WO1998005196A1 - Support de retenue d'eau pour des plantes - Google Patents

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WO1998005196A1
WO1998005196A1 PCT/JP1997/001660 JP9701660W WO9805196A1 WO 1998005196 A1 WO1998005196 A1 WO 1998005196A1 JP 9701660 W JP9701660 W JP 9701660W WO 9805196 A1 WO9805196 A1 WO 9805196A1
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WO
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plant
water
hydrogel
carrier
polymer
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PCT/JP1997/001660
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yasuhiro Obonai
Hiroshi Yoshioka
Yuichi Mori
Original Assignee
M & M Laboratory Co., Ltd.
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Publication date
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Priority to IL128299A priority patent/IL128299A/en
Priority to CA002261910A priority patent/CA2261910C/en
Priority to US09/230,766 priority patent/US6286254B1/en
Priority to AU27897/97A priority patent/AU2789797A/en
Priority to EP97922081A priority patent/EP0945052A4/en
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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/30Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing synthetic organic compounds
    • A01G24/35Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing synthetic organic compounds containing water-absorbing polymers

Definitions

  • the present invention relates to a plant water-retaining carrier capable of supporting or supporting the plant at the time of growing the plant and also exhibiting a function as a water supply source to the plant.
  • TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plant water retention carrier that can supply water to plants without inhibiting plant growth when used as a water retention carrier in fluid sowing, field cultivation, open-field cultivation, greening, and the like.
  • the plant water-retaining carrier of the present invention is used for growing other plants.
  • Polycarboxylic acid superabsorbents have been used in large quantities in disposable diapers, sanitary products, etc.Meanwhile, polyacrylic acid polymers are also used in the agricultural field due to their low cost and excellent water retention. It has become.
  • the polyacrylic acid-based polymer having a mouth opening is used as a carrier for fluid seeding by utilizing its water retention property, or as a water retention carrier for greening, water saving cultivation, and sandy cultivation. .
  • An object of the present invention is to provide a plant water retention carrier that has solved the above-mentioned problems of the conventional hydrogel water retention carrier.
  • Another object of the present invention is to provide a plant water-retaining support that has water retention comparable to that of a conventional polyacrylic acid-based hydrogel, and does not substantially inhibit rooting or root elongation. It is in. Disclosure of the invention
  • the present inventors have conducted intensive studies and found that the influence of the hydrogel was excessive if the inhibition of the elongation of the root of the hydrogel was based solely on the effective use of water in the hydrogel. I came to pay attention to that.
  • the plant water-retaining carrier of the present invention is based on the above findings, and more specifically, has a calcium ion absorption of less than 5 O mg per 1 g of dry weight, and It is characterized by containing a hydrogel-forming polymer having a water absorption capacity of 100 times or more in water exchange (room temperature, 25 ° C).
  • water-retaining carrier refers to a “dry state” unless otherwise specified.
  • part or all of the carrier may be in a “hide mouth gel” state in which water is retained therein (the same applies to the following description). And).
  • the plant water-retaining carrier of the present invention is based on the above findings, and more specifically, has a carboxyl group bonded to a polymer chain, and has a content of an alkali metal salt or an ammonium salt of the carboxyl group.
  • the present inventors have found that the conventional hydrogel composed of an alkali metal salt of cross-linked polyacrylic acid selectively adsorbs heavy metal ions, mainly calcium ions. I found it.
  • the conventional crosslinked polyacrylic acid hydrogel adsorbs mainly calcium ions in agricultural water (well water, tap water, river water, lake water, etc.), and plant It is presumed that the plant falls into calcium ion deficiency as a result of calcium ion deficiency or the fact that the hydrogel absorbs mainly calcium ions in the plant directly from the roots.
  • the present inventors produced hydrogels having various calcium ion absorbing capacities and performed a rooting test on seeds.
  • the amount of water increased to 5 Omg or more per 1 g of dry weight of the water-retaining carrier, significant inhibition of root and stem growth was observed. Therefore, according to the findings of the present inventor, the remarkable growth inhibition of the conventional hydrogel composed of the metal salt of crosslinked polyacrylic acid is not due to the nature of water in the hydrogel, but the hydrogel is not a plant material. It is presumed that as a result of calcium ion absorption from the plant, calcium ion deficiency was caused in the plant. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the container for growing a plant of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing one embodiment of the plant growing sheet of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing another embodiment of the plant growing sheet of the present invention.
  • 4A and 4B are schematic perspective views showing another embodiment (partition shape) of the plant growing sheet of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing a case where the partition-shaped sheet of the embodiment of FIG. 4B is used in combination with another container.
  • FIGS. 6A and 6B are schematic plan views showing an example of an embodiment in which a hide-mouth gel-forming polymer is arranged in a discontinuous layer on a substrate.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C are schematic cross-sectional views showing an example of an embodiment in which a hide port gel-forming polymer is disposed on a substrate of a container or a sheet in the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing one example of an actual embodiment of the container for growing plants of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of an actual embodiment of the plant growing sheet (partition shape) of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic plan view when one cell of the partition sheet of FIG. 9 is viewed from above.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment in which a support and a plant are placed in the plant growing container of FIG. 8 and water is supplied.
  • the carrier for water retention is a hide-mouth gel-forming polymer having a calcium ion absorption of less than 50 mg per 1 g of dry weight and a water absorption capacity of at least 100 times in ion-exchanged water. including.
  • the above-mentioned “calcium ion absorption amount” and “water absorption capacity in ion-exchanged water” can be suitably measured by, for example, the following method.
  • the “calcium ion absorption amount” measured by the above method is 5 Omg or more per 1 g of dry weight of the water retention carrier, as shown in the Examples described below, the plants contacting the water retention carrier "Calcium ion deficiency" is more likely to occur.
  • This “calcium ion absorption amount” is preferably 45 mg or less, more preferably 4 Omg or less. (Measurement of water absorption capacity in ion exchange water)
  • a certain amount (Wi g) of the dried water-retaining carrier is weighed, and an excess amount (for example, 1.5 times or more the expected water absorption of the water-retaining carrier) of ion-exchanged water (electric conductivity 5 / S / immersed in c m or less), 2 days at room temperature (25 ° C) (48 hr) was left in a constant temperature bath to swell the water-retaining carrier. After excess water is removed by filtration, the weight (W2g) of the water-swelling water-swelling carrier is measured, and the water absorption capacity is determined by the following equation.
  • Water absorption capacity (W2-W1) / W1 If the "water absorption capacity” measured by the above method is less than 100 times, sufficient water must be supplied to the plant when a certain amount of the water retention carrier is used. Becomes difficult. This “water absorption capacity” is preferably 140 times or more, more preferably 160 times or more. When the salt concentration is relatively low, such as for agricultural water, the most effective way to improve the water absorption capacity of hydrogels is to introduce dissociable ionic groups into the gel and expand the molecular chains. At the same time, raising the internal osmotic pressure can be mentioned.
  • the “hydrogel-forming polymer” that constitutes the water-retaining carrier of the present invention has a crosslinking structure or a network structure.
  • the “hydrogel” refers to a gel containing at least a crosslinked or network structure made of a polymer and water supported or held (dispersed liquid) in the structure.
  • the “dispersed liquid” retained in the crosslinked or network structure is not particularly limited as long as it is a liquid containing water as a main component. More specifically, for example, the dispersion liquid may be water itself, and may be any of an aqueous solution and / or a liquid containing water (for example, a mixed liquid of water and monohydric or polyhydric alcohol). You may.
  • the hydrogel-forming polymer it is preferable to use a polymer obtained by crosslinking a water-soluble or hydrophilic polymer compound.
  • a crosslinked polymer has the property of absorbing water in an aqueous solution and swelling but not dissolving. It is possible to change the water absorption by changing the type of the water-soluble or hydrophilic polymer compound and / or the cross-link density (or the cross-link rate).
  • the aqueous solution of the hydrophilic polymer compound has a cloud point of 70 ° C. or less, the water absorption capacity decreases with an increase in temperature in a temperature range of 0 ° C. to 70 ° C., and the water absorption capacity becomes a temperature.
  • examples of the water-soluble or hydrophilic polymer compound which should provide the hydrogel constituting the water-retaining carrier include methylcellulose, kisstran, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl alcohol, poly (N-vinylpyrrolidone), and poly (N-vinylpyrrolidone).
  • the former (crosslinking at the time of monomer polymerization) method can be generally carried out by copolymerizing a bifunctional monomer (or a monomer having three or more functional groups).
  • bifunctional monomers such as N, N'-methylenebisacrylamide, hydroxyethyldimethyl acrylate, and divinylbenzene can be suitably used.
  • the latter method introduction of cross-linking after completion of monomer polymerization
  • such a latter method involves, for example, crosslinking a polyfunctional molecule having a plurality of functional groups (for example, isocyanate groups) capable of binding to a functional group (for example, an amino group) in a polymer compound in a molecule. It can also be carried out by crosslinking the polymer compound using
  • the water absorption of the polymer for forming a mouth-opening gel in the present invention depends on the above-mentioned crosslinked structure, particularly, the crosslink density.
  • the crosslink density is, for example, a difunctional monomer in the former method.
  • the crosslink density is in the range of about 0.02 mol 1% to about 1 Omo 1%, and more preferably about 0.05 mol 1 to about 4 mol 1%, in terms of the molar ratio of branch points to all monomers. Is preferred.
  • the copolymerization weight ratio of the bifunctional monomer to all monomers is as follows. % To about 3 wt.% (More preferably, about 0.05 wt.% To about 1.5 wt.%).
  • the crosslink density exceeds about 1 Omo 1% in the present invention, the water absorption capacity of the hydrogel-forming polymer of the present invention becomes small, so that the hydrogel of the present invention is used for water retention. The effect as a carrier is reduced.
  • the crosslink density is less than about 0.02mo 1%, the mechanical strength of the hydrogel-forming polymer becomes weak, and handling becomes difficult.
  • the crosslink density (molar ratio of branch points to all monomers) as described above can be determined by, for example, 13 C-NMR (nuclear magnetic resonance) measurement, IR (infrared absorption spectrum) measurement, or elemental analysis. It can be quantified.
  • the crosslink density near the surface is made higher than the crosslink density inside the polymer (introducing so-called “surface crosslinks”), whereby A better balance between high water absorption capacity and high mechanical strength of the gel-forming gel-forming polymer can also be obtained.
  • the relatively high cross section density near the surface '' mainly contributes to high mechanical strength (and improved non-stickiness between the carrier particles), while the internal The portion having a relatively low crosslinking density can mainly contribute to a high water absorption capacity. Thereby, it is easy to realize good mechanical strength and good non-adhesion between particles without substantially lowering the water absorption capacity.
  • the highest crosslink density Ds near the surface in the above embodiment and the lowest crosslink density inside the particle The ratio (Ds / Di) to the crosslink density D i should be about 2 to 5, and more preferably about 5 to 10 (particularly about 10 to 100) from the viewpoint of the balance between water absorption capacity and mechanical strength. Is preferred.
  • the cross-link density near the surface and the cross-link density inside the particles are measured by, for example, X-ray electron spectroscopy ESCA (XPS), electron probe microanalysis EPMA, attenuated total reflection ATR, secondary ion mass spectrometry S This can be done by determining the abundance ratio of the cross-linking agent in the vicinity of the surface and inside the particle by local analysis methods such as IMS (time-of-flight SIMS (TOF-S IMS)), etc.
  • XPS X-ray electron spectroscopy ESCA
  • EPMA electron probe microanalysis
  • ATR attenuated total reflection ATR
  • secondary ion mass spectrometry S This can be done by determining the abundance ratio of the cross-linking agent in the vicinity of the surface and inside the particle by local analysis methods such as IMS (time-of-flight SIMS (TOF-S IMS)), etc.
  • the hydrogel-forming polymer constituting the carrier has a high mechanical strength, it is easy to maintain appropriate voids between the individual carrier particles, It is possible to further improve the oxygen supply to the roots of the plant by the presence of.
  • the method of introducing the surface cross-linking of the hydrogel-forming polymer is not particularly limited.
  • conventionally known various methods or a combination of two or more of the methods can be used.
  • the crosslinking agent having at least two functional groups capable of reacting with the carboxyl group is used.
  • a method of cross-linking the vicinity of the surface of polymer fine particles is suitably used.
  • examples of such a crosslinking agent include an epoxy compound represented by ethylene glycol diglycidyl ether (JP-A-57-44627) and a polyhydric alcohol represented by glycerin (JP-A-58-180223).
  • the molecular weight of the cross-linking agent is preferably 1,000 or more by weight average molecular weight, more preferably from 10,000 to 100,000.
  • the water-holding carrier of the present invention suppresses the adverse effects (eg, growth suppression, root tip necrosis, leaf wilt, etc.) on plants to be grown. It is preferable that the amount of organic substances remaining therein is as small as possible. More specifically, the total organic matter (reducing substance) that can be eluted from the hydrogel-forming polymer used in the present invention is the total organic matter remaining in a liquid extracted with distilled water in an amount 1000 times the amount of the polymer. Is less than 15 ppm as Chemical Oxygen Demand (COD) and even 1 O ppm Or less (particularly 5 ppm or less). This “COD” can be suitably measured, for example, by the “potassium permanganate method” described below.
  • COD Chemical Oxygen Demand
  • the amount of free (volatile) carboxylic acid (salt) represented by acetic acid (or acetate) remaining in 1 g of the dry weight of the hydrogel-forming polymer used in the present invention is:
  • This “carboxylic acid j” can be suitably measured, for example, by the following “steam distillation method”.
  • the dried water retention carrier of lg is immersed in 1000 g of distilled water, and left stirring in a constant temperature bath (48 hours) at room temperature (25 ° C) for 2 days, and the organic matter remaining in the water retention carrier (Reducing substances). Collect 100ml of supernatant and 5m of 9N sulfuric acid
  • 1 g of the dried water-retaining carrier is immersed in 1000 g of distilled water and left in a constant-temperature bath with stirring at room temperature (25 C) for 2 days (48 hours) to release the residual water in the water-retaining carrier.
  • the carboxylic acid (salt) of is extracted. Collect 100 ml of the supernatant, add 10 ml of 85% phosphoric acid, perform steam distillation, and titrate the distillate with a 0.01 N aqueous sodium hydroxide solution using phenolphthalein as an indicator (Cml).
  • the free (volatile) carboxylic acid (salt) remaining in 1 g of dry water carrier is determined as C / 10 (mmo 1).
  • a hydrogel-forming polymer having a water absorption capacity in exchanged water is, for example, a hydrogel-forming polymer having a carboxyl group bonded to a polymer chain and having the polymer chain crosslinked.
  • the “content of the alkali metal salt or ammonium salt of the carboxyl group” is preferably 0.5 to 2. Ommo 1 (particularly, 1.0 to 1.5 mmol).
  • such a “polymer having a hydroxyl group” also has the remaining “organic amount” and / or “carboxylic acid amount” as described above.
  • the “content of the alkali metal salt of the carboxyl group” can be suitably measured, for example, by the following method.
  • a conventional hydrogel composed of a “crosslinked product of an alkali metal salt of polyacrylic acid” has a remarkably higher water absorption capacity than a hydrogel composed of a crosslinked nonionic hydrophilic polymer. Because of the magnification, it has been used as a water retention carrier in the agricultural field. However, according to the experiments of the present invention, the introduction amount of dissociable ionic groups is extremely large in the hydrogel which has been conventionally developed for agricultural use and is composed of a crosslinked product of an alkali metal salt of polyacrylic acid.
  • the amount of the alkali metal salt of acrylic acid introduced is about 6 mmo1 or more per g of dry resin
  • the amount of the alkali metal salt of acrylic acid introduced is about 6 mmo1 or more per g of dry resin
  • it absorbs heavy metal ions such as calcium ions, which are essential for plant growth, There was a tendency to significantly inhibit plant growth.
  • dissociative ionic groups for example, alkali metal salts or ammonium salts of carboxyl groups
  • dissociative ionic groups for example, alkali metal salts or ammonium salts of carboxyl groups
  • the dissociable ionic group is preferably an alkali metal salt or an ammonium salt
  • the alkali metal salt is preferably a sodium salt or a potassium salt.
  • potassium salts and ammonium salts that are absorbed into plants as essential nutrients are preferred. If the content of the metal salt of a carboxyl group is less than 0.3 mmo 1 per gram of the dry water retention carrier, it is difficult to increase the water absorption of the water retention carrier to 100 times or more. On the other hand, when the content of the alkali metal salt of the carboxyl group exceeds 2.5 mmo1, the calcium ion absorption amount tends to be 5 Omg or more per 1 g of the dry water retention carrier.
  • the above-mentioned hydrogel-forming polymer is, for example, a monomer (I) having an alkali metal salt or an ammonium salt of a carboxyl group, a hydrophilic monomer (II), and a crosslinkable monomer (III). It can be obtained by copolymerization.
  • examples of the monomer (I) include metal salts of ammonium such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and itaconic acid or ammonium salts. These may be polymerized as a salt of a monomer, or may be converted into a salt by neutralization after polymerization as a carboxylic acid. However, the content is preferably set to be 0.3 to 2.5 mmo 1 per gram of the water retention carrier.
  • hydrophilic monomer (II) examples include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, acrylamide, methacrylamide, N-bieracetoamide, and the like.
  • a monomer containing a carboxylic acid is used as the hydrophilic monomer (II)
  • the pH of the gel at the side of the hide tends to be low.
  • the content of the metal salt or the ammonium salt is 1.0 to 2.5 mmol / g.
  • a part of the monomer containing a carboxylic acid may be copolymerized as a calcium salt. According to the findings of the present inventors, this calcium salt-type monomer has an effect of reducing the calcium absorption capacity of the water-retaining carrier, an effect of avoiding a decrease in pH, and an effect of accelerating the polymerization.
  • this calcium salt-type monomer has an effect of reducing the calcium absorption capacity of the water-retaining carrier, an effect of avoiding a decrease in pH, and an effect of accelerating
  • crosslinkable monomer (III) examples include ⁇ , ⁇ '-methylenebis (meth) acrylamide, ⁇ , ⁇ '-ethylenebis (meth) acrylamide, ethylene glycol di (meth) acrylate, and diethylene glycol di (meth) acrylate.
  • E) Acrylates can be shown.
  • the amount of the crosslinkable monomer (III) to be used is usually in the range of 0.01 to 5 mol%, and more preferably in the range of 0.1 to 1 mol%, based on the total monomer (depending on the polymerization concentration). It is preferred that If the amount used is less than 0.01 mol%, the strength of the water retention carrier tends to be insufficient. On the other hand, if the amount used exceeds 5 mol%, it becomes difficult to increase the water absorption capacity as a water retention carrier to 100 times or more.
  • the above-mentioned hydrogel-forming polymer can be obtained by a genation reaction of a copolymer of vinyl acetate and maleic anhydride or a copolymer of vinyl acetate and acrylic acid (salt).
  • the polymer compound obtained is a polyvinyl alcohol-based polymer, but the content of metal salt or ammonium salt of a carboxyl group bound to the polymer is 0.3 to 2.5 mmo 1 per 1 g of dry weight.
  • the plant water-retaining carrier of the present invention can have a calcium ion absorption of less than 5 Omg per 1 g of the water-retaining carrier and a water absorption capacity of 100 times or more in ion-exchanged water.
  • the above-mentioned hydrogel-forming polymer can also be obtained by treating a commercially available polyacrylate-based superabsorbent resin with a strong acid or calcium ions.
  • a commercially available polyacrylate-based superabsorbent resin with a strong acid or calcium ions.
  • more than half of the carboxyl groups bonded to the polymer chains of the polyacrylate-based superabsorbent resin sold are alkali metal salts, and the content is about 6 mmo1 or more per g of resin. Therefore, the amount of calcium ion absorbed per g of tree is 12 7 1
  • the “hydrogel-forming polymer” contains “a calcium salt of a lipoxyl group”
  • the content of the calcium salt is per 1 g of the dry weight of the “hydrogel-forming polymer”. It is preferably 0.1 mmo 1 or more (more preferably about 1.0 to 3.0 Ommo 1).
  • the content of the “calcium salt of carboxyl group” can be suitably measured, for example, by the following method.
  • the calcium ion absorption is less than 5 Omg per 1 g of dry water-retaining carrier, and the water absorption capacity in ion-exchanged water Of the present invention having a water content of 100 times or more.
  • the gel of the mouth opening has a strong tendency to be acidic, and in this case, particularly, in this case, the content of the alkali metal salt of the hydroxyl group is a carrier for the dry water retention. It is desirable to adjust so that it is 1.0 to 2.5 mmo 1 per g.
  • a plant water-retaining carrier containing a polymer having a mouth-mouth gel-forming property has a pH (water Element concentration) was neutral to weakly alkaline. According to the findings of the present inventors, this is presumed to be based on reaction conditions and the like during the synthesis of the polymer.
  • the present inventors have proposed that even in the case of a plant water-retaining carrier containing a hydrogel-forming polymer, the pH of the plant water-retaining carrier must be adjusted to provide an environment in which plants can grow favorably. Found that weak acids are usually preferred.
  • the pH of the plant water-retaining carrier of the present invention is preferably within a weakly acidic range, from the viewpoint that the absorption of calcium by the polymer does not adversely affect plants.
  • a hydrogel composed of a polymer having a carboxyl group usually also has a buffer (buffer) effect. Therefore, in view of this buffer effect, a hydrogel composed of a polymer having a carboxyl group is useful in plants. This is advantageous for maintaining the pH suitable for the growth of E. coli.
  • the suitable pH of the water-retaining carrier for plants may vary slightly depending on the type of plant, but is usually preferably about pH 3 to 6.5 (more preferably pH 4 to 6).
  • the culture solution used for tissue culture is generally adjusted to a pH of 5.7 to 5.8, the pH of the hide mouth gel is also preferably 5.7 to 5.8.
  • the ratio of the carboxylic acid type in the carboxyl group may be set higher than that of the alkali metal or ammonium salt type.
  • the ratio of the acid form is too high, the pH of the water retention agent tends to be too low, or the swelling ratio of the water retention agent tends to decrease.
  • Increasing the proportion of calcium salt in the olepoxyl group or reducing the content of carboxyl groups in the polymer can reduce the pH or swelling rate as described above. It is possible to eliminate or ease the bird.
  • agar gel has been generally used as a support for tissue culture.However, since roots grow in a state of excess water and almost no voids, roots that grow in the field cultivation stage are Roots of different morphology elongated and the roots could not be acclimated in the culture vessel. In addition, since agar gel hardly absorbs water once it releases water due to evaporation or plant absorption, water condensed in the container or water that has separated is not absorbed by the agar gel, which adversely affects root acclimation. Had an effect.
  • the problems with such agar gels are that agar does not absorb any more water after gelling, that it hardly absorbs water once released, and that it retains water. This is presumed to be due to the weak suction power of the water.
  • the water retention of such a gel can be represented by, for example, a pF value.
  • the pF value (Potential of Free Energy: water suction pressure) is a value indicating the water retention of the support.
  • Soil Communication Yamao Takai, Hiroshi Miyoshi, Asakura Shoten, 1977, p88-89.
  • the water that can be absorbed by the plant is usually preferably at or below the capillary communication break point (pF about 2.8). Furthermore, in order for the plant to grow properly in field cultivation, pF 2.3 or less is preferred.
  • Water (gravity water) with a pFl.8 or less can be absorbed by plants, but tends to flow out of the container in open-bottomed containers. If the lower part is a closed container or a closed container, this gravity water may accumulate in the support at the bottom of the container and cause root rot.
  • tissue culture of useful plants the container has a closed system, and agar gel is used as a support, so that the pF value during the culture period is almost zero.
  • the hydrogel-forming polymer tends to absorb the water around the gel particles when the equilibrium water absorption is not reached.
  • the water contained in the gel gradually decreases due to evaporation of water to the outside of the container during culture and absorption of water accompanying the growth of plants. Water stress acclimation can be automatically performed during cultivation due to decrease (pF value increases) It works.
  • the gel-forming polymer having a mouth opening has the shape of a gel particle, an increase in the pF value widens the voids outside the gel particle, so that the supply amount of oxygen is increased as the plant grows. It is possible to increase.
  • a polymer having a mouth-opening gel-forming property when used in the present invention, water condensed in the container and water separated from the container (these waters often have a bad influence on root acclimation) are also considered.
  • the drogel-forming polymer can be absorbed. Therefore, in the present invention, when the hydrogel-forming polymer is used as a support, it is possible to automatically acclimate the roots as the plant grows in the culturing stage, and the plant can be maintained even after shifting to the field cultivation stage. It is possible to grow the body smoothly.
  • hydrogel-forming polymer as a support for tissue culture is that the space inside the container can be fully utilized.
  • the physical environment in the plant support is divided into three phases: liquid phase, gas phase, and solid phase.
  • Hydrogel-forming polymer serves as both liquid phase and solid phase, so the amount of nutrient water per unit volume is large. Can be secured.
  • hydrogel-forming polymer as a support for tissue culture is that topdressing can be suitably performed during the culture.
  • the supplied culture solution can be absorbed by the hydrogel-forming polymer without burying the plant.
  • voids between gel particles may be formed by increasing the strength of the gel-forming polymer at the mouth opening. In order to increase the gel strength, it is possible to increase the crosslink density or to perform surface crosslinking.
  • porous material to be mixed known materials such as perlite, bark, sponge, and water moss can be used without any particular limitation. (See PCT / JP95 / 0122 3) for more effective use of natural organic matter that may corrode. It is preferable to use an inorganic porous material such as light.
  • the hydrogel-forming polymer can be suitably used for liquid culture.
  • cell agglomerates collide with the wall surface when seedlings are stirred during liquid culture, collide between cell agglomerates, and plants caused by browning substances produced by cells due to these physical damages.
  • a problem has been a decrease in the proliferation rate of cells.
  • the hide-mouth gel-forming polymer particles when the hide-mouth gel-forming polymer particles are mixed with the liquid culture system within a range in which the liquid state can be maintained, the gel particles become a cushion and suppress the production of browning substances. And increase the growth rate and increase cell clumping.
  • the volume of the hide gel relative to the liquid is 0.5 to 90%, more preferably 1 to 60%, and even more preferably 5 to 40%.
  • Liquid culture includes rotary shake culture in a conical flask, fermenter culture, and large tank culture.
  • water-retention carrier hydrogel
  • seed materials include kale radish seeds (e.g., from Yukii Seed Co., Ltd.), which can be easily tested for short-term germination and germination.
  • the synthetic water shown in Table 2) can be used for the above test.
  • the seed germination and germination test can be performed, for example, as follows. Put 16 mL of the above-mentioned synthetic water and 16 Omg (1% by weight) of various water-retaining carriers into a test tube (2.5 cm in diameter, 15 cm in height), and after sufficiently stirring, at 25 ° C. Leave for 30 minutes to prepare a gel-like medium consisting of a water retention carrier that has absorbed agricultural water. 5 seeds of the above kale radish seeds were uniformly spread on the surface of the gel medium in each test tube, and the diameter was 6 mm. Cover with a silicone stopper filled with cotton in the hole. The test tube covered in this way is
  • germination is defined as when the seed coat is torn and the foliage develops, and otherwise, non-germinated.
  • the length of the above-ground part is measured as the average foliage length from the base of the germinated individual (the branch point between the root and the stem) to the leaf tip.
  • the length of the underground part is measured from the base of the germinated individual to the main root. Measure as the average root length to the tip, and observe the appearance of the tip of the root.
  • the water-retaining carrier of the present invention may be used alone, or may be used together with “another plant-growing carrier” if necessary.
  • “another plant-growing carrier” There are no particular restrictions on the type, usage ratio, etc.
  • “other plant growing carriers” include soil or gravel, sand, pumice, carbide, peat, vermicellites, bark, perlite, zeolite, liqueur wool, sponge, moss, coconut husk, Krybtomos and the like can be suitably used alone or as a mixture of two or more as needed.
  • the water-retaining carrier comprising the hydrogel or polymer of the present invention is compared with the “other plant-growing carrier” comprising the above-mentioned soil and the like.
  • the mixing ratio is about 0.1 to about LO wt.% (More preferably about 0.3 to 3 wt.%) In terms of weight percentage when dried.
  • the mixture may be used as described above, or in addition to the “other plant growing carrier”.
  • One or more layers comprising the water-retaining carrier of the present invention may be disposed on the surface and / or inside the carrier.
  • the roots of plants cultured by the conventional method are not acclimated, and the roots do not fit well with a new support (such as bark) in the field cultivation stage. It is estimated that due to the small contact area, the nutrient and water absorption required for the initial growth of the plant was not sufficient. According to the present inventors, it is estimated that the decrease in seed germination rate and the subsequent growth inhibition are also due to the small contact area between the seed or the root after germination and the support. When a rooted cultured seedling is transferred to field cultivation, the roots are damaged due to the rigidity or non-flowability of the conventional support, and it is not possible to use the conventional support for plug-in transplantation.
  • the polymer for forming a mouth opening gel of the present invention when used, a large amount of water per unit volume can be secured, so that the fluctuation range of the nutrient concentration in the container is reduced, and the plant elongation is reduced. Inhibition is dramatically reduced. Further, the hydrogel-forming properties of the present invention The polymer absorbs excess water completely, making the root less susceptible to decay and easier to control. In particular, the decrease in the fluctuation range of the nutrient concentration before and after irrigation makes it possible to drastically increase the absolute amount of fertilizer, and further promote the growth of plants. Therefore, according to the present invention, even in the production of molded cell seedlings having a relatively small container volume, uniform management for each cell is simplified.
  • the lower part of the container When the lower part of the container is open, it is important to prevent the flow of the support (hydrogel—implanted material containing the hydrogel, etc.) due to irrigation. As a countermeasure to prevent this, it is effective to increase the size of the hydrogel-forming polymer particles or increase the adhesiveness.
  • a method for increasing the adhesiveness a method for reducing the crosslink density of the hydrogel-forming polymer can be used.
  • the hydrogel-forming polymer of the present invention When used as a plant support or a water supply medium for such a “plant factory”, the watering facility is simplified, and the plant growth system is simplified and the cost is reduced. Becomes possible.
  • the hydrogel-forming polymer of the present invention when used for open-field cultivation, as described above, the hydrogel-forming polymer has a rapid increase in nutrient concentration, water content, pF value, and the like. Since it acts as a buffer for fluctuations, plant cultivation can be performed under milder conditions.
  • slope greening it is possible to sow a green seed fluid using the hydrogel-forming polymer of the present invention by the same method as spraying concrete on a slope.
  • the hydrogel was used for the seeding of greening seeds using the hydrogel of the present invention and contained in the hydrogel. Since the seeds can be sprayed uniformly, the adhesiveness between the hydrogel and the seeds contained in the hydrogel and the slope is increased, the seed germination rate is increased, and the growth of the plant after germination is promoted.
  • epiphytic plants such as pandas, which belong to the genus Orchidaceae, attach to trees and hang their roots in the space, absorbing water such as fog and rain.
  • the frequency of irrigation must be increased to prevent drying.
  • by cultivating the hydrogel-forming polymer of the present invention while covering around the roots of the above-mentioned epiphytic plant it is possible to prevent drying for a long time and reduce the frequency of irrigation.
  • Such a transplanting method is particularly effective for transplanting flower and vegetable seedlings, woody seedlings, turf, and moving mature trees.
  • a hydrogel-forming polymer composed of a polymer having a carboxyl group in a swelling state (gel state) in water can be rapidly contracted by adding a high-concentration calcium solution or calcium salt powder. Examples of use or application of such “gel shrinkage” are described below.
  • Algae that grow on the top of the pot absorb the nutrients supplied for plant cultivation, so it is desirable to suppress the growth of such algae as much as possible.
  • An example of a suppression method that can be used in this case is described below.
  • hydrogel-forming polymer itself is blackened with a pigment or the like.
  • the soil modifying agent, the container or the sheet of the present invention at least water is held, if necessary, in the bridge opening.
  • a gel is formed, other additives may be added to the hide-port gel or polymer, if necessary.
  • additives to be included in the gel or polymer in the mouth for such a purpose known additives which can be used normally in plant cultivation in ordinary open fields or facilities (greenhouses, etc.) can be used without particular limitation. You It is possible to
  • Such known additives include various plant nutrients, substances other than nutrients involved in the cultivation of plants (plant growth regulators, plant morphology regulators (dwarfing agents, etc.)), or pesticides (herbicides) , Insecticides, fungicides, etc.).
  • the nutrients that can be included in the hydrogel or the hydrogel-forming polymer of the present invention as necessary include large elements such as N, P, K, Ca, Mg, and S, and / or Or trace elements such as Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, B, Cl, and Si.
  • an aqueous solution of urea, calcium nitrate, potassium nitrate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate, ferrous sulfate or the like is used.
  • the method include immersion of the gel or hydrogel-forming polymer itself to swell, and absorption of a desired nutrient into the resulting hydrogel or hydrogel-forming polymer.
  • Substances other than the nutrients involved in the cultivation of plants such as plant growth regulators, plant morphology regulators, and pesticides (herbicides, insecticides, fungicides, etc.) may be used, if necessary, in the hydrogel or May be included in hydrogel-forming polymer (Method of containing additive)
  • the above-mentioned various additives can be incorporated into the hydrogel or the hydrogel-forming polymer by absorbing the aqueous solution by immersing the hydrogel or the hydrogel-forming polymer in an aqueous solution of the additive. Then, a method of producing a hydrogel or a high-mouth-mouth gel-forming polymer can be mentioned.
  • a plant form regulator dwarfizer
  • the plant form regulator is soluble and hydrogel or high hydrogel.
  • the plant morphogenetic substance can be contained at a practical concentration within the hydrogel or the hydrogel-forming polymer.
  • the cultivation of the cultivation can be carried out while suppressing the material circulation due to the decomposition of microorganisms. Closed ecosystem plant production becomes possible.
  • This method not only suppresses the growth of pathogens and other bacteria that inhibit plant growth, but also reduces the amount of oxygen consumed by microorganisms in the support and increases the absolute amount of oxygen that can be absorbed by plant roots. There is an advantage that can be secured. It is also possible to simplify the microflora and grow plants while breeding only microorganisms that are effective for plants (eg, VA mycorrhizal fungi, vasicular arbuscular mycorrhiza).
  • the hydrogel-forming polymer of the present invention can be suitably used as a plant support. (Plant cultivation at home)
  • the hydrogel-forming polymer adhering to the vessel has a bacteriostatic property (PCT / JP95 / 0123), so that a clean state can be easily maintained.
  • PCT / JP95 / 0123 bacteriostatic property
  • the frequency of irrigation can be reduced, and proper nutrient concentration, water content, pF value, etc. can be maintained for a long time. Plants such as seeds can be placed in this container from the beginning.
  • hydrogel-forming polymer of the present invention is applied to a container or sheet for growing plants.
  • a growing container or sheet is used for germination or post-germination growth of seeds (hereinafter referred to as “germination or post-germination growth”) in plant cultivation and field cultivation, and plants. It can be used suitably for body growth.
  • the container for growing a plant in such an embodiment includes a container-like substrate capable of accommodating at least a part of the plant therein, and a hydrogel having a crosslinked structure, which is disposed inside the container-like substrate. And a forming polymer. Furthermore, the plant-growing sheet in such an embodiment comprises a sheet-shaped substrate and a hydrogel-forming polymer having a cross-linked structure, which is disposed on at least one surface of the substrate. It is characterized by the following.
  • the “hydrogel-forming polymer having a cross-linked structure” is such that the water absorption ratio decreases with increasing temperature in a temperature range of 0 ° C. or more and 70 ° C. or less, and
  • the polymer is preferably a polymer whose change in water absorption capacity is reversible with respect to temperature.
  • the above-mentioned hydrogel-forming polymer may be in the form of powder or granules.
  • the size of the powder or granule when dried is preferably about 0. lim to 5 mm.
  • the inner wall of the container for cultivating the plant of the present invention (or, when the sheet of the present invention is disposed on the inner wall of another container, the side of the sheet where the plant is to be disposed) has a crosslinked structure.
  • the hydrogel-forming polymer is disposed by coating or the like, if water or a culture solution is filled after the plant is put in the container, the above-mentioned hydrogel-forming polymer absorbs water and the volume increases. It swells remarkably and fills the lumen of the container to become at least a part of the support of the plant (that is, the high-mouth-gel-forming high molecule exerts or promotes the function of supporting the plant). .
  • the problems of the prior art that occur at the time of transplanting a plant based on the above-described function unique to “a hydrogel-forming polymer having a cross-linking structure”, namely, solid plant support in a container in advance If the plant is transplanted after filling the body carrier, the workability will be reduced because the roots do not enter the carrier well, and the root itself will be damaged; furthermore, the plant must be placed in the container first. After that, when a conventional solid plant support is added, the problem that initial growth is deteriorated due to a small contact area between the root of the plant and the support is solved.
  • the water absorption capacity decreases as the temperature rises in a temperature range of 0 ° C or more and 70 ° C or less, and the water absorption capacity decreases with the temperature.
  • a plant is placed in the container, and water or a culture solution is injected into the container to absorb water.
  • the hydrogel-forming polymer is filled with the inner cavity of the container, and the hydrogel-forming polymer is filled with at least one of Department) to be bred.
  • the gel-forming polymer at the mouth de-swells (or shrinks) and significantly reduces its volume, so that the grown plant can easily be grown. Can be removed from container.
  • the problems of the prior art that is, the problem that the overgrown roots press against the container wall surface, which takes time to remove from the container and damage the roots, are solved. Is done.
  • the container or sheet for growing a plant of the present invention having the above-described structure can solve the problems of the prior art based on the following specific functions.
  • a hydrogel-forming polymer having a cross-linked structure is disposed on the sheet by coating or the like. If the support (soil or the like) near the inner wall of the container becomes excessive in water for the above-mentioned reason, the polymer absorbs water. When the support near the inner wall of the container becomes insufficient in water, on the other hand, when the support near the inner wall of the container runs out of water, it has a function of transferring moisture from the gel particles at the mouth to the support, so that a rhizosphere near the inner wall of the container is provided. In this case, the water environment is maintained almost constant, and the problems of the prior art are eliminated.
  • the water-absorbing magnification decreases with increasing temperature in the temperature range of 0 ° C. or more and 70 ° C. or less as the above-mentioned mouth-portable gel-forming polymer.
  • the polymer absorbs water from the support when the temperature of the support is low, and conversely, the polymer absorbs water from the polymer when the temperature is high. Moisture is released inside. That is, the amount of moisture in the support near the container wall or sheet increases with increasing temperature.
  • plant matter has a low moisture requirement at low temperatures (temperatures of about 5 to less than 20 ° C), and increases with higher temperatures (temperatures of 20 to about 35 ° C).
  • the hydrogel-forming polymer placed on the inner wall of the container for growing plants removes water and / or nutrients as described above. Since the polymer has a function of storing in the cross-linked structure of the polymer, the above-mentioned storage function, which previously served as a “space” in the growth container, is extremely effectively “shouldered” by the polymer. It becomes possible. Therefore, according to the present invention, the internal volume of the growing container can be significantly reduced (even when the storage capacity of moisture and nutrients of the growing container is fixed).
  • the present invention it is possible to remarkably reduce the volume of a container that has been conventionally determined to be “appropriate”, and it is possible to improve the root vigor by increasing opportunities for mechanical contact stimulation. . Furthermore, as the effects based on the decrease in the inner volume of the container itself, it is possible to reduce the area for growing plants, reduce the amount of material for the growing container, and reduce the transportation cost. Significant cost reductions can be achieved along with labor savings such as management.
  • the conventional container for home use has an open system at the bottom, and excess water is drained from the lower opening at the time of irrigation, so the simultaneous use of a “pan” is essential.
  • This saucer was not only cumbersome, but also easily damaged.
  • the container for growing plants of the present invention since the water storage capacity is provided on the wall surface of the container, it is not essential to provide an opening at the bottom of the container. That is, the opening at the bottom of the container can be omitted in the present invention.
  • the above-mentioned problems of the conventional household container open system at the bottom
  • the container or sheet of the present invention can be suitably used for germination of seeds before germination or growth after germination. (Shape of hydrogel or hydrogel-forming polymer)
  • the shape of the hydrogel or the hydrogel-forming polymer placed in the container of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type of plant, the growing method, and the like.
  • the shape of the hydrogel or polymer can be various shapes such as a layer shape, a microbead shape, a fiber shape, a film shape, and an amorphous shape.
  • the size of the gel or polymer at the mouth in the present invention can be appropriately selected according to the type of plant, the cultivation method, and the like.
  • the surface area per unit volume of the hydrogel or the hydrogel-forming polymer is increased, that is, one body of the hydrogel or the hydrogel-forming polymer (for example, It is preferable to reduce the size per grain.
  • the size of the hydrogel or polymer in the present invention is preferably in the range of about 0.1 zm to 1 cm when dried, and is preferably about 1 m to 5 mm (particularly about 10 ⁇ m to 1 mm). ) Is more preferable.
  • the “size when dried” of the above-mentioned hydrogel or hydrogel-forming polymer refers to the average value (at least 10 or more of the maximum diameters (maximum dimensions) of the hydrogel or polymer is measured). Average value). More specifically, in the present invention, for example, the following size can be used as the “size when dried” corresponding to the shape of the hydrogel or the hydrogel-forming polymer. Diameter (average particle size)
  • Fibrous average length of each fibrous piece
  • Thickness of polymer layer In the present invention, in place of the above “average of maximum value”, the average of the volume of each piece is used.
  • the diameter of the “sphere” having a volume equal to the value may be used as the “size when dried” of the hydrogel or the hydrogel-forming polymer.
  • the method for molding the hydrogel or the hydrogel-forming polymer of the present invention is not particularly limited, and an ordinary method for molding a high molecular compound can be used according to the desired shape of the hydrogel or the polymer. .
  • the simplest molding method is to prepare a monomer that should give a water-soluble or hydrophilic polymer compound, the above-mentioned polyfunctional monomer (such as a difunctional monomer), and a polymerization initiator in water. It is possible to form a hydrogel or a hydrogel-forming polymer by melting and polymerizing the monomer or the like by heat or light.
  • the container or sheet of the present invention is constituted by mechanically crushing the hydrogel or the hydrogel-forming polymer, removing unreacted monomers, residual initiator, and the like by washing with water, and then drying. Thus, a high-end gel-forming polymer can be obtained.
  • the monomer that gives the water-soluble or hydrophilic polymer compound is liquid
  • a polyfunctional monomer and a polymerization initiator are added to the monomer, and the monomer is heated or irradiated with light.
  • the unreacted monomer and the residual polyfunctional monomer are removed by a method such as extraction with water, and then dried.
  • a drogel or hydrogel-forming polymer can be obtained.
  • emulsion polymerization, suspension polymerization, precipitation polymerization, etc. can be used.
  • the inverse turbidity polymerization method is particularly preferably used.
  • an organic solvent for example, a saturated hydrocarbon such as hexane
  • a surfactant for example, a nonionic surfactant such as sorbin fatty acid ester
  • the particle size of the obtained microbeads can be controlled by the type and amount of the surfactant to be added, or the stirring speed.
  • the polymerization initiator any of a water-soluble initiator and a water-insoluble initiator can be used.
  • the gel or polymer at the mouth opening is molded into a fiber shape, a film shape, or the like
  • an aqueous solution of a water-soluble polymer compound is dissolved in an organic solvent that is not mixed with water using a mouthpiece or the like.
  • a method of imparting a cross-linked structure to the polymer by irradiating light, an electron beam, a ray or the like may be used.
  • the above water-soluble polymer compound is dissolved in an organic solvent or water, molded by a solvent casting method, and then irradiated with light, an electron beam, a ray, or the like to impart a crosslinked structure to the polymer. Is also good.
  • the present invention uses a hydrogel-forming polymer whose water absorption capacity decreases with increasing temperature in a temperature range of 0 ° C or more and 70 ° C or less and whose water absorption capacity changes reversibly with temperature.
  • the container or sheet of the present invention containing the hydrogel or polymer as a constituent element can be removed from the container or sheet at a high temperature by using the dwarfizing agent.
  • the dwarfizing agent To the outside (for example, in the soil) to suppress plant stem elongation.
  • the dwarfing agent is not released from the hydrogel or polymer, and the durability of the effect of the dwarfing agent is significantly improved.
  • the shape of the container for growing a plant of the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned “hydrogel-forming polymer having a cross-linking structure” is disposed therein, and a conventionally known shape, for example, Various shapes such as a pot, a pot, a planter, and a tray can be used.
  • FIG. 1 One embodiment (pot type) of the growing container of the present invention is shown in a schematic sectional view of FIG.
  • a layer 2 made of “a hydrogel-forming polymer having a crosslinked structure” is disposed inside a pot-shaped container 1 having a bottom portion 1 a and a side wall portion 1 b.
  • the bottom part la or the side wall part lb may be provided with one or more holes (not shown) as necessary.
  • the shape of the plant sheet of the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned “hydrogel-forming polymer having a crosslinked structure” is disposed on at least a part of its surface. It is possible to take various conventionally known shapes.
  • a layer 2a made of “a hydrogel-forming polymer having a crosslinked structure” is arranged on one surface of a sheet substrate 1la.
  • a layer 3 of an adhesive or an adhesive is provided as necessary. It may be provided.
  • a release sheet 4 may be disposed on the pressure-sensitive adhesive / adhesive layer 3 as necessary. In the case where the sheet 11 having the mode as shown in FIG. 3 is used, the release sheet 4 is peeled off, and the sheet 11 is placed in a conventional container (not shown). Thereby, it becomes easy to arrange the sheet 11 at a desired position of the conventional container.
  • the sheet of the present invention may be in the form of a partition (interior partition), if necessary.
  • FIGS. 4A and 4B show schematic perspective views of a partition according to the present invention.
  • Fig. 4A shows an example of a single-cell type (with extension) partition shape
  • Fig. 4B shows an example of a 4-cell type partition shape.
  • the number of “cells” to be formed by these partitions is not particularly limited. However, from the viewpoint of effective use and efficiency of the cultivation area, about 1 to 1000 cells (further, 10 to 1 (About 0.000).
  • a layer (not shown) consisting of “a hydrogel-forming polymer having a cross-linked structure” has a surface 5 on the side of the partition where plants are to be placed. At least in part.
  • the sheet 12 of the present invention in a partition shape is used in combination with “another container” 6 (conventional container may be used).
  • another container 6 conventional container may be used
  • the “other container” 6 may be a conventional container, and if necessary, a container for plant growth (where a layer 2 of “hydrogel-forming polymer” is disposed therein). That is, the container of the present invention may be used.
  • the material of the container or sheet of the present invention is not particularly limited, and various materials known in the art, for example, ceramics or ceramics (unglazed), metal, wood, plastic, paper, and the like can be appropriately used. It is possible.
  • the hydrogel-forming polymer As long as the hydrogel-forming polymer is placed in the growth container, its position, area, shape (for example, whether it is a continuous layer or an intermittent layer), and its arrangement
  • the means is not particularly limited.
  • the location of the above polymer in the container may be, for example, any of the bottom surface la or the side surface 1b (FIG. 1) of the container, but it does not allow the plant to be held by swelling of the polymer.
  • the polymer is preferably disposed on the side surface 1b of the container.
  • the ratio of these areas (S p / S a) X 100 is preferably about 10% or more, more preferably about 50% or more (particularly about 70% or more).
  • the layers 2 to 2a of the hydrogel-forming polymer may be a continuous layer or an intermittent layer.
  • Such an intermittent layer can be easily formed by any means such as screen printing.
  • the plane shape can be any shape such as a lattice island shape as shown in FIG. 6A and a spot shape as shown in FIG. 6B.
  • the mode of the arrangement is not particularly limited.
  • the polymer layer 2 is arranged directly on the substrate 1 (FIG. 7A)
  • an arbitrary shape such as a particle shape or an irregular shape is formed on the pressure-sensitive adhesive or the adhesive layer 7 arranged on the base material 1.
  • the polymer layer 2 may be formed after mixing or dispersing the polymer for forming a mouth opening gel in an adhesive or an adhesive.
  • the adhesive or adhesive may be used in an amount of about 0.01 to 10 parts by weight (further about 0.1 to 2 parts by weight) based on 10 parts by weight of the hydrogel-forming polymer. preferable.
  • adhesives and adhesives can be used without particular limitation, and the substance is substantially non-toxic to cultivated plants. Alternatively, it is preferable to use one having low toxicity.
  • adhesives include adhesives such as rubber or latex (natural rubber, Latex, acrylic resin (acrylic, cyanoacrylate, etc.), epoxy resin, urethane resin, protein (soy protein, gluten, etc.), starch (starch, dextrin), Examples include cellulose-based (CMC-based, dinitrocellulose-based, etc.) adhesives or pressure-sensitive adhesives.
  • the area of the inner surface of the container (or the area of one surface of the sheet) is required in order to efficiently exhibit the function of the gel-forming polymer having a mouth opening.
  • Is Sa the weight of the placed polymer having a mouth-opening gel is Mp
  • the coating amount (Mp / Sa) of the polymer is 0.001 g / cm2 (0.1 mg / cm2) or more, more preferably 0.001 g / cm2 (1 mg / cm2) to about 0.2 g / cm2 (particularly 0.002 g / cm2 (2 mg / cm2) to 0. lg / cm2).
  • the method for producing a molded article (container or sheet) in which the hydrogel is fixed to the surface of the base material is not particularly limited.
  • any of the following two methods can be suitably used.
  • the first method is to mold a material to be a base material into a container or a sheet such as a pot or a planter in advance, and then apply an adhesive, an adhesive, etc. to a surface to be an inner surface of the molded product.
  • This is a method in which a substance having a function of fixing the hydrogel-forming polymer or hydrogel is applied, and the hydrogel-forming polymer or hydrogel is fixed on the substance thus applied.
  • a hydrogel-forming polymer such as an adhesive or a pressure-sensitive adhesive or a substance having a function of fixing a hydrogel is applied to the surface of a sheet or film of a material serving as a base material, and coated in this manner.
  • This is a method in which a hydrogel-forming polymer or hydrogel is fixed on a substance, and then formed into a pot, a planter, or the like by a pressure molding method or the like.
  • the base material can be molded into a pot, plan, and other shapes by various molding methods such as injection molding, pressure molding, and blow molding. .
  • adhesives and pressure-sensitive adhesives can be used without particular limitation. It is preferable to use those that are substantially non-toxic or low-toxic to the plants to be cultivated. Specific examples of such adhesives and pressure-sensitive adhesives include, for example, rubber-based, latex-based, acrylic resin-based, epoxy resin-based, urethane resin-based, protein-based, starch-based, and cellulose-based adhesives. Agents can be mentioned.
  • adhesives and pressure-sensitive adhesives are applied to the inner surface of the molded product by spraying, casting, dipping, etc. Alternatively, it can fix hydrogel.
  • a double-sided tape to which the adhesive or the like is applied in advance is attached to the inner surface of the molded product, and the hydrogel-forming polymer or the hydrogel is solidified thereon. May be specified.
  • a material to be a base material is molded into a pot or a plan shape by injection molding or the like, and then a hydrogel-forming polymer or hydrogel is formed on a thermoplastic elastomer or the like.
  • the hydrogel-forming polymer or hydrogel can be fixed to the inner surface of the base material by injection-molding the dispersed material on the inner surface of the molded product by the two-color molding method.
  • a hydrogel-forming polymer or a substance capable of fixing the hydrogel is applied to a sheet or film surface of a base material by spraying, casting, or the like.
  • the base material can be molded by a pressure molding method or the like.
  • a material in which a hydrogel-forming polymer or hydrogel is dispersed in a thermoplastic elastomer or the like is used as a base material. At the same time, it is molded into a multilayer sheet or multilayer film by the multilayer extrusion method, and the hydrogel-forming polymer or hydrogel is fixed on the substrate sheet or the substrate film. It may be molded.
  • the following method is preferably used. Used.
  • a container in which a sufficient amount of hydrogel is filled with the hydrogel-forming polymer particles at the time of absorbing water, or a container molded into a container-like sheet is used. After adding the-part, a (fertilizer) solution is added to swell the polymer gel-forming polymer particles to fix the plant.
  • a (fertilizer) solution is added to swell the polymer gel-forming polymer particles to fix the plant.
  • a solution or the like is added to a container in which a sufficient amount of hydrogel-forming polymer particles are filled with the hydrogel-forming polymer particles at the time of absorbing moisture, or a solution or the like is added to a container-shaped sheet, and the inside of the container is filled with the hydrogel. Fill with. Next, at least a part of a plant is inserted into the gel to fix the plant.
  • the hydrogel particles swelled with water have an appropriate fluidity, so that the transplanting operation can be performed smoothly without damaging the plant.
  • fine tissues for example, seeds, somatic embryos obtained by tissue culture, orchids PLBs (Protocorm Like Body: tissue bodies obtained by tissue culture similar to the spherical tissue formed during seed germination), etc.
  • a sheet coated with hydrogel-forming polymer particles (the present invention) A method of wrapping a plant with a sheet and implanting the plant in a normal container or support, then adding a solution or the like to swell the hydrogel-forming polymer to fix the plant.
  • any of the above-mentioned methods (1) to (4) is used, the plant is not damaged and the plant can be easily adhered or fixed to the support quickly.
  • the following use method is used. It is preferably used.
  • the swollen hydrogel is added by adding a high-concentration calcium solution or calcium salt powder. Method of shrinking and removing the plant without damaging it.
  • a hydrogel-forming polymer in which the water absorption capacity decreases with increasing temperature in a temperature range of 0 ° C. or more and 70 ° C. or less and the water absorption capacity reversibly changes with temperature is arranged.
  • the container or sheet is warmed to a temperature that does not adversely affect the plant body, and the water in the swollen hydrogel particles is released to shrink the gel particles, whereby the plant body is shrunk. How to take out without damaging.
  • a hydrogel-forming polymer in which the water absorption capacity decreases as the temperature rises in a temperature range of 0 ° C. or more and 70 ° C. or less and the water absorption capacity reversibly changes with temperature is arranged.
  • hot water that does not adversely affect the plant is supplied to the container or sheet, and water in the swollen hydrogel particles is released to shrink the gel particles.
  • the temperature of the above-mentioned hot water may vary slightly depending on the type of plant, etc., but may be about 45 ° C or less (further about 40 ° C or less). preferable.
  • a swollen hide port is formed by adding a high-concentration calcium solution or calcium salt powder.
  • a method of shrinking the gel and releasing liquids such as water or fertilizer solutions.
  • a hydrogel-forming polymer in which the water absorption capacity decreases with increasing temperature in a temperature range of 0 ° C. or more and 70 ° C. or less and the water absorption capacity reversibly changes with temperature is arranged.
  • the container or sheet is heated to a temperature that does not adversely affect the plant body, the swollen hydrogel particles are contracted, and the water or fertilizer solution in the hydrogel particles is shrunk. How to release liquid.
  • the method (1) or (3) described above (preferably the method (2) or (3)) is used to remove water and the like before shipping. It is desirable to keep it.
  • a predetermined amount (0.2 g) of the hydrogel-forming polymer (water retention carrier of the present invention) obtained above was weighed in a platinum crucible, and incinerated in an electric furnace (700 ° C). — Dissolve in 5 mL of hydrochloric acid, add distilled water to make a constant volume of 50 mL, and determine the potassium ion content using an atomic absorption spectrum analyzer (Seiko Electronics Co., Ltd., trade name: SAS-760). It was 3 mmo 1 / g.
  • Example 2 (Preparation of water retention carrier) 5 g of commercially available polyacrylic acid-based superabsorbent resin ⁇ (trade name: Acryhope, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was swelled in 1 L of ion-exchanged water. An aqueous solution of 2.9 g of calcium chloride (dihydrate) dissolved in 500 mL of ion-exchanged water was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature (25 ° C) with occasional stirring for 1 hour to obtain the sodium salt of the carboxyl group. Was partially replaced with a calcium salt.
  • polyacrylic acid-based superabsorbent resin ⁇ trade name: Acryhope, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
  • a certain amount of the water-retaining carrier of the present invention obtained above was weighed in a platinum crucible, ashed in an electric furnace as in Example 1, dissolved in hydrochloric acid, and sodium ion was determined by atomic absorption analysis as a constant volume. When the content was determined, it was 2.2 mmol / g. The calcium ion content was 2. lmmol / g.
  • sodium polyacrylate based superabsorbent luster (trade name: Acryhope, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 2 Og is swollen in 1 L of ion-exchanged water, and 170 mL of 1N-hydrochloric acid is added, and room temperature is added. (25.C) The sodium salt of the lipoxyl group was replaced with a carboxylic acid for 1 hour with occasional stirring.
  • Example 2 A certain amount of the crosslinked polyacrylic acid obtained above was weighed on a platinum loop, and As in Example 1, after incineration in an electric furnace, dissolution with hydrochloric acid, and atomic absorption analysis with a constant volume, the alkali metal ion content was less than 0.01 mmol / g.
  • the water absorption capacity in exchanged water (conductivity: 2.5 S / cm) was 14 times.
  • a water-retaining carrier of the present invention was obtained in the same manner as in Example 3, except that the amount of the 1N-hydroxylating aqueous solution used in the replacement of the potassium salt was 5.56 mL.
  • a certain amount of the obtained water-retaining carrier of the present invention was weighed in a platinum crucible, ashed in an electric furnace as in Example 1, dissolved in hydrochloric acid, and the potassium ion content was determined by atomic absorption analysis as a constant volume. It was 2.5 mmol / g.
  • thermosensitive water-retaining carrier The amount of calcium ion absorbed by the water-retaining carrier and the water absorption capacity in ion-exchanged water (conductivity: 2.5 ⁇ S / cm) were 4 Omg / g and 185 times, respectively.
  • Example 5 Preparation of thermosensitive water-retaining carrier
  • N-isopropylacrylamide (NI PAAm, manufactured by Kojin Co., Ltd.) 15 g, acrylic acid 47 g, N, N'-methylenebisacrylamide (Bis) 0.1 g ammonium persulfate 0. 2 g, 6.6 ml of 1 N-NaOH, and 0.1 ml of N, N, N, ⁇ '-tetramethylethylenediamine in 9 Oml of distilled water
  • PN IP AAm poly-N-isopropylacrylamide
  • the gel was mechanically crushed by a mixer, dispersed in 1 liter of distilled water, once cooled to 4 ° C, shrunk by heating to 50 ° C, and the supernatant was discarded. This washing operation was repeated twice to remove unreacted monomers and residual initiator, and dried by vacuum drying (100 ° C., 24 hours). As the temperature rose, the water absorption capacity decreased. A hydrogel-forming polymer whose magnification changes reversibly with temperature (the water-retaining carrier of the present invention) was obtained.
  • the amount of calcium ion absorbed by the water-retaining carrier and the water absorption capacity in ion-exchanged water were 9 mg / g and 167 times, respectively.
  • Absorption of commercially available powdered gardening fertilizer (trade name: Hyponex 20-20-20, Hyponex Japan KK, lg / L) at 19 ° C and 26 ° C of the water-retaining carrier obtained above. The magnification was measured by the method described above, and was about 72 times at 19 ° C and about 52 times at 26 ° C. Comparative Example 1 (Comparative Example of Example 3)
  • a water retention carrier for a comparative example was obtained in the same manner as in Example 3, except that the amount of the 1 N aqueous potassium hydroxide solution was changed to 0.35 mL. A certain amount of the obtained water-retaining carrier was weighed on a platinum loop, ashed in an electric furnace as in Example 1, dissolved in hydrochloric acid, and the potassium ion content was determined by atomic absorption analysis as a constant volume. When asked,
  • a water retention carrier of a comparative example was obtained in the same manner as in Example 3, except that the amount of the 1 N-potassium hydroxide aqueous solution added was 8.34 mL.
  • the resulting water retention carrier A fixed amount was weighed in a platinum crucible, ashed in an electric furnace in the same manner as in Example 1, dissolved in hydrochloric acid, and determined as a constant volume by atomic absorption spectrometry. / g.
  • Synthetic water (shown in Table 2 below) similar to the composition of groundwater in the Shioyama-Kumano district of Yamanashi Prefecture was prepared.
  • a test tube (diameter 2.5 cm, height 15 cm)
  • 16 mL of the synthetic water and 16 Omg (1% by weight) of the water-retaining carrier of the present invention prepared in Examples 2, 3, and 4 were placed. After sufficient stirring, the mixture was allowed to stand at 25 ° C for 30 minutes to prepare a gel-like medium consisting of a water-retaining carrier that had absorbed the synthetic water.
  • the test tubes covered as above are cultured in a culture chamber (25 ° C, 2000 Lux, 16 hours daylength) for 4 days, and the germination rate (number of germinated seeds / 5 (particles) xl OO (%) ) investigated. Germination was defined as when the seed coat was torn and the futaba was unfolded. In addition, the length of the aerial part (mean stem length from the base to the leaf tip of the germinated individual) and the length of the underground part (mean root length from the base of the germinated individual to the tip of the main root) were measured. Table 3 shows the results of observation of the appearance of the root tip. In Examples 1, 2, 3, and 4 In the prepared water-retaining carrier of the present invention, 100% germinated in all the plots, and the growth of the above-ground portion and the underground portion of Kayale radish was very good.
  • Example 1 100 6.5.4.2 good, good J
  • Example 2 100 4.5.2.5 good
  • Example 3 100 C
  • Example 2 100 g of the hydrogel-forming polymer (powder) obtained in the same manner as in Example 1 was placed in a mixer and stirred, and 10 wt% of ethylene glycol diglycidyl ether was added to a 15 wt% aqueous solution of sodium propionate. 4 g of the dissolved aqueous solution of the crosslinking agent was added and mixed well. The resulting mixture was heat-treated at 150 ° C. for about 20 minutes to obtain a surface-crosslinked carrier for retaining water of a plant of the present invention.
  • the potassium ion content of the water retention carrier obtained as described above was measured in the same manner as in Example 1, and was found to be 1.2 mmo 1 / g.
  • Example 3 In a test tube (2.5 cm in diameter, 15 cm in height), the carrier for dry water retention prepared in Example 3 was added to 40 Omg, and a commercially available powdered horticultural fertilizer (trade name: Hyponex 7—)
  • orchid seedlings YT 57 (Cym.
  • Two ANGEL The Two Virgins 1 ) were transplanted per test tube and cultured aseptically in a culture chamber (25 ° C, 3000 Lux, 16 hours day length) for 50 days. When the maximum leaf length of each seedling was measured, it was 6.7 cm on average. The roots were also growing well, growing well even after field cultivation, and there was almost no withering of the leaves.
  • YT57 was cultured for 50 days in the same manner as in Example 9 above, except that 10 Omg of agar was added instead of the carrier for holding water in Example 9 above.
  • 10 Omg of agar was added instead of the carrier for holding water in Example 9 above.
  • YT57 was cultured for 50 days in the same manner as in Example 9 except that Acryhope 40 Omg was added instead of the dry water-retaining carrier, but neither the aerial part nor the underground part grew.
  • MFMM was cultured for 50 days in the same manner as in Example 10 except that the agar (700 mg) gel alone was used as a support instead of the dry water retention carrier used in Example 10 above.
  • the aerial part grew steadily, but the roots did not grow much and were thin and different in form from the roots growing in field cultivation.
  • YT57 was cultured for 50 days in the same manner except that 1.5 g of Atari Hope was added instead of the dry water-retaining carrier used in Example 10 above, but hardly grew in both the aboveground and belowground parts.
  • 1.5 g of Atari Hope was added instead of the dry water-retaining carrier used in Example 10 above, but hardly grew in both the aboveground and belowground parts.
  • Example 11 (acclimation during culturing with a water-retaining carrier)
  • Hyponex solution (Hyponex 7-6-192 g / L, dissolved in synthetic water) in 20 g of the dry water retention carrier prepared in Example 1 1 000, 800, 600, 400 and 200 cc was completely absorbed to form a gel, and the pF value was measured using a pF meter (DIK-8340, manufactured by Daiki Rika Kogyo Co., Ltd.). The results were 0, 0, 1.8, 2.1, and 2. Was 3.
  • the water content in the medium immediately after seedling transplantation is reduced by 40 to 80% by the end of the culture due to evaporation to the outside of the vessel and absorption of plants by the end of culture.
  • the gel was gelled at room temperature and the pF value was measured. Thereafter, the gel was dried in a culture room, and the values of the gel at the time of 809 g, 609 g, 409 g, and 209 were all 0. Normally, it was found that 40 to 80% of the water in the medium was reduced during the culture, but the pF in the agar gel was hardly changed. That is, it is presumed that in plant culture using agar gel, no water stress is applied to the roots of the plant during the culture, and good acclimation is not performed.
  • Example 12 (Example of liquid culture)
  • MFMM PLB Protocorm Like Body; orchid-specific cell clumps unique to orchids
  • Hyponex powder (Hyponex 20-20-20 Hyponex Japan) lO Omg is dissolved in 115 mL of the synthetic water described in Table 2 and this solution is mixed with various hydrogel-forming polymers. 1 g of the powder was completely absorbed and gelled, and 50 cc of perlite was added and mixed uniformly.
  • One orchid Kochiyoran (Dtps.
  • the agar was easy to insert and transplant, but its roots rotted during cultivation. Bark and moss were not transplantable, so they were placed around the roots of the plant and then transplanted into cells, but the roots were slightly damaged. Also, the roots rot during cultivation wait. It is presumed that agar, bark, and moss have weak water absorption, and the area around the roots is filled with water and the roots have become oxygen deficient.
  • Example 1 + C 0- L 3., 37 4.67 0.78 2.7
  • Example 2 + ⁇ °-L 2.50 3.75 0,, 58 3.0
  • Example 3 La-L 2.97 3 .07 0.6 13.0
  • Example 4 + L 3,0 7 .00 0 .70 3.0 -No measurement due to root death
  • Hyponex powder (Hyponex 20-20-20 Hyponex Japan Co., Ltd.) 95 mg was dissolved in 95 mL of synthetic water shown in Table 2, and this solution was mixed with 1 g of the water-retaining carrier powder prepared in Example 5 and perlite. 100 cc was added and mixed uniformly.
  • This support was filled in the cells of the cell tray used in Example 13.
  • the plants were cultivated in a greenhouse for 70 days, and the fresh weight of each plant above and below the ground and under the whole was measured. Irrigation during cultivation was performed almost daily by top automatic irrigation or by irrigating for 30 minutes.
  • Irrigation method top automatic irrigation
  • Irrigation method waist water irrigation
  • the nutrient concentration at each point in the solution is 1 for the initial (value at the start),
  • the weight of 100 ml of bark was measured to be 30.93 g, and the water content was 35.7%.
  • the hyponex solution used in Example 15 was absorbed in 10 Oml of bark before drying for 24 hours, and the bark containing water was scooped up with a net to remove excess liquid.
  • the weight of the retained bark was 46.56 g and the pF value was 0.
  • the amount of water and the concentration at each time point were determined by the same formula as in Example 15.
  • Moisture content at each time point Initial moisture content-(Whole initial container weight-Weight at each time point)
  • the water-retaining carrier of the present invention when used as a cultivation support, the water content is higher than when bark is used. Variations in nutrient concentrations during cultivation can be reduced. In addition, since a large amount of water can be retained for a long time, the frequency of irrigation can be reduced, and the danger of plants being exposed to water stress can be avoided.
  • the initial moisture retention was 27% in the comparative example compared to the example.
  • the initial retention nutrient amount was 19% in the comparative example compared to the example.
  • the nutrient concentration after 72 hours from the initial onset was 1.8 times in the example and 3.8 times in the comparative example.
  • the residual water content after 72 hours was 56 cc in the example and 5 cc in the comparative example.
  • the PF value after 72 hours was 0 in the Example and 2.0 in the Comparative Example.
  • the calcium ion absorption amount is less than 50 mg per 1 g of dry weight, and the water absorption capacity in ion-exchanged water (room temperature, 25 ° C) is 10%.
  • a plant water-retaining carrier containing a hydrogel-forming polymer that is at least 0-fold is provided.
  • a plant water-retaining carrier comprising a polymer having a mouth-opening gel-forming polymer of mmo1.
  • a container-shaped substrate capable of accommodating at least a part of a plant therein, and a container-shaped substrate disposed inside the container-shaped substrate. Further, there is provided a container for growing a plant, comprising a hydrogel-forming polymer having a crosslinked structure.
  • a plant body characterized by comprising a sheet-like substrate and a hydrogel-forming polymer having a crosslinked structure, which is disposed on at least one surface of the substrate.
  • a service sheet is provided.

Landscapes

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Description

明 糸田 書
植物保水用担体 技術分野
本発明は、 植物体の育成に際して該植物体を支持ないし担持するとともに、 該 植物体への水の供給源としての機能をも発揮することが可能な植物保水用担体に 関し、 より具体的には、 流体播種、 圃場栽培、 露地栽培、 緑化工などに保水用担 体として使用した際に、 植物生長を阻害することなく植物に水を供給することが 可能な植物保水用担体に関する。
本発明の植物保水用担体は、 植物体の育成に際して、 他の植物体支持用担体
(例えば、 土壌) と組み合わせて、 該 「他の植物体支持用担体」 の保水性を向上 させる (すなわち、 保水剤として用いる) ことも可能である。
背景技術
紙おむつ、 生理用品などに大量に使用されてきたポリカルボン酸系高吸水性樹 月旨、 特にポリアクリル酸系重合体がその低価格性および優れた保水性のために農 業の分野でも使用されるようになってきた。
例えば、 該ポリアクリル酸系重合体のハイ ド口ゲルは、 その保水性を利用して 流体播種用の担体として、 あるいは緑化工、 節水栽培、 砂地栽培の保水用担体と して利用されている。
しかしながら、 従来のポリアクリル酸系ハイ ド口ゲ の場合には、 適量を越え ると植物の生長に悪影響、 特に著しい発根および根の伸長阻害が生じることが明 らかになつてきた (川島和夫ら、 高吸水性高分子物質の作物の初期生長へ及ぼす 影響、 砂丘研究、 3 1 ( 1 ) 、 1— 8、 1 9 8 4 ) 。
特に、 従来のポリアクリル酸系ハイ ドロゲルを組織培養用担体、 流体播種用担 体、 緑化工用に使用する場合には植物の幼苗、 種子などが高濃度のポリアクリル 酸系ハイ ドロゲルと直接、 接触するために著しい発根および根の伸長阻害が生じ 使用が大幅に限定されている。 また、 従来のポリアクリル酸系ハイ ドロゲルを圃 場あるいは露地用の保水用担体として使用した場合でも、 保水用担体効果を高め るために根の近辺の濃度を増大すると根の伸長が阻害されることが明らかになつ ている。
上記したポリアクリル酸樹脂からなるハイ ドロゲルが、 植物の生長を著しく阻 害した例としては、 架橋したポリアクリル酸ナトリゥムに蒸留水を吸収させてハ イ ド口ゲルを作成し、 該ハイ ド口ゲルとキユウリ、 インゲンマメの種子を各時間 ( 3、 6、 9、 1 2、 2 4、 4 8時間) 接触させた後、 それそれの種子の発芽お よび発根状態を観察した実験が報告されている (川島和夫ら、 高吸水性高分子物 質の作物の初期生長へ及ぼす影響、 砂丘研究、 3 1 ( 1 ) 、 1一 8、 1 9 8 4 ) c このような実験の結果、 キユウリの種子の場合は、 前記ハイ ド口ゲルと 3 6〜 4 8時間接触させると根の伸長が著しく抑制され、 インゲンマメの場合も、 全く 同様に根の伸長阻害が認められたことが報告されている。 更には、 根のひ一ナフ チルァミン酸化能も、 前記ハイ ド口ゲルと 5時間以上、 接触させると顕著に低下 したとされている。 このような植物の生長阻害および機能障害は、 この報告にお いては、 該ハイ ドロゲル中の水分を植物が有効に使用出来ないことによるもので あると推定されている。
また、 ポリアクリル酸ナトリゥム架橋物に水を吸収させることによって作成し たハイ ドロゲル上にイネの種子を播種し、 発根過程を観察したところ著しい発根 障害が認められたことも報告されている (杉村順夫ら、 '緑化工用資材としての高 吸水性ポリマーの利用、 緑化工技術、 9 ( 2 ) 、 1 1— 1 5、 1 9 8 3 ) 。 しか しながら、 該ハイ ドロゲルを水道水で透析処理すると発根障害は認められなかつ たが、 このように蒸留水で透析した場合においても、 根の生長回復は認められな かったとされている。 これは、 この報告においては、 水道水のような弱電解質溶 液で該ハイ ドロゲルを水洗または透析処理すると、 ハイ ドロゲルへの水吸引力が 弱められ、 ゲルから根毛への水の移動が容易になり発根障害が解決すると推定さ れている。
更には、 架橋ポリアクリル酸ナトリウムハイ ドロゲルを混合した土壌中でのダ ィズの根の伸長程度が、 ポリビニルアルコール系ハイ ドロゲルと比較して顕著に 阻害された例も報告されている (中西友子、 バイオサイエンスとインダストリ一、 5 2 ( 8 ) 、 6 2 3— 6 2 4、 1 9 9 4 ) 。 これは、 該文献においては、 ポリア クリル酸ナトリゥムハイ ドロゲル中の水は植物に利用されにくいことによるもの と推定されている。
上述したように、 従来においては、 架橋ポリアクリル酸のアルカリ金属塩から なるハイ ドロゲルの植物の生長が阻害されるのは、 該ハイ ドロゲル中の水が植物 に有効利用されないためと考えられてきた。
本発明の目的は、 上記した従来のハイ ドロゲル保水用担体の問題点を解消した 植物保水用担体を提供することにある。
本発明の他の目的は、 従来のポリアクリル酸系ハイ ドロゲルと同程度の保水性 を有し、 しかも発根阻害ないしは根の伸長阻害を実質的に生じない植物保水用担 体を提供することにある。 発明の開示
本発明者らは鋭意研究の結果、 該ハイ ド口ゲルの根の伸長の阻害が、 単に該ハ ィ ドロゲル中の水の有効利用性のみに基づくとするには、 該ハイ ドロゲルの影響 が過大であることに着目するに至った。
本発明は上記知見に基づき更に研究を進めた結果、 ハイ ドロゲル中のカルシゥ ム ·イオン吸着能が、 該ハイ ドロゲルに接触する植物体の発根阻害ないしは根の 伸長阻害に重大な影響を与えることを見出した。
本発明の植物保水用担体は上記知見に基づくものであり、 より詳しくは、 カル シゥムイオン吸収量が乾燥重量 1 gあたり 5 O m g未満であり、 且つ、 イオン交 換水 (室温、 2 5 °C) 中での吸水倍率が 1 0 0倍以上であるハイ ドロゲル形成性 高分子を含むことを特徴とするものである。 ここに、 「保水用担体」 とは、 特に 断らない限り 「乾燥状態」 のものをいう。 もちろん、 実際の市場等での流通時に は、 該担体の一部または全部が、 その内部に水を保持してなる 「ハイ ド口ゲル」 状態であってもよい (以下の記載においても、 同様とする) 。
本発明者は上記の知見に基づき更に研究を進めた結果、 上記した 「カルシウム イオン吸収量」 は、 ハイ ドロゲル形成性高分子の高分子鎖に結合されたカルポキ シル基の含有量に大きく影響される場合があることを見出した。
本発明の植物保水用担体は上記知見に基づくものであり、 より詳しくは、 高分 子鎖に結合されたカルボキシル基を有し、 且つ、 該カルボキシル基のアルカリ金 属塩またはアンモニゥム塩の含有量が、 乾燥重量 1 gあたり 0 . 3〜2 . 5 mm o 1であるハイ ドロゲル形成性高分子を含むことを特徴とするものである。 本発明者の実験によれば、 上記 「ハイ ドロゲル形成性高分子」 力 更にカルボ キシル基のカルシウム塩を含有することが、 好ましい一態様であることが見出さ れている。
本発明者らは、 後述するような実験結果に基づき、 従来の 「架橋ポリアクリル 酸のアルカリ金属塩」 からなるハイ ドロゲルが、 カルシウムイオンを中心とした 重金属イオンを選択的に吸着するという事実を見出した。 換言すれば、 本発明者 の実験によれば、 従来の架橋ポリアクリル酸ハイ ドロゲルが、 農業用用水 (井戸 水、 水道水、 河川水、 湖水など) 中の主としてカルシウムイオンを吸着し、 植物 がカルシウムイオン欠乏症に陥るか、 あるいは植物体内の主としてカルシウムィ オンを該ハイ ドロゲルが根から直接吸収してしまう結果、 植物がカルシウムィォ ン欠乏症に陥るものと推定される。
植物によるカルシウムイオンの吸収は物理化学的に行われ、 外液の濃度が低い 場合は吸収されないばかりか、 しばしば植物体内より体外に溶出してしまう。 こ のようにして生ずるカルシウムイオン欠乏症では、 細胞膜の構造が破壊され、 細 胞分裂をはじめとして多くの膜構造依存性の重要な機能が停止または遅滞し、 外 観的には根の伸長が顕著に阻害されるとされている (このようなカルシウムィォ ン欠乏症の詳細については、 例えば、 熊沢喜久雄編、 植物栄養学大要、 p 1 1 8、 (株) 養賢堂、 1 9 7 4、 を参照することができる) 。
本発明者らが、 後述する 「実施例」 の表 1中に記載したように、 種々のカルシ ゥムイオン吸収能を有するハイ ドロゲルを作製し、 種子の発根テストを行ったと ころ、 カルシウムイオン吸収量が保水用担体の乾燥重量 1 gあたり 5 O m g以上 になると、 根および茎の著しい生長阻害が認められた。 従って、 本発明者の知見 によれば、 従来の架橋ポリアクリル酸の金属塩からなるハイ ドロゲルの顕著な生 長阻害は、 ハイ ドロゲル中の水の性質によるものではなく、 該ハイ ドロゲルが植 物体からカルシウムイオンを吸収した結果、 植物体にカルシウムイオン欠乏症を 引き起していたためと推定される。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の植物体育成用容器の一態様を示す模式断面図である。
図 2は、 本発明の植物体育成用シ一トの一態様を示す模式斜視図である。
図 3は、 本発明の植物体育成用シートの他の態様を示す模式斜視図である。 図 4 A、 4 Bは、 本発明の植物体育成用シートの他の態様 (パーティション 状) を示す模式斜視図である。
図 5は、 図 4 Bの態様のパーティション状としたシートと、 他の容器とを組合 せて用いる場合を示す模式平面図である。
図 6 A、 6 Bは、 ハイ ド口ゲル形成性高分子を、 基材上に断続的な層状で配置 する場合の態様の例を示す模式平面図である。
図 7 A、 7 B、 7 Cは、 本発明において、 ハイ ド口ゲル形成性高分子を容器な いしシートの基材上に配置する態様の例を示す模式断面図である。
図 8は、 本発明の植物体育成用容器の実際の態様の一例を示す模式断面図であ る o
図 9は、 本発明の植物体育成用シート (パーティション状) の実際の態様の一 例を示すを示す模式斜視図である。
図 1 0は、 図 9のパーティション状シートの 1つのマスを、 上方から見た場合 の模式平面図である。
図 1 1は、 図 8の植物体育成用容器に、 支持体および植物体を配置して水分を 供給した場合の一態様を示す模式断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 必要に応じて図面を参照しつつ、 本発明を詳細に説明する。
以下の記載において量比を表す 「部」 および 「%」 は、 特に断らない限り重量 基準とする。
(保水用担体)
本発明の保水用担体は、 カルシウムイオン吸収量が乾燥重量 1 gあたり 5 O m g未満であり、 且つ、 イオン交換水中での吸水倍率が 1 0 0倍以上であるハイ ド 口ゲル形成性高分子を含む。 本発明において、 上記した 「カルシウムイオン吸収 量」 および 「イオン交換水中での吸水倍率」 は、 例えば、 以下の方法により好適 に測定可能である。
(カルシウムイオン吸収量の測定)
1 gの乾燥保水用担体を、 カルシウムイオン濃度 2 0 O m g/ L (リット ル) の塩化カルシウム水溶液 1 Lに添加し、 時々攪拌 ϋながら室温 (2 5 °C) で 2日間 (4 8時間) 恒温槽中で放置して、 上記の保水用担体を膨潤させつつカル シゥムイオンを吸収させる。 膨潤した保水用担体を分離し、 残存する上清 (上記 塩化カルシゥム水溶液の過剰分) 中のカルシウムイオン濃度を原子吸光分析によ り定量する (A m g/L ) 。 このようにして測定したカルシウムイオン濃度の 定量値 (A) に基づき、 保水用担体 1 gあたりのカルシウムイオン吸収量は、 次 式により求められる。 保水用担体と上清の分離に際し、 未架橋の水溶性高分子が 上清中に溶解している可能性があるため、 必要に応じて、 分画分子量 1,000 〜3,000程度の限外濾過膜を用いた限外濾過による分離を行うことが好まし い
保水用担体 1 gあたりのカルシウムイオン吸収量 (mg/g)
= 200 -A 上記方法により測定された 「カルシウムイオン吸収量」 が保水用担体の乾燥重 量 1 gあたり 5 Omg以上では、 後述する実施例に示すように、 該保水用担体に 接触する植物体に 「カルシウムイオン欠乏症」 が生じ易くなる。 この 「カルシゥ ムイオン吸収量」 は、 45mg以下、 更には 4 Omg以下であることが好ましい。 (イオン交換水中の吸水倍率の測定)
乾燥保水用担体の一定量 (Wi g) を秤取り、 過剰量 (例えば、 前記保水用担 体の予想吸水量の 1. 5倍以上の重量) のイオン交換水 (電気伝導度 5 /S/c m以下) に浸漬し、 室温 (25°C) で 2日間 (48時間) 恒温槽中に放置して、 前記保水用担体を膨潤させる。 余剰の水を濂過により除去した後、 吸水膨潤した 保水用担体の重量 (W2g) を測定し、 次式により吸水倍率を求める。
吸水倍率 = (W2 -W 1 ) /W 1 上記した方法により測定された 「吸水倍率」 が 100倍未満では、 保水用担体 の一定量を用いた場合に、 植物に充分な水分を供給することが困難となる。 この 「吸水倍率」 は、 140倍以上、 更には 160倍以上であることが好ましい。 農業用用水のように比較的塩濃度が低い場合には、 ハイ ドロゲルの吸水倍率を 最も有効に向上させる手段としては、 ゲル中に解離性のイオン基を導入して、 分 子鎖を広げると同時に、 内部浸透圧を高めることが挙げられる。
(ハイ ドロゲル形成性高分子) 本発明の保水用担体を構成する 「ハイ ドロゲル形成性高分子」 とは、 架橋 (crosslinking) 構造ないし網目構造を有し、 該構造に基づき (その内部に) 水を 保持することにより、 ハイ ド口ゲルを形成可能な性質を有する高分子をいう。 ま た、 「ハイ ドロゲル」 とは、 高分子からなる架橋ないし網目構造と、 該構造中に 支持ないし保持された (分散液体たる) 水とを少なくとも含むゲルをいう。 架橋ないし網目構造中に保持された 「分散液体」 は、 水を主要成分として含む 液体である限り、 特に制限されない。 より具体的には例えば、 分散液体は、 水自 体であってもよく、 また、 水溶液、 および/又は含水液体 (例えば、 水と一価な いし多価アルコール等の混合液体) のいずれであってもよい。
本発明において、 上記ハイ ドロゲル形成性高分子としては、 水溶性または親 水性高分子化合物を架橋して得られたものを用いることが好ましい。 このような 架橋された高分子は、 水溶液中で吸水し、 膨潤はするが溶解しないという性質を 有している。 上記した水溶性または親水性の高分子化合物の種類、 および/又は 架橋密度 (ないし架橋率) を変化させることによって、 吸水率を変化させること が可能である。
上記親水性高分子化合物の水溶液が 7 0 °C以下の曇点を有する場合、 0 °C以上 7 0 °C以下の温度領域で吸水倍率が温度上昇と共に低下し、 且つ該吸水倍率が温 度に対して可逆的に変化するするハイ ドロゲル形成性高分子を得ることができる (水溶性または親水性高分子化合物)
本発明において保水用担体を構成するハイ ドロゲルを与えるべき水溶性また は親水性高分子化合物としては、 メチルセルロース、 キストラン、 ポリエチレ ンオキサイ ド、 ポリプロピレンオキサイ ド、 ポリビニルアルコール、 ポリ N—ビ ニルピロリ ドン、 ポリ N—ビニルァセトアミ ド、 ポリビニルピリジン、 ポリアク リルアミ ド、 ポリメタアクリルアミ ド、 ポリ一 N—ァクリロイルビペリジン、 ポ リ一 N— n—ブロピルメタアクリルアミ ド、 ポリ一 N—イソプロピルアクリルァ ミ ド、 ポリ一 N , N—ジェチルアクリルアミ ド、 ポリ一 N—イソプロピルメ夕ァ クリルアミ ド、 ポリ一 N—シクロプロピルァクリルァミ ド、 ポリ一N—ァクリロ ィルピロリジン、 ポリ一 N, N—ェチルメチルアクリルアミ ド、 ポリ一 N—シク 口プロピルメタアクリルアミ ド、 ポリ一 N—ェチルアクリルアミ ド、 ポリ N—メ チルアクリルアミ ド、 ポリヒドロキシメチルァクリレ一ト、 ポリアクリル酸、 ポ リメタクリル酸、 ポリビニルスルホン酸、 ポリスチレンスルホン酸およびそれら の塩、 ポリ N, N—ジメチルアミノエチルメタクリレート、 ポリ N, N—ジェチ ルアミノエチルメタクりレート、 ポリ N , N—ジメチルァミノプロピルアクリル アミ ドおよびそれらの塩などがあげられる。
(架橋)
上記したような高分子化合物に架橋構造を付与ないし導入する方法としては、 該高分子化合物を与えるべき単量体を重合する際に架橋構造を導入する方法と、 該単量体の重合終了後に架橋構造を導入する方法とが挙げられるが、 本発明にお いては、 これらのいずれの方法も使用可能である。
前者の (単量体重合時の架橋導入) 方法は、 通常、 二官能性単量体 (あるい は 3以上の官能基を有する単量体) を共重合することにより実施可能である。 例 えば、 N, N ' ―メチレンビスアクリルアミ ド、 ヒドロキシェチルジメ夕クリ レート、 ジビニルベンゼン等の二官能性単量体が好適に使用できる。
後者の (単量体重合終了後の架橋導入) 方法は、 通常、 光、 電子線、 ァ線照 射等により分子間に架橋を形成することにより実施可能である。
また、 このような後者の方法は、 例えば、 高分子化合物中の官能基 (例えば アミノ基) と結合しうる官能基 (例えば、 イソシァネート基) を分子内に複数個 有する多官能性分子を架橋剤として用いて、 該高分子化合物を架橋させることに よっても実施可能である。
本発明におけるハイ ド口ゲル形成性高分子の吸水率は、 上記の架橋構造、 特 に架橋密度に依存し、 一般に架橋密度が低い程、 吸水率が大きくなる傾向がある。 このような 「架橋密度」 は前者の方法においては、 例えば、 二官能性単量体 の共重合比を変えることで、 後者の方法においては、 例えば、 光、 電子線、 ァ線 等の照射量を変えることで、 任意に所望の程度に制御することが可能である。 本発明においては、 架橋密度は、 全単量体に対する分岐点のモル比で、 約 0. 02mo 1%〜約 1 Omo 1%、 更には約 0. 05 m o 1〜約 4 m o 1 %の範囲 にあることが好ましい。 前者の (重合時の架橋導入) 方法により架橋構造を導入 する場合、 二官能性単量体の全単量体 (該ニ官能性単量体自体をも含む) に対す る共重合重量比は、 約 0. 03wt. %〜約 3wt. % (更には約 0. 05w t . %〜約 1. 5wt. %) の範囲であることが好ましい。
本発明において架橋密度が約 1 Omo 1%を越える場合には、 本発明のハイ ドロゲル形成性高分子の吸水倍率が小さくなるために、 本発明のハイ ド口ゲル形 成性高分子の保水用担体としての効果が小さくなる。 一方、 架橋密度が約 0. 0 2mo 1%未満の場合には、 該ハイ ドロゲル形成性高分子の機械的強度が弱くな り、 取扱いが困難になる。
上述したような架橋密度 (全単量体に対する分岐点のモル比) は、 例えば、 13 C-NMR (核磁気共鳴吸収) 測定、 I R (赤外吸収スペク トル) 測定、 ま たは元素分析によって定量することが可能である。
更に、 本発明の保水用担体を構成するハイ ドロゲル形成性高分子において、 表 面近傍の架橋密度をその内部の架橋密度よりも高くする (いわゆる 「表面架橋」 を導入する) ことによって、 該ハイ ド口ゲル形成性高分子における高い吸水倍率 と高い機械的強度とのより良好なバランスを得ることもできる。 このような態様 においては、 表面近傍の比較的架橘密度が高い部分が、''主に、 高い機械的強度 (および担体粒子相互間の非粘着性の向上) に寄与し、 他方、 内部の比較的架橋 密度が低い部分が、 主に、 高い吸水倍率に寄与することができる。 これにより、 吸水倍率を実質的に低下させることなく、 良好な機械的強度および粒子相互間の 良好な非粘着性を実現することが容易となる。
上記した態様における表面近傍の最も高い架橋密度 D sと、 粒子内部の最も低 い架橋密度 D iとの比 (Ds/Di) は、 吸水倍率と機械的強度とのバランスの 点からは、 2〜5程度、 更には 5〜10程度 (特に 10〜100程度) であるこ とが好ましい。
上記の表面近傍の架橋密度と粒子内部の架橋密度の測定は、 例えば X線電子分 光法 ESCA (XPS) 、 電子プローブ微量分析法 EPMA、 減衰全反射法 AT R、 二次イオン質量分析法 S IMS (飛行時間型 S IMS (TOF-S IMS) 等) 、 等の局所分析法によって架橋剤の存在比を表面近傍と粒子内部それぞれに ついて求めることによって行うことができる。
本発明の植物保水用担体において、 該担体を構成するハイ ドロゲル形成性高分 子が高い機械的強度を有する場合、 個々の担体粒子間に適当な空隙を保持するこ とが容易となり、 該空隙の存在によって植物の根への酸素供給性を更に向上させ ることが可能となる。
本発明において、 ハイ ドロゲル形成性高分子表面架橋を導入する方法は特に 制限されず、 例えば、 従来公知の種々の方法 (ないしは該方法の 2以上の組み合 わせ) が利用可能である。
特に、 本発明のハイ ドロゲル形成性高分子が、 高分子鎖に結合されたカルポキ シル基を有する場合、 該カルポキシル基と反応しうる官能基を少なくとも 2個以 上有する架橋剤を用いて、 該高分子の微粒子の表面近傍を架橋する方法が好適に 用いられる。 そのような架橋剤としては、 例えば、 エチレングリコ一ルジグリシ ジルェ一テルなどに代表されるエポキシ化合物 (特開昭 57— 44627号) 、 グリセリンなどに代表される多価アルコール (特開昭 58-180223号) 、 多価ァミン化合物、 多価アジリジン化合物もしくは多価ィソシァネ一卜化合物 (特開昭 59-189103号) 、 アミノ基を有する多価エポキシ化合物 (特開 昭 63- 195205号) 、 ェピハロヒドリンとアンモニア、 エチレンジアミン などの低分子 1級ァミンとの反応物 (特開平 2-248404号) 、 多価アジチ ジニゥム塩基化合物 (特開平 6-287220号) などが挙げられる。 上記架橋剤の分子量が小さい場合には該架橘剤がハイ ドロゲル形成性高分子の 内部に浸透し易く、 表面近傍のみの架橘に止まらずに架橋が内部まで達する傾向 が強くなる場合がある。 このような観点からは、 上記架橋剤の分子量は重量平均 分子量で 1, 000以上であることが好ましく、 1 0, 000〜 1 00, 000 であることが更に好ましい。
ハイ ドロゲル形成性高分子の表面を上記架橘剤で架橋する手法としては、 水を 含有したアルコール類、 ケトン類、 エーテル類等の多量の低沸点有機溶媒中に、 表面架橋すべきハイ ドロゲル形成性高分子を分散させ、 上記の架橘剤を加えて架 橋する方法 (特開昭 57— 44627号) ;含水率を 10〜40wt%に調節し たハイ ドロゲル形成性高分子の含水物に架橋剤を添加して架橋する方法 (特開昭 59- 62665号) ;無機質粉末の存在下に、 架橘剤および水をハイ ドロゲル 形成性高分子に吸収させ、 次いで撹拌下に加熱して、 架橋反応と水の除去とを同 時に行う方法 (特開昭 60— 163956号) ,'ハイ ドロゲル形成性高分子 1重 量部に対し、 水 1. 5〜5. 0重量部および不活性な無機質粉末の存在下、 沸点 100°C以上の多量の親水性不活性溶剤中に分散させて架橘する方法 (特開昭 6 0-147475号) ;ハイ ドロゲル形成性高分子を 1価アルコールのアルキレ ンォキサイ ド付加物、 有機酸の 1価塩およびラクタム類のいずれかを含有する水 溶液および架橋剤で処理し、 且つ反応させる方法 (特開平 7-33818号) な どを用いることができる。
(高分子中の有機物残存量)
本発明の保水用担体により育成すべき植物体への悪 '響 (例えば、 生長の抑制、 根端壊死、 葉枯れ等) を抑制する点からは、 上記した 「ハイ ドロゲル形成性高分 子」 中に残存する有機物は、 可能な限り少量であることが好ましい。 より具体的 には、 本発明に用いるハイ ドロゲル形成性高分子から溶出しうる全有機物 (還元 性物質) は、 該高分子の 1000倍量の蒸留水で抽出した液中に残存する全有機 物が化学的酸素要求量 (COD) の値として 15 ppm以下、 更には 1 O ppm 以下 (特に 5ppm以下) であることが好ましい。 この 「COD」 は、 例えば下 記の 「過マンガン酸カリウム法」 により、 好適に測定可能である。
(高分子中の遊離カルボン酸 (塩) 残存量)
また、 本発明に用いるハイ ドロゲル形成性高分子乾燥重量 1 g中に残存する酢 酸 (ないし酢酸塩) に代表される遊離の (揮発性の) カルボン酸 (塩) の量は、
0. 5mmo 1以下、 更には 0. 311111101以下 (特に0. Immol以下) で あることが好ましい。 この 「カルボン酸 jは、 例えば、 下記の 「水蒸気蒸留法」 により、 好適に測定可能である。
(過マンガン酸力リゥム法)
l gの乾燥保水用担体を、 1000 gの蒸留水に浸潰し、 室温 (25°C) で 2日間攪拌しながら (48時間) 恒温槽中に放置して、 前記保水用担体中に残存 する有機物 (還元性物質) を抽出する。 上清 100mlを採取して 9 N硫酸 5m
1、 N/80過マンガン酸カリウム溶液 20mlを加えて 5分間煮沸、 N/80 シユウ酸溶液 2 Omlを加えてシユウ酸の過剰を N/ 80過マンガン酸力リウム 溶液で滴定 (Bml) する。 化学的酸素要求量 (COD) は次式で算出する。
COD (p pm) =B
(水蒸気蒸留法)
1 gの乾燥保水用担体を、 1000 gの蒸留水に浸漬し、 室温 (25 C) で 2日間攪拌しながら (48時間) 恒温槽中に放置して、 前記保水用担体中に残存 する遊離のカルボン酸 (塩) を抽出する。 上清 100mlを採取して 85%リン 酸 10mlを加えて水蒸気蒸留を行い、 留出液をフヱノールフタレインを指示薬 として 0. 01 N水酸化ナトリウム水溶液で滴定 (Cml) する。 l gの乾燥保 水用担体中に残存する遊離 (揮発性) のカルボン酸 (塩) は C/10 (mmo 1) として求められる。
(カルボキシル基を有する高分子)
植物体の保水に好適なカルシウムイオン吸収量を有し、 しかも好適な 「イオン 交換水中での吸水倍率」 を有するハイ ドロゲル形成性高分子の好適な一態様とし て、 例えば、 高分子鎖に結合されたカルボキシル基を有し、 該高分子鎖が架橋さ れたハイ ドロゲル形成性高分子であって、 該カルボキシル基のアルカリ金属塩ま たはアンモニゥム塩の含有量が 1 gあたり 0. 3〜2. 5 mm o lであるハイ ド 口ゲル形成性高分子を挙げることができる。 この 「カルボキシル基のアルカリ金 属塩またはアンモニゥム塩の含有量」 は、 0. 5〜2. Ommo 1 (特に、 1. 0〜 1. 5mmo l) であることが好ましい。 このような 「力ルポキシル基を有 する高分子」 も、 上記したような残存 「有機物量」 および/又は 「カルボン酸 量」 を有することが好ましい。 上記 「カルボキシル基のアルカリ金属塩の含有 量」 は、 例えば、 以下の方法により好適に測定可能である。
(カルボキシル基塩の含有量の測定方法)
0. 2 gの乾燥保水用担体を、 白金るつぼに秤取り、 電気炉で灰化した後、 1 N塩酸 5mlで溶解、 蒸留水を加えて 50mlの定容として、 原子吸光分析によ り陽イオン濃度 (DmM) を求める。 乾燥保水用担体 1 g中のカルボキシル基塩 の含有量は D/4 (mmo 1 ) として算出される。
「ポリアクリル酸のアルカリ金属塩の架橋物」 からなる従来のハイ ドロゲルは、 非イオン性の親水性高分子架橋物からなるハイ ドロゲルと比較して著しく高い吸 水倍率を有し、 この高吸水倍率がゆえに従来、 農業分野で保水用担体として使用 されてきた。 しかしながら本発明の実験によれば、 従来より農業用用途として開 発されてきたポリアクリル酸のアルカリ金属塩の架橋物からなるハイ ドロゲルに おいては、 解離性のイオン基の導入量が非常に高く ( えば、 アクリル酸のアル カリ金属塩の導入量が乾燥樹脂 1 gあたり約 6 mmo 1以上) 、 上記したように 植物の生長に必須であるカルシウムイオンなどの重金属イオンを吸着してしまい、 植物生長を著しく阻害する傾向があった。
これに対して、 本発明者の実験によれば、 解離性のイオン基 (例えばカルボキ シル基のアルカリ金属塩またはアンモニゥム塩) を乾燥保水用担体 1 gあたり 0, 3〜2. 5mmo 1導入した場合には、 植物に対してカルシウムイオン欠乏症を 生じさせることなく植物を育成させるに充分な保水効果 (イオン交換水中での吸 水倍率が 100倍以上) を示すことが見出された。
ここで解離性のイオン基としてはアル力リ金属塩またはアンモニゥム塩が望ま しく、 アルカリ金属塩としては、 ナトリウム塩またはカリウム塩が望ましい。 植 物の影響を考慮すれば、 必須栄養源として植物に吸収されるカリゥム塩およびァ ンモニゥム塩が好ましい。 カルボキシル基のアル力リ金属塩の含有量が乾燥保水 用担体 l gあたり、 0. 3mmo 1未満では、 保水用担体の吸水倍率を 100倍 以上とすることが困難である。 一方、 カルボキシル基のアルカリ金属塩の含有量 が 2. 5mmo 1を超えると、 カルシウムイオン吸収量が乾燥保水用担体 1 gあ たり 5 Omg以上となり易くなる。
(単量体)
上記ハイ ドロゲル形成性高分子は例えば、 カルボキシル基のアルカリ金属塩ま たはアンモニゥム塩を有する単量体 (I) と、 親水性単量体 (I I) および架橋 性単量体 (I I I) の三元共重合によって得ることができる。
ここで単量体 (I) としては、 アクリル酸、 メタクリル酸、 マレイン酸、 イタ コン酸などのアル力リ金属塩またはアンモニゥム塩を挙げることができる。 これ らは単量体の塩として重合しても良いし、 カルボン酸として重合後に中和により 塩としても良い。 ただし、 その含有量を、 保水用担体 l gあたり 0. 3〜2. 5 mmo 1となるように設定することが好ましい。
親水性単量体 (I I) としては、 アクリル酸、 メタ^リル酸、 マレイン酸、 ィ タコン酸、 アクリルアミ ド、 メタクリルアミ ド、 N—ビエルァセトアミ ドなどを 挙げることができる。 ここでカルボン酸を含む単量体を親水性単量体 (I I) と して使用する場合には、 ハイ ド口ゲルの pHが低くなる傾向があるので、 その場 合カルボキシル基のアル力リ金属塩またはアンモニゥム塩の含有量を 1 gあたり 1. 0〜2. 5mmo 1とすることが望ましい。 また、 このような場合には、 カルボン酸を含む単量体の一部をカルシウム塩と して共重合させても良い。 本発明者の知見によれば、 このカルシウム塩型単量体 は、 保水用担体のカルシウム吸収置を低減させる効果、 および pH低下を回避す る効果のみならず、 重合を促進する効果が認められた。
架橋性単量体 (I I I) としては、 Ν,Ν' -メチレンビス (メタ) アクリルァ ミ ド、 Ν,Ν' -エチレンビス (メタ) アクリルアミ ド、 エチレングリコールジ (メタ) ァクリレート、 ジエチレングリコールジ (メ夕) ァクリレートなどを例 示できる。 架橋性単量体 (I I I) の使用量は、 (重合濃度にもよるが) 全単量 体に対して通常 0. 01〜5mo l%の範囲、 更には 0. l〜lmo l%の範囲 であることが好ましい。 この使用量が 0. 01mo l%未満では、 保水用担体の 強度が不足する傾向がある。 他方、 この使用量が 5mo 1%を超えると、 保水用 担体としての吸水倍率を 100倍以上とすることが困難となる。
また、 上記ハイ ドロゲル形成性高分子は、 舴酸ビニルと無水マレイン酸の共重 合物、 酢酸ビニルとアクリル酸 (塩) の共重合物などのゲン化反応によっても得 ることができる。 得られる高分子化合物はポリビニルアルコール系重合体となる が、 重合体に結合したカルボキシル基のアル力リ金属塩またはアンモニゥム塩の 含有量が乾燥重量 1 gあたり 0. 3〜2. 5mmo 1となるように調製すれば、 カルシウムイオン吸収量が保水用担体 1 gあたり 5 Omg未満、 かつイオン交換 水中での吸水倍率が 100倍以上である本発明の植物保水用担体とすることがで きる。
(カルシウムイオン処理)
上記ハイ ドロゲル形成性高分子は、 市販のポリアクリル酸塩系高吸水性樹脂を 強酸あるいはカルシウムイオンで処理することによつても得ることができる。 巿 販のポリアクリル酸塩系高吸水性樹脂は一般に高分子鎖に結合したカルボキシル 基の半分以上がアルカリ金属塩となっており、 その含有量は樹脂 1 gあたり約 6 mmo 1以上である。 そのため樹旨 1 gあたりのカルシウムイオン吸収量は 12 7 1
Omg以上となり、 植物保水用担体として適していない。
本発明において、 「ハイ ドロゲル形成性高分子」 が 「力ルポキシル基のカルシ ゥム塩」 を含有する場合、 該カルシウム塩の含有量は、 「ハイ ドロゲル形成性高 分子」 の乾燥重量 1 gあたり 0. 1 mmo 1以上 (更には 1. 0〜3. Ommo 1程度) であることが好ましい。 このような 「カルボキシル基のカルシウム塩」 の含有量は、 例えば、 以下の方法により好適に測定可能である。
(カルボキシル基カルシウム塩の含有量の測定方法)
0. 2 gの乾燥保水用担体を、 白金るつぼに秤取り、 電気炉で灰化した後、 1 N塩酸 5 mlで溶解、 蒸留水を加えて 5 Omlの定容として、 原子吸光分析によ りカルシウムイオン濃度 (EmM) を求める。 乾燥保水用担体 1 g中のカルボキ シル基カルシウム塩の含有量は E/2 (mmo 1 ) として算出される。
このような市販のポリアクリル酸塩系高吸水性樹脂に塩酸、 硝酸、 硫酸などの 強酸あるいは、 塩化カルシウム、 硝酸カルシウムなどのカルシウムイオン水溶液 を加えると、 該高吸水性樹脂中のカルボキシル基のアル力リ金属塩がカルボン酸 あるいはカルボキシル基のカルシウム塩に置換されるので、 強酸やカルシウムィ オンの添加量を適切に設定すれば、 重合体に結合したカルボキシル基のアル力リ 金属塩の含有量が乾燥保水用担体 1 gあたり 0. 3〜2. 5mmo lとなるよう に調整することができ、 カルシウムイオン吸収量が乾燥保水用担体 1 gあたり 5 Omg未満、 かつイオン交換水中での吸水倍率が 100倍以上である本発明の植 物保水用担体とすることができる。
ただし、 カルボキシル基をカルボン酸に置換する場合には、 ハイ ド口ゲルが酸 性となる傾向が強いので、 特にこの場合は力ルポキシル基のアル力リ金属塩の含 有量が乾燥保水用担体 1 gあたり 1. 0〜2. 5mmo 1となるように調整する ことが望ましい。
(植物保水用担体の pH)
従来より、 ハイ ド口ゲル形成性高分子を含む植物保水用担体は、 その pH (水 素イオン濃度) が中性から弱アルカリ性であった。 これは、 本発明者らの知見に よれば、 該高分子合成の際の反応条件等に基づくものと推定される。
これに対して、 本発明者らは、 ハイ ドロゲル形成性高分子を含む植物保水用担 体であっても、 植物が好適に生育する環境を与えるためには、 該植物保水用担体 の p Hは、 通常、 弱酸性が好ましいことを見いだした。
一般に、 カルボキシル基を有する高分子から成るハイ ドロゲルの場合、 高分子 組成中の水素イオン濃度が高い (酸性側に傾く) ほど、 該高分子のカルシウム吸 収量が少なくなる傾向を有する。 したがって、 この高分子のカルシウム吸収が植 物に悪影響を及ぼしにく くする点からも、 本発明の植物保水用担体の p Hは、 弱 酸性の範囲にあることが好ましい。
さらに、 カルボキシル基を有する高分子から成るハイ ドロゲルは、 通常、 バッ ファー (緩衝) 効果をも有するため、 このバッファ一効果の点からも、 カルボキ シル基を有する高分子から成るハイ ドロゲルは、 植物の生育に好適な p H維持に 有利である。
植物保水用担体の好適な p Hは、 植物の種類によって若干異なる場合もあるが、 通常、 p H 3〜6 . 5 (更には p H 4 ~ 6 ) 程度であることが好ましい。 特に、 組織培養に用いる培養液は p H 5 . 7〜5 . 8に調整するのが一般的であるため、 ハイ ド口ゲルの p Hも 5 . 7〜5 . 8であることが望ましい。
カルシウム吸収量を低減するためには、 カルボキシル基中のカルボン酸型の割 合を、 アルカリ金属ないしアンモニゥム塩型に対して高く設定すればよい。 しか しながら、 この酸型の割合が高すきると、 保水剤の p Hが下がりすぎたり、 ある いは該保水剤の膨潤率が低下する傾向がある。 力ルポキシル基中のカルシウム塩 の割合を高めたり、 あるいは高分子中のカルボキシル基の含有量を低下させる (非イオン性部分を多くする) ことにより、 上記のような p Hないし膨潤率低下 のデメリッ卜を解消ないし緩和することが可能である。
(ハイ ドロゲル形成性高分子を用いる植物培養方法) 従来より、 組織培養用支持体として寒天ゲルが一般的に用いられてきたが、 水 分過剰で、 かつ、 空隙が殆ど存在しない状態で根が生育するため、 圃場栽培段階 で生長する根とは異なる形態の根が伸長し、 根の培養容器内順化が不可能であつ た。 さらに、 寒天ゲルは蒸発や植物の吸収により水分を一度放出すると殆ど再吸 水しないため、 容器内で結露した水や離水した水が寒天ゲルに吸収されず、 この ため根の順化に悪影響を及ぼす場合があった。
本発明者の知見によれば、 この様な寒天ゲルの問題は、 寒天が、 そのゲル化後 にはそれ以上の吸水をしないこと、 一度放出した水を殆ど再吸水しないこと、 お よび保持している水の吸引力が弱いことに起因すると推定される。 本発明におい ては、 このようなゲルの保水性は、 例えば p F値で表すことが可能となる。
ここに、 p F値 (Potential of Free Energy:水分吸引圧) とは、 支持体の保水性 を表す値であり、 その詳細については、 例えば土壌通論 (高井康雄、 三好洋 共 著、 朝倉書店、 1 9 7 7年、 p 8 8〜8 9 ) を参照することが可能となる。
本発明において、 植物が吸収可能な水は、 通常は、 毛管連絡切断点 (p F約 2 . 8 ) 以下であることが好ましく、 更に、 圃場栽培で植物が好適に生長するために は p F 2 . 3以下が好ましい。 また、 p F l . 8以下の水 (重力水) は、 植物が 吸収可能であるものの、 下部開放系の容器では容器外に流出する傾向がある。 下 部が閉鎖系の容器または閉鎖的な容器の場合には、 この重力水は容器下部の支持 体中に滞留して、 根腐れを起こす場合がある。 有用植物の一般的な組織培養では、 容器を閉鎖系にし、 且つ、 支持体として寒天ゲルを用いるため、 培養期間中の p F値は殆ど 0となる。
一方、 ハイ ドロゲル形成性高分子は、 平衡吸水率に到達していない場合、 ゲル 粒子の周囲の水分を吸収する傾向がある。 本発明において、 ハイ ドロゲル形成性 高分子を培養用支持体として用いた場合には、 培養中の容器外への水分蒸発や、 植物の生長にともなう水分吸収によってゲル中に含まれる水分が徐々に少なくな る (p F値が上昇する) ため、 培養中に自動的に水ストレス順化を行うことが可 能となる。 また、 ハイ ド口ゲル形成性高分子がゲル粒子の形状を有する場合には、 上記 p F値の上昇により、 該ゲル粒子の外側の空隙が拡がるため、 植物の生長に 伴い酸素の供給量も増加させることが可能となる。
更には、 本発明においてハイ ド口ゲル形成性高分子を用いた場合、 容器内で結 露した水や離水した水 (これらは、 根の順化に悪影響を及ぼす場合が多い) も、 該ハイ ドロゲル形成性高分子が吸収可能である。 したがって、 本発明において、 ハイ ドロゲル形成性高分子を支持体として用いた場合、 培養段階で植物の生長に つれて、 自動的に根を順化させることが可能となり、 圃場栽培段階移行後も植物 体を順調に生長させることが可能となる。
ハイ ドロゲル形成性高分子を組織培養用支持体として用いる他の利点は、 容器 内空間を充分に活用できることである。 植物支持体中の物理環境は液相、 気相、 固相の 3相に分けられるが、 ハイ ドロゲル形成性高分子が液相と固相を兼ねるた め、 単位体積あたりの養水分量を多量に確保できる。
ハイ ドロゲル形成性高分子を組織培養用支持体として用いる他の利点は、 培養 途中に追肥が好適に行える点にある。 この場合には、 植物を埋没させることなく、 供給した培養液をハイ ドロゲル形成性高分子に吸収させることができる。
(ハイ ドロゲル形成性高分子を含む支持体中の空隙)
ハイ ドロゲル形成性高分子の強度が低い場合はゲルが変形し、 ゲル粒子間の空 隙が少なくなる傾向があるため、 該ゲルにパ一ライ 卜などの多孔体を混合し空隙 を確保してもよい。 また、 ハイ ド口ゲル形成性高分子の強度を高めてゲル粒子間 の空隙を形成させてもよい。 ゲル強度を高めるためには架橋密度を高めたり、 表 面架橋を施すなどの方法が可能である。
この場合、 混合する多孔体はパーライ ト、 バーク、 スポンジ、 水苔等の公知の ものが特に制限なく使用可能であるが、 ハイ ドロゲル形成性高分子の特徴である 制菌性 (特願平 6— 1 3 9 1 4 0号; P C T / J P 9 5 / 0 1 2 2 3を参照) を より効果的に発揮させるためには、 腐蝕する可能性のある天然有機物よりもパー ライ トなどの無機多孔体を用いることが好ましい。
(液体培養へのハイ ドロゲル形成性高分子の利用方法)
ハイ ドロゲル形成性高分子は液体培養にも好適に使用可能である。 従来の液体 培養においては、 液体培養中の幼植物攪拌時における細胞集塊の壁面への衝突や、 細胞集塊同士の衝突、 さらに、 これらの物理的ダメージで細胞が産生する褐変物 質による植物細胞の増殖率低下が問題となっていた。
これに対して、 本発明において、 ハイド口ゲル形成性高分子粒子を液体状態が 維持できる範囲内で液体培養系に混合した場合には、 ゲル粒子がクッシヨンとな り、 褐変物質の産生を抑制したり、 増殖率を高めたり、 細胞集塊を大きくするこ とが可能となる。
液体に対するハイ ド口ゲルの体積は、 0 . 5〜9 0 %、 より好ましくは 1〜6 0 %、 さらに好ましくは 5〜4 0 %である。
液体培養には三角フラスコの回転振とう培養ゃフアーメンター培養、 大型タン ク培養等が挙げられる。
(種子の発芽および発芽勢テスト)
保水用担体の植物に及ぼす影響を評価するためには、 農業用用水を吸収した保 水用担体 (ハイ ドロゲル) を培地として、 種子の発芽および発芽勢試験を行うこ とが好ましい。 種子材料としては、 例えば、 短期的な発芽および発芽勢試験が容 易なカイヮレ大根の種子 (例えば、 発売元、 夕キイ種苗株式会社のもの) を、 農 業用用水として一般的な地下水組成 (表 2 ) の合成水を上記試験に用いることが できる。
種子の発芽および発芽勢試験は、 例えば、 以下のようにして行うことができる。 上記した合成水 1 6 m Lと、 各種保水用担体 1 6 O m g ( 1重量%) を試験管 (直径 2 . 5 c m、 高さ 1 5 c m) に入れ、 充分攪拌後 2 5 °Cで 3 0分間放置し、 農業用用水を吸収した保水用担体からなるゲル状培地を調製する。 上記カイヮレ 大根の種子を、 各試験管内のゲル状培地表面に 5粒ずつ均一に播き、 直径 6 mm の穴に綿を詰めたシリコン栓で蓋をする。 このように蓋をした試験管を、 培養室
( 2 5 ° 2 0 0 0 L u x , 1 6時間日長) で 4日間培養し、 発芽率 (発芽した 種子数 / 5 (粒) X I 0 0 ( % ) ) を調査する。
上記の発芽および発芽勢試験においては、 種皮が裂け、 双葉が展開した場合を 発芽とし、 それ以外は非発芽とする。 また、 地上部の長さは、 発芽した個体の基 部 (根と茎の分岐点) から葉先までの平均茎葉長として測定し、 地下部の長さは、 発芽した個体の基部から主根の先端までの平均根長として測定し、 さらに根の先 端等の外観を観察する。
(保水用担体の使用方法)
本発明の保水用担体は、 単独で使用してもよく、 また、 必要に応じて 「他の植 物体育成用担体」 とともに用いてもよく、 また、 「他の植物体育成用担体」 の種 類、 使用割合等は特に制限されない。 このような 「他の植物体育成用担体」 とし ては、 例えば、 土壌あるいは礫、 砂、 軽石、 炭化物、 ピート、 バーミキユラィ 卜、 バーク、 パーライ ト、 ゼォライ ト、 ロヅクウール、 スポンジ、 水苔、 ヤシガラ、 クリブトモス等が、 単独で、 あるいは必要に応じて 2種以上混合して、 好適に使 用可能である。
本発明の保水用担体を用いて植物体を育成する場合は、 上記した土壌等からな る 「他の植物体育成用担体」 に対して、 本発明のハイ ドロゲルないし高分子から なる保水用担体を、 混合割合が乾燥時の重量パ一セントで 0 . 1〜; L O w t . % 程度 (更には 0 . 3〜3 w t . %程度) となるように混合することが好ましい。 このように本発明の保水用担体と、 「他の植物体育成用担体」 とを併用する場 合、 上記のように混合して使用する場合の他、 「他の植物体育成用担体」 の表面 部分および/又は該担体の内部に、 本発明の保水用担体からなる層を 1層以上配 置してもよい。
(ハイ ドロゲル形成性高分子を用いる植物栽培方法)
従来の開放型容器栽培 (鉢、 セルトレー、 ブランター等) は灌水前後、 水分量 や養分濃度が急激に変動するため、 水管理は困難であった。 灌水直前は、 乾燥に よる土壌内肥料の高濃度からくる根への障害、 水分不足による植物のしおれが問 題となり、 他方、 灌水直後は、 余分な水分の鉢内への滞留、 酸素不足による根腐 れが問題となる。 特に、 灌水直前の肥料瀵度の極端な上昇は、 これを回避するた めに肥料の絶対量を低く設定しなければならず、 本来の植物の生長が抑制される 原因にもなつている。
近年急激に需要が増大している野菜などのセル成型苗生産も、 上述の問題を抱 えている。 このようなセル成型苗の場合、 個々のセルの容積が比較的小さいため、 養分濃度、 水分量が急激に変動しやすくセル毎の均一な管理を難しくしている。 本発明においては、 この様な植物根周辺の物理環境の問題は、 前述の P F値 (水分吸引圧) で表すことが可能となる。 植物が吸収可能な水は p F約 2 . 8以 下であるが、 植物が好適に生長するためには p F 2 . 3以下が好ましい。 p F l . 8以下の水は植物が吸収可能であるものの、 重力水であるため根圏外に流出する 可能性が高い。 逆に、 根圏の排水が悪い場合は根周辺に滞留して根腐れを起こす 場合がある。
本発明者らの知見によれば、 従来の方法で培養された植物体は根が順化されて おらず、 しかも、 圃場栽培段階の新しい支持体 (バーク等) と根とが充分に フィットしない (接触面積が小さい) ため、 植物の初期生長に必要な養水分吸収 が充分でなかったものと推定される。 本発明者によれば、 種子の発芽率低下およ びその後の生育阻害も、 種子または発芽後の根と支持体との接触面積が少ないこ とによると推定される。 根付きの培養苗を圃場栽培に移行する際、 従来使用され ている支持体では固かったり、 流動しないため根を傷めており、 また、 従来の支 持体では差込移植も不可能であった。
これに対して、 本発明のハイ ド口ゲル形成性高分子を使用した場合には、 単位 容積当たりの水分量を多量に確保できるため、 容器内の養分濃度変動幅が少なく なり、 植物の伸長阻害が飛躍的に減少する。 また、 本発明のハイ ドロゲル形成性 高分子は余分な水分を完全に吸収するため、 根が腐りにくくなり、 しかも養水分 管理も簡単になる。 特に、 灌水前後の養分濃度変動幅の減少により、 肥料の絶対 量を飛躍的に多くすることができるようになり、 植物の一層の生育促進が可能と なる。 したがって、 本発明によれば、 容器の容積が比較的小さいセル成型苗生産 に関してもセル毎の均一な管理が簡単になる。
また、 植え替え直後の植物体、 種子、 および発芽後の根も、 ハイ ドロゲル形成 性高分子とより容易にフィット (接触面積が増大) でき、 植物体の初期生長がス ムーズに行われる。 さらに、 本発明のハイ ドロゲル形成性高分子からなるハイ ド 口ゲルは比較的柔らかく流動性が良好であるため、 根を傷めずに移植することが 可能となる。 この様なハイ ド口ゲルの特性により、 差込移植も簡単なものとなる c 特にランのー属であるコチヨ一ラン、 シンビデユーム等は根が太く、 根毛が殆ど ないが、 この様な植物種であっても、 本発明によれば移植が極めて簡単となる。 (支持体の流亡阻止方法)
容器下部が開放型の場合、 灌水などによる支持体 (ハイ ドロゲルゃ該ハイ ドロ ゲルを含む植込材料等) の流亡を阻止することが重要となる。 これを防止するた めの対策としてはハイ ドロゲル形成性高分子の粒子を大きく したり粘着性を増加 させることが効果的である。 粘着性を増加させる方法としては、 ハイ ドロゲル形 成性高分子の架橋密度を減少させる方法などが利用可能である。
(植物の立ち上がり抑制方法)
根が太く丈夫な植物種の場合、 根が伸長し容器の底面に到達すると容器上部に 持ち上げられてしまう場合 (いわゆる 「立ち上がり」 現象) がある。 これを防止 するための対策としては、 ハイ ドロゲル形成性高分子の粘着性を増加させること が効果的である。 粘着性を増加させる方法としては、 架橋密度を減少させる方法 などが利用可能である。
(植物工場用支持体)
従来より、 いわゆる 「植物工場」 (露地栽培などの自然環境下でない、 人工環 境下での植物育成系) では、 これまでミスト栽培や、 腰水灌水栽培などが行われ ていたが、 灌水設備に莫大な投資が必要であった。
本発明のハイ ドロゲル形成性高分子をこのような 「植物工場」 用の植物支持体、 水分供給媒体として用いた場合には、 灌水設備が簡単になり、 植物生育系の単純 ィ匕、 コスト低減が可能となる。
(露地栽培)
従来の露地栽培においても、 従来の容器栽培と同様の問題があった。 すなわち、 露地栽培は、 自然条件に左右されるため、 降雨前後の養分濃度、 水分量、 p F値 が急激に変動し、 植物栽培が困難であった。 特に、 降水量の少ない地域は、 しば しば干ばつなどの被害に遭遇していた。
これに対して、 本発明のハイ ドロゲル形成性高分子を露地栽培に用いた場合に は、 上述したように該ハイ ドロゲル形成性高分子が、 養分濃度、 水分量、 p F値 等の急激な変動のバッファ一として作用するため、 植物栽培をよりマイルドな条 件下で行うことが可能となる。
(緑化工)
砂漠緑化、 法面緑化、 壁面緑化等に関しては、 基礎となる支持体が砂、 土壁、 コンクリートなどであるため、 保持している水分量が非常に少なく、 また、 水分 保持能力が非常に低い。 この様な状態から植物生育または種子発芽の初期段階を スムーズに行うには、 保水性が非常に高く、 また、 養分濃度、 水分量、 p F値等 の急激な変動のバッファ一として作用する、 本発明のハイ ド口ゲル形成性高分子 の使用が非常に効果的である。
法面緑化に関しては、 斜面へのコンクリート吹き付けと同様の工法で、 本発明 のハイ ドロゲル形成性の高分子を用いる緑化種子流体播種が可能である。 特に、 地表面に岩石などが露出し平面でない山肌や斜面の緑化は、 ネット播種等の工法 では法面へのネッ卜と種子の接着率が少なくなる傾向があった。 本発明のハイ ド 口ゲル形成性の高分子を用いる緑化種子流体播種を用いれ I 、 ハイ ドロゲルに含 有された種子を均一に吹き付けられるため、 ハイ ドロゲルおよび該ハイ ドロゲル に含有された種子と法面の接着率が高まり、 種子の発芽率を高め、 発芽後の植物 の生長を促進する。
(空間栽培)
ラン科植物のー属であるパンダ等の着性植物は自然状態では樹などに付着して 空間に根を垂らし、 霧や雨などの水分を吸収する。 この様な植物種を空間で人工 的に栽培する場合は、 乾燥を防ぐため灌水頻度を多くしなければならない。 この ような場合、 本発明のハイ ドロゲル形成性高分子で上記着性植物の根周辺を覆い つつ栽培することにより、 乾燥を長時間防ぎ、 且つ灌水の頻度をも低減すること が可能となる。
(無重量状態での空間浮遊栽培)
人口増加、 食糧難の時代を迎え、 宇宙空間での植物栽培が検討されている。 宇 宙空間は無重量状態であるため、 宇宙ステーションなどの無重量空間にハイ ドロ ゲル形成性高分子を主体とした植物支持体を浮遊させ植物を植え付けて栽培する ことにより、 立体的な栽培が可能となり、 単位体積当たりの植物生産を飛躍的に 増大することが可能となる。
(植物体の移植方法)
植物を移植する際、 根に本発明のハイ ドロゲル形成性高分子を付着させて移植 することにより、 初期の乾燥を防止することができ、 活着率を増大させたり、 初 期生長を増大することが可能となる。 このような移植方法は、 特に、 花野菜苗木 や木本類苗木、 芝の移植、 成木の移動などに有効である。
(膨潤ハイ ドロゲル形成性高分子の収縮方法)
水中で膨潤状態 (ゲル状態) にあるカルボキシル基を有する高分子から成るハ ィ ドロゲル形成性高分子は、 高濃度のカルシウム溶液またはカルシウム塩粉末を 添加することにより急激に収縮させることができる。 このような 「ゲル収縮」 の 使用例ないし応用例を、 以下に述べる。 ( 1 ) 組織培養した植物体を圃場栽培に移行する際、 糖が雑菌繁殖の原因となる ため、 カルシウム添加によってゲルを収縮させ、 ゲル中の糖をデカンテ一シヨン、 水洗等により除去する。
( 2 ) 苗等の植物体を出荷する際、 植物周辺の水分が多いと輸送中に根傷みを起 こす。 また、 水分が多いと重くなり輸送コストが高くなる。 これらを防止するた め、 カルシウム添加によってゲルを収縮させゲル中の水分を除去する。
( 3 ) 植物の植え替えの際、 新しい支持体と根への接触面積を増大させるため、 カルシウム添加によってゲルを収縮させてから、 新しい支持体を根周辺に配置し て、 植え替えをスムーズに行う。
( 4 ) 容器内で育成した植物の植え替えの際、 カルシウム添加によってゲルを収 縮させ体積を減少させると共に、 水分をゲル中から放出させることによって、 容 器中から植物体を取り出し易くする。
(藻類等の繁殖の抑制方法)
鉢上部等に繁殖する藻類は植物育成用に供給した養分を吸収するため、 このよ うな藻類の繁殖は出来る限り抑制することが望ましい。 この場合に使用可能な抑 制方法の例を、 以下に述べる。
( 1 ) 植物保水用担体表面を光を遮断するアルミなどのシートで覆う。
( 2 ) 植物保水用担体表面に光を遮断する活性炭等をまく。
( 3 ) ハイ ドロゲル形成性高分子自体を顔料などで黒化させる。
(添加剤)
本発明の植物体栽培用支持体、 土壌改質剤、 容器ないしシートを構成するハイ ドロゲル形成性高分子の架橘構造中には、 必要に応じて、 少なくとも水が保持さ れてハイ ド口ゲルが形成されているが、 該ハイ ド口ゲルないし高分子中には、 必 要に応じて、 他の添加剤を添加してもよい。 このような目的でハイ ド口ゲルない し高分子内部に含有させる添加剤としては、 通常の露地ないし施設内 (温室等) における植物栽培において通常使用可能な公知の添加剤を、 特に制限なく使用す ることが可能である。
このような公知の添加剤としては、 各種の植物用栄養素、 栄養素以外の植物体 の栽培に関与する物質 (植物生長調節物質、 植物形態調節物質 (矮化剤等) ) 、 あるいは農薬 (除草剤、 殺虫剤、 殺菌剤等) が挙げられる。
(栄養素)
必要に応じて本発明のハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子内部に含 有させることが可能な栄養素としては、 N、 P、 K、 C a、 M g、 S等の多量元 素、 および/又は F e、 C u、 M n、 Z n、 M o、 B、 C l、 S i等の微量元素 が挙げられる。
これらの栄養素を該ハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子内部に含有 させる方法としては、 例えば尿素、 硝酸カルシウム、 硝酸カリウム、 リン酸第二 水素カリウム、 硫酸マグネシウム、 硫酸第一鉄等の水溶液を上記ハイ ド口ゲルな いしハイ ドロゲル形成性高分子自体を浸漬して膨潤させ、 結果として生成したハ ィ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子中に、 所望の栄養素を吸収させる方 法等が挙げられる。
(植物生長調節物質等)
上記した栄養素以外の植物体の栽培に関与する物質として、 植物生長調節物質、 植物形態調節物質等、 あるいは農薬 (除草剤、 殺虫剤、 殺菌剤等) をも、 必要に 応じて上記ハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子中に含有させてもよい (添加剤の含有方法)
上記した各種の添加剤をハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子内部に 含有させる方法としては、 該添加剤の水溶液中に該ハイ ドロゲルないしハイ ドロ ゲル形成性高分子を浸潰して該水溶液を吸収させて、 ハイ ドロゲルないしハイ ド 口ゲル形成性高分子を生成させる方法が挙げられる。 また、 例えばイナべンフィ ド、 ゥニコナゾ一ルのように水への溶解度が著しく低い植物形態調節物質 (矮化 剤) を用いる場合には、 該植物形態調節物質が可溶で且つハイ ドロゲルないし高 分子が膨潤する有機溶媒を用いて、 該ハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高 分子内部に、 該植物形態調節物質を実用的な濃度で含有させることも可能である
(半閉鎖生態系植物育成)
自然界では、 植物が光合成を行い、 動物が植物を食し、 動物の排泄物や動植物 の死骸を微生物が分解、 分解物を植物が栄養源として吸収するという物質循環生 態系が機能している。 一方、 化学肥料や農薬などを大量に使用する作物栽培は生 物の物質循環機能を抑制しているため、 半閉鎖生態系といえる。 近年、 無菌培養 によるクローン苗生産や植物工場での野菜生産が商業化されてきているが、 これ は微生物相を遮断しているため、 閉鎖生態系といえる。 今後、 自然環境変動に左 右されない、 また、 人工的に環境制御可能な閉鎖生態系の植物栽培が、 更に重要 性を増すと考えられる。
本発明においては、 ハイ ドロゲル形成性高分子の制菌性 (P C T / J P 9 5 / 0 1 2 2 3を参照) を利用することにより、 微生物の分解による物質循環を抑制 しつつ、 栽培する半閉鎖生態系植物生産が可能となる。 この方法は病原菌など植 物の生育を抑制する菌の繁殖を抑制できるばかりでなく、 支持体中の微生物によ る酸素消費量が少なくなり、 植物の根が吸収可能な酸素の絶対量を大量に確保で きるメリッ 卜がある。 また、 微生物相を単純化し、 植物に有効な微生物 (例えば V A菌根菌、 vasicular arbuscular mycorrhiza) だけを繁殖させつつ植物育成を行う ことも可能である。
人口増加、 食糧難の時代を迎え、 宇宙空間での植物生産は非常に重要となって きているが、 宇宙ステーションなどの空間では微生物相を排除または単純化した 閉鎖生態系植物生産が主体となる。 このような宇宙空間植物栽培においても、 本 発明のハイ ドロゲル形成性高分子は植物支持体として好適に使用可能である。 (家庭内での植物栽培)
家庭内で植物栽培を行うためには、 支持体を含む容器がクリーンな状態を維持 できること、 および養水分供給が簡単であることが特に重要となる。 本発明の容 器に付着しているハイ ドロゲル形成性高分子は制菌性 (P C T/J P 9 5 / 0 1 2 2 3 ) があるため、 クリーンな状態を容易に維持できる。 また、 多量に養水分 を保持できるため、 灌水頻度を低下させることができ、 しかも適正な養分濃度、 水分量、 p F値等が長時間維持可能となる。 この容器に最初から種子などの植物 体を配置しておくことも可能である。
(植物体の育成用容器 ·シート)
以下、 本発明のハイ ドロゲル形成性高分子を植物体の育成用容器ないしシート に応用した態様について述べる。 このような育成用容器ないしシートは、 組織培 養ゃ圃場栽培における種子の発芽ないしは発芽後の生長 (以下においては、 「発 芽ないしは発芽後の生長」 を包含する意味で用いる。 ) 、 および植物体の育成に 好適に使用可能である。
この態様によれば、 植物体 (以下においては、 「種子」 を包含する意味で用い る。 ) の移植作業を容易に行うことができ、 該植物体の発芽ないし生長を促進さ せることが可能で、 しかも厳密な水管理等の必要性を大幅に軽減することが可能 となる。
このような態様における植物体育成用容器は、 内部に植物体の少なくとも一部 を収容可能とした容器状の基材と、 該容器状基材の内部に配置された、 架橋構造 を有するハイ ドロゲル形成性高分子とからなることを特徴とするものである。 更には、 このような態様における植物体育成用シートは、 シート状の基材と、 該基材の少なくとも一方の表面上に配置された、 架橋構造を有するハイ ドロゲル 形成性高分子とからなることを特徴とするものである。
上記した本発明の容器ないしシートにおいては、 「架橋構造を有するハイ ドロ ゲル形成性高分子」 は、 0 °C以上 7 0 °C以下の温度領域で温度上昇と共に吸水倍 率が減少し、 且つ、 該吸水倍率の変化が温度に対して可逆的である高分子である ことが好ましい。
更に、 本発明においては、 上記ハイ ドロゲル形成性高分子が粉体ないし粒体の 形態である場合には、 該粉体ないし粒体の乾燥時の大きさは、 0 . l i m〜5 m m程度であることが好ましい。
(容器ないしシートの作用)
上述した構成を有する本発明の植物体育成用容器ないしシートを用いた場合に は、 以下に述べるような本発明の容器ないしシート特有の機能に基づき、 従来技 術の問題点を解消することができる。
すなわち、 本発明の植物体育成用の容器の内壁 (または、 本発明のシートを他 の容器の内壁に配置した場合の、 該シートの植物体を配置すべき側) には、 架橋 構造を有するハイ ドロゲル形成性高分子がコーティング等により配置されている ために、 該容器中に植物体を入れた後に、 水または培養液を充填すると、 上記ハ ィ ドロゲル形成性高分子が吸水して体積が著しく膨張し、 該容器の内腔に充満し て該植物体の支持体の少なくとも一部となる (すなわち、 ハイ ド口ゲル形成性高 分子が、 植物体を支持する機能を発揮ないしは助長する) 。
本発明においては、 上記したような 「架橋構造を有するハイ ドロゲル形成性高 分子」 特有の機能に基づき、 植物体の移植時に生じる従来技術の問題点、 即ち、 予め容器内に固形の植物体支持体担体を充填した後に植物体を移植すると、 根が 担体内に良好に入らないために作業性が低下し、 根自体をも傷めるという問題 点;更には、 植物体を先に容器中に入れた後、 従来の固形の植物体支持体担体を 入れると、 該植物体の根と該担体の接触面積が少ないために初期生長が劣化する という問題点、 等が解消される。
加えて、 容器の内壁にコーティングされているハイ ドロゲル形成性高分子とし て、 0 °C以上、 7 0 °C以下の温度領域で温度上昇と共に吸水倍率が減少し、 且つ 該吸水倍率が温度に対して可逆的に変化するハイ ドロゲル形成性高分子を用いる 本発明の態様においては、 例えば、 該容器中に植物体を入れ、 水または培養液を 該容器中に注入して該高分子に吸水させることにより膨潤させ、 該容器の内腔に 充満させて、 該ハイ ドロゲル形成性高分子を植物体の支持体 (の少なくとも一 部) として用いて育成することが可能となる。 植物体の育成後、 該支持体の温度 を上げることにより、 ハイ ド口ゲル形成性高分子は脱膨潤 (ないし収縮) して、 その体積を著しく減じるため、 育成された植物体は容易に該容器から取り外しで きる。
したがって、 本発明によれば、 従来技術の問題点、 すなわち、 繁茂した根が容 器壁面を圧迫しているため、 容器から取り出すために時間がかかり、 また根を傷 めるという問題点が解消される。
更に、 上述した構成を有する本発明の植物体育成用容器ないしシートは、 以下 に述べるような特有の機能に基づき、 従来技術の問題点を解決することができる 本発明の育成用容器の内壁ないしシートには、 架橋構造を有するハイ ドロゲル 形成性高分子がコ一ティング等により配置されており、 容器の内壁近辺の支持体 (土壌等) が上記した理由で水過剰になると該高分子が吸水してハイ ドロゲル状 態となり、 他方、 容器の内壁近辺の支持体が水不足になると、 該ハイ ド口ゲル粒 子から水分が支持体中へ移行する機能を有するため、 容器の内壁近辺の根圏にお ける水分環境がほぼ一定に維持されることとなり、 従来技術の問題点が解消され る。
特に、 上記のハイ ド口ゲル形成性高分子として 0 °C以上、 7 0 °C以下の温度領 域で温度上昇と共に吸水倍が減少し、 且つ、 該吸水倍率が温度に対して可逆的に 変化するハイ ドロゲル形成性高分子を用いる本発明の態様においては、 支持体の 温度が低温になると該高分子が該支持体中から水分を吸収し、 逆に高温になると 該高分子から支持体中に水分が放出される。 即ち、 容器の壁あるいはシートの近 傍の支持体中の水分量は、 高温になるに従って増加することとなる。 一般に、 植 物体は低温 (約 5〜2 0 °C未満の温度) 時の水分要求性は少なく、 高温 (2 0〜 約 3 5 °Cの温度) になるに従って水分要求性が増加するとされており、 低温時の 水分過剰の場合は根腐れを、 高温時の水分不足は生長不良を誘発するとされてい る。 したがって、 上記のハイ ド口ゲル形成性高分子を配置した容器ないしシート を用いた場合には、 植物体の根圏環境がより好適に維持されて、 植物体の生長の 一層の促進が可能となる。
更に、 植物体育成用の容器の内壁 (あるいは容器の内壁に設置されるべきシ一 ト) に配置されているハイ ドロゲル形成性高分子は、 前述したように、 水分およ び/又は栄養分を該高分子の架橋構造内に貯蔵する機能があるため、 従来におけ る育成用容器内の 「空間」 に果たさせていた貯蔵機能を、 上記高分子に極めて効 率的に 「肩代わり」 させることが可能となる。 よって、 本発明によれば、 (育成 用容器の水分 ·栄養分の貯蔵能力を一定とした場合でも) 該容器の内容積を著し く減らすことが可能となる。
このように本発明によれば、 従来において 「適切」 とされていた容器の体積を 著しく小さくすることが可能となり、 機械的な接触刺激の機会増大による根の発 生力の向上が可能となる。 更には、 容器の内容積の減少自体に基づく効果として、 植物体育成用の面積の低減、 育成用容器の材料量の低減、 運搬コストの低減等が 可能となり、 加えて、 前述したような水管理等の省力化と併せて、 著しいコスト 低減が可能となる。
更に、 家庭用の従来の容器は下部が開放系であり、 灌水時等に過剰の水が下部 の開放部から排出されるため、 「受皿」 の同時使用が必須であった。 この受皿は 煩雑であるのみならず、 美観を損ね易いものでもあった。
これに対して、 本発明の植物体育成用容器においては該容器の壁面に貯水能力 が付与されているため、 容器下部に開放部を設けることは必須でない。 すなわち、 該容器下部の開放部は、 本発明においては省略可能である。 このような下部閉鎖 系の容器を用いた場合には、 従来の家庭用容器 (下部が開放系) の上記した問題 点は容易に解消される。
上記においては、 主に発芽後の植物体の育成について述べたが、 本発明の容器 ないしシートは、 発芽前の種子の発芽ないし発芽後の生長に対しても好適に使用 可能である。 (ハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子の形状)
本発明の容器内に配置されるハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子 の形状は特に限定されず、 植物体の種類、 育成方法等によって適宜、 選択するこ とが可能である。 該ハイ ドロゲルないし高分子の形状は、 例えば層状、 マイクロ ビーズ状、 ファイバ一状、 フィルム状、 不定形等の種々の形状をとることが可能 である。
本発明におけるハイ ド口ゲルないし高分子の大きさも、 植物体の種類、 栽培 方法等によって適宜、 選択することが可能である。 該ハイ ドロゲル形成性高分子 の吸水速度を大きくするには、 該ハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子 の単位体積当たりの表面積を大きくする、 即ちハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル 形成性高分子 1物体 (例えば、 1粒) 当たりの大きさを小さくすることが好まし い。 例えば、 本発明におけるハイ ドロゲルないし高分子の大きさは、 乾燥時で 0 . 1 z m〜 1 c m程度の範囲であることが好ましく、 1 m~ 5 mm程度 (特に 1 0〃m〜 l mm程度) であることが更に好ましい。
本発明において、 上記したハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子の 「乾燥時の大きさ」 とは、 該ハイ ドロゲルないし高分子の最大径 (最大寸法) の 平均値 (少なくとも 1 0個以上計測した値の平均値) をいう。 より具体的には、 本発明においては、 例えば上記ハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子の 形状に対応して、 以下のサイズを 「乾燥時の大きさ」 として用いることができる マイクロビーズ状:粒径 (平均粒径)
ファイバー状:各繊維状片の長さの平均値
フィルム状、 不定形状:各片の最大寸法の平均値
層状:高分子層の厚さ 本発明においては、 上記の 「最大値の平均値」 に代えて、 各片の体積の平均 値 (少なくとも 1 0個以上計測したときの平均値) と等しい体積を有する 「球」 の直径を、 上記ハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子の 「乾燥時の大き さ」 として用いてもよい。
(ハイ ドロゲル/高分子の成形方法)
本発明のハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子を成型する方法は、 特に制限されず、 該ハイ ドロゲルないし高分子の所望の形状に応じて、 通常の高 分子化合物の成型法を用いることができる。
最も簡便な成形方法としては、 水溶性または親水性高分子化合物を与えるベ き単量体、 前述した多官能性単量体 (二官能性単量体等) 、 及び重合開始剤を水 中に溶解し、 熱あるいは光によって該単量体等を重合させ、 ハイ ドロゲルないし ハイ ドロゲル形成性高分子を生成させることが可能である。 該ハイ ドロゲルない しハイ ドロゲル形成性高分子を機械的に破碎し、 未反応単量体、 残存開始剤等を 水洗等により除去した後、 乾燥することにより、 本発明の容器ないしシートを構 成するハイ ド口ゲル形成性高分子を得ることができる。
また、 水溶性または親水性高分子化合物を与える単量体が液状の場合は、 該 単量体中に多官能性単量体及び重合開始剤を添加し、 熱あるいは光によって該単 量体をバルク重合させた後、 機械的に破砕し、 未反応単量体及び残存多官能性単 量体を水で抽出する等の方法により除去し、 乾燥することによつても、 本発明に 用いるハイ ドロゲルないしハイ ドロゲル形成性高分子を得ることができる。 —方、 マイクロビーズ状のハイ ド口ゲルないし高分子を得る場合には、 乳化 重合法、 懸濁重合法、 沈澱重合法等を用いることが可能である。 本発明において は、 粒径制御の点からは、 逆相想濁重合法が特に、 好ましく用いられる。 このよ うな逆相懸濁重合法においては、 単量体及び生成高分子を溶解しない有機溶媒 (例えばへキサン等の飽和炭化水素) が分散媒として好ましく用いられる。 また 懸濁助剤として界面活性剤 (例えば、 ソルビ夕ン脂肪酸エステル等の非イオン性 界面活性剤) を、 上記した有機溶媒と共に用いてもよい。 得られるマイクロビーズの粒径は、 添加する界面活性剤の種類 ·量、 あるい は攪拌速度等により制御することが可能である。 重合開始剤としては、 水溶性開 始剤、 非水溶性開始剤のいずれも使用可能である。
本発明において、 ハイ ド口ゲルないし高分子をファイバ一状、 フィルム状等 に成型する場合には、 例えば、 水溶性高分子化合物の水溶液を、 口金等を用いて 水と混合しない有機溶媒中に押し出して、 該高分子に所望の形状を付与した後、 光、 電子線、 ァ線等を照射することにより、 高分子に架橋構造を付与する方法を 用いればよい。 また、 例えば上記水溶性高分子化合物を有機溶媒あるいは水に溶 解し、 ソルベントキャスティング法により成型した後、 光、 電子線、 ァ線等を照 射し、 該高分子に架橋構造を付与してもよい。
一般に、 高温過湿条件下の作物栽培は、 茎部徒長、 あるいは分枝 ·開花不良等 の現象を引き起こし、 農産物としての価値を低下させる原因となり易い。 また、 品種特性によってもこのような価値低下の問題が生ずる場合がある。 このような 場合、 茎等の伸長を抑制して分枝や開花を促進する効果を有する矮化剤を、 必要 に応じて使用することが好ましい。 0 °C以上、 7 0 °C以下の温度領域で温度上昇 と共に吸水倍率が減少し、 且つ、 該吸水倍率が温度に対して可逆的に変化するハ ィ ドロゲル形成性高分子を用いる本発明の態様においては、 矮化剤をハイ ドロゲ ルないし高分子内部に含有させた場合、 該ハイ ドロゲルないし高分子を構成要素 として含む本発明の容器ないしシートは、 高温時に該容器ないしシートから矮化 剤を外部 (例えば、 土壌中等) に放出し、 植物体の茎部伸長を抑制する。 一方、 矮化剤の要求性が低くなる低温時には、 該矮化剤は該ハイ ドロゲルないし高分子 から放出されず、 矮化剤の効果の持続性が著しく改善される。
一般に、 除草剤の必要性も、 高温時には低温時と比較して高い。 したがって、 除草剤を本発明のハイ ドロゲルないし高分子内部に含有させた場合、 上記と同様 の貯蔵一放出のメカニズムに基づき、 該除草剤の効果、 及びその持続性が著しく 改善される。 (容器/シ一トの形状および材質)
上述した 「架橋構造を有するハイ ドロゲル形成性高分子」 がその内部に配置さ れている限り、 本発明の植物体育成用容器の形状は特に制限されず、 従来から公 知の形状、 例えば、 鉢状、 ポット状、 プランター状、 トレ一状等の種々の形状と することが可能である。
本発明の育成用容器の一態様 (鉢型) を、 図 1の模式断面図に示す。 図 1を参 照して、 底部 1 aと側壁部 1 bとを有する鉢型容器 1の内部に、 「架橋構造を有 するハイ ドロゲル形成性高分子」 からなる層 2が配置されている。 この底部 l a または側壁部 l bには、 必要に応じて、 1個以上の穴 (図示せず) が設けられて いてもよいことは、 言うまでもない。
同様に、 上述した 「架橋構造を有するハイ ドロゲル形成性高分子」 がその表面 の少なくとも一部の表面上に配置されている限り、 本発明の植物体シ一トの形状 は特に制限されず、 従来から公知の種々の形状をとることが可能である。
本発明の育成用シートの一態様を、 図 2の模式断面図に示す。 図 2を参照して、 シート基材 1 l aの一方の表面上に、 「架橋構造を有するハイ ドロゲル形成性高 分子」 からなる層 2 aが配置されている。 このシート基材 1 1 aの高分子層 2 a 配置面と反対側の面 (裏面) には、 必要に応じて、 粘着剤ないし接着剤の層 3 (カルボキシメチルセルロース (C M C ) 等からなる) が設けられていてもよい。 更に、 図 3に示すように、 この粘着剤/接着剤の層 3上には、 必要に応じて、 離 型性を有するシート 4が配置されていてもよい。 この図 3に示したような態様の シ一卜 1 1を用いた場合には、 離型性シート 4を剥が てから該シート 1 1を従 来の容器 (図示せず) 内に配置することにより、 該従来の容器の所望の位置に シート 1 1を配置することが容易となる。
本発明のシートは、 必要に応じて、 パーティション (中仕切り) の形状として もよい。
図 4 A、 4 Bの模式斜視図に、 パーティション形状とした本発明のシ一卜の態 様の例を示す。 図 4 Aは、 単一セル型 (延長部付き) のパーティション形状の例 を示し、 図 4 Bは、 4一セル型のパーティション形状の例を示す。 これらのパー テイシヨンによって形成されるべき 「セル」 の数は特に制限されないが、 栽培面 積の有効利用ないし効率の点からは、 1〜 1 0 0 0 0個程度 (更には、 1 0〜 1 0 0 0個程度) であることが好ましい。 これらのパーティション型の本発明の シート 1 2においては、 「架橋構造を有するハイ ドロゲル形成性高分子」 からな る層 (図示せず) は、 該パーティションの植物体を配置すべき側の表面 5の少な くとも一部に配置される。
図 5の模式平面図に示すように、 パーティション形状とした本発明のシート 1 2を 「他の容器」 6 (従来の容器でもよい) と組合せて用いた場合、 該シ一卜 1 2と 「他の容器」 6との着脱を利用することにより、 植物体の移植時の 「取り外 し」 が極めて容易となる。 すなわち、 生長させた植物体 (図示せず) を容器 6な いしシート 1 2から取り外す際に、 予め容器 6からパーティシヨン 1 2を抜き取 ることにより、 植物体の 「取り外し」 が極めて容易となる。 上記 「他の容器」 6 は、 従来の容器であってもよく、 また、 必要に応じて、 その内部に 「ハイ ドロゲ ル形成性高分子」 の層 2が配置された植物体育成用容器 (すなわち、 本発明の容 器) であってもよい。
本発明の容器ないしシートの材質も特に制限されず、 従来から公知の材質、 例 えば、 セラミックないし陶器 (素焼等) 、 金属、 木材、 プラスチック、 紙、 等の 種々の材質を適宜使用することが可能である。
(高分子の配置の態様)
本発明においては、 ハイ ドロゲル形成性高分子が育成用容器内に配置されてい る限り、 その位置、 面積、 形状 (例えば、 連続した層であるか、 断続的な層であ るか) 、 配置の手段は特に制限されない。
上記高分子の容器内での配置の位置は、 例えば、 容器の底面 l aないし側面 1 b (図 1 ) のいずれであってもよいが、 該高分子の膨潤による植物体の保持を容 易とする点からは、 該高分子は容器の側面 1 bに配置されていることが好ましい < 本発明において、 ハイ ドロゲル形成性高分子の機能を効率的に発揮させる点か らは、 容器の内表面の面積 (または、 シートの一方の表面の面積) を S aとし、 ハイ ド口ゲル形成性高分子が配置された面積を S p とした場合、 これらの面積 の比 (S p / S a ) X 1 0 0は、 約 1 0 %以上であることが好ましく、 更には約 5 0 %以上 (特に約 7 0 %以上) であることが好ましい。
本発明において、 ハイ ドロゲル形成性高分子の層 2ないし 2 aは、 連続した層 であってもよく、 また断続的な層であってもよい。 このような断続的な層は、 ス クリーン印刷等の任意の手段により容易に形成可能である。 断続的な層とする場 合、 その平面形状は図 6 Aに示すような格子島状、 図 6 Bに示すような斑点状等 の任意の形状とすることができる。
ハイ ド口ゲル形成性高分子の層 2ないし 2 aを容器ないしシートの基材 1上に 配置する場合、 その配置の態様は特に制限されない。 該配置の容易性の点からは、 例えば、 基材 1上に直接に高分子層 2を配置する態様 (図 7 A ) 、 基材 1上に配 置した粘着剤ないし接着剤の層 7の上に、 高分子層 2を配置する態様 (図 7 B ) 、 基材 1上に配置した粘着剤ないし接着剤の層 7の上に、 粒子状、 不定型状等の任 意の形状とした高分子 2を配置する態様 (図 7 C ) のいずれも好適に用いられる c 上記した図 7 Aの態様において、 高分子層 2の基材 1に対する接着性を付与ない し増強する点からは、 必要に応じて、 ハイ ド口ゲル形成性高分子を粘着剤ないし 接着剤に混合ないし分散した後に、 上記高分子層 2としてもよい。 この場合、 ハ ィ ドロゲル形成性高分子の 1 0重量部に対して、 粘着剤ないし接着剤を 0 . 0 1 ~ 1 0重量部程度 (更には 0 . 1〜 2重量部程度) 用いることが好ましい。
上記 「粘着剤ないし接着剤」 としては、 公知の接着剤、 粘着剤等を特に制限な く使用することができるが、 該物質は、 栽培する植物に対して実質的に無毒であ るか、 あるいは低毒性のものを使用することが好ましい。 このような接着剤 '粘 着剤の具体例として、 例えば、 ゴムないしラテックス系 (天然ゴム系、 イソブレ ンラテックス系等) 、 アクリル樹脂系 (アクリル系、 シァノアクリレート系等) 、 エポキシ樹脂系、 ウレタン樹脂系、 タンパク質系 (大豆タンパク系、 グルテン系 等) 、 デンプン系 (デンプン系、 デキストリン系) 、 セルロース系 (CMC系、 二トロセルロース系等) の接着剤ないし粘着剤を挙げることができる。
上記した容器ないしシートのいずれの態様においても、 ハイ ド口ゲル形成性高 分子の機能を効率的に発揮させる点からは、 容器の内表面の面積 (または、 シ一 卜の一方の表面の面積) を S a とし、 配置されたハイ ド口ゲル形成性高分子の 重量を Mp とした場合、 該高分子の塗布量 (Mp /Sa ) は、 0. 000 1 g/cm2 ( 0. I mg/cm2 ) 以上であることが好ましく、 更には 0. 00 1 g/cm2 ( 1 mg/cm2 ) 〜0. 2 g/cm2 程度 (特に 0. 0 02 g/cm2 (2mg/cm2 ) 〜0. l g/cm2 程度) であることが 好ましい。
(植物体育成用容器ないしシ一卜の製造方法)
ハイ ドロゲルが基材表面に固定された成型物 (容器ないしシート) を製造する 方法は特に制限されないが、 例えば、 以下の 2つの方法のいずれかが好適に使用 可能である。
第一の方法は、 基材となる材料をあらかじめポットや、 プランタ一等の容器な いしシートの形状に成型した後、 該成型物の内表面となるべき面に、 接着剤、 粘 着剤等のハイ ドロゲル形成性高分子ないしハイ ドロゲルを固定する機能を有する 物質を塗布し、 このように塗布した物質の上にハイ ド口ゲル形成性高分子ないし ハイ ドロゲルを固定する方法である。
第二の方法は、 基材となる材料のシート又はフィルム表面に、 接着剤、 粘着剤 等のハイ ドロゲル形成性高分子ないしハイ ドロゲルを固定する機能を有する物質 を塗布し、 このように塗布した物質の上にハイ ドロゲル形成性高分子ないしハイ ドロゲルを固定した後、 圧空成型法等によりポットや、 プランタ一等の形状に成 型する方法である。 上記した第一の方法を用いた場合には、 射出成型法、 圧空成型法、 ブロー成型 法等に種々の成型方法により、 基材となる材料をポットや、 プラン夕一等の形状 に成型できる。 成型物の内表面に、 ハイ ドロゲル形成性高分子ないしハイ ドロゲ ルを固定するための物質は、 一般に市販されている接着剤、 粘着剤等を特に制限 なく使用することができるが、 該物質は、 栽培する植物に対して実質的に無毒で あるか、 あるいは低毒性のものを使用することが好ましい。 このような接着剤 · 粘着剤の具体例として、 例えば、 ゴム系、 ラテックス系、 アクリル樹脂系、 ェポ キシ樹脂系、 ウレタン樹脂系、 タンパク質系、 デンプン系、 セルロース系の接着 剤なレ し粘着剤を挙げることができる。
これら接着剤 ·粘着剤は、 噴霧、 キャスト、 ディップ法等により、 上記成型物 の内表面に塗布し、 このように塗布した接着剤 '粘着剤の上に、 ハイ ド口ゲル形 成性高分子ないしハイ ドロゲルを固定することができる。 また、 上記接着剤、 粘 着剤等に代えて、 上記粘着剤等が予め塗布されてなる両面テープを上記成型物の 内表面に張り付け、 この上にハイ ドロゲル形成性高分子ないしハイ ドロゲルを固 定してもよい。
上記第一の方法ては、 射出成型法等により基材となる材料をポットや、 プラン 夕一等の形状に成型した後、 熱可塑性エラストマ一等にハイ ドロゲル形成性高分 子ないしハイ ドロゲルを分散した材料を二色成型法により該成型物の内面に射出 成型することにより、 ハイ ドロゲル形成性高分子ないしハイ ドロゲルを基材成型 物の内面に固定することもできる。
一方、 上記第二の方法では、 上記接着剤、 粘着剤等のハイ ドロゲル形成性高分 子ないしハイ ドロゲルを固定できる物質を噴霧、 キャスト法等により基材となる 材料のシート又はフィルム表面に塗布し、 または、 上記両面テープを張り付けて、 この上にハイ ドロゲル形成性高分子ないしハイ ドロゲルを固定した後、 圧空成型 法等により基材を成型することができる。 また、 熱可塑性エラストマ一等にハイ ドロゲル形成性高分子ないしハイ ドロゲルを分散した材料を、 基材となる材料と 同時に多層押し出し法により多層シート又は多層フィルムに成型し、 ハイ ドロゲ ル形成性高分子ないしハイ ドロゲルを基材シ一ト又は基材フィルム上に固定し、 この後、 圧空成型法等により基材を成型してもよい。
(植物体育成用容器ないしシートの使用方法)
本発明のハイ ドロゲル形成性高分子を配置した容器ないしシートを用いて植 物体を効果的に移植 (植物体の植え込み) するための使用方法としては、 例えば、 以下のような使用方法が好適に用いられる。
( 1 ) 水分吸収時に容器内をハイ ドロゲルが充分満たす程度の量のハイ ドロ ゲル形成性高分子粒子を配置した容器、 ないし容器状に成型したシートを用いて、 該容器に植物体の少なくとも --部を入れた後、 (肥料) 溶液等を添加してハイ ド 口ゲル形成性高分子粒子を膨潤させ植物体を固定させる方法。
( 2 ) 水分吸収時に容器内をハイ ドロゲルが充分満たす程度の量のハイ ドロ ゲル形成性高分子粒子を配置した容器、 ないし容器状に成型したシートに溶液等 を添加して容器内をハイ ドロゲルで満たす。 次いで、 該ゲルに植物体の少なくと も一部を挿入して該植物体を固定させる使用方法。
上記した ( 1 ) ないし (2 ) の方法によれば、 水分を含み膨潤したハイ ドロゲ ル粒子は適度な流動性を有するため、 植物体を傷めることなくスムーズに移植作 業が可能となる。 また、 微細な組織 (例えば、 種子や組織培養で得られる不定胚、 ラン科の P L B (Protocorm Like Body :種子発芽時に形成される球形の組織に 類似した組織培養で得られる組織体) 等) の場合には、 ハイ ドロゲル上に該組織 等を単に乗せる方法を用いることも可能である。
( 3 ) 水分吸収時に容器内をハイ ドロゲルが満たさない程度の量のハイ ドロゲ ル形成性高分子の粒子を配置した容器ないし容器状に成型したシートを用いて、 該容器に植物体の少なくとも一部を植物支持用担体とともに入れた後、 溶液等を 添加して該ハイ ドロゲル形成性高分子を膨潤させ植物体を固定させる方法。
( 4 ) ハイ ドロゲル形成性高分子の粒子がコーティングされたシ一ト (本発明 のシート) で植物体をくるみ、 通常の容器や支持体中に植え込んだ後、 溶液等を 添加して該ハイ ドロゲル形成性高分子を膨潤させて植物体を固定させる方法。 上記した ( 1 ) ないし (4 ) のいずれの方法を用いた場合にも、 植物体を傷 めず、 速やかに、 支持体への植物体の接着ないし固定が容易である。
(移植方法)
一方、 本発明のハイ ドロゲル形成性高分子を配置してなる本発明の容器ないし シートを用いて植物体を効果的に移植 (植物体の取り出し) する方法としては、 例えば、 以下の使用方法が好適に用いられる。
( 1 ) 大過剰の水を容器ないしシートに供給し、 ハイ ドロゲルの流動性を高め て、 植物体を傷めずに取り出す方法。
( 2 ) カルボキシル基を有する高分子から成るハイ ドロゲル形成性高分子を配 置した容器ないしシートを用いた場合、 高濃度のカルシウム溶液またはカルシゥ ム塩粉末を添加することにより、 膨潤したハイ ドロゲルを収縮させ、 植物体を傷 めずに取り出す方法。
( 3 ) 0 °C以上、 7 0 °C以下の温度領域で温度上昇と共に吸水倍率が減少し、 且つ、 該吸水倍率が温度に対して可逆的に変化するハイ ドロゲル形成性高分子を 配置した容器ないしシートを用いた場合、 植物体に悪影響を及ぼさない程度の温 度に該容器ないしシートを暖め、 膨潤していたハイ ドロゲル粒子中の水分を放出 させて該ゲル粒子を収縮させ、 植物体を傷めずに取り出す方法。
( 4 ) 0 °C以上、 7 0 °C以下の温度領域で温度上昇と共に吸水倍率が減少し、 且つ、 該吸水倍率が温度に対して可逆的に変化するハイ ドロゲル形成性高分子を 配置した容器ないしシートを用いた場合、 植物体に悪影響を及ぼさない程度の温 水を該容器ないしシートに供給し、 膨潤していたハイ ドロゲル粒子中の水分を放 出させて該ゲル粒子を収縮させ、 且つゲル粒子の流動性を高めることにより、 植 物体を傷めずに取り出す方法。 上記した温水の温度は、 植物体の種類等によって も若干異なる場合があるが、 約 4 5 °C以下 (更には約 4 0 °C以下) であることが 好ましい。
上記 ( 1 ) ないし (4 ) のいずれの方法を用いた場合にも、 植物体を傷めず、 速やかに、 容器から植物体を取り出すことが容易である。
(水分等の液状物質の除去方法)
栽培した植物体を移動させる際 (例えば出荷など) 、 栽培容器の重さをできる だけ軽くすることが、 作業性の向上、 輸送費の軽減等の点から重要となる。 また、 移動の際には植物体が閉鎖的環境下 (例えば、 植物体が容器ごとセロファンで包 装され段ボールに入れられた状態) に置かれる場合が多い。 このような環境下に おいても湿潤状態になって植物体が傷まないように、 栽培容器内の水分を可能と なるだけ少なくしておくことが重要となる。
本発明のハイ ドロゲル形成性高分子を配置した容器ないしシートを用いれば、 該容器ないしシート内の水分ないし肥料溶液等の液体が不必要になった場合には、 例えば、 以下の方法により該液体を好適に除去可能である。
( 1 ) 乾燥させることによって、 ハイ ドロゲル粒子の水分を蒸発させて重さを 軽くする方法。 ただし、 この方法は、 結果として生ずる 「養分の濃縮」 が、 植物 体に実質的に悪影響を及ぼさない範囲で行う必要がある。
( 2 ) カルボキシル基を有する高分子から成るハイ ドロゲル形成性高分子を配 置した容器ないしシートを用いた場合、 高濃度のカルシウム溶液またはカルシゥ ム塩粉末を添加することにより、 膨潤したハイ ド口ゲルを収縮させ、 水分ないし 肥料溶液等の液体を放出させる方法。
( 3 ) 0 °C以上、 7 0 °C以下の温度領域で温度上昇と共に吸水倍率が減少し、 且つ、 該吸水倍率が温度に対して可逆的に変化するハイ ドロゲル形成性高分子を 配置した容器ないしシートを用いた場合、 植物体に悪影響を及ぼさない程度の温 度に該容器ないしシートを暖めて、 膨潤していたハイ ドロゲル粒子を収縮させ、 ハイ ドロゲル粒子中の水分ないし肥料溶液等の液体を放出させる方法。
従来において、 出荷前に植物体に供給されていた水は、 乾燥耐性を低下させて 花持ち等を悪くしたり、 果実の糖度を低下させたりする虞があった。 このような 問題を解決する点からも、 上記した ( 1) ないし (3) の方法 (好適には (2) または (3) の方法) により、 出荷等の前に予め水分等を除去しておくことは望 ましいことである。 実施例
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例 1 (保水用担体の調製)
ァクリル酸 10 g ( 14 Ommo 1 ) と、 Ν,Ν' -メチレンビスァクリルァミ ド 0. 05 g (0.32mmo 1 ) とを蒸留水 26 mLに溶解した。 得られた溶 液に、 水酸化カルシウム 0. 52 g ( 7mmo 1 ) と、 I N—水酸化カリウム水 溶液 14mL ( 14mmo 1) を加え、 窒素気流下室温で攪拌しながら過硫酸ァ ンモニゥム 0. 02 gおよびァスコルビン酸 0. 01 gを添加した。 過硫酸アン モニゥムおよびァスコルビン酸の添加から 5分後に、 急激に反応混合物の温度が 上昇するとともにゲル化したが、 そのまま窒素気流下で 1時間反応させた。 得られた生成物に、 エチルアルコール 200 mLを加えてミキサ一で粉碎し、 ゲルを分離して真空乾燥した。
上記により得られたハイ ドロゲル形成性高分子 (本発明の保水用担体) の一定 量 (0. 2 g) を白金るつぼに秤取り、 電気炉 (700°C) で灰化した後、 1 N —塩酸 5mLで溶解、 蒸留水を加えて 50mlの定容として、 原子吸光スぺクト ル分析装置 (セイコー電子社製、 商品名 : SAS— 760) によりカリウムィォ ン含有量を求めたところ、 1. 3mmo 1/gであった。
この保水用担体のカルシウムイオン吸収量およびイオン交換水 (伝導度: 2. 5 S/cm) 中での吸水倍率は、 それそれ 19mg/gおよび 377倍であつ た。
実施例 2 (保水用担体の調製) 市販のポリアクリル酸ナトリゥム系高吸水性樹^ ( (商品名:ァクリホープ、 日本触媒 (株) 製) 5 gをイオン交換水 1 Lに膨潤させた。 このようにして膨潤 した高吸水性樹脂に、 塩化カルシウム (二水塩) 2. 9 gをイオン交換水 500 mLに溶解した水溶液を加え、 室温 (25°C) で時々攙拌しながら 1時間放置す ることにより、 カルボキシル基のナトリウム塩を部分的にカルシウム塩に置換し た。
膨潤した樹脂上の上清を廃棄し、 イオン交換水 2 Lを加えてゲルを洗浄し、 更 に、 膨潤した樹脂上の上清を廃棄した。 このイオン交換水によるゲル洗浄操作を 5回繰り返した後、 エチルアルコール 1 Lを加えてゲルを収縮させ、 ゲルを分離 して真空乾燥した。
上記により得られた本発明の保水用担体の一定量を白金るつぼに秤取り、 実施 例 1におけると同様に電気炉で灰化した後、 塩酸で溶解し、 定容として原子吸光 分析によりナトリウムイオン含有量を求めたところ、 2. 2mmo l/gであつ た。 また、 カルシウムイオンの含有量は 2. lmmo l/gであった。
この保水用担体のカルシウムイオン吸収量およびイオン交換水 (伝導度: 2. 5 AiS/cm) 中での吸水倍率はそれそれ 36mg/gおよび 1 Ί 5倍であった。 実施例 3 (保水用担体の調製)
市販のポリアクリル酸ナトリゥム系高吸水性樹月旨 (商品名: ァクリホープ、 日本触媒 (株) 製) 2 O gをイオン交換水 1 Lに膨潤させ、 1 N—塩酸 1 70m Lを加え、 室温 (25。C) で時々攪拌しながら 1時間、 力ルポキシル基のナトリ ゥム塩をカルボン酸に置換した。
上清を廃棄し、 イオン交換水 2 Lを加えてゲルを洗浄し、 更に上清を廃棄した 更に、 得られたゲルに 1 Lのイオン交換水および 1 N—塩酸 2 OmLを加え、 室 温 (25°C) で時々攪拌しながら 1時間放置した後、 ゲルを分離して真空乾燥し た。
上記により得られたポリアクリル酸架橋物の一定量を白金るっぽに秤取り、 実 施例 1におけると同様に、 電気炉で灰化した後、 塩酸で溶解し、 定容として原子 吸光分析を行ったところ、 アルカリ金属イオン含有量は 0. 01mmo l/g以 下であり、 イオン交換水 (伝導度: 2. 5 S/cm) 中での吸水倍率は 14倍 であった。
上記ポリアクリル酸架橋物 2 gをイオン交換水 50 OmLに膨潤させ、 I N— 水酸化カリウム水溶液 2. 78mLを加え、 室温 (25°C) で時々攪拌しながら 1時間、 カルボン酸の一部をカリウム塩に置換した。 上清を廃棄し、 ゲルを分離 して真空乾燥した。 得られた本発明の保水用担体の一定量を白金るつぼに秤取り、 電気炉で灰化した後、 塩酸で溶解し、 定容として原子吸光分析によりカリウムィ オン含有量を求めたところ、 1. 3mmo 1/gであった。
この保水用担体のカルシウムイオン吸収量およびイオン交換水 (伝導度: 2. 5 S/cm) 中での吸水倍率はそれそれ 2 lmg/gおよび 17 1倍であった。 実施例 4 (保水用担体の調製)
実施例 3において力リゥム塩置換に用いた 1 N—水酸化力リゥム水溶液の添加 量を 5. 56mLとした以外は、 実施例 3と同様にして本発明の保水用担体を得 た。
得られた本発明の保水用担体の一定量を白金るつぼに秤取り、 実施例 1と同様 に電気炉で灰化した後、 塩酸で溶解し、 定容として原子吸光分析によりカリウム イオン含有量を求めたところ、 2. 5mmo l/gであった。
この保水用担体のカルシウムイオン吸収量およびイオン交換水 (伝導度: 2. 5〃S/cm) 中での吸水倍率はそれぞれ 4 Omg/gおよび 185倍であった。 実施例 5 (感温性保水用担体の調製)
N—イソプロピルアクリルアミ ド (N I PAAm、 (株) 興人製) 15 g、 アクリル酸◦. 47 g、 N, N' —メチレンビスアクリルアミ ド (B i s) 0. 1 g 過硫酸アンモニゥム 0. 2 g、 1 N-NaOH 6. 6ml, および N, N, N, , Ν' ーテトラメチルエチレンジァミン 0. 1mlを蒸留水 9 Omlに 溶解し、 室温で 4時間重合させることにより、 架橋構造を有するポリ— N—イソ プロピルアクリルアミ ド (PN I P AAm) ハイ ド口ゲルを合成した。 該ゲル をミキサーにより機械的に破砕し、 蒸留水 1リットル中に分散させ、 一旦 4°Cに 冷却した後、 50°Cに加温することにより収縮させ、 上清を捨てた。 この水洗操 作を 2回繰り返して、 未反応モノマー及び残存開始剤を除去し、 真空乾燥 (10 0°C、 24時間) によって乾燥して、 温度上昇と共に吸水倍率が減少し、 且つ、 該吸水倍率が温度に対して可逆的に変化するハイ ドロゲル形成性高分子 (本発明 の保水用担体) を得た。
この保水用担体のカルシウムイオン吸収量およびイオン交換水 (伝導度: 2. 5 S/cm) 中での吸水倍率はそれぞれ 9 mg/gおよび 167倍であった。 上記により得られた保水用担体の 19 °C及び 26 °Cにおける市販の粉末園芸 用肥料 (商品名 :ハイポネックス 20— 20— 20、 ハイポネヅクスジャパン (株) 製、 l g/L) に対する吸水倍率を、 前述した方法によってそれぞれ測定 したところ、 19 °Cで約 72倍であり、 26 °Cで約 52倍であった。 比較例 1 (実施例 3の比較例)
実施例 3において 1 N—水酸化カリウム水溶液の添加量を 0. 35mLとする 以外は実施例 3と同様にして比較例保水用担体を得た。 得られた保水用担体の一 定量を白金るっぽに秤取り、 実施例 1におけると同様に電気炉で灰化した後、 塩 酸で溶解、 定容として原子吸光分析によりカリウムイオン含有量を求めたところ、
0. 15 mmo 1/gであった。
この保水用担体のカルシウムイオン吸収量およびイオン交換水 (伝導度: 2.
5 /zS/cm) 中での吸水倍率はそれぞれ 2 mg/gおよび 75倍であった。
比較例 2 (実施例 3の比較例)
実施例 3において 1 N—水酸化カリウム水溶液の添加量を 8. 34mLとした 以外は、 実施例 3と同様にして比較例の保水用担体を得た。 得られた保水用担体 の一定量を白金るつぼに秤取り、 実施例 1におけると同様に電気炉で灰化した後、 塩酸で溶解し、 定容として原子吸光分析により力リゥムイオン含有量を求めたと ころ、 3. 6mmo l/gであった。
この保水用担体のカルシウムイオン吸収量およびイオン交換水 (伝導度: 2. 5 S/cm) 中での吸水倍率はそれぞれ 55mg/gおよび 1 9 1倍であった。 比較例 3 (市販樹脂の例)
市販の高吸水性樹脂 3種、 (商品名 :ァクリホーブ、 日本触媒 (株) 製;商品 名 : ダイヤゥヱット、 三菱化学 (株) 製;商品名:スミカゲル、 住友化学 (株) 製) について、 カルシウムイオン吸収量およびイオン交換水 (伝導度: 2. 5 S/cm) 中での吸水倍率を測定し、 実施例 1〜 5および比較例 1、 2の結果と あわせて下記の (表 1 ) にまとめた。
実施例 6 (種子の発芽試験)
山梨県塩山巿熊野地区の地下水組成に類似した合成水 (下記の表 2に示す) を 作成した。 該合成水 1 6mLと、 実施例 2、 3、 4で作成した本発明の保水 用担体各 1 6 Omg ( 1重量%) とを試験管 (直径 2. 5 cm, 高さ 1 5 cm) に入れ充分攪拌後 25°Cで 30分間放置し、 合成水を吸収した保水用担体からな るゲル状培地を調製した。
このようにして得られた各試験管内のゲル状培地表面に、 カイヮレ大根の種子 (夕キイ種苗 (株) ) を 5粒/試験管ずつ均一に播き、 直径 6mmの穴に綿が詰 めてあるシリコーン栓で蓋をした。
上記のように蓋をした試験管を、 培養室 (25°C、 2000 Lux, 1 6時間 日長) で 4日間培養し、 発芽率 (発芽した種子数 / 5 (粒) x l O O (%) ) を 調査した。 種皮が裂け、 双葉が展開した場合を発芽とし、 それ以外は非発芽とし た。 また、 地上部の長さ (発芽した個体の基部から葉先までの平均茎長) 、 地下 部の長さ (発芽した個体の基部から主根の先端までの平均根長) を測定し、 さら に根の先端等の外観を観察して結果を表 3にまとめた。 実施例 1、 2、 3、 4で 作成した本発明の保水用担体では、 すべての区で 1 0 0 %発芽し、 カイヮレ大根 の地上部、 地下部の生長も非常に良好であった。
比較例 4 (実施例 6の比較例)
比較例 1、 2で作成した 2種の保水用担体と、 比較例 3で用いた市販の高吸水 性樹脂 3種 (ァクリホープ、 ダイヤウエット、 スミカゲル) による発芽試験を実 施例 6と同様に行った。
比較例 1の保水用担体を用いた場合では、 吸水倍率が不十分なために培地が液 状化しており、 種子が培地中に埋没してしまい、 全く発芽しなかった。 比較例 2 および市販の高吸水性樹脂を用いた場合では、 種子は 1 0 0 %発芽したものの、 発根後根の先端が褐変枯死し、 地上部の生長も完全に抑制された (下記の表 3参 照) 。
ほ 1]
保水用担体のカルシウムイオン吸収量および吸水倍率 サンプル カルシウムイオン吸収量 (mg/g) 吸水倍率 実施例 1 19 377 実施例 2 36 175 実施例 3 2 1 171 実施例 4 40 185 実施例 5 9 67 比較例 1 2 75 比較例 2 55 1 91 ァクリホープ 150 196 ダイヤウエット 140 172 スミカゲル 100 326
2]
合成水の組成
成分 濃度 (mg/L)
Ca(N03)2'4 H2〇 272
Mg S 04· 7 H20 111
KC 1 22
NaH C03 126
(各成分を所定濃度でイオン交換水に溶解後、 塩酸で pH 7に調整した。 )
3]
カイヮレ大根の発芽および発芽勢試験結果 サンプル 発芽率 地上部長 地下部長 外観のコメント
(%) ( c m) (cm) 実施例 1 100 6. 5 4. 2 良、好J 実施例 2 1 00 4. 5 2. 5 良好 実施例 3 100 C C
O · 0 3. 1 良好 実施例 4 100 5. 5 3. 1 良好 実施例 5 100 7. 0 4. 3 良好 比較例 1 0 0 0 種子埋没 比較例 2 100 2. 0 0 根先端部褐変枯死 アタリホ-フ° 100 1. 0 0 根先端部褐変枯死 タ、、ィャウエット 100 1. 0 0 根先端部褐変枯死 スミカケ"ル 100 1. 0 0 根先端部褐変枯死
実施例 7 (表面架橘保水用担体)
実施例 1と同様にして得られたハイ ドロゲル形成性高分子 (粉末状) 100 g をミキサーに入れて撹拌しながら、 プロピオン酸ナトリウムの 15wt %水溶液 にエチレングリコールジグリシジルェ一テル 10 w t %を溶解した架橋剤水溶液 4 gを添加して充分混合した。 得られた混合物を 150°Cで約 20分間加熱処理 して、 表面架橋を施した本発明の植物保水用担体を得た。
上記により得られた保水用担体のカリゥムイオン含有量を実施例 1と同様にし て測定したところ、 1. 2mmo 1/gであった。
この保水用担体のカルシウムイオン吸収量およびイオン交換水 (伝導度: 2. 5 iS/cm) 中での吸水倍率は、 それそれ 16mg/gおよび 314倍であつ 。
この保水用担体 3 gをブラントボックス (柴田ハリオ (株) 、 ポリカーボネィ 卜製、 上部 75 x 75 mm, 下部 65 x 65 mm, 高さ 100mm) に入れ、 ノ、 ィポネックス溶液 (ハイポネックス 7— 6— 19 (ハイポネックスジャパン (株) 製) 1 g/L) 15 OmLを吸収させたところ、 速やかに吸水し、 膨潤 した保水用担体粒子間に適当な空隙を保った状態で全体が固化した。 このゲル状 培地に蘭 (シンビジゥム) の苗 MFMM (Cym. MELODY FAIR 'Marilyn
Monroe') を移植し、 60日間温室内で栽培したところ、 該蘭の花部、 茎部およ び根部とも良好に生長することが観察された。
実施例 8 (保水用担体の pH測定)
下記 (表 4) に示す乾燥状態の各種合成高分子 1 gをイオン交換水 100ml 中に分散させた。 1時間後に pHメ一夕一 (横河電気株式会社製、 商品名: PH 81) で pHを測定した。 実施例 1〜 5の本発明の保水用担体では、 植物の生育 に好適な弱酸性 (pH4. 7〜6. 0) となっていることが確認された。 4]
サンプル PH 実施例 1 4. 8 実施例 2 6. 0 実施例 3 4. 7 実施例 4 5. 0 実施例 5 5. 4 比較例 1 3. 7 比較例 2 5. 5 ァクリホープ 7. 0 ダイヤゥェット 7 - 0 スミカゲル 7. 9
実施例 9 (保水用担体を用いる培養法)
試験管 (直径 2. 5 cm、 高さ 15 cm) 中で、 実施例 3で作成した乾燥保水 用担体を 40 Omgに、 市販の粉末状園芸用肥料 (商品名 :ハイポネックス 7—
6— 19、 ハイポネックスジャパン (株) 製、 3. 5 g/L) を含む培養液 (シュ一クロース 20 g/L、 バナナ 10 O g/Lを含有) を 16ml混合分散 させ、 ォ一トクレーブ滅菌 ( 12 1。C、 1. 2 Kg/cm 2、 20分) した後、 室温にて放置しハイ ドロゲル培地を作製した。
上記培地に、 約 1. 5 cmに伸長した蘭の苗たる YT 57 (Cym.LOVELY
ANGEL The Two Virgins1)を試験管 1本当たり 2本ずつ移植し、 培養室 ( 25 °C、 3000 Lux, 1 6時間日長) 内で無菌的に 50日間培養した。 苗毎の最大葉 長を計測したところ平均 6. 7 cmだった。 根も良く伸長しており、 圃場栽培以 降も順調に生育し、 葉先の枯れも殆どなかった。
比較例 5 (寒天を用いる培養法)
上記実施例 9の乾燥保水用担体に代えて、 寒天 10 Omgを添加した以外は、 上記実施例 9と同様にして YT 57を 50日間培養した。 苗毎の最大葉長を計測 したところ実施例とほぼ同じで平均 6. 7 cmだった。 外観上根も良く伸長して いたが、 圃場栽培以降若干葉先の枯れがみられた。 この原因は、 培養中の苗の水 分ストレスに対する順化がうまく行われていないものと推測された。
比較例 6 (市販樹脂を用いる培養法)
上記実施例 9の乾燥保水用担体に代えて、 ァクリホープ 40 Omgを添加した 以外は同様にして YT 57を 50日間培養したが、 地上部地下部共に全く生長し ていなかった。
実施例 10 (保水用担体を用いる培養法)
プラントボックス (柴田ハリオ (株) 、 ポリ力一ボネィ ト製、 上部 75x75 mm、 下部 65 x 65 mm、 高さ 100 mm) 中で、 実施例 5で得た乾燥保水用 担体 1. 5 gとハイポネックス溶液 (ハイポネックス 7— 6— 19、 2. 0 g/ L) を 1 05ml混合分散させ、 ォ一トクレーブ滅菌 ( 1 2 1 °C、 1. 2 K g/ cm2、 20分) した後、 別滅菌しておいたパーライ ト (日本セメント株式会社 製、 商品名:アサノパーライ ト 3号) 8 Omlを無菌的に混合しハイ ド口ゲル培 地を作製した。
上記培地に、 約 4 cmに伸長した蘭の苗たる MFMM (MELODY FAIR
•Marilyn Monroe')を 1 6本ずつ移植し、 培養室 (25°C、 3000 Lux, 1 6 時間日長) 内で無菌的に 50日間培養した。 苗は順調に生長し、 根の状態も非常 に良く、 圃場栽培で伸長する根と類似した白い太い根が伸長した。
比較例 7 (寒天を用いる培養法)
上記実施例 1 0で用いた乾燥保水用担体に代えて、 支持体として寒天 (700 mg) ゲル単体を用いた以外は、 上記実施例 1 0と同様にして MFMMを 50日 間培養した。 地上部は順調に生長したが、 根は余り伸長しておらず、 また細く、 圃場栽培で伸長する根とは形態が異なつていた。
比較例 8 (市販樹脂を用いる培養法)
上記実施例 1 0で用いた乾燥保水用担体に代えて、 アタリホープ 1. 5 gを添 加した以外は同様にして YT 57を 50日間培養したが、 地上部地下部共に殆ど 生長していなかった。
実施例 1 1 (保水用担体による培養中の順化)
実施例 1で作製した乾燥保水用担体 20 gに、 ハイポネックス溶液 (Hypo nex 7-6 - 1 9 2 g/L、 合成水中で溶解) 1 000、 800、 600、 400、 200 c cのそれぞれの量を完全に吸収させてゲル化させ、 pFメ一 ター (大起理化工業株式会社製、 D I K— 8340) で pF値を測定したところ それそれ 0、 0、 1. 8、 2. 1、 2. 3であった。 通常の培養では苗移植直後 の培地中の水分が、 培養終了段階までに培養中の容器外への蒸発と植物の吸収に より 40〜80%減少するが、 本実施例においてハイ ドロゲル形成性高分子を用 いた場合、 培養終了時の pFが 1. 8〜2. 3に変化していることが判明した。 すなわち、 本発明の保水用担体を用いた植物苗培養では、 培養中に植物の根に対 して適度の水分ストレスが負荷され、 順化が良好に行われるものと推定される。 比較例 9 (寒天培養法における水分ストレス不足)
寒天 7 gを実施例 1 0で使用したハイポネックス溶液 1 0 0 0 c cで加熱 ·溶 解後、 常温でゲル化させ p F値を測定したところ 0であった。 その後培養室で乾 燥させ、 ゲルの重さが 8 0 9 g、 6 0 9 g、 4 0 9 g、 2 0 9 時点の 値を 測定したところ全て 0であった。 通常、 培養中に培地中の 4 0〜8 0 %の水分が 減少するが、 寒天ゲル中の p Fは殆ど変化していないことが判明した。 すなわち、 寒天ゲルを用いた植物苗培養では、 培養中に植物の根に対して水分ストレスが全 く負荷されず、 良好な順化が行われないものと推定される。
ほ 5]
培養中の水分減少に伴う p F値推移 水の量 (cc) 1 000 800 600 400 200 実施例 1 1 0 0 1.8 2.1 2.3 比較例 (寒天) 0 0 0 0 0
実施例 12 (液体培養の例)
三角フラスコ (柴田ハリオ硝子 (株) 製、 容量 50 Oml ) に、 l/2Mur ashi ge & S k o o g培地 (シュ一クロース 20 g/L含有) を 200 ml入れ、 実施例 5で作成した乾燥保水用担体を (無添加、 0. 4g、 1. 0 g) の種々の濃度で添加し混合分散させ、 ォ一トクレーブ滅菌 ( 121°C、 1. 2Kg/cm2、 20分) した後、 室温にて放置し液体培地を作製した。 混合後 の液体培地とゲルの体積比は 0. 4 g添加区が約 9 : 1で、 1. 0g添加区が約 3: 1であった。
上記培地に、 MFMMの PLB ( Protocorm Like Body; ラン特有の組織的な細 胞集塊) を 2. 0 gずつ移植し、 培養室 ( 25°C、 3000 Lux、 16時間曰 長) 内で無菌的に 22日間横回転振とう (80回転/1分間、 回転半径 27m m)培養し、 新鮮重を測定し、 また、 PLBの状態、 培養液への褐変物質溶出状 態を観察した。
表 6に示すように、 本発明の保水用担体を液体培養系に添加することにより、 PLBの増殖が促進され、 褐変物質の溶出も抑制されるという効果が認められた c
6]
保水用担体の液体培地への添加が MFMMの PL B増殖に及ぼす影響 保水用担体濃度 (% 増殖率 (倍) PLBの形態 褐変溶出状態
0 3. 2 粒が小さい 激しい
0. 2 5. 8 粒が大きい 中程度
0, 5 5. 9 粒が大きい 少ない
実施例 13 (保水用担体を用いた栽培法)
ハイポネックス粉末 (ハイポネヅクス 20- 20- 20 ハイポネヅクスジャ パン (株) 製) l O Omgを、 (表 2) 記載の合成水 1 15mL中に溶解し、 こ の溶液を各種ハイ ドロゲル形成性高分子粉末 1 gに完全に吸収、 ゲル化させ、 パーライ ト 50 c cを添加し均一に混合した。 この支持体をセルトレ一 (東罐興 産株式会社製、 セル 1個の大きさ 2. 5 cm (縦) X 2. 5 cm (横) x4. 5 cm (高さ) 、 セル数 10x20 = 200穴、 下部閉鎖、 上部開放) のセル 中に充填した。 ラン科植物のー属であるコチヨ一ラン( Dtps. Happy Valentine X Show Girl 'Mai1)とシンビジユーム YT 57の幼植物体を 1セルに付き 1本差込移 植した。 差込は非常に簡単に行うことができ、 しかも根を傷めることなく、 支持 体とうまくフィットさせることができた。 培養室 (25°C、 3500 lux, 1 6時間日長) で 45日間栽培し、 それそれの植物体の葉長、 根長、 新鮮重、 根数 を測定した。 栽培中、 2〜3日毎にスポィ 卜でセルの容積一杯になるまでイオン 交換水を供給した。
この結果、 実施例 1, 2, 3のハイ ド口ゲル形成性高分子を用いた場合には、 植物体は順調に生育したが、 ァクリホーブ、 ダイヤゥェヅ ト、 スミカゲルを用い た場合には、 植物体は、 いずれも栽培中に根が腐ってしまった。 ァクリホープ、 ダイヤウエッ ト、 スミカゲルを用いた場合、 植物がカルシウム欠乏状態となった ものと推定される。
対照区として、 ハイ ドロゲル形成性高分子 +パーライ トの支持体に代えて、 寒 天 (1 Og/L)、 バーク (発売元: (有) 向山蘭圑、 ニュージーランド産バ一 ク、 商品名: MO—2)、 水苔を支持体としてそれそれ用いた以外は上記と同様 にして、 栽培実験を行った。
この結果、 寒天は差込移植が簡単だったものの栽培中に根が腐ってしまった。 バークおよび水苔は差込移植が不可能だったので、 植物の根周辺に配置してから セル中に移植したが、 根を若干傷めてしまった。 また、 栽培途中で根が腐ってし まった。 寒天、 バーク、 水苔は吸水力が弱く、 根の周辺が水で満たされ、 根が酸 素不足に陥ったためと推定される。
上記で得られた結果を、 まとめて下記 (表 7 ) に示す。
ほ 7]
Dtps. (Happy Valentine x Show Girl) 'Mai'の生育評価試験 支持体 平均葉長 平均根長 新鮮重 平均根数
(cm) (cm) (g/1本) (本) 実施例 1 +ハ0 -ラ仆 3. ,37 4. 67 0. 78 2.7 実施例 2+ Λ° -ラ仆 2. 50 3. 75 0, ,58 3.0 実施例 3+ハ°-ラ仆 2 .97 3 .07 0 .6 1 3.0 実施例 4+ ラ仆 3, .07 4 .00 0 .70 3.0 ァクリホ -フ°+ハ。-ラ仆 根枯死のため測定せず
夕"ィャウエット + Λ。-ライト 根枯死のため測定せず
スミカケ、、ル +ハ。 -ライト 根枯死のため測定せず
寒天 根枯死のため測定せず
ハーク 根枯死のため測定せず
水苔 根枯死のため測定せず
実施例 14 (感温性保水用担体を用いた栽培法)
ハイポネックス粉末 (ハイポネックス 20 - 20- 20 ハイポネックスジャ パン (株) 製) 95mgを表 2記載の合成水 95mL中に溶解し、 この溶液を実 施例 5で作成した保水用担体粉末 1 gとパーライ 卜 100 c cを添加し均一に混 合した。 この支持体を実施例 13で使用したセルトレ一のセル中に充填した。 ラ ン科植物のー属であるコチヨ一ラン実生 (Phal. usashino 'ΜΗ' x Phal. White Moon 'M- 23)の幼植物体 (新鮮重 1. 39g) を 1セルに 1本ずつ差込移植した。 差込は非常に簡単に行うことができ、 しかも根を傷めることなく支持体とうまく フィットさせることができた。 温室内で 70日間栽培し、 それぞれの植物体の地 上部、 地下部および全体の新鮮重を測定した。 栽培中の灌水は、 ほぼ毎日上面自 動灌水、 または、 30分間の腰水灌水により行った。
対照区としては、 ランの栽培用支持体として一般的に使用されるバーク (MO — 2 ) : ピートモス ( (株) エイレン 'ポロ、 フィンランド産) :パ一ライ ト = 6 : 3 : 1 (体積比) を用いた。 この支持体は差込移植が不可能だったので、 植 物の根周辺に配置してからセル中に移植したが、 植込時に根を若干傷めてしまつ た。
下記表 8に示すように、 いずれの灌水方法においても、 本発明の保水用担体を 支持体とする栽培で従来の支持体を用いる栽培よりも良好な植物体の生育が認め られた。
8]
Phal. Musashino 'ΜΗ' x Phal. White Moon *M- 23 'の生育評価試験
灌水方法:上面自動灌水
支持体 地上部重量 地下部重量 新鮮重
(g) (g) (g) 実施例 5 2.09 1.3 1 3.40 -ク + -ト +Λ° -ラ仆 1.82 1.1 1 2.93
灌水方法:腰水灌水
支持体 地上部重量 地下部重量 新鮮重
(g) (g) (g) 実施例 5 2.43 2.05 4.48 ハ、、 -ク +ヒ。—ト +ハ。—ライト 2.24 1.40 3.64
実施例 15 (保水用担体を用いる栽培法)
実施例 1で作製した乾燥高分子粉末 1 gにハイポネックス溶液 (H y p o n e x20— 20— 20 1 g/L、 合成水中で溶解) 100mlを完全に吸収させ、 pFメーター (大起理化工業株式会社製 D IK— 8340) で pF値を測定し たところ 0であった。 直径 9 cmの黒プラスチックポット (購入先 三枝重雄商 店、 直径 7.5cm) に移し替え全体の重さを測定した。 灌水を全く行わずに温室 内に放置し、 24、 48、 72時間後の 3回、 全体の重さと p F値を測定した。 各時点の水分量 =各時点の重さ— 1 g (乾燥高分子の重さ) 一黒ビニールポッ 卜の重さ
溶液の各時点の養分濃度は初発 (開始時の値) を 1とし、
各時点の養分濃度 ==初発水分量/各時点の水分量、
とした。
比較例 10 (バークを用いる栽培法)
バーク 100mlの重さを測定したところ 30. 93 g、 含水率は 35. 7% だった。 乾燥前バーク 10 Omlに実施例 15で用いたハイポネックス溶液を 2 4時間吸収させ、 含水したバークを網ですくい上げ、 余分な液を除去した。 保水 したバークの重さは 46. 56 g、 p F値は 0であった。 黒プラスチックポット に移し替え全体の重さを測定した後、 灌水を全く行わずに温室内に放置し、 最初 の測定から 24、 48、 72時間後の 3回、 全体の重量と p F値を測定した。 水 分量、 各時点の濃度は実施例 15と同様の計算式で求めた。
初発水分量 = 30.93(/Γ'-ク 10 Oml重量) χ0·357 (含水率) +46.56 (保水 ハ、、 -ク重量) -30.93 (ハ、、-ク 100 ml重量) = 26.67
各時点の水分量 =初発水分量— (最初の容器全体重量一各時点の重量) 溶液の初発濃度は実施例 15の初発濃度を 1とし、
溶液の初発濾度 = 26.67 ÷( 30.93x0.357 + 26.67 )= 0.7 1、 溶液の各時点の養分濃度 =初発水分量/各時点の水分量、 とした。
養分量は実施例 15を 1とすると、 比較例の養分量 =26.6x0.71 ÷10 0 = 0.19であった。
下記表 9に示すように、 栽培用支持体として本発明の保水用担体を用いれば、 バークを用いる場合に比べ、 その含水率が高いので、 同じ容積の容器内において 養分量を大きくできるとともに、 栽培中の養分濃度の変動を小さくすることがで きる。 また、 多量の水分を長時間保持できるので、 灌水頻度を低減でき、 植物が 水分ストレスにさらされる危険も回避できる。
9]
各支持体の pF、 水分量、 養分濃度、 養分量の経時変化 実施例 1 +水 ハ ク +水 経過時間 pF 水分量 養分濃度 養分量 pF 水分量 養分濃度 養分量
(hs) (cc) (cc)
初発 0 1 00 1.00 1.00 0 27 0.7 1 0.1 9
24 0 78 1.28 1.00 0 1 7 1.1 1 0.1 9 48 0 67 1.50 1.00 0.5 1 0 1.90 0.1 9
72 0 56 1.80 1.00 2.0 5 3.80 0.1 9
上記表 9に示すように、 以下の結果が得られた。
初発保持水分量は実施例に対して比較例は 2 7 %であった。
初発保持養分量は実施例に対して比較例は 1 9 %であった。
初発に対する 7 2時間経過後の養分濃度は実施例が 1 . 8倍に対して比較例 は 3 . 8倍であった。
7 2時間経過後の残存水分量は実施例が 5 6 c c、 比較例が 5 c cであった。 7 2時間経過後の p F値は実施例が 0、 比較例が 2 . 0であった。 産業上の利用可能性
上述したように、 本発明によれば、 カルシウムイオン吸収量が乾燥重量 1 gあ たり 5 0 m g未満であり、 且つ、 イオン交換水 (室温、 2 5 °C) 中での吸水倍率 が 1 0 0倍以上であるハイ ドロゲル形成性高分子を含む植物保水用担体が提供さ れる。
更に、 本発明によれば、 高分子鎖に結合されたカルボキシル基を有し、 且つ、 該カルボキシル基のアルカリ金属塩またはアンモニゥム塩の含有量が、 乾燥重量 1 ぁたり 0 . 3〜 2 . 5 mm o 1であるハイ ド口ゲル形成性高分子を含む植物 保水用担体が提供される。
本発明の植物保水用担体を用いた場合には、 該保水用担体のカルシウムイオン 吸収量が少ないため、 植物がカルシウムイオン欠乏症に陥ることがなく、 またそ の吸水倍率も充分大きいため、 植物に対して充分な水分を供給することができる c 更に、 本発明によれば、 内部に植物体の少なくとも一部を収容可能とした容器 状の基材と、 該容器状基材の内部に配置された、 架橋構造を有するハイ ドロゲル 形成性高分子とからなることを特徴とする植物体育成用容器が提供される。
更に、 本発明によれば、 シート状の基材と、 該基材の少なくとも一方の表面上 に配置された、 架橋構造を有するハイ ドロゲル形成性高分子とからなることを特 徴とする植物体育成用シートが提供される。 本発明の植物体育成用容器ないしシ一トを用いた場合には、 該容器ないしシ一 トの植物体側に配置されてなる架橋構造を有するハイ ド口ゲル形成性高分子の特 性 (水分あるいは栄養素の貯蔵能力、 ないしその温度依存性) に基づき、 植物体 育成用容器の体積を著しく小さくすることができ、 根の発生効率の向上、 育成面 積の縮少、 育成用容器の材料量の低減、 運搬コストの低減が可能となる。 更には、 水管理等の省力化による大幅なコスト低減が可能となる。

Claims

言青 求 の 範 囲
1. カルシウムイオン吸収量が乾燥重量 1 gあたり 5 Omg未満であり、 且つ、 イオン交換水 (室温、 25°C) 中での吸水倍率が 100倍以上であるハイ ドロゲ ル形成性高分子を含むことを特徴とする植物保水用担体。
2. 前記ハイ ドロゲル形成性高分子が、 高分子鎖に結合されたカルボキシル基 を有し、 且つ、 該カルボキシル基のアルカリ金属塩またはアンモニゥム塩の含有 量が、 乾燥重量 l gあたり 0. 3〜2. 5mmo 1の高分子である請求項 1記載 の植物保水用担体。
3. 前記ハイ ドロゲル形成性高分子が、 該高分子の 1000倍量の蒸留水で 抽出した液中に残存する全有機物が、 化学的酸素要求量 (COD) の値として 1 5 p pm以下の高分子である請求項 1記載の植物保水用担体。
4. 前記ハイ ドロゲル形成性高分子が、 該高分子の乾燥重量 1 g中に残存す る揮発性カルボン酸およびその塩の合計量 0. 5mmo 1以下の高分子である請 求項 1記載の植物保水用担体。
5. 高分子鎖に結合されたカルボキシル基を乾燥重量 1 gあたり 3mmo 1以 上有し、 且つ、 該カルポキシル基のアルカリ金属塩またはアンモニゥム塩の含有 量が、 乾燥重量 l gあたり 0. 3〜2. 5 mm o 1であるハイ ド口ゲル形成性高 分子を含むことを特徴とする請求項 1記載の植物保水用担体。
6. 前記ハイ ドロゲル形成性高分子がポリアクリル酸系重合体である請求項 5記載の植物保水用担体。
7. 更にカルボキシル基のカルシウム塩を含む、 請求項 5または 6記載の植 物保水用担体。
8. 前記ハイ ドロゲル形成性高分子の表面近傍の架橋率が、 その内部の架橋 率より高い請求項 1記載の植物保水用担体。
9 . 弱酸性のハイ ドロゲル形成性高分子からなることを特徴とする植物保水用 担体。
1 0 . カルシウムイオン吸収量が乾燥重量 1 gあたり 5 O m g未満であり、 且 つ、 イオン交換水 (室温、 2 5 °C) 中での吸水倍率が 1 0 0倍以上である請求項 9記載の植物保水用担体。
1 1 . 前記ハイ ドロゲル形成性高分子が、 0 °C以上 7 0 °C以下の温度領域で温 度上昇と共に吸水倍率が減少し、 且つ、 該吸水倍率が温度に対して可逆的に変化 するハイ ドロゲル形成性高分子である請求項 1または請求項 9記載の植物保水用 担体。
1 2 . 上記保水用担体と、 多孔質素材を少なくとも含むことを特徴とする植物 保水用担体。
1 3 . 請求項 1、 9、 1 1または 1 2のいずれかに記載の植物保水用担体に、 栄養素または/および植物生長調節物質が保持されている植物育成用担体。
1 4 . 内部に植物体の少なくとも一部を収容可能とした容器状の基材と、 該容 器状基材の内部に配置された、 請求項 1、 9、 1 1または 1 2のいずれかに記載 の植物保水用担体とからなることを特徴とする植物体育成用容器。
1 5 . 前記植物保水用担体が、 容器の内部に固定して保持されてなる請求項 1 4記載の植物体育成用容器。
1 6 . シート状の基材と、 該基材の少なくとも一方の表面上に配置された、 請 求項 1、 9、 1 1または 1 2のいずれかに記載の植物保水用担体とからなること を特徴とする植物体育成用シート。
1 7 . 前記基材の植物保水用担体が配置された面と反対側の面上に、 粘着剤な レ、し接着剤の層が配置されてなる請求項 1 6記載の植物体育成用シート。
1 8 . 1つ以上のセルを形成可能なパーティション形状を有する請求項 1 6記 載の植物体育成用シート。
1 9 . 請求項 1、 9、 1 1または 1 2のいずれかに記載の植物保水用担体; ま たは請求項 1 3に記載の植物育成用担体に、 少なくとも水を包含させてハイ ドロ ゲル状態としてなる支持体を用い;
該ハイ ドロゲル状態の支持体により植物体を支持しつつ、 該植物体を培養する ことを特徴とする植物培養方法。
2 0 . 前記植物体の培養中に、 前記支持体の p F値を徐々に上昇させることに より該植物体の順化を促進しつつ、 該植物体を培養することを特徴とする請求項
1 9、 記載の植物培養方法。
2 1 . 請求項 1、 9、 1 1または 1 2のいずれかに記載の植物保水用担体; ま たは請求項 1 3に記載の植物育成用担体に、 少なくとも水を包含させてハイ ドロ ゲル状態としてなる支持体を用い;
該ハイ ドロゲル状態の支持体により植物体を支持しつつ、 該植物体を栽培する ことを特徴とする植物栽培方法。
2 2 . 前記栽培を、 下部が閉鎖された容器内で行う請求項 2 1記載の植物体栽 培方法。
2 3 . 請求項 1、 9、 1 1または 1 2のいずれかに記載の植物保水用担体と、 幼植物とを液体中に分散させつつ、 該幼植物の液体培養を行うことを特徴とする 幼植物の液体培養方法。
2 4 . 請求項 2記載の植物保水用担体に、 少なくとも水を包含させてハイ ド口 ゲル状態としてなる支持体を用い;
該ハイ ドロゲル状態の支持体により植物体を支持しつつ、 該植物体を育成させ、 カルシウムイオンを前記ハイ ドロゲル状態の支持体に添加し、 該支持体を収縮 させて植物体から分離することを特徴とする植物体育成方法。
2 5 . 請求項 1、 9、 1 1または 1 2のいずれかに記載の植物保水用担体; ま たは請求項 1 3に記載の植物育成用担体に、 少なくとも水を包含させてハイ ドロ ゲル状態としてなる支持体を用い;
該ハイ ドロゲル状態の支持体により支持させた植物体を、 緑化すべき表面に付 着させることを特徴とする緑化工方法。
2 6 . 前記緑化すべき表面が、 砂漠の表面、 法面、 または壁面のいずれかである 請求項 2 5記載の緑化工方法。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000308412A (ja) * 1999-01-28 2000-11-07 Sanyo Chem Ind Ltd 植物体育成用保水材
JP2000324948A (ja) * 1999-05-21 2000-11-28 Sanyo Chem Ind Ltd 切り花用保水剤及び保水材
WO2001026449A1 (en) * 1999-10-12 2001-04-19 Cho, Dae-Shik A method for cultivating bean sprouts
JP2001178263A (ja) * 1999-12-28 2001-07-03 Sanyo Chem Ind Ltd 育苗シートおよび育苗床
JP2001204264A (ja) * 1999-11-18 2001-07-31 Sanyo Chem Ind Ltd 育苗シートおよび育苗床
JP2003102300A (ja) * 2001-09-28 2003-04-08 Hakusan Trading Co Ltd 植物用培地及び植物用培養装置並びに植物培養方法
JP2005022912A (ja) * 2003-07-01 2005-01-27 Sanyo Chem Ind Ltd 緩効性肥料組成物
JP2014057554A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Green Box Co Ltd 植物栽培用器具
WO2020262382A1 (ja) 2019-06-28 2020-12-30 株式会社クラレ 吸水性共重合体
JP2021010303A (ja) * 2019-07-03 2021-02-04 株式会社クラレ 保水材
KR20210110574A (ko) 2018-12-28 2021-09-08 주식회사 쿠라레 폴리비닐알코올계 가교 공중합체
WO2024024706A1 (ja) * 2022-07-27 2024-02-01 三洋化成工業株式会社 植物育成用吸水性樹脂組成物

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997008938A1 (en) 1995-09-05 1997-03-13 Mukoyama Orchids Ltd. Support for plant culture and method for plant growth
CA2350023C (en) 1998-11-06 2007-09-18 M&M Laboratory Co., Ltd. Water-holding carriers for plants and water-holding materials for growing plants
JP5010276B2 (ja) 2003-12-05 2012-08-29 株式会社日本触媒 吸水性樹脂を主成分とする粒子状植物育成用保水材
US20050217168A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-06 Tomoko Fujita Plant sheet and manufacturing method for plant sheet
US7650715B2 (en) * 2004-04-05 2010-01-26 Tomoko Fujita Plant sheet and manufacturing method for plant sheet
US8001854B2 (en) * 2007-03-02 2011-08-23 Railway Technical Research Institute Analytical sample drying method and drying apparatus
KR100841006B1 (ko) * 2008-02-11 2008-06-25 윤채혁 식물성 담체를 함유하는 수간주입구 충진제 및 그의 제조방법
JP5493066B2 (ja) * 2008-07-17 2014-05-14 株式会社アイ・イー・ジェー 吸水シートを用いて植物を育成する方法
US20100028545A1 (en) * 2008-08-04 2010-02-04 Kyung Sik Kim Polymer solution, manufacturing method thereof, and manufacturing method of transparent conductive polymer film
AP3590A (en) 2010-11-08 2016-02-15 Moasis Inc Gels and hydrogels
US9283947B2 (en) * 2011-04-11 2016-03-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for determining battery capacity in an electric vehicle
PL2964015T3 (pl) * 2013-03-07 2019-06-28 Rockwool International A/S Sposób uprawy roślin z wykorzystaniem polimerów superchłonnych
JP2015073448A (ja) * 2013-10-07 2015-04-20 株式会社クラレ 植物栽培用培地、並びにそれを用いた植物栽培装置および植物栽培方法
KR101900279B1 (ko) * 2013-10-07 2018-09-20 주식회사 쿠라레 식물 재배용 배지, 및 이를 사용한 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법
US9446271B1 (en) * 2014-07-14 2016-09-20 Nicholas A. Perez Fire and smoke prevention compositions and the processes of making them
EP3162192A1 (en) * 2015-10-27 2017-05-03 Oxydator IVS Self-supporting plugs and other structures for use in plant production
CN105961168A (zh) * 2016-03-04 2016-09-28 美比欧株式会社 植物栽培装置
US20170318754A1 (en) * 2016-05-05 2017-11-09 International Horticultural Technologies, Inc. Method for preparation of horticultural mats and plugs from all organic materials
JP6788132B2 (ja) 2017-12-28 2020-11-18 株式会社クラレ 吸水性樹脂及び農業用保水材
TWI723429B (zh) * 2019-06-19 2021-04-01 鄭伊伶 吸水結構及其製備方法
KR102193446B1 (ko) * 2019-06-20 2020-12-21 주식회사 포이엔 응집성 상토를 이용한 입체 녹화용 식생기반재
CN114946496B (zh) * 2019-06-21 2023-12-15 俊富生态修复科技有限公司 一种干旱地区的植树构造

Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5744627A (en) 1980-08-29 1982-03-13 Seitetsu Kagaku Co Ltd Improvement of water absorption of water-absorbing polymer of acrylic acid salt
JPS58819A (ja) * 1981-06-23 1983-01-06 住友化学工業株式会社 植物栽培用シ−ト
JPS58180223A (ja) 1982-04-19 1983-10-21 Toshiba Corp ガス分離装置
JPS5962665A (ja) 1982-09-02 1984-04-10 Kao Corp 高吸水性ポリマ−の製造法
JPS59189103A (ja) 1983-04-11 1984-10-26 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 吸水剤
JPS6014745A (ja) 1983-07-06 1985-01-25 Mitsubishi Electric Corp 光源用陰極線管
JPS60163956A (ja) 1984-02-04 1985-08-26 Arakawa Chem Ind Co Ltd 吸水性樹脂の製法
JPS6355217A (ja) * 1986-08-25 1988-03-09 Furii Kogyo Kk 法面の安定化、緑化方法
JPS63195205A (ja) 1987-02-09 1988-08-12 Kawasaki Steel Corp ベル式高炉における原料装入方法
JPH0279911A (ja) * 1988-09-14 1990-03-20 Sanyo Chem Ind Ltd 土壌保水剤および保水方法
JPH02248404A (ja) 1989-03-23 1990-10-04 Sekisui Plastics Co Ltd 高吸水性樹脂の改質法
JPH031938B2 (ja) * 1983-04-14 1991-01-11 Mitsui Petrochemical Ind
JPH0386803A (ja) * 1989-08-30 1991-04-11 Nippon Kayaku Co Ltd 植物生育調節剤を含有する吸水性ポリマー製剤及びその利用
JPH0349525B2 (ja) * 1982-12-09 1991-07-29 Minoru Sangyo
JPH0535643B2 (ja) * 1987-06-03 1993-05-27 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
JPH0560250U (ja) * 1992-01-22 1993-08-10 早川 明夫 植木鉢用苗床
JPH06139140A (ja) 1990-12-31 1994-05-20 Intel Corp 不揮発性半導体メモリのファイル構造
JPH06276873A (ja) * 1993-03-31 1994-10-04 Hiroshi Tanzawa 植物体の育成・再生用支持体およびこれを用いる植物体の育成・再生方法
JPH06287220A (ja) 1993-03-31 1994-10-11 Sanyo Chem Ind Ltd 吸水性樹脂の製造法
JPH06322275A (ja) * 1993-05-14 1994-11-22 Agency Of Ind Science & Technol 高吸湿感熱性高分子ゲルを用いた土壌改良材及びそれを用いた土壌の改良法
JPH0733818A (ja) 1993-07-20 1995-02-03 Sanyo Chem Ind Ltd 改質された高吸水性樹脂の製法および樹脂
WO1995035025A1 (fr) 1994-06-21 1995-12-28 Mukoyama Orchids Ltd. Support de croissance ou de regeneration d'une plante et procede assurant la croissante ou la regeneration d'une plante
JPH08266147A (ja) * 1995-03-30 1996-10-15 Mukouyama Ranen:Kk 植物体栽培用支持体、土壌改質剤および植物体の栽培方法
JPH0978050A (ja) * 1995-09-08 1997-03-25 Nippon Shokubai Co Ltd 農園芸用保水材
JP4074981B2 (ja) * 2002-05-14 2008-04-16 有限会社インテス 管路内面のライニング工法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1134981A (en) 1976-08-24 1982-11-02 Robert H. Eikhof Amendment for modifying soil matrices
GB2088392B (en) * 1980-12-03 1984-05-02 Sumitomo Chemical Co Production of hydrogels
JPS58180233A (ja) 1982-04-19 1983-10-21 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 吸収剤
JPS60147475A (ja) 1984-01-11 1985-08-03 Arakawa Chem Ind Co Ltd 吸水性樹脂の製法
JP2845279B2 (ja) 1989-07-15 1999-01-13 中部電力株式会社 異なるバンクの配電変圧器の低圧側負荷切替方法
JP3162698B2 (ja) 1990-07-17 2001-05-08 富士通株式会社 電子ビーム試験装置
JPH0535643A (ja) 1991-07-26 1993-02-12 Nec Corp 全二重チヤネル入出力制御システム
JPH0560250A (ja) 1991-09-02 1993-03-09 Nissan Motor Co Ltd 圧力制御弁
WO1997008938A1 (en) 1995-09-05 1997-03-13 Mukoyama Orchids Ltd. Support for plant culture and method for plant growth

Patent Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5744627A (en) 1980-08-29 1982-03-13 Seitetsu Kagaku Co Ltd Improvement of water absorption of water-absorbing polymer of acrylic acid salt
JPS58819A (ja) * 1981-06-23 1983-01-06 住友化学工業株式会社 植物栽培用シ−ト
JPS58180223A (ja) 1982-04-19 1983-10-21 Toshiba Corp ガス分離装置
JPS5962665A (ja) 1982-09-02 1984-04-10 Kao Corp 高吸水性ポリマ−の製造法
JPH0349525B2 (ja) * 1982-12-09 1991-07-29 Minoru Sangyo
JPS59189103A (ja) 1983-04-11 1984-10-26 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 吸水剤
JPH031938B2 (ja) * 1983-04-14 1991-01-11 Mitsui Petrochemical Ind
JPS6014745A (ja) 1983-07-06 1985-01-25 Mitsubishi Electric Corp 光源用陰極線管
JPS60163956A (ja) 1984-02-04 1985-08-26 Arakawa Chem Ind Co Ltd 吸水性樹脂の製法
JPS6355217A (ja) * 1986-08-25 1988-03-09 Furii Kogyo Kk 法面の安定化、緑化方法
JPS63195205A (ja) 1987-02-09 1988-08-12 Kawasaki Steel Corp ベル式高炉における原料装入方法
JPH0535643B2 (ja) * 1987-06-03 1993-05-27 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
JPH0279911A (ja) * 1988-09-14 1990-03-20 Sanyo Chem Ind Ltd 土壌保水剤および保水方法
JPH02248404A (ja) 1989-03-23 1990-10-04 Sekisui Plastics Co Ltd 高吸水性樹脂の改質法
JPH0386803A (ja) * 1989-08-30 1991-04-11 Nippon Kayaku Co Ltd 植物生育調節剤を含有する吸水性ポリマー製剤及びその利用
JPH06139140A (ja) 1990-12-31 1994-05-20 Intel Corp 不揮発性半導体メモリのファイル構造
JPH0560250U (ja) * 1992-01-22 1993-08-10 早川 明夫 植木鉢用苗床
JPH06276873A (ja) * 1993-03-31 1994-10-04 Hiroshi Tanzawa 植物体の育成・再生用支持体およびこれを用いる植物体の育成・再生方法
JPH06287220A (ja) 1993-03-31 1994-10-11 Sanyo Chem Ind Ltd 吸水性樹脂の製造法
JPH06322275A (ja) * 1993-05-14 1994-11-22 Agency Of Ind Science & Technol 高吸湿感熱性高分子ゲルを用いた土壌改良材及びそれを用いた土壌の改良法
JPH0733818A (ja) 1993-07-20 1995-02-03 Sanyo Chem Ind Ltd 改質された高吸水性樹脂の製法および樹脂
WO1995035025A1 (fr) 1994-06-21 1995-12-28 Mukoyama Orchids Ltd. Support de croissance ou de regeneration d'une plante et procede assurant la croissante ou la regeneration d'une plante
JPH08266147A (ja) * 1995-03-30 1996-10-15 Mukouyama Ranen:Kk 植物体栽培用支持体、土壌改質剤および植物体の栽培方法
JPH0978050A (ja) * 1995-09-08 1997-03-25 Nippon Shokubai Co Ltd 農園芸用保水材
JP4074981B2 (ja) * 2002-05-14 2008-04-16 有限会社インテス 管路内面のライニング工法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0945052A4

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000308412A (ja) * 1999-01-28 2000-11-07 Sanyo Chem Ind Ltd 植物体育成用保水材
JP2000324948A (ja) * 1999-05-21 2000-11-28 Sanyo Chem Ind Ltd 切り花用保水剤及び保水材
WO2001026449A1 (en) * 1999-10-12 2001-04-19 Cho, Dae-Shik A method for cultivating bean sprouts
JP2001204264A (ja) * 1999-11-18 2001-07-31 Sanyo Chem Ind Ltd 育苗シートおよび育苗床
JP2001178263A (ja) * 1999-12-28 2001-07-03 Sanyo Chem Ind Ltd 育苗シートおよび育苗床
JP2003102300A (ja) * 2001-09-28 2003-04-08 Hakusan Trading Co Ltd 植物用培地及び植物用培養装置並びに植物培養方法
JP2005022912A (ja) * 2003-07-01 2005-01-27 Sanyo Chem Ind Ltd 緩効性肥料組成物
JP2014057554A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Green Box Co Ltd 植物栽培用器具
KR20210110574A (ko) 2018-12-28 2021-09-08 주식회사 쿠라레 폴리비닐알코올계 가교 공중합체
WO2020262382A1 (ja) 2019-06-28 2020-12-30 株式会社クラレ 吸水性共重合体
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