污染。

進而，根據本發明第2態樣，即使大地土壤受到殘留農藥等污染，亦會因大地土壤與根部由不透水性材料隔離，故使得植物污染得以減輕。

進而，根據本發明第2態樣，位於大地土壤之上的不透水性材料，即使養液等供給至設於該薄膜與無孔性親水性薄膜之間的吸水性材料，亦會阻止該養液向大地土壤中移動，防止鹽分累積、地下水污染，同時使貴重水資源之有效利用、肥料使用量降低等之栽培成本降低。

又，即使於大地土壤之表層出現鹽分累積，亦會因不透水性材料，而不會直接與根部接觸，使鹽分累積不會對植物生長造成較大影響。

進而，可藉由本發明第2態樣之植物栽培系統，而極其易於對能夠進行栽培之植物進行起因於無孔性親水性薄膜的水分應力之控制，使該植物實現高品質化。

進而，根據本發明第2態樣，可藉由如下方法而易於大幅降低栽培植物中之硝酸態氮之量，亦即，僅將水主要供給至無孔性親水性薄膜下方，並於嚴密控制用量及時間之狀態下自該薄膜上供給少量養液，且於栽培後半期僅供給水之方法，或者將養液供給至無孔性親水性薄膜下方，並自該薄膜上僅供給水之方法。

於本發明第2態樣之系統中，對無孔性親水性薄膜下方供給水或者養液，及對該薄膜上方供給水或養液時，考慮到便於控制，較佳使用有點滴管。

(第2態樣之具體例)以下，對本發明第2態樣之具體例加以闡述。

(植物栽培系統)本發明第2態樣之植物栽培系統並未設置容納水或者養液之水槽，而使用將水或者養液供給至無孔性親水性薄膜中之機構，於該薄膜上栽培植物。

圖4係表示本發明第2態樣之植物栽培系統的一個基本態樣之模式剖面圖。參照圖4，該態樣之植物栽培系統，於不透水性材料22上配置有能夠配置植物體的無孔性親水性薄膜21。

(其他態樣1)圖5係表示本發明第2態樣之植物栽培系統的其他態樣之模式剖面圖。

參照圖5，於該態樣中不透水性材料22表層上配置有灌溉機構23(例如點滴管)，並夾持吸水性材料28(不織布等)而配置有無孔性親水性薄膜21。可藉由配置如此之灌溉機構23，而獲得將養液有效供給至無孔性親水性薄膜21中之優點。

(追加性機構)於圖5之態樣中，可根據需要，於無孔性親水性薄膜21之上方配置使土壤等植物栽培用支持體24及/或水蒸氣無法通過或者對其等具有低透過性的蒸發抑制構件25(例如，下述覆蓋材料)。藉由配置如此之蒸發抑制構件25，而使自無孔性親水性薄膜21蒸發至大氣中的水蒸氣凝結於蒸發抑制構件25表面或植物栽培用支持體24中，作為水由植物加以利用。又，可藉由於無孔性親水性薄膜21之下方設置如不織布般之吸水性材料28，而將養液均勻供給至無孔性親水性薄膜中。

進而，可根據需要，於無孔性親水性薄膜21之上方配置用以間歇性供給水或者養液的灌溉機構26(例如，點滴管)。可藉由配置如此之灌溉機構26，而獲得於植物經由無孔性親水性薄膜而攝取的水或者肥料成份不足之情形時，可補充水或者養液之優點。

進而，可根據需要，於包含無孔性親水性薄膜21之栽培區域之上部配置細霧噴灑用機構27(例如閥)，間歇性噴灑水、養液或者農藥稀釋液。可藉由配置如此之細霧噴灑用機構27，而獲得如下優點：利用水的間歇性噴灑而尤其於夏季進行冷卻、利用養液噴灑而使環境冷卻、以及利用葉面散播而供給肥料成份、利用調配有農藥的水或者養液之噴灑進行農藥散播等能夠實現自動化。於圖25之構成中，上述以外之構成與圖4相同。

(其他態樣2)圖6係表示本發明第2態樣之植物栽培系統的其他態樣之模式剖面圖。

參照圖6，於該態樣中，如壟狀高出周圍而隆起之不透水性材料22配置於例如大地土壤上，並於其上設置無孔性親水性薄膜21，再沿著壟之側面使該薄膜21之端部下降。為了保護配置於該薄膜21之上的植物栽培用支持體24(例如土壤等)不會跌落至周圍，而配置以塑膠或木等製造的植物栽培用支持體保持框29，於該框29與該薄膜21之間設置使水通過的間隙。藉此，即使於不具有塑料溫室等防雨機構之室外，亦可於降雨時自無孔性親水性薄膜21上放掉過量之水，與溫室等設施內相同地栽培植物。於圖6之構成中，上述以外之構成與圖25相同。

(栽培系統)於本發明第2態樣中，只要具有上述構成，則能夠與其組合使用的栽培系統並無特別限定。以下闡述作為本發明第2態樣之栽培系統之特徵的較佳栽培系統之態樣，其無需高價的栽培用水槽、座架及水準校正工程，便可實現減輕連作障害、農藥污染、地下水污染、鹽分對土壤表層累積等，及使栽培植物高品質化，低硝酸態氮化等。

(較好的栽培系統－1)參照圖5之模式剖面圖，於該態樣中，藉由灌溉機構23(例如，點滴管)而供給至不透水性材料22上、或者其上之吸水性材料28的水或者養液，移動至配置於不透水性材料22上的無孔性親水性薄膜21中。植物體根部將移動至薄膜21中的水及養分加以吸收進行生長。

可根據需要，於薄膜21之上方配置用以間歇性供給水或者養液的灌溉機構26(例如，點滴管)。可藉由設置如此之灌溉機構26，而獲得如下優點：可將用量經控制之水或養液供給至植物栽培用支持體24(例如土壤等)，並於植物經由薄膜21所攝取的水或者肥料成份不足之情形時，能夠補充水或養液。

又，可配置使水蒸氣無法通過、或者低透過性的蒸發抑制構件25(例如，覆蓋材料)。藉由配置如此之蒸發抑制構件25，而使自薄膜21蒸發至大氣中的水蒸氣凝結於蒸發抑制構件25表面或植物栽培用支持體24(例如土壤等)中，作為水被植物利用。

進而，可根據需要，於薄膜21之上部配置細霧噴灑用機構27(例如閥)，間歇性噴灑水、養液或者農藥稀釋液。可藉由配置如此之細霧噴灑用機構27，而獲得如下優點：利用水的間歇性噴灑而尤其於夏季進行冷卻、利用養液噴灑而使環境冷卻、以及利用葉面散播而供給肥料成份、利用調配有農藥的水或者養液之噴灑進行農藥散播等能夠實現自動化。

(較佳之栽培系統－2)於本發明第2態樣中，為實現降低植物體之特定成份(例如，硝酸態氮)，基本而言，較好的是(為避免養分累積)自無孔性親水性薄膜21之上方僅供給水。其中，為了促進該薄膜與根部之「一體化」，較好的是自該薄膜21之下方供給養液。

於無孔性親水性薄膜21與根部之「一體化」完成之前，若自該薄膜上過量添加水分，則植物吸收薄膜上易於獲取之水分，使獲取來自該薄膜下方之水分的必要性降低，其結果存在根部難以與該薄膜一體化之傾向。因此，直至根部與該薄膜一體化為止，自該薄膜上方添加過量之水分欠佳。

另一方面，於根部與無孔性親水性薄膜一體化後，可適當自該薄膜上方施加水分/養分。

(本發明第2態樣之優點)藉由使用具有上述構成之本發明第2態樣之栽培系統，即使無養液栽培中之高價水槽、座架等，又，即便省略煩雜的水準校正工程等，亦可避免由土壤中之病原菌或線蟲等引起的連作障害、由土壤中之殘留農藥引起的植物污染等。

進而，即使於土壤表層出現鹽分累積，亦由於不直接與根部接觸，故不會對植物生長造成影響。又，於本發明第2態樣之系統中，大地土壤由不透水性材料22覆蓋，供給至該薄膜上的水、養液不會滲漏到土壤中，故可防止土壤、地下水等受到肥料污染。進而，於可易於藉由無孔性親水性薄膜而控制對植物的水分供給，而使糖度等營養成份變高之方面，亦可提昇植物品質。

先前之土耕、養液土耕栽培中，供給至大地土壤中之肥料成份廣泛分散於土壤中，即使於栽培之最後階段更換為僅供給水，亦難以降低土壤中之肥料濃度，故難以降低殘存於植物體中之硝酸態氮。又，養液栽培中，實際上亦難以於栽培中途將水槽中之養液更換為水。

本發明第2態樣之栽培系統中，存在植物體之無孔性親水性薄膜21上之客土非常少，供給至該薄膜上的養液或者水亦可為少量，故可於栽培階段中將養液僅變換為水，因此可極其簡便地降低殘存於植物體中之硝酸態氮。

(本發明第3態樣)

繼而，對本發明第3態樣加以闡述。

基於本發明第3態樣之植物栽培系統，其特徵在於：於用以容納水或者養液之水槽、及一面自上述水槽將水或者養液供給至薄膜底面一面進行傳送的該薄膜上，栽培植物。

根據本發明第3態樣，提供一種植物栽培系統，其係卷成輥狀之上述薄膜連續供給至水槽中，並自播種或者植苗階段直至收穫為止傳送於作為栽培床的水槽中。

根據本發明第3態樣，提供一種植物栽培系統，其係於薄膜上配置有植物栽培用支持體者。

根據本發明第3態樣，進而提供一種植物栽培系統，其係於植物支持體上配置有水分蒸發抑制構件(覆蓋構件)者。

根據本發明第3態樣，提供一種植物栽培系統，其係可藉由灌溉機構自上部將水或者養液灌溉至植物栽培用支持體中者。

進而本發明第3態樣發明人等發現如下全新現象：特定之無孔性親水性薄膜(例如高分子製薄膜)可與植物根部實質性一體化。基於如此之見解進一步深入研究之結果亦發現如下現象：與該薄膜實質性一體化後之植物根部可經由薄膜，吸收植物成長所必需之接觸於薄膜的養液中之肥料成份及水。進而亦發現：根部與薄膜一體化後，需要經由薄膜吸收水及肥料成份，故產生大量根毛，藉此可有效吸收位於根部附近之水、肥料成份及空氣等。

根據本發明第3態樣，提供一種植物栽培系統，其係使用上述特定之無孔性親水性薄膜作為上述薄膜者。

根據本發明第3態樣之植物栽培系統，提供一種可使如下情形自動化之植物栽培系統及植物栽培方法，將上述薄膜配置於養液等水面上，並隨著時間變化，使該薄膜一面移動於水槽中，一面進行栽培。

又，提供一種植物栽培方法，其係將栽培床之水槽分割成若干個，並根據栽培階段進展而使栽培床之水槽的養液組成產生變化者。

又，提供一種植物栽培方法，其係亦根據栽培階段進展，使由灌溉機構(例如點滴管)進行灌溉之溶液之組成以及用量產生變化者。

提供一種植物栽培方法，其係同樣於每個栽培階段中使自然光以及人工光之種類或量產生變化者。

(第3態樣之優點)於具有上述構成的本發明第3態樣之植物栽培系統及植物栽培方法中，卷成輥狀的上述薄膜連續供給至水槽中，自播種或者植苗階段直至收穫為止傳送於作為栽培床之水槽中。可於薄膜上栽培植物體，並一面於水槽上進行移動，一面根據生長階段改變栽培條件，並且自播種或者植苗直至收穫為止可連續進行，使自動化得以實現。

根據本發明第3態樣之植物栽培系統，因植物根部密著於薄膜，故可藉由加溫或者冷卻位於薄膜下方之養液等，而有效控制植物體之根圈溫度。因此，無需對生長空間之整體進行嚴密的溫度.濕度控制即空調，便可進行植物栽培。

根據本發明第3態樣之植物栽培系統，藉由薄膜，而使植物根部不會浸漬於水槽中之養液等，故植物根部不會出現缺氧。因此，無需對養液等提供溶氧，故無需經常循環養液，可極大減少養液等之使用量，因此可減少設備投資及運作經費。

根據本發明第3態樣之植物栽培系統，因無需使用栽培板，故植物栽培系統無需移動及排列栽培板，變得較為簡便，因此可減少經費。

進而，根據本發明第3態樣，亦可使用極少量培土，故每次栽培可使用無污染之培土，不致受到連作障害、土壤之農藥污染、鹽對土壤累積等之影響。

進而，根據本發明第3態樣，供給至薄膜下方之養液等的水及養分，用量極少，且排出量較少，環境負載較低，進而於貴重水資源之有效利用、肥料使用量之降低等栽培成本方面上極為有利。

進而，根據本發明第3態樣，可藉由每個栽培階段中使薄膜下方之養液等濃度產生變化，及於嚴密控制用量及時間之狀態下自薄膜上方供給少量水或者養液，進而於栽培後期僅供給水，而易於大幅降低栽培植物中之硝酸態氮之量。

進而，於本發明第3態樣之植物栽培系統中，可藉由使用特定之無孔性親水性薄膜，而極其易於對能夠進行栽培之植物進行水分應力之控制，使該植物實現高品質化。

又，於本發明第3態樣之植物栽培系統中，於使用特定之無孔性親水性薄膜之情形時，由於植物根部與薄膜下方之養液等不會直接接觸，故即使該養液受到病原微生物、病原菌之污染，微生物、細菌亦無法透過該薄膜，因此不會接觸於根部，可避免植物污染。

(植物栽培系統)本發明第3態樣之植物栽培系統，其特徵在於：將薄膜連續供給至水槽之水或者養液，並一面使薄膜於水槽內移動，一面栽培植物。

圖7係表示本發明第3態樣之植物栽培方法的一個基本態樣之側視圖。參照圖7，該態樣之植物栽培系統係自卷成輥狀之薄膜連續拉出的薄膜32傳送於水槽31之養液等33之液面上，再經過數種水槽31而被捲取的態樣。

圖8係表示本發明第3態樣之植物栽培系統的其他態樣之側視圖。參照圖8，該態樣中，除輥狀薄膜32外，同樣利用輥將吸水布34供給至薄膜32下方，並與薄膜32一併傳送於水槽31之養液等33的液面上，再經過數種水槽31而被捲取。薄膜32下方之吸水布34具有汲取養液等，並將其供給至薄膜32之作用。

圖9係表示本發明第3態樣之植物栽培系統的其他態樣之側視圖。參照圖9，該態樣中，除輥狀薄膜32外，同樣利用輥將包含不織布或者布之植物支持體40供給至薄膜32上方，並與薄膜32一併傳送於水槽31之養液等33的液面上，再經過數種水槽31而被捲取。薄膜32上方之不織布或者布可起到植物支持體40之功能。

圖7之基本態樣可單獨使用，或者與圖8之基本態樣組合使用，或者與圖9之基本態樣組合使用、或者與圖8及圖9之基本態樣組合使用。

位於多個水槽31中之養液等33分別可使用成份及濃度因生長階段不同而不同者。

圖10及圖11係表示自薄膜之拉出步驟直至捲取步驟為止的傳送方式之模式圖或模式剖面圖。於水槽31中，為加溫或者冷卻養液等33，而可配置使熱水或者冷卻水通過的加熱．冷卻軟管35。

參照圖10，1)係使薄膜32傳送於水槽31之養液等33的液面上之方式；2)係使浮體36浮於水槽31之養液等33的液面上，並將薄膜32載於浮體36上進行傳送之方式；3)係使薄膜32載於配置於水槽31之養液等33之液面附近的滾子或者傳送帶37上進行傳送之方式。

參照圖11，(4)係使薄膜32載於配置於水槽31之養液等33之液面附近的履帶(註冊商標)38上進行傳送之方式；(5)係使薄膜32載於配置於水槽31之養液等33之液面上方的輥39上進行傳送之方式。

將輥39配置於液面之上方之原因在於：將薄膜32配置於液面上方的水槽壁面之上方，使薄膜32懸垂於水槽31外側。藉此，根部不會滯留於薄膜32端部，因存在餘隙，而使根部貫通薄膜之情形得到緩解。又，可將灌溉過剩之養液等排出至薄膜32外。

傳送薄膜32之力由下述力作用：1)薄膜之捲取力，2)使養液等33流動至下游之力，3)由滾子．傳送帶37、履帶(註冊商標)38或者輥39之動力所作用之力。

圖12係表示自薄膜32上部灌溉養液等之方法的模式圖。

參照圖12，1)表示若干種如下方法：於薄膜32向上凹之狀態時，對作為植物支持體40的不織布或者布進行灌溉之方法。2)係表示於薄膜32向上凸之狀態時進行灌溉之方法。可藉由使薄膜32向上凸，而防止由於植物根部向外伸出而貫通薄膜32，同時將灌溉過剩的養液等自薄膜32側面向外排出。

(栽培系統)於本發明第3態樣中，只要具有上述構成，則能夠與其組合使用的栽培系統並無特別限定。以下闡述作為本發明第3態樣之栽培系統之特徵且用以實現如下情形之較佳栽培系統之態樣，其利用薄膜之連續拉出而使栽培自動化，減輕連作障害、農藥污染、地下水污染、鹽分對土壤表層累積等，及使栽培植物高品質化，低硝酸態氮化等。

1 水槽(栽培床)2 薄膜33 養液或者水34 不織布35 加熱．冷卻軟管36 浮體37 滾子或者傳送帶38 履帶(註冊商標)39 輥40 植物支持體41 灌溉機構(點滴管)42 蒸發抑制構件(覆蓋材)43 拉出步驟44 調整．播種．發芽．種植步驟45 生長步驟46 後處理步驟47 收穫．捲取步驟

(較佳系統)圖13及圖14表示，拉出輥狀薄膜32及作為植物支持體40之不織布，使其浮於水槽31之養液33的液面上，進行播種生長，直至收穫及捲取為止的各步驟之模式圖。即，參照圖13，1)拉出步驟43係拉出輥狀薄膜32及植物支持體40(不織布)之步驟。

2)調整步驟44係使拉出後之薄膜32及植物支持體40(不織布)浮於水槽31之養液33的液面上，並使其混為一體之步驟。亦可藉由該步驟進而使植物支持體40(培土)載於薄膜32或者植物支持體40(不織布)上方。

3)播種步驟44係手動或者自動進行播種之步驟。亦可藉由該步驟進行植苗。

4)發芽步驟44係為防止急遽乾燥而於濕度經控制的空間進行發芽之步驟。

參照圖14，5)生長步驟45係使作物生長到特定大小為止之步驟。

6)後處理步驟46係將經區分的水槽31之養液製成水或者低養液濃度、或者無硝酸離子混入之溶液，使硝酸態氮減少之步驟。

7)收穫步驟47係手動或者自動收穫生長成熟之作物之步驟。

8)捲取步驟47係捲取薄膜32及不織布40之步驟。

參照圖13及圖14，例如於30日收穫之植物的情形時，若使栽培床(水槽)1之長度為30 m，且1日平均拉出1 m之薄膜32，則30日後到達栽培床之端部。即，可每日收穫1 m。

參照圖12，能夠獲得如下優點：可自用以間歇性將水或者養液供給至植物支持體40上方的灌溉機構41(點滴管)，將用量經控制之水或養液供給至植物栽培用支持體40(土壤等)，且於植物經由薄膜32所攝取的水或者肥料成份不足之情形時，能夠補充水或養液。

(本發明第3態樣之優點)可藉由使用具有上述構成的本發明第3態樣之栽培系統，而將卷成輥狀之薄膜一面拉出一面傳送於水槽中之水或者養液上方，並將收穫後之薄膜捲取成輥狀，自投入培土、播種、植苗直至生長、收穫為止進行連續栽培，故可易於使植物栽培自動化。

又，供給至薄膜32下方之養液等33的水及養分、供給至薄膜32上方的水及養分之量，因位於栽培床31之所謂封閉區域中，故於地下水污染、鹽對大地土壤表層累積之環境方面，進而因使用量均為極少量乃至為零，故於有效利用貴重水資源、降低肥料使用量等栽培成本方面極為有利。

又，可藉由本發明第3態樣之植物栽培系統及植物栽培方法，而極其易於對能夠進行栽培之植物進行水分應力之控制，使該植物實現高品質化。

進而，根據本發明第3態樣，於嚴密控制用量及時間之狀態下，藉由薄膜32下方之養液等33之濃度變化，自薄膜32上方供給少量水或者養液，並於栽培後期將水或者不含硝酸離子之養液供給至薄膜下方，藉此可易於大幅降低栽培植物中之硝酸態氮之量。

於本發明第3態樣中，為了使上述薄膜32下方之養液33的濃度產生變化，而可準備有容納不同濃度養液3之多個水槽，使薄膜移動於單獨水槽之間。

(本發明第4態樣)

以下，對本發明第4態樣加以闡述。

本發明第4態樣之植物栽培方法，其特徵在於：能夠進行栽培之植物體至少位於配置於土壤上或者土壤中且可與根部實質性一體化的薄膜上。

根據本發明第4態樣，進而提供一種植物栽培方法，其係能夠進行栽培之植物體至少位於配置於土壤上且可與根部實質性一體化的薄膜上，並於該薄膜上配置植物栽培用支持體及植物體，以栽培上述植物體。

根據本發明第4態樣，進而提供一種植物栽培方法，其係能夠進行栽培之植物體至少位於配置於土壤上且可與根部實質性一體化的薄膜上，於該薄膜上配置植物體及水蒸氣無法通過的覆蓋薄膜或覆蓋構件，以栽培上述植物體。

根據本發明第4態樣，進而提供一種植物栽培方法，其係為促進植物體根部與薄膜實質性一體化，而將水及/或肥料供給至薄膜下之大地土壤中，以栽培植物。

根據本發明第4態樣，進而提供一種植物栽培方法，其係於植物體根部與薄膜實質性一體化後，自薄膜上方適當供給水及/或肥料。

(第4態樣之優點)於具有上述構成的本發明第4態樣之植物栽培方法中，植物根部與大地土壤由薄膜隔離，不會直接接觸，因此即使大地土壤受到病原微生物、病原菌污染，因微生物、細菌無法透過該薄膜，故亦不會接觸於根部，因此可避免連作障害等植物污染。

進而，根據本發明第4態樣，即使大地土壤受到殘留農藥等污染，因大地土壤與根部由薄膜隔離，故亦可減輕植物之污染。

進而，根據本發明第4態樣，位於大地土壤上之薄膜，具有阻礙大地土壤中之水蒸發至大氣中之效果，可減輕鹽分向大地土壤表層中移動、累積。

尤其，於該薄膜上配置有植物栽培用支持體或阻斷水蒸氣之覆蓋薄膜之情形時，可更強力發揮該效果。又，即使大地土壤表層存在鹽分累積，但因薄膜之存在，故亦不會直接接觸於根部，且因植物經由薄膜而僅吸收利用有效成份，故鹽分累積不會對植物生長造成較大影響。

進而，根據本發明第4態樣，供給至薄膜下之大地土壤中的水及養分、及供給至薄膜上的水及養分之量，均為極少量乃至零，故於地下水污染、鹽對大地土壤表層累積之環境方面，進而，於貴重水資源之有效利用、及肥料使用量之降低等栽培成本方面極為有利。

進而，可藉由本發明第4態樣之植物栽培方法，而極其易於對能夠進行栽培之植物進行水分應力之控制，使該植物高品質化。

進而，根據本發明第4態樣，由於主要僅將水供給至薄膜下之大地土壤中，並於嚴密控制量及時間之狀態下自薄膜上供給少量養液，而於栽培後半期僅供給水，故而可易於大幅降低栽培植物中之硝酸態氮之量。

此處，於向該薄膜下方的大地土壤供給水或養液、及向薄膜上方之客土供給水或養液時，就控制的難易程度等方面而言，可較佳使用點滴管。

另一方面，本發明第4態樣所揭示之薄膜係無孔性親水性薄膜，且可與植物體根部一體化。除此以外的薄膜，例如與植物體根部無法實質性一體化的聚乙烯薄膜之情形時，該薄膜上之植物將無法吸收該薄膜下之大地土壤中的水分及肥料成份。因此，為了栽培該薄膜上之植物，必須自薄膜上方大量供給水及肥料。即，若水供給量不足，而易於乾燥，則會導致植物很快枯死，相反若水供給量過多，則會達到過度潮濕狀態，導致因缺氧而引起根部腐爛。即，對大量水及肥料供給之嚴密控制不可或缺。尤其於薄膜上之客土較少之情形時，其控制之難度較大，於實際植物栽培中幾乎無法實現。又，如先前所述，大量客土的使用涉及到較大的成本負擔。

另一方面，使用本發明第4態樣之薄膜的情形時，如先前所述，因根部吸收薄膜下方之大地土壤的水分及養分，故藉由與植物體根部一體化，而產生大量根毛，因此可以非常高之效率，攝取根部周圍之水、肥料成份、空氣等進行生長。因此，供給至薄膜上的水、肥料、空氣之量可為極少量。換言之，即使處於薄膜上之客土因乾燥而極度缺水之狀態下，植物亦可繼續生長。又，相反即使於過度潮濕狀態，且極度缺氧之狀態下亦可相對長時間生長。即，涉及到如下較大優點：可大幅減少花費成本之薄膜上之客土量，同時無需嚴密控制客土中之水分量、肥料濃度等。

(植物栽培方法)本發明第4態樣之植物栽培方法，其特徵在於至少包含配置於土壤上的無孔性親水性薄膜。

圖15係表示本發明第4態樣之植物栽培方法的一個基本態樣之模式剖面圖。參照圖15，該態樣之植物栽培方法係於大地土壤62上配置有可配置植物體的無孔性親水性薄膜61。

(其他態樣1)圖16係表示本發明第4態樣之植物栽培方法的其他態樣之模式剖面圖。參照圖16，於該態樣中，於大地土壤62表層配置灌溉機構63(例如，點滴管)，並於其上配置薄膜61或者夾持吸水層68(不織布)而配置之薄膜61。

可藉由配置如此之灌溉機構63，而獲得可將養液有效供給至無孔性親水性薄膜61之優點。

(追加性機構)於圖16之態樣中，可根據需要，於薄膜61之上方配置土壤等植物栽培用支持體64及/或水蒸氣無法通過或者低透過性的蒸發抑制構件65(例如，下述覆蓋材料)。因配置如此之蒸發抑制構件65，而使自薄膜61蒸發至大氣中的水蒸氣凝結於蒸發抑制構件65表面或植物栽培用支持體64中，並作為水分而由植物利用。又，亦可於薄膜之下方設置如不織布般的吸水層68，因此可吸取大地土壤中之水分及養分，並將其等均勻供給至薄膜。

進而，可根據需要，於薄膜61之上方配置用以間歇性供給水或者養液的灌溉機構66(例如，點滴管)。

進而，可根據需要，於包含薄膜61之栽培區域之上部配置細霧噴灑用機構67(例如管)，間歇性噴灑水、養液或者農藥稀釋液。

於圖16之構成中，上述以外之構成與圖15相同。

(其他態樣2)圖17係表示本發明第4態樣之植物栽培方法的其他態樣之模式剖面圖。參照圖17，於該態樣中，於大地土壤62土製作壟，使之高於周圍，再使薄膜61覆蓋於壟上，並沿著壟之側面，將薄膜61之端部向下拉。為了保護配置於薄膜61上方的植物栽培用支持體64(土壤)不落入周圍處，而配置以塑膠或木材等製造的植物栽培用支持體保持框69，於該框69與薄膜61之間設置用於通水之間隙。藉此，即使於不具有溫室等防雨機構之室外，亦可於降雨時由薄膜上方排掉過量之水。

於圖17之構成中，上述以外之構成與圖16相同。

(栽培方法)於本發明第4態樣中，只要具有上述構成，則可與其組合使用的栽培方法並無特別限定。以下闡述作為本發明第4態樣之栽培方法之特徵且用以實現如下情形之較佳栽培方法之態樣，其減輕連作障害、農藥污染、地下水污染、鹽分向土壤表層累積等，及使栽培植物高品質化，低硝酸態氮化等。

(較佳栽培方法－1)參照圖16之模式剖面圖，於該態樣中，於大地土壤62表層配置灌溉機構63(例如，點滴管)，供給至大地土壤62表層的水或者養液，將轉移至配置於其上的薄膜61中。植物體根部吸收轉移至薄膜61中的水及養分進行生長。亦可將水或者養液供給至大地土壤62中，直至薄膜61與根部一體化為止，並於根部與薄膜61一體化(密著)後，停止供給水或者養液。

可根據需要，於薄膜61之上方配置用以間歇性供給水或者養液的灌溉機構66(例如，點滴管)。因配置如此之灌溉機構66，而可獲得如下優點：可將量經控制之水或養液供給至植物栽培用支持體64(土壤)中，故可於植物經由薄膜61而攝取的水或者肥料成份不足之情形時，補充水或養液。若植物體根部與薄膜61一體化，則亦可更換供給方法，亦即，停止向大地土壤62供給水或者養液，而向薄膜61上方供給水或者養液。

又，可配置水蒸氣無法透過或者低透過性的蒸發抑制構件65(例如，下述覆蓋材料)。由於配置如此之蒸發抑制構件65，而使自薄膜61蒸發至大氣中的水蒸氣凝結於蒸發抑制構件65表面或植物栽培用支持體64(土壤)中，作為水分而由植物利用。

進而，可根據需要，於薄膜61之上部配置細霧噴灑用機構67(例如，管)，間歇性噴灑水、養液或者農藥稀釋液。

(較佳栽培方法－2)於本發明第4態樣中，當意欲使植物體的特定成份(例如、硝酸態氮)降低時，總體而言較好的是，(為避免養分累積)自薄膜下之大地土壤僅供給水。其中，可根據需要，對薄膜下方之大地土壤略微添加養分。對薄膜下方添加養分之情形，(其他條件相同之情形下)與不對薄膜下方添加養分之情形相比，存在該薄膜與根部「一體化」之強度增大之傾向。

於薄膜與根部「一體化」結束前，若自薄膜上方過度添加水分，則植物將吸收薄膜上易於獲取之水分，使得獲取來自薄膜下方之水分的需求減少，其結果存在根部難以與薄膜一體化之傾向。因此，根部與薄膜一體化之前，自薄膜上方添加過量水分較為欠佳。

另一方面，於根部與薄膜一體化後，則可適當地自薄膜上方施加水分/養分。其中，如此「自薄膜上方施加水分/養分」之情形時，較好的是主要以下方面。由於本發明第4態樣中使根部與薄膜一體化，因此根部可自薄膜吸取水或者養分，且為了植物生長而可獲得最小需要量之水。若根部與薄膜實現一體化，則植物於白天因太陽照射而溫度上升時，為了防止水分蒸發散失，關閉葉片氣孔而凋萎，但於夜間或者早晨卻生機昂然地生長而並無凋萎，因此完全不存在問題。自薄膜上方添加水或者養分之情形時，必須維持該根部與薄膜之一體化。若經常自薄膜上方供給大量水或者養液，則根部將停止自薄膜吸收水或者養液，而僅攝取供給至薄膜上的水或者養液。於該情形時，根部與薄膜的一體化將變弱，導致根部自薄膜吸收水或者養液之能力變弱，或完全喪失吸收能力。

因此，如上所述，觀察到白天葉片凋萎十分重要，若無該凋萎，則表示由薄膜上方供給之水或者養液過多。可自薄膜上方添加何種程度之水或者養液，其因植物種類或生長階段及栽培環境不同而不同，但至少必須避免於白天太陽照射期間薄膜上存在過量水或者養液。即，傍晚以後供給至薄膜上的水分，應於太陽照射溫度上升前消耗殆盡，薄膜上之供給量不得超出該消耗殆盡之量。尤其於白天，由於葉片出現凋萎，故必須避免將水或者養液供給至薄膜上。因此，自薄膜上供給之水或者養液之供給時間必須避開白天，較好的是傍晚至深夜之間，供給量及頻度可根據植物種類、生長階段及栽培環境條件，由上述限制條件而定。

(本發明第4態樣之優點)藉由使用具有上述構成的本發明第4態樣之栽培方法，大地土壤62與植物體根部由薄膜61隔離，不會與成為連作障害原因之病原菌或線蟲等接觸，又，即使大地土壤受到殘留農藥污染，植物污染亦可大幅減輕。進而，即使土壤表層出現鹽分累積，亦由於不與根部直接接觸，而使對植物生長造成之影響較少。即使需要對大地土壤62供給肥料，亦僅限於植物生長之最初階段，與先前的土耕或者養液栽培相比，供給量極其微不足道，因此可防止地下水污染。又，因對大地土壤62之灌溉受到限制，以及大地土壤62由薄膜61覆蓋，故亦可防止過度潮濕與乾燥重複出現而導致鹽分累積於土壤表層。此外，因可易於控制對植物的水分供給，故亦可於糖度等營養成份變高之方面，提昇植物質量。

先前之土耕、養液土耕栽培中，供給至大地土壤62中的肥料成份廣泛分散於土壤中，即使於栽培最後階段變為僅供給水，亦難以降低土壤中的肥料濃度，但於本發明第4態樣之栽培方法中，植物體所存在之薄膜61上之客土非常少，故所供給之養液或者水少量即可，因此可藉由於栽培階段中由供給養液變為僅供給水，而極簡便地降低殘存於植物體中的硝酸態氮。

(本發明第5態樣)以下，對本發明第5態樣加以闡述。

本發明第5態樣之植物栽培系統，其特徵在於：於薄膜上方之植物栽培用支持體與配置於植物栽培用支持體上方之蒸發抑制構件(覆蓋構件)之間設置空隙，且於用以容納水或者養液之水槽，與自上述水槽將水或者養液供給至薄膜底面的該薄膜上栽培植物。

根據本發明第5態樣，提供一種植物栽培系統，其係於薄膜上配置有植物栽培用支持體者。

根據本發明第5態樣，進而提供一種植物栽培系統，其係於植物栽培用支持體上配置有水分蒸發抑制構件(覆蓋構件)者。

根據本發明第5態樣，提供一種植物栽培系統，其係可藉由灌溉裝置而自上部將水或者養液灌溉至植物栽培用支持體者。

根據本發明第5態樣，提供一種植物栽培系統，其係使用上述特定之無孔性親水性薄膜作為上述薄膜者。

根據本發明第5態樣之植物栽培系統，提供一種將上述薄膜配置於養液等水面上，並於薄膜上之植物栽培用支持體與配置於植物栽培用支持體上方之蒸發抑制構件(覆蓋構件)之間設置有空隙的植物栽培系統及植物栽培方法。

又，提供一種植物栽培方法，其係根據栽培階段進展，使由灌溉機構(例如，點滴管)進行灌溉之溶液之組成、使用量及灌溉間隔產生變化者。

同樣提供一種植物栽培方法，其係於每個栽培階段，同樣亦使自然光以及人工光之種類或量產生變化者。

又，提供一種藉由於水槽中配置使熱水或者冷卻水能夠通過之管而可有效對水槽中少量養液進行加溫或者冷卻，故無需對生長空間整體進行嚴密之溫度．濕度控制即進行空調，便可進行植物栽培的植物栽培系統及栽培方法。

(第5態樣之優點)於具有上述構成之本發明第5態樣之植物栽培系統及植物栽培方法中，植物栽培時因植物體根部並非局部存在於薄膜上之特定場所，而是均勻展開，故植物體生長良好，且根部可同時集中於特定場所，故而根部不會刺破薄膜。

根據本發明第5態樣之植物栽培系統，因植物根部密著於薄膜上，故可藉由加溫或者冷卻位於薄膜下方之養液等，而有效控制植物體根圈溫度。因此，無需對生長空間整體進行嚴密之溫度，濕度控制即進行空調，便可進行植物栽培。

根據本發明第5態樣之植物栽培系統，可藉由薄膜，而無需使植物根部浸漬於水槽中之養液等中，便可將充分氧氣供給至植物根部中。因此，因無需對養液等施加溶氧，因此無需時常循環養液，故可極其降低養液等之使用量，減少設備投資及周轉經費。

進而，根據本發明第5態樣，亦可使用極少量培土，且可於每次栽培中使用無污染培土，故不會受到連作障害、土壤之農藥污染、鹽分對土壤累積等之影響。

進而，根據本發明第5態樣，供給至薄膜下之養液等中的水及養分因量極少，故排出量亦少，環境負載低，進而，於有效利用貴重水資源、降低肥料使用量等栽培成本方面極為有利。

進而，於本發明第5態樣之植物栽培系統中，可藉由使用特定的無孔性親水性薄膜，而極其易於對能夠進行栽培的植物進行水分應力控制，使該植物高品質化。

又，於本發明第5態樣之植物栽培系統中，使用特定的無孔性親水性薄膜之情形時，因植物根部不與薄膜下之養液等直接接觸，故即使該養液受到病原微生物、病原菌污染，亦由於微生物、細菌無法透過該薄膜，故不會接觸於根部，因此可避免植物污染。

(植物栽培系統)

本發明第5態樣之植物栽培系統，於水或者養液(養液等)上之薄膜面或者薄膜上之植物栽培用支持體與配置於其上方的蒸發抑制構件之間設置具有空氣層的空隙，進行栽培植物。

圖18係表示本發明第5態樣之植物栽培系統的一個基本態樣之模式圖。參照圖18，該態樣之植物栽培系統，由於於植物栽培用支持體74與蒸發抑制構件(覆蓋構件)76之間設置空隙80，故於水槽71中之養液等73上所配置的薄膜72上，配置使蒸發抑制構件(覆蓋構件)76懸浮起來的蒸發抑制構件之支撐件75。

於蒸發抑制構件(覆蓋構件)76上，設置有植物體種植孔77以及用以能夠由灌溉機構79進行灌溉的灌溉用孔78。該等孔可為圓形或多邊形孔，或者亦可為狹縫形狀。

作為可配置於養液中之其他機構，亦可將浮體構件配置於薄膜下方，該浮體構件載有由將養液等供給至薄膜的不織布構成之吸水布。

又，為了加溫或者冷卻養液等73，亦可將通過加熱介質或者冷卻介質之管配置於水槽71。

(浮體構件)浮體構件之材質、厚度等亦無特別限定，基本而言可適當選自能夠浮於養液等73上的材料(即，比重小於養液等73的材料)中。

可根據需要，採用易於使養液73與薄膜接觸的機構。作為如此之機構，例如可於浮體構件上開設1個以上狹縫狀或者圓形、橢圓形、多邊形、星形以及其他形狀之孔。或者，考慮到薄膜上所受荷重，亦可於浮於養液等73上之狀態下，以使浮體構件表面之水準接近於養液等73之表面位準之方式，調節浮體構件之浮力等。

例如，作為浮體構件之材質，就輕型化、易成形性及低成本之方面而言，可較佳使用：聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯等通用塑膠發泡體或該等塑膠之板狀產品。

(無孔性親水性薄膜)可較佳使用無孔性親水性薄膜作為可用於本發明第5態樣之薄膜。可尤佳用於本發明第5態樣的無孔性親水性薄膜之特徵為：其係「可與植物體根部實質性一體化」之薄膜。本發明第5態樣中可否「與植物體根部實質性一體化」，例如可由下述「一體化測試」進行判斷。

(本發明之植物栽培用器具)於經由無孔性親水性薄膜，將養液供給至植物體之情形時，有時藉由經由該薄膜進行「限制性水分供給」，而將經濃縮的養分供給至植物體。關於經栽培之植物體中之該養分中特定成份(例如，存在動物體內過量攝取問題可能性之硝酸態氮等成份)，考慮到該植物體由動物(本發明中，以「亦包括人類」使用)攝取時的安全性等觀點，有時較好的是將經栽培之植物體中的該「特定成份」之含量限定於某種程度以下。例如，就對亞硝基化合物(通常認為具有致癌性)含量之限定等觀點而言，較好的是將經栽培之植物體中硝酸態氮之含量限定於某種程度以下。

使薄膜下方(即，儲液槽側)為養液，經由該薄膜將養分供給至植物體之情形時，為了降低栽培植物之硝酸態氮，通常必須於栽培最後階段將養液更換為水。

即使如此，於具有上述構成之本發明中，亦可以「互相不同之路徑」供給植物所需養分/水分，因此(例如，根據植物體生長狀況)可互相獨立地使該等養分/水分之供給最佳化。本發明中，例如，(為避免養分濃縮)直至植物體根部與薄膜實質性一體化為止，經由薄膜自儲液槽側(薄膜下方)供給水分，而另一方面，於植物體根部與薄膜實質性一體化後，可自薄膜上方適當供給養分及/或水分。即，於本發明中，有時考慮到降低栽培植物之硝酸態氮等之觀點而進行之將栽培最後階段之薄膜下方之養液更換為水之步驟可予以省略。

又，於本發明中，例如自最初於薄膜下方(儲液槽側)僅配置水，例如於薄膜上配置於植物根部上方之基質中少量添加養液，可藉此將水與養分之供給路徑進行功能分割，將肥料之供給限制為最小限度。藉此，可使植物中之硝酸態氮降低。

進而，儲液槽中之水或者養液與植物體由薄膜分離的本發明中，例如可藉由於該薄膜上配置用於土耕栽培的基質，而使與薄膜接觸的植物根部同時接觸於該基質。藉此，發揮基質對自薄膜上供給的養液等之量化波動或濃度變化的緩衝效果，使得養液等之量或濃度之控制變得極其容易，故可顯著減輕設置(例如，於先前之養液栽培中，精密控制養液等之量或濃度所需之)設施的成本。

(用以高品質化之養液管理技術－特定成份之低含量化)於養液與植物體由薄膜分離之本發明中，如上所述，由於極其易於調整養液組成、濃度、pH值等，故如下特定成份之調整亦可易於進行。

(1)硝酸態氮萵苣或菠菜等葉菜類於其可食用部分中含有葉柄部分，故有時硝酸鹽所含之濃度較高。硝酸鹽與唾液反應後成為亞硝酸鹽，進而於消化過程中生成具有致癌性的亞硝胺之物質。因此，蔬菜中所含的硝酸含量成為品質重要基準之一，故謀求其低含量化。於養液栽培中，通常可於收穫前數日，藉由停止供給硝酸態氮等養液管理而使植物體之硝酸態氮含量降低。

(2)草酸眾所周知葉菜類中菠菜之草酸含量特別高。草酸不僅具有澀味、苦澀味成份，其作為尿路結石之誘發物質亦為眾所周知，故謀求其低含量化。於養液栽培中，例如可藉由減少養液中硝酸態氮而使草酸含量降低(其中於該情形時，有時亦伴隨有若干生長抑制之情況)。

(浮體構件之配置)於具有上述構成的本發明之植物栽培用器具中，為了增強可配置於水或者養液上的無孔性親水性薄膜之力學強度，可根據需要，使用浮於該水或者養液上之浮體構件。於如此情形時，該薄膜之力學強度與透過性之良好平衡可易於實現。更具體而言，於如此態樣中，即使無孔性親水性薄膜吸水膨脹後，使作為該薄膜本身的力學強度降低，其力學強度亦藉由浮於水或者養液上之浮體構件而得以增強，因此能夠有效抑制該薄膜出現不必要的伸長或破損的可能性。因此，於本發明中，無需將無孔性親水性薄膜本身於水或者養液中之力學強度過多視為問題點，可基於該薄膜之有效特性(例如，養液中水分、養分的透過性)，選擇較佳薄膜材質、厚度、尺寸以及其他薄膜屬性。換言之，於本發明中，無孔性親水性薄膜之屬性選擇範圍得到顯著擴大。

進而，於使用有浮體構件的本發明態樣中，於薄膜直接接觸於水或者養液之情形，水或者養液之水位降低時，即使存在由於植物體及基質之重量而使薄膜伸長，導致薄膜強度降低，亦會因隨著水或者養液之水位上下波動，浮體構件追隨水或者養液之水位波動，故可實質防止於薄膜受到過大荷重，因此可有效防止薄膜破損。

進而，由隔熱材料(例如，發泡苯乙烯)構成浮體構件之情形時，水或者養液由隔熱材料包圍，故可使水或者養液為少量，因此可更有效進行加溫及/或冷卻。

(氧氣供給－水分/養分供給之功能分割)於具有上述構成的本發明之植物栽培用器具中，植物根部與水或者養液(含有肥料成份之液體)介隔無孔性親水性薄膜而配置，故植物根部不會直接與水或者養液接觸。換言之，對植物體之氧氣供給與水及肥料成份之供給處於較佳功能分割之狀態。因此於本發明中，植物可有效利用空氣中之氧氣，故可易於解決先前養液栽培之問題(即，由於植物根部與水或者養液直接接觸而產生的較多問題)即對根部之氧氣供給、水或者養液之嚴密管理、來自根部的水或者養液之污染或者水或者養液對植物的病原菌污染等問題。進而，由於使用本發明之植物栽培用器具，而可極其易於使能夠進行栽培之植物達到水分抑制狀態，使該植物高品質化。

(防止腐爛)於具有上述構成的本發明之植物栽培用器具中，因儲液槽中之水或者養液處於實質性密封之狀態，故無法自外部供給氧氣，於水或者養液中不會存在溶氧。因此，於本發明中，可將於大氣中具有腐爛性的糖類、胺基酸類、有機酸等對植物有用之物質添加於水或者養液中而無需受到特別限制，且可通過無孔性親水性薄膜而供給至植物。

於具有上述構成的本發明之植物栽培用器具中，例如由發泡聚苯乙烯板構成儲液槽及浮體構件之情形時，水或者養液處於由隔熱材料及薄膜密封之狀態。因此，自儲液槽內任意蒸發至大氣中之水幾乎不存在，所消耗之水的大部分由植物通過薄膜而吸收，以及通過薄膜而蒸發成水蒸氣。於本發明中，進而於由水蒸氣無法通過之覆蓋薄膜或者覆蓋構件(例如，發泡聚苯乙烯板等)覆蓋薄膜上方之態樣中，可進一步抑制水的消耗。

(加溫或者冷卻)於具有上述構成的本發明態樣之植物栽培用器具中，於水或者養液由隔熱材料包圍之態樣中，可藉由於水或者養液中配置1根以上之管，且於管中通過有經加溫或者冷卻之水或者介質，而有效地加溫或冷卻與薄膜一體化之根部。

(本態樣之優點)如上所述根據本發明，於僅使用水代替薄膜下方之養液之情形時，可藉由自薄膜上灌溉少量用量及時間經控制之養液，而易於大幅降低栽培品中之硝酸態氮。

進而，因使用浮體構件，故能夠配置於水或者養液上之無孔性親水性薄膜之力學強度，可藉由浮於該水或者養液上之浮體構件而得到增強，因此達成該薄膜之力學強度與透過性的良好平衡。更具體而言，即便無孔性親水性薄膜吸水膨脹後，作為該薄膜本身的力學強度降低，其力學強度亦藉由浮於水或者養液上之浮體構件而得以增強，故可有效抑制該薄膜不必要伸長或破損的可能性。因此，於本發明之如此態樣中，可基於無孔性親水性薄膜之有效特性(例如，養液中之水分、養分之透過性)，而選擇較佳薄膜材質、厚度、尺寸、以及其他薄膜屬性。換言之，於該態樣中，無孔性親水性薄膜之屬性選擇範圍得到顯著擴大。

於具有上述構成的本發明之植物栽培用器具中，植物根部與水或者養液(含有肥料成份之液體)處於不會直接接觸，對植物體之氧氣供給、與肥料成份之供給得到較佳功能分割之狀態。因此，於本發明中，植物可有效利用空氣中之氧氣，故可易於解決先前之養液栽培問題，即對根部的氧氣供給、水或者養液之精密管理、來自根部的水或者養液之污染或者水或養液對植物之病原菌污染等問題。

進而，因使用本發明之植物栽培用器具，故極其易於使能夠進行栽培之植物達到水分抑制狀態，因此可使該植物高品質化。

進而，因使用本發明之植物栽培用器具，故可以極少量植物所必需之水及肥料成份進行栽培。

進而，因使用本發明之植物栽培用器具，故可以極低成本加溫或者冷卻植物根圏。

進而，因使用本發明之植物栽培用器具，故可易於將通常因具有腐爛性，而於植物栽培中難以使用的物質(例如糖類、胺基酸類、有機酸類等對植物有用之物質)供給至植物。

(本發明之栽培用器具之具體例)(植物栽培用器具)本發明之植物栽培用器具至少包含：用以容納水或者養液之儲液槽、可配置於該水或者養液上之無孔性親水性薄膜、以及自該薄膜之上方供給水或者養液之機構。

圖24係表示本發明之植物栽培用器具的一個基本態樣之模式剖面圖。參照圖24，該態樣之植物栽培用器具101，包含儲液槽105以及薄膜103，上述儲液槽105用於提供(劃分)用以容納水或養液及植物體之容納部102，上述薄膜103配置於儲液槽105中之水或者養液106上。本發明之植物栽培用器具應具備的自薄膜103之上方供給水或者養液之機構，與圖25所示之灌溉機構111(點滴管等)相同。

(其他態樣)圖25係表示本發明之植物栽培用器具101的其他態樣之模式剖面圖。參照圖25，於該態樣中，配置有浮體構件104，其可浮於水或者養液106上；吸水層107，其配置於該浮體構件104上；無孔性親水性薄膜103，其位於該吸水層107上。可藉由配置如此吸水層107，而獲得如下優點：能夠對配置於浮體構件104上之無孔性親水性薄膜103，有效供給水或者養液。

於圖25中，於容納部102之底部下方全部區域中配置有浮體構件104，但本發明中，至少局部配置則足矣。浮體構件104之面積相對於容納部102之底部下方整體面積的比例，於水或者養液之水位上下波動時，可於浮體構件104能夠追隨波動之範圍內進行選擇。浮體構件104之總面積相對於載於浮體構件104上之無孔性親水性薄膜103之面積的比例為10%以上，進而為30%以上，更好的是50%以上。

(浮體構件之其他態樣)亦可根據需要，於浮體構件104上開設1個以上孔(乃至洞)。圖45表示狹縫狀孔之例，圖46表示圓形孔之例。該孔可為貫通浮體構件104之厚度方向的貫通孔，又，亦可為非貫通孔。可藉由設置如此孔，而獲得減小供給至無孔性親水性薄膜103之水或者養液量之波動的效果。進而，亦可獲得使供給至薄膜103上之水或者養液量於該薄膜103面上之分布更均勻之效果。

(貫通孔/非貫通孔)就薄膜103與水或養液106易於有效接觸之方面而言，較好的是於浮體構件104表面上設置貫通孔。於浮體構件104表面設置非貫通孔(例如，狹縫乃至槽狀非貫通孔)之態樣中，較好的是使該非貫通孔延長至浮體構件104之端部為止，自該端部之缺口，水或者養液106易於浸入至浮體構件104之中心部附近。該情形時，更好的是，根據需要沿著縱橫等多個方向，分別設置多個狹縫乃至槽狀非貫通孔。

(孔之形狀等)可設置於浮體構件104上之孔的形狀、尺寸、個數等，並無特別限定。該孔可為例如網眼狀、柵格狀或圓形、橢圓形、多邊形、星型等各種形狀的1個以上之孔。圖45及圖46表示於浮體構件104上開孔後之態樣的示例。於浮體構件104所開設的空隙面積相對於浮體構件104之面積(即，浮體構件104表面中孔面積之合計/浮體構件104表面之總面積)的比例，就水等之供給均勻化與浮體構件104強度之平衡方面而言，較好的是90%以下，更好的是70%以下(尤其好的是50%以下)。又，於浮體構件104上所開設的空隙相對於浮體構件104之面積的比例，較好的是1%以上，更好的是3%以上(尤其好的是5%以上)。

(吸水層之使用)參照圖25，於使用吸水層107之態樣中，可藉由自浮體構件104之端部使吸水層107落入(浸漬)於儲液槽105之水或者養液106中，而經由吸水層107，將水或者養液106更順暢地供給至無孔性親水性薄膜103。該情形時，考慮到浮體構件104之寬度(即平面)方向時，於無孔性親水性薄膜103上方之植物體中存在如下傾向，通常浮體構件104之端部附近的養分首先被吸收，因此對浮體構件104中心附近之植物體之養分供給變得更少。

如上所述，於浮體構件104開設1個以上網眼狀、柵格狀、或者圓形、橢圓形、多邊形、星型等各種形狀之孔的態樣中，因儲液槽105中之水或者養液106與無孔性親水性薄膜103直接接觸之機會增大，故存在使供給至無孔性親水性薄膜103中之水或者養液106量之波動減少的效果。又，於使用上述吸水層107之態樣中，當設有上述孔時，因儲液槽105中之水或者養液106與吸水層107直接接觸之機會增大，故存在使供給至無孔性親水性薄膜103之水或者養液106量之波動減少的效果。

(孔之較佳配置)只要不破壞浮體構件104對無孔性親水性薄膜103的強度增強作用，浮體構件104上所開設的相鄰接之孔(空隙)之端部彼此連結的距離越短其效果越大。相鄰接空隙之端部彼此連結的距離(圖45、圖46所示之間隔a)較好的是0.01~100 cm，更好的是0.1~50 cm(尤其好的是1~30 cm)。

又，根據需要，並考慮到器具101之強度、薄膜103之增強等觀點，可以其他材料(例如，與儲液槽105相同的材料)，適當分割薄膜103。

(浮體構件配置之優點)薄膜103直接接觸於水或者養液106之情形時，當水或者養液106之水位下降時，有可能由於植物體(以及視情形為基質)之重量，薄膜103伸長導致薄膜強度降低。薄膜103直接接觸於水或者養液106之情形時，該薄膜103通常因水分吸收而膨脹之情形較多，因此該薄膜103大多處於更易於伸長之(即，力學強度降低)狀態。

對此，於配置浮體構件104之態樣中，因該浮體構件104支撐薄膜103，故隨著水或者養液106之水位上下波動，栽培床追隨其等波動，使薄膜103所受荷重減輕(或實質除去荷重)。

(浮體構件)器具101之浮體構件104之材質、厚度等亦無特別限定，總體而言可適當選自能夠浮於水或者養液106上的材料(即，比重小於水或者養液106的材料)。

可根據需要，採用使水或者養液106與薄膜易於接觸的方法。作為如此方法，例如可於浮體構件104上開設1個以上狹縫狀或者圓形、橢圓形、多邊形、星形以及其他形狀之孔。或者，考慮到薄膜上所受荷重，亦可於浮於水或者養液106上之狀態下，以浮體構件104之表面位準接近於水或者養液106之表面位準的方式，調節浮體構件104之浮力等。

例如，作為浮體構件104之材質，就輕型化、易成形性及低成本之方面而言，可較佳使用：聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯等通用塑膠之發泡體或該等塑膠之板狀產品。

(由隔熱材料包圍之態樣)於使用隔熱性材料作為包圍水或者養液106之構件的本發明之態樣中，因該水或者養液106由隔熱材料包圍，故水或者養液106之用量小於先前之水耕栽培，因此可更有效地對水或者養液106進行加溫或者冷卻。

(追加性機構)於圖25之態樣中，可根據需要，於薄膜103上方配置使土壤等基質108及/或水蒸氣無法通過或者低透過性的蒸發抑制構件109(例如，下述覆蓋材料)。因配置如此蒸發抑制構件109，故可使自薄膜蒸發至大氣中的水蒸氣凝結於覆蓋材表面或基質中，作為水由植物利用。

進而，可根據需要，於薄膜103上方配置用以間歇性供給水或者養液之灌溉機構111(例如，點滴管)。因配置如此灌溉機構111，而獲得如下優點：於植物經由薄膜而攝取的水或者肥料成份不足之情形時，可補充水或者養液。

進而，可根據需要，於水或者養液中，配置加溫或者冷卻水或者養液106之溫度控制機構110(例如，用以使水或介質通過之管)。因配置如此之溫度控制機構110，而可獲得如下優點：對水或者養液溫度進行控制，有效調整薄膜上方之植物根圏溫度，促進生長。

進而，可根據需要，於容納部102之上部配置細霧噴灑用機構112(例如管)，以便可間歇性噴灑水、養液或者農藥稀釋液。因配置如此之細霧噴灑用機構112，而可獲得如下優點：可利用間歇性噴灑水而尤其於夏季進行降溫，利用噴灑水或者養液而使環境降溫，利用葉面散播而供給肥料成份，或者利用調配有農藥之水或者養液之噴灑而散播農藥等。

於圖25之構成中，上述以外之構成與圖24相同。

(栽培方法)本發明中，只要使用具有上述構成的栽培器具101，則能夠與其組合使用的栽培方法，並無特別限定。以下闡述可較好用於本發明的栽培方法之態樣。

(栽培方法之一體化)於本發明之栽培方法中，所謂根部與薄膜的「一體化」，係指(與儲液槽內之水或者養液無關)根部－薄膜間之剝離強度為2 g以上。該剝離強度更好的是3 g以上，尤其好的是4 g以上。該剝離強度之測定方法，除容納於儲液槽105內之介質106(水或者養液)為用於實際栽培方法中的「水或者養液」之情形以外，與下述「薄膜材質確認」之情形相同。

(較佳栽培方法－1)於本發明中，需要降低植物體之特定成份(例如，硝酸態氮)時，基本而言，(為避免養分濃縮)較好的是自薄膜103下方之儲液槽105僅供給水。其中，可根據需要，將若干養分添加於薄膜103下方之儲液槽105中。將養分添加於薄膜103下方之情形時，(其他為相同條件)與未將養分添加於薄膜103下方之情形相比，存在如下傾向：促進該薄膜103與根部之「一體化」(即，考慮到於儲液槽105中僅使用水之情形，下述薄膜－根部的剝離強度為2 g以上)，即自薄膜103剝離根部之剝離強度增大。

於促進根部與薄膜103之「一體化」前，自薄膜103上過量添加水分，則存在如下傾向：導致植物會吸收薄膜103上易於攝取之水分，而並不經由薄膜103攝取水分(因此，根部難以與薄膜103一體化)。因此，直至根部與薄膜103一體化為止，自薄膜103上添加過量水分之情形較為欠佳。

另一方面，根部與薄膜103一體化後，則可適當自薄膜103上施加水分/養分。其中，如此「自薄膜上施加水分/養分」之情形時，較好的是注意以下方面。

本發明因根部與薄膜103一體化，故根部可自薄膜103吸取水或者養分，獲取植物不斷生長之最小需要量之水。為進一步促進生長，亦自薄膜103上添加水或者養分之情形時，必須維持該根部與薄膜103之一體化。即，若於薄膜103上常時存在過量之水，則根部將停止經由薄膜103吸收水或者養液，而僅攝取供給至薄膜103上的水或者養液。

於該情形時，根部與薄膜103之一體化變弱，使得根部自薄膜103吸收水或者養液之能力變弱，或完全喪失吸收能力。即，出現本發明最重要的利用薄膜103抑制水分將不起作用，高品質化受到抑制之傾向。可自薄膜103上添加何種程度的水或者養液，因植物種類或生長階段及栽培環境不同而不同，但至少應避免於白天太陽照射期間過量之水或者養液存在於薄膜103上。即，傍晚以後供給至薄膜103上的水分，應於太陽照射溫度上升前被消耗，薄膜103上之供給量不得超出該消耗殆盡之量。其原因在於：植物之水分需求性係白天顯著強於夜間，白天薄膜103上之水越少，則植物越需要經由薄膜103攝取水或養分，因此可使一體化得到促進，同時使水分得到抑制，實現高品質化。

於上述條件下，於薄膜103下使用水，於薄膜103上點滴養液，使植物體生長，自進行收穫之數日前將薄膜103上之點滴更換為水，藉此可降低硝酸態氮等之含量而不會降低生長性與品質。

(較佳栽培方法－2)參照圖25之模式剖面圖，於該態樣中，於以發泡板為代表的隔熱材料浮體構件104上配置有薄膜103，其追隨水或者養液106之上下波動，而始終將水或者養液106供給至不織布107中。又，於該態樣中，薄膜103與水或者養液106介隔不織布107接觸。又，於該態樣中，於內部配置有四周由儲液槽105與以發泡板為代表的隔熱材料包圍之水或者養液106之管110中，使溫水或冷水通過，便可加溫或冷卻該水或者養液106。

又，於該態樣中，以發泡板為代表的隔熱材料可發揮覆蓋材料109之作用，防止自薄膜103蒸發的水蒸氣散失於大氣中。又，於該態樣中，藉由於基質(土壤)108上配置點滴管111，而可將量經控制之水或者養液供給至基質(土壤)108。又，於該態樣中，可通過配置於植物體上部的細霧噴灑用管112，間歇性細霧噴灑水或者養液中添加有農藥或者營養素的溶液。

(本發明之優點)藉由使用具有上述構成的本發明之栽培用器具或栽培方法，可使對植物的氧氣供給，對植物的水或者養分供給得以功能分割。即，作為先前養液栽培之最大問題點的對根部的氧氣供給，易於由空氣中進行。另一方面，水或者養分經由薄膜供給至植物。因此，於本發明中，關於水或者養液106之濃度、pH值等之管理，與先前之養液栽培相比，自由度遠遠增大。即，於本發明中，植物體藉由薄膜而與水或者養液106物理性分離，因此，實質上對水或者養液106之管理可與植物體毫無關聯。換言之，極其易於在栽培中途更換水或者養液106本身，及對水或者養液之濃度、pH值等進行管理。

進而，根據本發明，極其易於將植物體與水或者養液中的有害細菌隔離開。此外，來自介隔薄膜而接觸的水或者養液的水分供給，相對植物而言受到較大抑制，因此於糖度等營養成份變高之方面，亦可提昇植物品質。

作為植物栽培目的之薄膜，較理想的是於耐久性方面不會受到微生物的腐蝕性，及不會因太陽光或人工光而劣化。

上述薄膜之厚度亦無特別限定，通常為300 μm以下左右，更好的是200~5 μm左右，尤其好的是100~20 μm左右。

(器具．容納部．儲液槽)該器具101之容納部102之形狀、大小乃至用以提供該容納部的儲液槽105之材質、厚度等亦無特別限定，考慮到可培育的植物之水分消耗量、容器之內容積、植物支持體(土壤等)之通氣性、水溫等各種條件，可進行適當選擇。

例如，作為儲液槽105之材質，就輕型化、易成形性及低成本化之方面而言，可較佳使用：聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯等通用塑膠或該等塑膠發泡產品。

(薄膜之含水率)根據本發明者之見解，無孔性親水性薄膜進行離子透過之理由，可推斷為作為肥料成份的離子與水一併自薄膜單側透過至其中，並到達相反側之薄膜面。根據該機理，例如可藉由增大薄膜之含水率，而使水分及肥料成份增大。

於下述實施例15中，表示測定薄膜含水率的結果。(用於該實施例之薄膜，由於薄膜種類或厚度而產生的含水率之差值較小)。於本發明中，例如可藉由對含水率經進一步提昇之薄膜進行改質，而進一步提昇水分或者肥料成份等之透過。如此，用以進一步提昇含水率之薄膜改質，可藉由使薄膜更具有親水性，並以例如[文獻：P.J.Flory著，「高分子化學I」，昭和40年8月20日第3版第9次印刷，譯者：岡小天、金丸競出版社丸善股份有限公司，第38~47頁、第48~54頁、第168~221頁]中所參照之方法，更多地共聚合含有羥基(OH)等親水基之分子。又，作為表面改質方法，其詳細內容例如可參照[文獻：「電氣電子用塑膠材料」出版：2002年3月，Toray－Research－Center，第47~77頁]。

(對薄膜之離子基導入)通常，植物以溶解於水之狀態的離子吸收肥料成份。例如，作為肥料成份之一的氮，以氨態氮或者硝酸態氮由植物吸收，但易於吸收其中何種成份則因植物不同而不同。先前，改變氨態氮或者硝酸態氮之平衡作為供給肥料。於本發明之系統中，例如可藉由對薄膜中導入具有電荷的離子基，而使養液中的離子難以透過，或易於透過。關於如此之對薄膜組成導入離子基之詳細內容，例如可以[文獻：P.J.Flory著，「高分子化學I」，昭和40年8月20日第3版第9次印刷，譯者：岡小天，金丸競出版社，丸善股份有限公司，第38~47頁、第48~54頁、第168~221頁]中所參照的方法，導入離子基。又，作為表面改質方法，其詳細內容例如可參照[文獻：「電氣電子用塑膠材料」出版：2002年3月，Toray－Research－Center股份有限公司，第47~77頁]。

(容器之形成方法)上述構成之植物栽培用器具之使用方法並無特別限定，例如可於該容器中配置植物保持用基質及植物體，且至少使上述薄膜接觸於水或肥料溶液，並栽培該植物體。

(根圏溫度之控制)本發明中，可根據需要，藉由控制介隔薄膜與植物體根部接觸的液體(例如，水或者養液)之溫度，而調節可與該薄膜一體化的(乃至經一體化之)根部周邊溫度、即根圏溫度。根據如此態樣，與溫室等之室內整體暖氣/冷氣控制的先前方式相比，易於精密且節能地控制植物根圏溫度。

本發明中，尤其因植物體根部與薄膜密著乃至一體化，故而特別易於控制根圏溫度。

此外，於本發明之系統中，由於能夠進行加溫或冷卻之水或者養液之量極少，無需如先前之養液栽培般，增加養液溶氧之操作，或者栽培床中之水或者養液不與外界氣體直接接觸處於密閉狀態，故保溫效果優異，可有效進行整體加溫冷卻，能量成本方面優越性極高。

(各部分之構成)以下，對本發明之栽培方法的各部分構成加以詳細說明。關於如此之構成(乃至功能)，可根據需要，參照本發明者等人之以下全部文獻(例如，「發明之詳細說明」、「實施例」等)。

(1)WO 2004/064499號(2)日本專利特願2006－71665號(2006年3月15日申請)(3)日本專利特願2006－171866號(2006年6月21日申請)

以下，藉由實施例對本發明加以更具體說明。

實施例

以下所用之實驗方法，上述以外之內容如下所述。

<pH值之測定>pH值之測定藉由下述pH計進行。將以標準液(pH值7.0)校正的pH計之感測器部分浸於需要測定之溶液中，輕輕搖晃本體，等待數值穩定，讀取顯示於LCD(液晶)顯示部之數值。

<Brix%之測定>Brix%測定使用下述糖度計(折射計)進行。以滴管對測定溶液進行取樣，滴入至糖度計之稜鏡部分，於測定後讀取LCD之數值。

<實驗器具等>1.使用器具及裝置1)篩網缽盤裝置：篩網之半徑6.4 cm(底面面積約130 cm² )2)發泡苯乙烯製栽培箱：尺寸55×32×15 cm等3)上皿電子天平：Max.1 Kg、Tanita(股)4)彈簧式天平：Max.500 g、鴨下精衡所(股)5)小型衡器：Postman100、丸善(股)6)電導計：TwinCond B－173、堀場製作所(股)7)pH計：pH PAL TRANSInstruments、Gunze產業(股)，便攜式pH計(TwinpH)B－212、堀場製作所(股)8)糖度計(折射計)：PR201、Atago(股)

2.使用材料(土壤)1)Super MixA：水分約70%、混有微量肥料、Sakataseed(股)2)岩棉纖維：栽培用粒狀綿66R(細粒)、日東紡(股)3)蛭石：TypeGS、Nittai股份有限公司(薄膜)4)聚乙烯醇(PVA)：愛絲樂化學(股)、厚度40 μm 5)雙軸延伸PVA：BOVLON、日本合成化學工業(股)6)親水性聚酯：杜邦公司(股)、厚度12 μm 7)透過性玻璃紙：(薰製作製用薄膜)(東急HANDS(股))8)玻璃紙：二村化學工業(股)、厚度35 μm 9)微孔性聚丙烯薄膜：PH－35、德山(股)10)不織布：(超極細纖維不織布)、旭化成(股)(植苗用種)11)紅萵苣：Redfire、Takii種苗(股)(肥料)12)原液花寶：花寶Japan(股)13)大塚溫室1號、2號、5號：大塚化學(股)(其他)14)伯方之鹽：伯方鹽業(股)15)葡萄糖：葡萄糖100、ESNA(股)

實施例4－1(根部與薄膜之一體化現象)

分析肥料濃度對根部與薄膜一體化現象的效果。使用花寶100倍稀釋液、1000倍稀釋液、及水(自來水)作為養液，比較其效果。

於約20 cm×20 cm之無孔性親水性薄膜(PVA)上配置約300 ml蛭石、或者岩棉纖維作為土壤。於該土壤內，栽植2株紅萵苣幼苗(本葉多於1片)作為植物苗。製作土壤2種、養液3種合計6種系統。養液量各為300 ml。於薄膜(PVA)上載置約2 cm厚度的土壤。實驗於溫室內進行，使用自然光。栽培期間氣溫為0~25℃，濕度為50~90% RH。

於栽培開始13日後及35日後，分別測定水分蒸發量及養液之EC值。於35日後，如上所述，進行作為根部與薄膜之一體化現象之標準的「剝離測試」。

匯總上述實驗條件，如下所述。

1.實驗1)薄膜：40 μm之PVA(愛絲樂化學)200×200 mm2)苗：紅萵苣幼苗(本葉多於1片)3)土壤：蛭石(細粒)、岩棉纖維66R 4)溶液：水、花寶原液、100倍稀釋水溶液、1000倍稀釋水溶液5)器具：篩網與缽盤之裝置6)放置場所：溫室(無溫度濕度控制)7)實驗方法：於篩網上之薄膜(200×200 mm)上載置150 g蛭石(水分73%、乾燥重量40 g)或200 g岩棉纖維(水分79%、乾燥重量40 g)，栽植2株苗。將該篩網設置於裝有240~300 g養液或者水之缽盤中，使該薄膜與該養液或水接觸，栽培幼苗。8)栽培期間：10月29日~12月4日

由上述實驗獲得的結果示於表1。EC：液肥追加前/追加後

(實驗結果之描述)由上述表1可知：與於薄膜下使用水之情形相比較，使用養液不僅顯著提昇植物生長，亦顯著提昇根部與薄膜的接著強度。其顯示植物經由薄膜，不僅吸收水，亦吸收肥料成份。進而可認為，為了經由薄膜有效吸收水及肥料成份，根部必須強力密著於薄膜表面，其結果使根部與薄膜一體化。

實施例4－2(鹽水透過測試)

按照上述<薄膜之鹽/水透過測試>方法，進行各種薄膜之鹽透過測試。薄膜為PVA、BOVLON(雙軸延伸PVA)、親水性聚酯、玻璃紙、PH－35、超極細纖維不織布( )之6種。由上述實驗而獲得之結果示於表2。

(實驗結果之描述)6種薄膜中鹽透過性較大者，為超極細纖維不織布( )、PVA、親水性聚酯及玻璃紙。鹽透過性較小者為BOVLON。鹽透過性未能得到確認者為微孔性聚丙烯薄膜(PH－35)。考慮到可較好用於本發明之薄膜的鹽透過性之觀點，可知微孔性聚丙烯薄膜(PH－35)較不適合。

實施例4－3(葡萄糖透過測試)

按照上述<葡萄糖透過測試>方法，進行各種薄膜之葡萄糖透過測試。薄膜為PVA、BOVLON(雙軸延伸PVA)、玻璃紙、浸透玻璃紙、PH－35之5種。由上述實驗而獲得之結果示於表3。

(實驗結果之描述)5種薄膜中PVA、玻璃紙及浸透玻璃紙之葡萄糖透過性良好，BOVLON之葡萄糖透過性幾乎無法確認。又，PH－35之透過性完全未能觀察到。根據該結果，考慮到葡萄糖透過性之觀點，可知可較好用於本發明之薄膜為PVA以及玻璃紙。

實施例4－4(耐水壓測試)

如上所述，藉由依照JISL1092(B法)之測試，進行200 cmH₂ O之耐水壓測試。

(實驗結果之描述)具有良好耐水性的薄膜於本發明中之重要作用在於，該薄膜下之水通過薄膜浸透至薄膜上，其結果使得植物無需吸收該薄膜中之水或者養液，從而防止根部與薄膜之一體化受損，同時防止由於薄膜下之微生物、細菌類、病毒類造成的植物污染。根據本實驗結果，就薄膜之耐水壓之觀點而言，可知如超極細纖維不織布般具有孔的不織布、織布不適合作為可較好用於本發明之薄膜。

如上述實施例4－1、4－2、4－3所示，可知具有鹽以及葡萄糖之較佳透過性且同時具有較佳耐水性之薄膜，僅限於由PVA、玻璃紙、親水性聚酯等原材料構成之無孔性親水性薄膜，藉由該無孔性親水性薄膜，首次使根部與薄膜得以一體化。

實施例4－5

於室溫20℃之人工光溫室(照度4000 Lux)中，準備2台(水槽A：長度為13 m及水槽B：長度為4.5 m)內徑深度為15 cm、內徑寬度為46 cm的發泡苯乙烯製水槽，作為圖18之水槽3，並於內側貼上防水乙烯樹脂層，於水槽A中，注入EC2.5 dS/m之養液(由大塚溫室1號、2號、5號之標準混合液製備，大塚化學(股))直至深度達到7 cm為止，於水槽B中注入EC0.1 dS/m以下的自來水直至深度達到7 cm為止。

於各水槽上部，如圖18所示，於中央向兩側各7.5 cm之位置處，於平行於水槽長度方向上設置2根點滴灌溉管(耐滴芬公司製造Unilam17，內徑：14.6 mm，外徑：17.0 mm，滴出量：1.6 L/小時，滴液：15 cm間隔)。

分別1日1次30秒鐘，自水槽A之點滴灌溉管點滴供給EC1.5 dS/m之養液(由大塚溫室1號、2號、5號之標準混合液製備、大塚化學(股))，自水槽B之點滴灌溉管點滴供給EC0.1 dS/m以下之自來水(約8 ml/苗/日)。

準備於外徑寬度為45 cm、外徑長度為60 cm、外徑高度為8 cm的發泡苯乙烯製框體(厚度為2 cm)之底面上，接著有寬度45 cm、長度60 cm、厚度1 mm之壓克力板的托盤，作為圖2之船式托盤1。於底面之壓克力板上以10 cm間隔開鑿直徑2 cm的圓孔(12個)。

圖2之層狀隔離材7係於上述船式托盤上設置寬度為60 cm、長度為75 cm的Hymec薄膜(厚度為40 μm，Mebiol(股)製造)，並於該Hymec薄膜上設置不織布(寬度為41 cm，長度為56 cm)作為植物栽培支持體8。

於寬度為41 cm、長度為56 cm、厚度為2 cm之發泡苯乙烯製板上，如圖2所示以等間隔開鑿2條圖2所示的寬度為2 cm、長度為50 cm之灌溉用狹縫10，及3條(兩端與中央)寬度為2 cm、長度為50 cm之植物栽培用狹縫11，製成本發明之蒸發抑制構件109。於上述船式托盤上之植物栽培支持體之上設置該發泡苯乙烯製蒸發抑制構件。

將育苗室中經發芽之小松菜幼苗(發芽後2週)以15 cm間隔培植於上述船式托盤上之植物栽培用狹縫(9株)。

自水槽A之端部插入培植上述幼苗的船式托盤，並以於2根點滴灌溉管之正下方配置灌溉用狹縫10之方式設置上述船式托盤。自水槽A之端部毎日1個地送出培植幼苗之船式托盤。

自水槽A中設置最初之托盤起第21日，該托盤到達水槽A之插入側之相反側端部。並進行如下設置，將花費21日之時間於水槽A上自插入側端部移動至相反側端部且小松菜經成長之托盤自水槽A中撈起，再自水槽B之端部插入，並於2根點滴灌溉管之正下方配置灌溉用狹縫10。毎日對1個托盤重複相同操作。

自水槽B中設置最初之托盤起第7日，該托盤到達水槽B之插入側之相反側端部。將花費7日時間於水槽B上移動至插入側之相反側端部的托盤自水槽B中撈起，收穫經栽培之小松菜。

將自水槽B中收穫的小松菜之硝酸態氮進行量化後，其結果為1500 ppm。另一方面，將自水槽A撈起時之小松菜之硝酸態氮進行量化，其結果為7200 ppm。可確認到藉由本發明之植物栽培系統及栽培方法，可使植物栽培連續化、省力化，並且可降低植物體中對人體有害的硝酸態氮。

實施例7－1

1)測試方法：於簡易型溫室中，於溫室內土壤土鋪設寬度為1 m、長度為1 m、厚度為50 μm的聚乙烯薄膜(大倉工業(股))，並於其上設置寬度為60 cm、長度為1 m的吸水層(SR－130、Mebiol(股))。於吸水層之兩側以20 cm間隔將10支自動灌溉器之噴嘴置於吸水層表面上，並於其上設置無孔性親水性薄膜(厚度為65 μm之Hymec薄膜(Mebiol(股)))。於薄膜上，載置2 cm深度之Super MixA(Sakataseed(股))作為培土，將10支自動灌溉器之噴嘴設置於該客土上。於作為覆蓋薄膜的30 μm銀色塑膠布(東罐興產(股)製造)上，以15 cm間隔開鑿6處X印記之孔用作植苗用，並以培土加以覆蓋。

作為比較對照，於內徑寬度為45 cm、長度為1 m、深度為12~18 cm之水槽中，添加30 L養液，並設置無孔性親水性薄膜(厚度為65 μm之Hymec薄膜(Mebiol(股)))。於薄膜上載置2 cm深度之SuperMixA(Sakataseed(股))作為培土，將10支自動灌溉器之噴嘴設置於該客土上。於作為覆蓋薄膜的30 μm銀色塑膠布(東罐興產(股)製造)上，以15 cm間隔開鑿6處X印記之孔用作植苗用，並以培土進行覆蓋。

使紅萵苣紅蘿美(Sakataseed(股))之種子於槽式托盤(cell tray)內生長至本葉為1~2片的幼苗，再栽植於覆蓋薄膜上的6處孔內，進行初始灌溉，開始進行栽培。

自動灌溉器：自動給水定時器EY4200－H(松下電工(股))栽培方法：於植苗後，由自動灌溉器之噴嘴以200~300 ml/日之比例將養液供給至薄膜下方之吸水層。薄膜上部之灌溉(養液)，與比較對照一併使用自動灌溉器實施。上部之灌溉(養液)量為每株苗約20 ml。栽培期間為植苗開始1個月期間。

養液：使用EC為1.2，且於0.6 g/L大塚溫室1號與0.9 g/L大塚溫室2號之1 L混合養液中混合有0.03 g大塚溫室5號者。

2)測試結果：植苗後1個月的6株小松菜苗之總重量，如表1所示，於無孔性親水性薄膜之下使用吸水性材料之情形時，為143.6 g，而使用比較對照之水槽之情形時，為163.5 g。

收穫量與水槽型相比降低10%左右，但無孔性親水性薄膜下的養液使用量與水槽型相比，約為1/4左右。

實施例3－1

1)測試方法於簡易型溫室中，於溫室內土壤中挖掘長度40×寬度30×深度10 cm之孔，將2支自動灌溉器之噴嘴置於孔的表面上，並於其上設置薄膜。於薄膜上載置2 cm深度的Super MixA(Sakataseed(股))作為客土，將2支自動灌溉器之噴嘴設置於該客土上。於作為覆蓋薄膜的30 μm銀色塑膠布(東罐興產(股)製造)上，以15 cm間隔開鑿6處X印記之孔用於植苗，並覆蓋客土。準備2個植苗處。

設置於土壤上之薄膜，使用如下2種：厚度為65 μm之Hymec薄膜(Mebiol(股))以及厚度約為50 μm之聚乙烯薄膜。使紅萵苣紅蘿美(Sakataseed(股))之種子於槽式托盤內生長至本葉為1~2片之幼苗，再栽植於覆蓋薄膜上的6處孔中，進行初始灌溉，開始栽培。

自動灌溉器 ：使用自動給水定時器EY4200－H(松下電工(股))。

栽培方法 ：植苗後，由自動灌溉器之噴嘴以500 ml/日之比例於下午7時將養液供給至薄膜下之溫室內土壤。1週後停止對溫室內土壤中進行灌溉，使用自動灌溉器開始對薄膜上部進行灌溉(養液)。上部之灌溉(養液)量為每株苗10 ml。栽培期間為自植苗起1個月期間。

養液 ：使用EC為1.2，且於0.6 g/L大塚溫室1號與0.9 g/L大塚溫室2號之1 L混合養液中，混合有0.03 g大塚溫室5號者。

2)測試結果栽植生菜幼苗後，對薄膜下之溫室內土壤連續灌養液1週，其結果為使用有Hymec薄膜之系統生長良好，但使用有聚乙烯薄膜之系統幾乎枯死。對生長良好的Hymec薄膜系統，於1週後停止對薄膜下進行灌溉，而更換為對薄膜上進行灌溉(養液)，連續栽培1個月，其結果為生長至6株苗之葉莖重量之合計達到58.6 g。可知以作為無孔性親水性薄膜的Hymec薄膜覆蓋大地土壤，即使該薄膜隔絕植物根部與大地土壤之直接接觸，植物亦可生長良好。又，對薄膜下之大地土壤連續灌溉養液1週，其結果為生菜根部密著於Hymec薄膜上，能夠觀察到根部與薄膜之一體化，且確認到產生大量根毛。

進而，可知即使於栽植1週後停止對大地土壤進行灌溉，藉由自薄膜上方僅點滴灌極微量養液，生菜亦生長良好。一般認為，憑藉該極微量養液點滴量苗能夠生長良好之原因在於：如上所述，根部與薄膜一體化後會產生無數根毛。另一方面，於聚乙烯薄膜之情形時，於栽植後1週導致枯死。一般認為原因在於：供給至大地土壤中之水分以及養分被該薄膜阻斷，根部無法進行吸收。又，生菜苗根部並未密著於聚乙烯薄膜上，無法確認到根部與薄膜之一體化。

實施例(6－5)

於使用無孔性親水性薄膜之栽培中，為提高產量以及防止根部貫通薄膜，而進行不使密著於薄膜的根部偏向薄膜之一部分，及用以增多根部數量的測試。為了將空氣(氧氣)供給至根部，而於基質上面設置空間，或於蒸發抑制構件(覆蓋材料)設置孔及狹縫。

(1)測試1)溫室測試條件光：螢光燈(白晝色40 W東芝)6支/棚溫度：20℃ CO₂ ：無控制開燈：4：00~22：00關燈：22：00~4：00

2)栽培測試水槽：育苗用托盤，尺寸34×54×8 cm薄膜：Hymec 40 μm(Mebiol(股))，54×74 cm基質：25S(不織布，Mebiol(股))、MC－1(泥炭苔系培土，兼彌產業(股))蒸發抑制構件(覆蓋材料)支撐件：以氯乙烯管(直徑13 mm)製成四方形框架蒸發抑制構件(覆蓋材料)：黑白覆蓋薄膜(大倉工業(股))、發泡板(Esrene板栽培板厚度10 mm(積水化成品工業(股))，於32×52 cm之長度方向中心開鑿寬度為10 mm之狹縫(距離端部7 cm、4 cm)及間隔15 cm開鑿15 mmΦ之培植孔(距離端部11 cm(長)、8.5 cm(短))苗：小松菜(明菜2號，橫濱植木(股))播種後20日之苗養液：大塚溫室1號、2號標準處方(大塚化學(股))，EC＝2.5、10 L灌溉：水、點滴管(耐滴芬公司(以色列))

於托盤中添加10 L養液，使薄膜浮起，將基質載置於薄膜上。

於基質與蒸發抑制構件(覆蓋構件)密著之狀況下，使用黑白覆蓋薄膜作為覆蓋構件。於基質與蒸發抑制構件(覆蓋材料)之間設有空隙之狀況下，將作為覆蓋材料的發泡板載置於氯乙烯管之框架上。自覆蓋構件之孔乃至狹縫將6株小松菜苗種植至每個托盤上，並設置於人工光之棚中進行栽培。於發泡板中心開設之狹縫上設置點滴管，以1~3次/日之頻率以每株苗5 ml進行灌溉。

(2)結果表4表示於將不織布25S及培土與覆蓋構件密著後作為基質之情形、及設置空隙之情形，1托盤6株的收穫重量(g)與相同條件下托盤數中根部刺破薄膜之數。

收穫重量與根部之貫通數*印記表示存在根部貫通

圖19~22表示關於表4之測定收穫重量的樣品，自薄膜裏側觀察的根部照片。

1)基質25S(不織布)與覆蓋薄膜密著之情形圖19自薄膜裏側之照片(25S)2)基質培土與覆蓋薄膜密著之情形圖20自薄膜裏側之照片(培土)3)於基質25S上面設置空隙之情形圖21自薄膜裏側之照片(25S)4)於基質(培土)上面設置空隙之情形圖22自薄膜裏側之照片(培土)

(3)實驗結果之描述圖19中藉由灌溉而使基質25S與覆蓋薄膜密著，並使薄膜上之空氣層消失，故根部避開薄膜中心部尋求氧氣而偏向集中於薄膜端(壁)部。因此根部貫通薄膜之情況較多。圖20中於基質培土與覆蓋薄膜密著之情形，薄膜中心的根部依然較少，而集中於薄膜端。

圖21(基質：25S)、圖22(基質：培土)中，於穩固薄膜之氯乙烯管之框架上放置10 mm厚度的發泡板，並於基質上面設置空氣層。根部不會集中於薄膜端，而是均勻生長於薄膜整體中。如表4所示，於覆蓋構件與基質之間設置空隙，使之具有空氣層，由此收穫量亦得以增加(根部貫通而使收穫量提高則另作別論)，亦完全無根部造成之薄膜貫通之情形。

根據以上結果，根部集中於端部，則於缺氧之情形時，會因根部需要氧氣而集中於薄膜端(壁)部，造成薄膜面之根部變得不均勻，及根部貫通薄膜。另一方面，可知於基質上面設置空隙，將氧氣供給至根部，故根部均勻地生成於薄膜整體中，而不會局部存在於端部，亦不會出現因植物生長以及根部之原因而導致薄膜貫通。

實施例(6－6)

於使用無孔性親水性薄膜之植物栽培中，為了於施加水應力之狀態下提高產量，重要的是增加根部數量。為了使根部增加根徑為100 μm級的母根(1次根、2次根...)以及10 μm左右的根毛之兩者而進行以下測試。

為了不使根部偏向於薄膜之一部分，而以灌溉遍及培土整體之方式，使一次灌溉量增多。至於增加根毛之方法，可設置灌溉間隔使之為3~7日之間隔，以便將氧氣供給至根部。

1)測試容器：塑膠容器，尺寸20×13×5.5 cm養液：大塚化學(股)大塚溫室1號、2號標準處方，EC＝2、水600 ml薄膜：Hymec薄膜厚度40 μm(Mebiol(股))，22×30 cm培土：MC－1(兼彌產業(股))500 ml(深度2 cm)覆蓋：黑白覆蓋物(大倉工業(股))灌溉：大塚化學(股)標準處方，養液EC＝2、水苗：小松菜(明采2號(橫濱植木(股)))播種後16日人工光：螢光燈(白晝色40 W(東芝(股))照度約5000 Lx測試期間：12.15~1.12(28日)

2)測試條件

於容器中添加600 ml養液，使薄膜浮起。於薄膜上載置500 ml培土，添加160 ml開始時之養液或者水，栽植小松菜苗。於黑白覆蓋薄膜上開設缺口，並覆蓋苗周圍之培土，於人工光之棚上栽培容器。

3)結果栽培4週後所收穫之結果示於表5中，No.2薄膜裏側觀察到之根部照片示於圖23中。

4)實驗結果之描述使薄膜下方為養液，養液灌溉與水灌溉相比產量僅增加10%。又，使薄膜下方為水，並自薄膜上方灌溉養液之情形，產量為使薄膜下方為養液而自薄膜上方灌溉水時的一半。根據該結果，顯示出薄膜下方之養液對植物生長之效果非常大。

若能夠觀察到自圖46之薄膜裏側所觀察到的根部出現擴大，則根部均勻貼於薄膜整體上，結合實施例5之結果加以考慮，表示間歇性灌溉對根部均勻生長較為有效。

又，獲得表示藉由水應力而累積於植物中的糖等光合成產物量之Brix值較高者。

實施例(2－1)

(使用有無孔性親水性薄膜之小松菜栽培中降低硝酸態氮測試)1)栽培方法栽培床 ：於高臺座架上設置由30 mm厚度Esrene板(珠粒發泡聚苯乙烯板，積水化成工業(股))製成寬度90 cm×長度28 m×深度12 cm之箱。為使箱成為水槽，而於內側鋪設聚乙烯薄膜(農業用聚乙烯薄膜)。添加養液直至深度達到約5 cm為止。於養液上鋪設無孔性親水性薄膜(Hymec薄膜(厚度為40 μm)，Mebiol(股))，端部懸掛於水槽外側。

基質 ：於Hymec薄膜上鋪設不織布25S(Mebiol(股))作為基質。

點滴管 ：於基質上鋪設約30 m之滴液間隔為10 cm之點滴管(滴出量為1.05 L/hr(耐滴芬公司))。

覆蓋 ：於寬度約85 cm×長度180 cm×厚度20 mm之Esrene發泡體(低發泡聚苯乙烯板，積水化成工業(股))上，以15 cm間隔開鑿苗種植用之孔，再將其並列載置於基質上。進而，同樣以15 cm間隔開孔之黑白覆蓋薄膜(「陰影」厚度0.025 mm，大倉工業(股))與發泡板之孔合併，覆蓋每個水槽。

苗 ：使用將小松菜種播種於穴盤中而製成之苗。

植苗 ：將200株小松菜種植於栽培床上。

點滴管灌溉 ：自點滴管之端部至4.22~4.30為止注入供給水，5.1~5.6為止注入供給養液，5.7~5.12再次更換為水。

養液 ：(1)以降低硝酸態氮為目的之栽培中於薄膜下方使用自來水。又，自薄膜上方進行點滴管灌溉(水或者養液)。(2)作為比較對照實驗，於薄膜下使用分別以1.5 g/L、1 g/L、0.05 g/L之比例混合有大塚化學(股)製造之大塚溫室1號、2號、5號而得之養液。自薄膜上方並未進行灌溉。

栽培場所 ：沖繩縣島尻郡

栽培期間 ：4.22~5.12

2)結果結果示於表8中。

硝酸態氮之測定係藉由「大蒜榨汁機」對小松菜之葉(莖)進行擠榨，並藉由硝酸離子計(便攜式離子計C－141，堀場製作所(股)製造)測定榨汁。

以降低硝酸態氮為目的之測試區之結果為5月7日小松菜之高度超過20 cm，硝酸態氮含量為3,000 ppm，但將來自薄膜上的點滴更換為水後，於5月12日可使硝酸態氮含量降至890 ppm。

比較對照區之結果為5月7日小松菜之高度同樣超過20 cm，5月12日硝酸態氮為6000 ppm。

根據以上結果，可知藉由於薄膜下方僅使用水，並根據生長階段自薄膜上方適當灌溉養液或者水，可大幅降低蔬菜的硝酸態氮。

實施例(2－2)

(使用有無孔性親水性薄膜之西紅柿栽培)1)方法栽培床 ：於高臺座架上設置由40 mm厚度Esrene板(珠粒發泡聚苯乙烯板，積水化成工業(股))製成之寬度45 cm×長度28 m×深度12 cm之箱。於箱底面設置2根使冷卻水通入後進行來回流動之管(積水灌溉PE管K20，積水化學工業(股))。為將箱製成水槽，而於內側鋪設聚乙烯薄膜(農業用聚乙烯薄膜)。添加養液直至深度達到約7 cm為止，並使包含Esrene發泡體(低發泡聚苯乙烯板，積水化成工業(股))之寬度約43 cm×180 cm×厚度20 mm之浮體板(浮板)並排浮於水槽中。以吸水用不織布(Mebiol板(Mebiol(股))覆蓋浮體板，且不織布以端部浸漬於養液中之方式設置。於浮體板上之吸水用不織布上鋪設無孔性親水性薄膜(Hymec薄膜(厚度為65 μm)，Mebiol(股))，端部垂於水槽之外側。準備2系列28 m長度的栽培床。

養液 ：使用分別以1.5 g/L、1 g/L、0.05 g/L之比例溶解混合有大塚化學(股)製造之大塚溫室1號、2號、5號之養液。

基質 ：於Hymec薄膜上鋪設約1 cm深度的下述2種物質作為基質。

1)泥炭苔(置入170 l PEAT MOSS(Horticultual Grade)(Canadian Supreme Ltd.))；2)以容積比2：2：1混合使用泥炭苔、蛭石(置入大粒50 l，To－Ho(股))、紅黏土(島尻紅黏土，綠工產業(有限))。

點滴管 ：於基質上鋪設約30 m之滴液間隔為10 cm之點滴管(滴出量為1.05 L/hr(耐滴芬公司))。

覆蓋材料 ：於寬度約43 cm×長度180 cm×厚度20 mm之Esrene發泡體(低發泡聚苯乙烯板，積水化成工業(股))之中央，以30 cm間隔開鑿苗種植用之孔，並將其並列載置於基質上。進而，同樣將30 cm間隔處開孔之黑白覆蓋薄膜(「陰影」厚度為0.025 mm，大倉工業(股))與發泡板之孔合併，並覆蓋每個水槽。

西紅柿苗 ：品種桃太郎Fight之槽式托盤苗(Southernplant(股))、高度約18 cm

植苗 ：於2行栽培床上種植87株/1行之苗

點滴管灌溉 ：自點滴管之端部對每株苗注入供給30 ml/日之養液，結苞後改為60 ml/日，果實成熟期以後停止灌溉。

栽培場所 ：沖繩縣島尻郡

栽培期間 ：11.2~3.5

2)結果於栽植後第30日第1花房開始開花，並將養液灌溉量改為60 ml/日．株。

於第65日僅殘留第1~2段，故改為低段栽培，於第80日停止點滴灌溉。

於第90日果實開始著色，於第95日開始收穫。

全部獲得約700個果實，未發現果頂腐爛病。

又，未發現西紅柿根部造成薄膜破損。

表2係表示測定種植後第100日所收穫的西紅柿之重量與果實尺寸之結果。

代表性樣品之糖度，以(Brix%)表示則樣品(a)為9.3、9.5(以n＝2測定)，樣品(b)為8.4、8.3(以n＝2測定)。又，西紅柿之番茄紅素含量為26.4 mg/100 g，相對於市售品之西紅柿(品種：桃太郎Fight)的番茄紅素含量3.3 mg/100 g，數值高出8倍。番茄紅素含量係於外部測定機構Masisinc(股)中，由HPLC(高效液相層析)法實施測定。

表示上述實驗系統之概要的照片示於圖43中。又，上述獲得之西紅柿照片示於圖44。

以下所用之實驗方法，上述以外者如下所示。

<水蒸發量測定>參照圖28 之模式剖面圖，使用上述「篩網缽盤裝置」，於篩網上鋪設薄膜(200~260×200~260 mm)後添加土壤，栽植植物苗(1~2株)。於缽盤中添加水或特定濃度的肥料稀釋液，再於其上載置篩網。定期以上皿天平測定重量，並根據減量測定溶液蒸發量。對因蒸發而減量之溶液隨時予以追加。

<成長過程之觀察>苗成長過程之觀察，由數位照相進行拍攝(數位相機：佳能公司製造IXY Digital 200a)。

<測試結束後之觀察及測定>於測試結束後，對載置有根部之薄膜裏側，隔著薄膜或除去薄膜，以根部為中心進行照相拍攝。經成長之苗的重量測定係直接附著根部，或者根部切斷後，秤量莖葉部分。

<pH值之測定>pH值之測定由下述pH計進行。將經標準液(pH值7.0)校正的pH計之感測器部分浸於需要測定之溶液中，輕輕搖晃溶液，等待數值穩定後，讀取顯示於LCD(液晶)顯示部之數值。

<Brix%之測定>Brix%測定使用下述糖度計(折射計)進行。以滴管將測定溶液取樣，並滴入至糖度計之稜鏡部分進行測定後，讀取LCD上之數值。

實施例(2－4)

使用作養液的液體肥料之濃度稀釋為花寶1000倍、2000倍、3000倍，除表4所示之項目以外，以與實施例(2－3)相同之方式進行實驗。

於「篩網」上介隔薄膜添加200 g土壤(水分79%、乾燥重量40 g)，栽植2株苗。於缽盤中添加240 g水或者肥料溶液並載置「篩網」。(實施期間：10.30~12.4)

由上述實驗而獲得的結果如下所示。

(實驗結果之描述)根據液體肥料之稀釋倍率，可理解為植物生長程度與實施例(2－3)相同，濃度較濃者得以成長，並經由薄膜而吸收肥料成份。

實施例(2－5)

(蛭石/PVA液體肥料效果)使用蛭石/PVA系統，比較水與花寶1000倍稀釋液之效果。除表11所示以外，以與實施例(2－3)相同之方式進行實驗。

於「篩網」上介隔薄膜添加235 g土壤(水分63%)，並栽植2株苗。於缽盤中添加約250 ml水或者肥料溶液，並載置「篩網」(實施期間：10.22~11.25)。

由上述實驗而獲得的結果匯總如下。

(實驗結果之描述)肥料溶液之EC值，相對於初始0.5 dS/m，於最終第35日降低為0.22 dS/m，肥料明顯被消耗(若考慮水分蒸發，則可認為液體肥料之消耗量會更大)。

實施例(2－6)

使用蛭石作為土壤，將薄膜製成附有黑不織布之親水性聚酯，除表12所示之項目以外，以與實施例(2－3)相同之方式進行實驗。

<蛭石/附有不織布之親水性聚酯液體肥料效果>實驗中於「篩網」上介隔薄膜添加230 g土壤(水分76%、乾燥重量55 g)，栽植2株苗。於缽盤中添加約200 g水、或者肥料溶液並載置「篩網」。

由上述實驗而獲得的結果如下所述。

(實驗結果之描述)以肥料溶液與水比較第30日的根與莖葉之重量，則可理解肥料溶液者明顯大，並吸收肥料之情形。

實施例(2－7)

使用岩棉纖維(使用量：乾燥重量10、20、30 g)作為土壤，除表7所示之項目以外，以與實施例(2－3)相同之方式進行實驗。

<岩棉纖維量之效果>於「篩網」上介隔薄膜添加50~150 g土壤(水分83%、乾燥重量10、20、30 g)，栽植2株苗。於缽盤中添加290~390 g水、或者肥料溶液並載置「篩網」。(期間：11.1~12.4)由上述實驗而獲得的結果如下所示。

(實驗結果之描述)於土壤量為10 g之情形時，第10日出現枯萎，可認為根部進行成長前，由於水分不足而導致枯萎。因此，認為極好的是土壤量適度。

實施例(2－8) (各種薄膜之差異)

藉由上述方法，針對各種薄膜，觀察水中苗之成長。作為薄膜，使用PVA、雙軸延伸PVA(BOVLON)、親水性聚酯3種共計5件樣品。

於篩網上介隔薄膜(260×260 mm)添加500 ml土壤，栽植2株苗。於缽盤中添加水250 ml並載置「篩網」。期間為8月17日~9月14日。

(實驗結果之描述)附有不織布之親水性聚酯之水分蒸發量較為突出，但可認為原因在於含有來自不織布的蒸發。

最終苗之本葉數之順序為附有不織布之親水性聚酯≧PVA>親水性聚酯≧BOVLON>附有布料之親水性聚酯。其傾向與根部之發育狀況相同。

「Brix值之差異」圖31表示將測定資料圖表化者。

(實驗結果之描述)5種薄膜中，除BOVLON、PH－35外，PVA、玻璃紙及浸透玻璃紙自實驗開始於第3日左右，葡萄糖系與水系之Brix值之差達到1以內，判定葡萄糖透過薄膜。

實施例(2－12)

以與實施例(2－9)相同之方式，使用篩網缽盤裝置(篩網之半徑為6.4 cm、容量為130 cm³ )，於篩網上載置20×20 cm之薄膜並添加150 g純水，於缽盤側添加150 g養液，並以Saran保鮮膜進行包裹。取樣時間為3、6、12、24、36、48、72 hrs並準備計7個容器，經過預定時間後各取100 ml樣品置於容器中。對各樣品中主要肥料成份加以分析。

1)透水薄膜：PVA薄膜25 μm(日本合成化學工業(股)製造)、親水性聚酯20 μm(杜邦公司製造)2)水：蒸餾水(和光純藥工業(股)製造)、養液肥料：大塚溫室1號1.5 g/L、2號1 g/L(大塚化學(股)製造)3)分析方法a)銨離子、硝酸離子及硫酸離子：藉由離子層析法分析(關於分析之詳細內容：可參照「水之分析」第4版，日本分析化學會北海道支部編，化學同人(股)出版，1997年7月20日，第3章用於水之分析的分析法3.7.3離子層析法(第125~129頁))。

b)磷、鉀、鈣及鎂：藉由ICP(發光分光分析)法分析(關於分析之詳細內容：可參照「水之分析」第4版，日本分析化學會北海道支部編，化學同人(股)出版，1997年7月20日，第13章與微量污染物質關聯之分析法，13.10 ICP(第478~480頁))。

關於主要成份之氨態氮(NH₄ －N)、硝酸態氮(NO₃ －N)、磷酸(P₂ O₅ )、鉀(K₂ O)、鈣(CaO)、鎂(MgO)及硫(SO₄ )，薄膜透過性之經時變化示於表15~表21中，又，與該等資料相應的圖表示於圖32~圖38中。

如上述表及圖表所示，關於肥料之薄膜透過性，存在因肥料成份不同而透過速度不同者，但主要成份之氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)及硫(S)可全部透過。

實施例(2－13)

於30×22×8 cm之栽培箱中添加1.3 L之花寶原液(N：5%、P：10%、K：5%)(花寶Japan(股)製造)稀釋300倍之水溶液(EC：1.37)作為養液，使48×40 cm之40 μmPVA薄膜(愛絲樂化學(股)製造)浮於其上。

於薄膜上載置深度2 cm之Super MixA(Sakataseed(股))作為土壤，栽植12株紅萵苣幼苗(本葉3片)。於塑膠溫室(無溫度濕度控制)中於11.12~1.11(60日)之期間內進行生長。其後，將與根部一體化的PVA薄膜作為試料，拍攝根部界面之光學顯微鏡照片(倍率：10~100倍)。

[試料之預處理與觀察]1)以乙醇使試料脫水2)埋入親水性樹脂「Tecnobit」(應研商事(股)公司製造)中3)以玻璃刀切為厚度3微米後，將其載置於玻璃板上進行乾燥4)由0.1%甲苯胺藍染色15分鐘5)於水洗下之血中以70%乙醇溶液使過量之染色部分脫色(區分)6)以醇脫水後放入至二甲苯中，其後合上蓋玻片加以密封7)由光學顯微鏡，於10倍~100倍之間進行觀察(再者，關於上述樣品之預處理及觀察方法之詳細內容，例如可於應研商事股份有限公司之網頁(http//www.okenshoji.co.jp/)之「低溫聚合樹脂Tecnobit」之項中參照詳細的測試方法。)

光學顯微鏡之觀察結果示於圖39。如該圖39所示，觀察到根部細胞無間隙地配置於PVA薄膜面中，PVA薄膜與根部處於一體化之狀態。

實施例(2－14)

以與實施例(2－9)相同之方式，使用篩網缽盤裝置(篩網之半徑為6.4 cm、容量為130 cm³ )，於篩網上載置20×20 cm之薄膜，並添加150 g自來水，於缽盤側添加150 g鹽水，以Saran保鮮膜包裹後置於室溫下。於每個取樣時間，對水側(篩網)及鹽水側(缽盤)之養液多加攪拌後，以滴管取樣，並測定EC值。

1)透水薄膜：使用厚度不同的親水性聚酯薄膜(杜邦公司製造)及PVA薄膜(日本合成化學工業(股)製造)。親水性聚酯K06－20 μm、K06－40 μm、CRP06－75 μm(杜邦公司製造)、PVA # 2500(25 μm)、# 4000(40 μm)、# 6500(65 μm)(日本合成化學工業(股)製造)

2)0.5%鹽水：於自來水中溶解0.5重量%「伯方之鹽」(伯方鹽業(股)製造)。伯方之鹽：100 g中鈉37.5 g、鎂110 mg、鈣90 mg、鉀50 mg

3)實驗方法電導計：使用Twin Cond B－173(堀場製作所(股))，將以滴管取樣的溶液少量置於電導計之測定部位，測定電導度EC(dS/m)。

實施期間：8月26日~31日

親水性聚酯薄膜之結果示於表22及圖40中，PVA薄膜之結果示於表23及圖41中。

根據上述圖40及圖41，可判明親水性聚酯薄膜及PVA薄膜於水側之EC值均增高，鹽水側之EC值均減小，兩者之值隨著時間不斷收斂成相同值。親水性聚酯薄膜之情形，於薄膜厚度為20~75 μm之範圍內，水側EC值之增加速度及鹽水側EC值之降低速度，隨著厚度增加而變慢，即0.5%鹽水透過性降低較多。另一方面，PVA薄膜之情形，於薄膜厚度為25~65 μm之範圍內，即使厚度增加0.5%鹽水透過性亦幾乎不變。

實施例(2－15) (含水率之測定)

於附有聚丙烯製蓋子的塑膠容器(15×11×4 cm)中添加300 ml水，並浸漬厚度不同的3種PVA薄膜以及1種親水性聚酯(10×20 cm)後，放入適溫箱中保持20小時。經過預定時間後取出薄膜，以拭紙迅速拭取表面水分並加以秤量(W_T g)。將乾燥時之重量設為W₀ g，求得含水率(%)＝(W_T －W₀ )/W_T ×100。

測定溫度於5、20、35℃之3種溫度下，以各溫度n＝2之試料進行測定。

PVA薄膜：# 2500(25 μm)、# 4000(40 μm)、# 6500(65 μm)(日本合成化學(股)製造)親水性聚酯：K06－40(40 μm)(杜邦公司製造)適溫箱：型號ERV740(容量9 L、消電75 W)(松下電工(股)製造)

(結果)圖42表示不同溫度之含水率的圖表。如該圖表所示，PVA隨著溫度上升，而呈現出含水率上升之傾向。親水性聚酯與PVA相反，隨著溫度上升含水率降低。由於PVA薄膜厚度之差異、或者聚合物種類造成的含水率差異並非如此之大，亦包括溫度變化，為20~28%左右。

實施例(2－16) (薄膜之腐蝕性)

於下述條件下實施所使用之薄膜對天然存在的微生物之耐腐蝕性測試。

於塑膠製容器(20×12×5.5 cm)中添加700 ml自來水，將30×22 cm之各種薄膜載置於水面上。於薄膜上，載置170 g土壤Super MixA(Sakataseed(股)製造)，並栽植各6株芝麻菜(Odyssey、Sakataseed(股))之本葉約1片的幼苗(播種後第17日)。於溫度21℃、濕度60~70%、人工光之照度3700~3800 Lx之栽培棚中，自4月28日栽培至5月30日，於第39日測定高度以及本葉數。

所使用的薄膜係玻璃紙薄膜(PL # 500、厚度：35 μm；二村化學工業(股))及聚乙烯醇(PVA)薄膜(# 40、厚度：40 μm；愛絲樂化學(股))。

結果示於表20。

如表20所示，於玻璃紙薄膜之情形時，1週後薄膜腐蝕開孔，無法繼續栽培。該實驗進行2次，均為相同結果。另一方面，於PVA薄膜之情形，完全未發現微生物之腐蝕，培養39日之栽培結果，發現生長良好。根據該結果，一般認為：玻璃紙薄膜係天然原料，易於受到微生物分解，與此相對，PVA薄膜則因係合成材料，而難以被微生物分解。

實施例(2－17) (薄膜之耐候性)

因本發明所使用的薄膜經常曝露於太陽光或人工光下，故實施薄膜之耐候性測試。測試方法係將尺寸為20×25 cm之薄膜置於室內的窗邊(9.12~12.17)，並觀察外觀變化。所用薄膜係聚乙烯醇(PVA)薄膜(# 2500、厚度：25 μm)、親水性聚酯薄膜(K06－20、厚度：20 μm)及玻璃紙薄膜(PL # 500、厚度：30 μm)。

測試結果為於親水性聚酯薄膜之情形時，1個月後發現破損，與此相對，於聚乙烯醇及玻璃紙薄膜之情形，3個月後亦無變化。

根據實施例(2－16、17)之結果，可知對微生物之耐腐蝕性、對光之耐候性均優異的聚乙烯醇(PVA)薄膜可較佳用於本發明之實施中。

[產業上之可利用性]

如上所述，根據本發明之栽培系統，因可藉由使用上述薄膜，而較佳控制對植物供給養液等，故可解決上述先前技術中之1個以上缺點。

又，根據上述本發明第1態樣，可施行至今為止農業中養液點滴栽培之自動化，工業化連續實施栽培之各階段。

進而，根據上述本發明第2態樣，因植物根部與大地土壤由薄膜隔離，而不會直接接觸，故即使大地土壤受到病原微生物、病原菌污染，微生物、細菌亦無法透過該薄膜，因此不會接觸於根部，故可避免連作障害等植物污染。又，即使大地土壤受到殘留農藥等污染，亦因大地土壤與根部由薄膜隔離，而可減輕植物之污染。

進而，根據上述本發明第3態樣，可藉由將薄膜用作傳送機構，而使植物栽培自動化，故可工業化實施農產品栽培。

進而，根據上述本發明第4態樣，因植物根部與大地土壤由薄膜隔離，而不會直接接觸，故即使大地土壤受到病原微生物、病原菌污染，微生物、細菌亦無法透過該薄膜，因此不會接觸於根部，故可避免連作障害等植物污染。又，即使大地土壤受到殘留農藥等污染，亦因大地土壤與根部由薄膜隔離，而可減輕植物之污染。

進而，根據上述本發明第5態樣，可藉由將氧氣充分供給至植物體根部，而使植物體健康生長以及防止根部刺破薄膜所造成的問題，有助於農產品生產之穩定化。

1．．．托盤

2、23、26、41、63、66、79．．．灌溉機構(點滴管)

3．．．栽培床

4、33、73．．．養液或者水

5．．．植物體

6．．．小孔

7．．．層狀隔離材

8、24、64、74．．．植物栽培用支持體

9、25、42、65、76．．．蒸發抑制構件

10．．．灌溉用狹縫

11．．．植物栽培用狹縫

21、61、103．．．無孔性親水性薄膜

22．．．不透水性材料

27、67、112．．．細霧噴灑管

28．．．吸水性材料

29、69．．．植物栽培支持體保持框

31、71．．．水槽(栽培床)

32、72．．．薄膜

34．．．吸水布

35．．．加熱．冷卻軟管

36、104．．．浮體

37．．．滾子或者傳送帶

38．．．履帶(註冊商標)

39．．．輥

40．．．植物支持體

43．．．拉出步驟

44．．．調整．播種．發芽．種植步驟

45．．．生長步驟

46．．．後處理步驟

47．．．收穫．捲取步驟

62．．．大地之土壤

68、107．．．吸水層

75．．．蒸發抑制構件(覆蓋構件)之支撐件

77．．．植物體種植孔

78．．．灌溉用孔

80．．．空隙

101．．．植物栽培用器具

102．．．容納部

105．．．儲液槽

106．．．水或者養液

108．．．基質(土壤)

109．．．覆蓋材料

110．．．通水管

111．．．點滴管

圖1係表示本發明之植物栽培系統之第1態樣之例的模式圖。

圖2係表示基於本發明第1態樣之植物栽培系統之一例(使用托盤)的模式圖。

圖3係表示基於本發明第1態樣之植物栽培系統(使用托盤)之其他例的模式圖。

圖4係表示基於本發明第2態樣之植物栽培方法之基本態樣之例的模式剖面圖。

圖5係表示基於本發明第2態樣之植物栽培方法之其他態樣之例的模式剖面圖。

圖6係表示基於本發明第2態樣之植物栽培方法之其他態樣之例的模式剖面圖。

圖7係表示基於本發明第3態樣之植物栽培系統之基本概念的側視圖。

圖8係表示基於本發明第3態樣之植物栽培系統之其他基本概念的側視圖。

圖9係表示基於本發明第3態樣之植物栽培系統之其他基本概念的側視圖。

圖10係表示基於本發明第3態樣之植物栽培系統之傳送方式的模式圖。

圖11係表示基於本發明第3態樣之植物栽培系統之其他傳送方式的模式圖。

圖12係表示基於本發明第3態樣之植物栽培系統之灌溉方法的模式圖。

圖13係表示基於本發明第3態樣之植物栽培系統之栽培步驟前半部分的模式圖。

圖14係表示基於本發明第3態樣之植物栽培系統之栽培步驟後半部分的模式圖。

圖15係表示基於本發明第4態樣之植物栽培方法之基本態樣之例的模式剖面圖。

圖16係表示基於本發明第4態樣之植物栽培方法之其他態樣之例的模式剖面圖。

圖17係表示基於本發明第4態樣之植物栽培方法之其他態樣之例的模式剖面圖。

圖18係表示基於本發明第5態樣之植物栽培系統之基本概念的模式剖面圖。

圖19係實施例(6－5)中基質25S(不織布)與覆蓋薄膜密著後來自薄膜裏側的照片(25S)。

圖20係實施例(6－5)中基質培土與覆蓋薄膜密著後來自薄膜裏側的照片(培土)。

圖21係實施例(6－5)中於基質25S之上表面設置空隙後來自薄膜裏側的照片(25S)。

圖22係實施例(6－5)中於基質(培土)之上表面設置空隙後來自薄膜裏側的照片(培土)。

圖23係來自實施例(6－6)之表6中No.2之薄膜裏側的照片。

圖24係表示本發明之植物栽培用器具的基本態樣之例的模式剖面圖。

圖25係表示本發明之植物栽培用器具的其他態樣之例的模式剖面圖。

圖26係用以說明本發明中所用的薄膜特性(水－鹽水接觸)測定之模式剖面圖。

圖27係用以說明本發明中所用的薄膜特性(剝離強度)測定之模式立體圖。

圖28係用以說明本發明中所用的薄膜特性(水蒸發量)測定之模式剖面圖。

圖29係表示本發明中所用的薄膜特性(剝離強度)測定用之測試片的照片。

圖30係表示本發明中所用的薄膜特性(水－鹽水接觸)測定結果之例的圖表。

圖31係表示本發明中所用的薄膜特性(水－葡萄糖接觸)測定結果之例的圖表。

圖32係表示氨態氮之薄膜透過性之圖表。

圖33係表示硝酸態氮之薄膜透過性之圖表。

圖34係表示磷酸之薄膜透過性之圖表。

圖35係表示鉀之薄膜透過性之圖表。

圖36係表示鈣之薄膜透過性之圖表。

圖37係表示鎂之薄膜透過性之圖表。

圖38係表示硫之薄膜透過性之圖表。

圖39係表示植物栽培結束時根部/薄膜/養液之界面附近狀態的光學顯微鏡照片(倍率：250倍)。

圖40係表示各種厚度的親水性聚酯薄膜之0.5%鹽水透過性之圖表。

圖41係表示各種厚度的PVA薄膜之0.5%鹽水透過性之圖表。

圖42係表示實施例15中所獲得的多種薄膜之含水率溫度變化之圖表。

圖43係表示本發明實施例2中所用的實驗系統概要的照片。

圖44係本發明實施例2中所獲得的西紅柿之照片。

圖45(a)、(b)係表示於浮體構件上設置狹縫狀孔之態樣的模式平面圖及模式剖面圖。

圖46(a)、(b)係表示於浮體構件上設置圓形孔之態樣的模式平面圖及模式剖面圖。

1．．．托盤

2．．．灌溉機構(點滴管)

3．．．栽培床

4．．．養液或者水

5．．．植物體

9．．．蒸發抑制構件

10．．．灌溉用狹縫

11．．．植物栽培用狹縫

Claims (48)

1. 一種植物栽培系統，其特徵在於：其係至少包含無孔性親水性薄膜、以及自該無孔性親水性薄膜之下表面側將水或者養液供給至該無孔性親水性薄膜的供給機構者，且於上述無孔性親水性薄膜上栽培植物。
2. 如請求項1之植物栽培系統，其中上述供給機構係水槽。
3. 如請求項1之植物栽培系統，其中上述供給機構係除水槽以外之機構。
4. 如請求項1之植物栽培系統，其中上述供給機構係含有水之大地土壤。
5. 如請求項1至4中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與鹽水對向接觸後，自測定開始後第4日(96小時)的水/鹽水之電導度(EC)之差為4.5dS/m以下的薄膜。
6. 如請求項1至4中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於經由該薄膜使水與葡萄糖溶液對向接觸後，自測定開始後第3日(72小時)的水/葡萄糖溶液之濃度(Brix%)之差為4以下的薄膜。
7. 如請求項1至4中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔性親水性薄膜係於將植物體配置於該薄膜上並開始栽培35日後，相對於上述植物體根部顯示出10g以上之剝離強度的薄膜。
8. 如請求項1至4中任一項之植物栽培系統，其中上述無孔 性親水性薄膜，具有耐水壓為10cm以上的不透水性。
9. 如請求項2之植物栽培系統，其中至少包含：用以容納水或者養液之水槽；容納植物栽培用支持體且可獨立於上述水槽而移動且可設置於上述水或者養液上的托盤；自設置於上述水槽中之水或者養液上的托盤之上方以噴霧或者點滴供給水或者養液之機構。
10. 如請求項9之植物栽培系統，其中自上述托盤之上方點滴供給水或者養液之機構係與上述托盤之移動方向平行配置的點滴管。
11. 如請求項9或10之植物栽培系統，其中於該托盤之至少底面設置層狀隔離材，以使上述托盤可於上述水槽中之水或者養液上方，保持植物栽培用支持體，且防止植物根部貫穿至水槽中之水或者養液。
12. 如請求項9之植物栽培系統，其中於上述植物栽培用支持體上配置有蒸發抑制構件。
13. 如請求項12之植物栽培系統，其中於上述蒸發抑制構件上，施以與上述點滴管平行之狹縫。
14. 如請求項9之植物栽培系統，其中上述層狀隔離材係無孔性親水性薄膜。
15. 如請求項3之植物栽培系統，其中並不設置容納水或者養液之水槽，而使用自無孔性親水性薄膜之下表面側將水或者養液供給至該薄膜中之機構，於該薄膜上栽培植物。
16. 如請求項15之植物栽培系統，其中將水或者養液供給至 上述無孔性親水性薄膜中之機構，包含接觸於無孔性親水性薄膜的吸水性材料。
17. 如請求項15之植物栽培系統，其中將水或者養液供給至上述無孔性親水性薄膜中之機構，包含不透水性材料。
18. 如請求項17之植物栽培系統，其中於上述無孔性親水性薄膜與不透水性材料之間配置吸水性材料。
19. 如請求項17之植物栽培系統，其中上述不透水性材料接地配置於大地土壤上。
20. 如請求項15至19中任一項之植物栽培系統，其中根據可進行栽培之植物的生長階段，而於上述不透水性材料與上述無孔性親水性薄膜之間供給最小需要量的水或者養液。
21. 如請求項15之植物栽培系統，其中於上述植物體與上述無孔性親水性薄膜之間，配置植物栽培用支持體。
22. 如請求項15之植物栽培系統，其中於上述植物體與上述無孔性親水性薄膜之間，配置覆蓋材料。
23. 如請求項15之植物栽培系統，其中根據可進行栽培之植物之生長階段，亦自上述無孔性親水性薄膜之上方供給水或者養液。
24. 如請求項2之植物栽培系統，其係於用以容納水或者養液之水槽、與一面自上述水槽中將水或者養液供給至薄膜底面一面進行傳送的該薄膜上，栽培植物。
25. 如請求項24之植物栽培系統，其中卷成輥狀之上述薄膜連續供給至水槽中，並自播種或者植苗階段開始傳送於 水槽中直至收穫為止。
26. 如請求項24或25之植物栽培系統，其中於上述薄膜上配置有植物栽培用支持體。
27. 如請求項24之植物栽培系統，其中於上述植物栽培用支持體上配置有蒸發抑制構件。
28. 如請求項24之植物栽培系統，其中自上部利用灌溉機構將水或者養液灌溉至上述植物栽培用支持體中。
29. 如請求項2之栽培系統，其於用以容納水或者養液之水槽、及不斷將水或者養液自上述水槽供給至薄膜底面的該薄膜上栽培植物體，且，於上述薄膜面或者薄膜上之植物栽培用支持體與配置於其上方的蒸發抑制部材之間設置具有空氣層之空隙。
30. 如請求項29之植物栽培系統，其中自上部利用灌溉機構將水或者養液灌溉至上述植物栽培用支持體。
31. 如請求項29或30之植物栽培系統，其中上述薄膜係無孔性親水性薄膜。
32. 一種植物栽培方法，其特徵在於：使用如請求項9之植物栽培系統，自設置於水槽中之水或者養液上的托盤之上方點滴供給水或者養液。
33. 一種植物栽培方法，其特徵在於：於使用如請求項9至14中任一項之植物栽培系統之植物栽培方法中，包含使托盤移動至水或者養液之組成相異的其他水槽中之步驟。
34. 一種植物栽培方法，其特徵在於：使用如請求項24之植物栽培系統，於傳送於水槽中之水或者養液上的薄膜上進行栽培。
35. 一種植物栽培方法，其特徵在於：於如請求項34之植物栽培方法中，包含使該薄膜移動至水或者養液之組成相異的其他水槽中之步驟。
36. 一種植物栽培方法，其特徵在於：至少包含配置於含有水之大地土壤上的無孔性親水性薄膜，並於該薄膜上栽培植物。
37. 如請求項36之植物栽培方法，其中於上述植物體與薄膜之間，配置植物栽培用支持體。
38. 如請求項36或37之植物栽培方法，其中於上述植物體與薄膜之間，配置覆蓋材料。
39. 如請求項36之植物栽培方法，其中根據可進行栽培之植物之生長階段，對該薄膜下方之土壤進行灌溉。
40. 如請求項36之植物栽培方法，其中根據可進行栽培之植物之生長階段，亦自該薄膜之上方進行灌溉。
41. 一種植物栽培用器具，其特徵在於：其係具有可容納可進行栽培之植物體之形狀者，且，該容器至少含有：用以容納水或者養液之儲液槽，可配置於該儲液槽中之水或者養液上之薄膜，自該薄膜之上方供給水或者養液之機構；且，上述薄膜之至少一部分係可與植物體根部實質性一體 化形成的無孔性親水性薄膜。
42. 如請求項41之植物栽培用器具，其中於上述儲液槽與無孔性親水性薄膜之間，配置有可於可容納於該儲液槽中之水或者養液上浮動的浮體構件。
43. 一種植物栽培方法，其特徵在於：使用至少包含用以容納水或者養液之儲液槽、可配置於該儲液槽中之水或者養液上之薄膜、以及自該薄膜之上方供給水或者養液之機構，且上述薄膜之至少一部分係可與植物體根部實質性一體化形成的無孔性親水性薄膜之植物栽培用器具，並將植物體配置於該器具中，一面至少經由上述薄膜而使水或者養液接觸，一面栽培上述植物體。
44. 如請求項43之植物栽培方法，其中於上述植物體與薄膜之間，配置植物保持用支持體。
45. 如請求項43或44之植物栽培方法，其中於上述植物體與薄膜之間，配置覆蓋材料。
46. 如請求項43之植物栽培方法，其中於上述儲液槽與無孔性親水性薄膜之間，配置可於可容納於該儲液槽中之水或者養液上浮動的浮體構件。
47. 如請求項43之植物栽培方法，其中自上述儲液槽實質上僅將水分供給至植物體，直至上述薄膜與植物體實質上一體化形成為止，並當薄膜與植物體實質上一體化形成後，自上述薄膜之上方對植物體，根據需要將水或者養液供給至植物體中。
48. 如請求項47之植物栽培方法，其中自上述薄膜之上方對植物體，根據需要將水或者養液切換供給至植物體中。