WO2017104842A1 - 植物育成培地生成用キット、植物育成培地生成方法及び使用済み植物育成培地のリサイクル方法 - Google Patents

Abstract

土壌に関する特別な知識をもたない人々でも、微生物がバランスよく豊富に存在し、植物の生長に適した土壌を容易に手に入れることを可能とする技術の確立を目的とする。　植物育成培地生成用キットは、有機物を含むベースメディア１と、微生物を含む包装用容器たる微生物入りカプセル２とを備える。ベースメディア１に対して、微生物入りカプセル２に含まれる微生物を添加することで植物育成培地３が生成される。

Description

植物育成培地生成用キット、植物育成培地生成方法及び使用済み植物育成培地のリサイクル方法

　本発明は、植物育成培地生成用キット、植物育成培地生成方法及び使用済み植物育成培地のリサイクル方法に関する。

　従来、土壌への化学肥料や化学合成農薬等の多用により、土壌中の微生物のバランスが崩れてしまい、土壌の不毛化や連作障害、植物の病原菌への耐性低下等が拡大していることが問題となっていた。

　そこで、近年、微生物を用いた土壌改良材や農薬等を用いた栽培方法が広く用いられるようになってきており、例えば、乳酸菌を用いた植物病害防除剤（特許文献１参照）や、放線菌を用いた植物病害防除剤（特許文献２参照）等が提案されている。

特許第５２７２１５４号公報 特開２００５－２９５９２４号公報

　しかしながら、微生物を用いた土壌改良は、化学肥料を用いた場合に比べて、植物の養分となる成分の質や量の安定性に欠けるという点が指摘されている。その理由として、微生物が土壌中にバランスよく豊富に存在した状態を長期間維持することが非常に難しいこと等が挙げられる。

　近年、家庭菜園の場でも、化学肥料に頼らない土壌生成に対する要望が高まっており、微生物肥料等が用いられることも多いが、土壌に関する知識に乏しい人々が土壌中の微生物の状態をコントロールするのは難しい。結果として、植物の生長に適した土壌を得ることができず、植物の生長が悪くなり、途中で栽培を断念してしまうケースも多い。

　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、土壌に関する特別な知識をもたない人々でも、植物の生長に適した土壌を容易に手に入れることを可能とする技術の確立を目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の一態様の植物育成培地生成用キットは、
　有機物を含むベースメディアと、
　微生物と、
　を備え、
　前記ベースメディアに対して、前記微生物を添加することで植物育成培地が生成される。

　ここで、
　前記微生物は、所定の包装用容器（例えば、図１の微生物入りカプセル２）に含まれている、
　ようにすることができる。

　さらに、
　「よい土」の指標となる指標値が所定範囲内となる前記植物育成培地が生成されるように、前記ベースメディアと前記微生物とが構成されている、
　ようにすることができる。

　また、本発明の一態様の植物育成培地生成方法は、
　有機物を含むベースメディアと、
　微生物と、
　を備える植物育成培地生成用キットを用意して、
　前記ベースメディアに対して、前記微生物を添加することで、未使用状態の植物育成培地を生成する方法である。

　さらに、本発明の一態様の使用済み植物育成培地のリサイクル方法は、
　植物育成培地生成方法により生成された前記未使用状態の前記植物育成培地が、所定の植物を育成するために使用され、その結果使用済みとなった前記植物育成培地を加熱して土壌中生物を少なくとも死滅又は減殺させることにより、生物性を失わせる熱処理を行うステップと、
　該植物育成培地に前記ベースメディアを加えて、目減り分相当量を補うステップと、
　該植物育成培地に微生物を添加することにより、前記熱処理により失われた前記生物性を回復させて、前記未使用状態の前記植物育成培地に回復させるステップと、
　を含むことで使用済み植物育成培地をリサイクルする方法である。

　土壌に関する特別な知識をもたない人々でも、植物の生長に適した土壌を容易に手に入れることを可能とする技術が確立できる。
　更に、土壌に関する特別な知識をもたない人々でも、植物を生長させた土壌を容易に再利用することを可能とする技術が確立できる。

本発明の一実施形態に係る植物育成培地３を生成するためのキットを示す図である。 本発明の一実施形態に係る植物育成培地３の生成メカニズムを示す図である。 本発明の一実施形態に係る植物育成培地の生成過程における微生物の働きと植物への寄与について示す図である。 本発明の一実施形態に係るカバーソイルを用いた場合の植物育成培地について示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る植物育成培地の利用サイクルについて示す図である。

　以下、本発明に係る植物育成培地生成用キット、植物育成培地生成方法及び使用済み植物育成培地のリサイクル方法に関する実施形態を説明する。

　図１は、本発明の一実施形態に係る植物育成培地３を生成するためのキットを示す図である。
　ここで、キットとは、植物育成培地３を生成するために使用される構成物一式のことをいう。
　キットは、植物育成培地３の元となる有機物を含む物質としてのベースメディア１と、微生物を含む包装用容器としてのカプセル２とを含んで構成される。
　図１に示す様に、ベースメディア１に対して、包装用容器たる微生物入りカプセル２に含まれる微生物を添加することで、植物育成培地３が生成される。

　このようにして生成される植物育成培地３は、「よい土」である。「よい土」とは、多様な生物が活発に活動している土である。
　「よい土」で有るかについては、「よい土」の指標となる指標値で把握される。
　ここでいう「指標値」とは、植物の生長に対する土壌の好適度合を、数値化したものである。
　例えば「よい土」の指標となる指標値として、「微生物多様性・活性値」を採用して良い。採用し得る指標のより具体的な例については、後述する。
　この指標に基づけば、例えば、化学物質の乱用により汚染された土壌や、連作障害により痩せた土は「よい土」とはならない。
　一方で、この指標に基づけば、例えば、農家が独自に試行錯誤を繰り返して作り上げた、作物に適した豊かな土壌は、「よい土」となる。

　ベースメディア１として使用可能な素材は、有機物を含んで構成されているものであれば特に限定されない。微生物が住み着きやすいように、多孔質であり、形が適度に崩れやすく、高保水性で、水はけがよいこと等の要件をあわせてもつ素材が最適であるが、少なくともその内の一要件を満たす素材であれば、好適である。
　本発明で用いる有機物は、生分解性及び土壌中物理的滞留性を有していれば特に限定されないが、例えば無臭かつ脱臭作用を有する炭類は、室内での使用に特に好適である。
　最適な素材として、例えば、後述する図３に示すゼオライト（軽石）１ａやココヤシピート１ｂ等、泥炭、草炭、木炭、その他の炭類が挙げられる。
　ベースメディア１は、ココヤシピート１ｂにゼオライト１ａを人工的に付着加工させる製法により、製造して良い。

　微生物入りカプセル２は、生きた状態にある微生物と、微生物を生きた状態で保持するために必要な物質等を含んで構成されている。
　カプセル容器は、一般的な経口薬用のカプセルと同じものを使用することができ、ゼラチンなどの水に溶けやすい材質で構成して良い。
　本発明で用いる微生物は、土壌形成に有効な微生物であれば特に限定されず、例えば、乳酸菌や放線菌のような細菌や、酵母菌のような真菌等が挙げられる。
　また、カプセル等の包装用容器の形態や素材等は、微生物を外部環境から保護し、生きた状態のまま保持することができるものであれば特に限定されないが、例えば、微生物の生物活性を低下させない、等の性質をもつものであればより好ましい。

　従来、微生物を含んだ土壌改良材や農薬として、液体状や粉末状のものが多く流通されているが、外部環境からの保護能力が高く、かつ、取扱いも非常に容易という点で、カプセル状形態とするのは好適である。

　図２は、本発明の一実施形態に係る植物育成培地３の生成メカニズムを示す図である。また、図３は、本発明の一実施形態に係る植物育成培地の生成過程における微生物の働きと植物への寄与について示す図である。

　ベースメディア１に微生物入りカプセル２を添加すると、微生物４はカプセル外に放出される。
　放出された微生物４はベースメディア１に付着し、ベースメディア１を構成している有機物５を分解（無機化）する。

　一方、植物６は有機物５を吸収することはできないため、仮に微生物入りカプセル２を添加する前のベースメディア１に植物６を植えても、植物６の生長度合は低い。ベースメディア１に付着した微生物４が、ベースメディア１を構成している有機物５を無機化することにより、植物６はその無機化された無機成分を養分として吸収することができるようになる。

　ベースメディア１に微生物入りカプセル２を添加後、例えば数週間程度経過すると、上述のメカニズムにより、ベースメディア１は肥沃な土壌に類似した状態へと変化していく。

　ベースメディア１が肥沃な土壌に類似した状態へ変化したか否か（植物の生長に対する好適度合）を判定するために、土壌の状態を示す指標となる値（以下、「指標値」と呼ぶ）を用いた方法をとることができる。例として、国際出願ＷＯ２０１１０９２８６０号で開示されている、土壌の作物育成度数測定方法を用いて得られた値（以下、便宜上、この値を「ＳＯＩＬ値」と呼ぶ）を、指標値として用いた場合について説明する。
　ＳＯＩＬ値は、土壌微生物の多様性や活性値を示す値であり、ＳＯＩＬ値が所定の好適な範囲内にある土壌は、微生物の種類や数が豊富であることを意味する。よって、植物育成培地３のＳＯＩＬ値が所定の好適な範囲内にあれば、植物の生長にとって非常に適した状態であると判定される。
　本発明の一実施形態に係る植物育成培地３のＳＯＩＬ値の具体的な好適な範囲としては、１５０万ＳＯＩＬ以上が望ましい。ただし、２００万ＳＯＩＬを超えると、もはや肥料と同等である為、１５０万～２００万の間が適切な範囲である。

　植物育成培地３のＳＯＩＬ値を決定する大きな要因は、ベースメディア１と微生物入りカプセル２の組合せや配合比率等である。従って、ＳＯＩＬ値を所定の好適な範囲内にするためには、必要な微生物入りカプセル２の種類や量等を把握し、好適なタイミングでベースメディア１に投入すればよい。

　植物育成培地生成用キットのベースメディア１と微生物入りカプセル２は、理想的な育成モデルに従って生成を行えば、生成後の植物育成培地３のＳＯＩＬ値が所定の好適な範囲内となる、組合せ及び配合比率で提供される。

　従って、本植物育成培地生成用キットを用いて、理想的な育成モデルと同様に生成された植物育成培地３は、ＳＯＩＬ値が所定の好適な範囲内となり、植物の生長にとって好適な状態になる。
　そのような好適状態にある植物育成培地３では、微生物４による自浄作用が起こり、一定期間、肥料及び農薬等が不要となる。
　一定期間とは、およそ６ヶ月であるので、栽培、育成期間がそれ以上に及ぶ場合は、その１か月前に当たる５ヵ月後の時期に、微生物入りカプセル２を追加投入することが望ましい。

　屋内に植物を置く場合、植木鉢等の中の土に生虫や虫卵が混入していたために室内で虫が発生してしまうといったこともあるが、あらかじめベースメディア１を殺菌、防虫処理等しておくことで、解決できる。
　この代替土であるベースメディア１は、地球環境を保全しつつ持続が可能で、地球を傷つけない天然物からなる原材料によって構成することができる。
　ベースメディア１は、土に慣れていない人でも簡単に扱える人工培養土であり、清潔な状態で提供することができる。
　そして、高い生物多様性を再現する微生物を大量に内在する微生物入りカプセル２を、ベースメディア１に投入して生成を行うことにより、人工的に本物の土（一般的な土とは異なり微生物が豊富、多様であり、作物の最終的な味わいに違いが出る）に近い状態を実現した植物育成培地３（人工バイオソイル）を得ることが可能であり、不要となればそのまま廃棄することができるという特徴を有している。

　また、一般的に、微生物が多様な状態にある土壌で作物を栽培した場合、作物は豊富な種類の養分を十分に吸収することができるため、味のよいものが育つといわれている。
　従って、ＳＯＩＬ値が所定の好適な範囲内にある植物育成培地３で作物を栽培すれば、同様の効果がもたらされることで、深みのあるおいしさをもつものを育てることができる。このような作物の味わいへの効果は、図３に示すとおりである。

　ここでは、ＳＯＩＬ値を指標値として用いた方法について説明したが、その他の値、例えば、土壌中の水分、温度、ＥＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）値、ｐＨ値、肥料の３要素（Ｎ：窒素、Ｐ：リン、Ｋ：カリウム、以下、「ＮＰＫ」という）含有量、同５要素含有量、同７要素含有量、同１２要素含有量、同１７要素含有量等の値を指標値として用いてもよい。
　特に、肥料の３要素（ＮＰＫ）については、植物の育成前に含有量を測定しておき、育成後の含有量と比較して、各減少量を解析し、ＮＰＫを産み出す微生物の特定に役立てることができ、効果的な施肥設計が可能となる。

　図４は、本発明の一実施形態に係るカバーソイル７を用いた場合の植物育成培地３について示す断面図である。
　カバーソイル７は、小虫の発生を防止することを目的として、植物育成培地３の表面を覆う基材であり、本発明の一実施形態に係る植物育成培地生成用キットに、含まれてよい。

　室内における植物育成では、ハエ類等の小虫の発生が問題となるが、農薬を用いると、植物育成培地３の生物性が、損なわれることとなる。
　これらは地表から３ｃｍ以内に生息する為、この範囲を、所定の構造性（通気性、通水性を有し、自然に土中沈下、同化しない等）を備えた無機物で構成することで、前記問題を解決することができる。また、地表から１．５ｃｍの範囲としても、一定の効果を発揮する。
　生物性とは、土壌微生物及び土壌生物の量的・質的（多様性、バランス）豊富さ及び活性等をいう。

　植物育成培地３の表面をカバーソイル７で覆う時期は好光性植物の場合は発芽後である。
　嫌光性植物の場合は、植物育成培地３の充填後、可能な限り早いことが望ましく、必ずしも種まきを待って表面を覆う必要は無い。更には、植物育成培地３の生成開始時であって良い。

　この様なカバーソイル７の材質としては、例えば、ホタテ貝の貝殻破砕物やバーミキュライトが好適である。
　バーミキュライトは、元々植物育成培地３に含まれて良く、植物育成培地３中に少量混じり込むことは、問題は無い。
　また、植物育成培地３を撮影して、ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）等で土壌の状態を解析させる場合の画像中における、種子や小石との判別容易性の点においても、バーミキュライトは好適である。

　図５は、本発明の一実施形態に係る植物育成培地３の利用サイクルについて示す図である。
　本発明の一実施形態に係る植物育成培地生成用キットのユーザは、植物育成用容器８で植物育成培地３を生成し、カバーソイル７で表面を覆い、種を撒く等して、植物６を育成する。

　植物育成用容器８は、任意のものを使用することができ、植物育成培地３と組み合わせた場合に、適度の保水性、排水性、通気性を備えることが望ましい。
　植物育成培地３について肥料及び農薬が不要となる期間は、栽培、育成開始後およそ６ヶ月であるので、栽培、育成期間がそれ以上に及ぶ場合は、その１か月前に当たる５ヵ月後の時期に、微生物入りカプセル２を追加投入することが望ましい。

　ユーザは、植物育成培地３での植物６の育成を終えると、使用済みの植物育成培地３をソイルリサイクルセンター１０に送付して回収させる。
　使用済みの植物育成培地３の回収には、容器として、使用後植物育成培地回収用容器９を用いる。

　使用後植物育成培地回収用容器９は、土の回収、運搬に適した任意のものを使用することができ、例えば段ボール箱等であって良く、植物育成培地３を生成するためのキットの使用済発送用容器であって良い。
　ソイルリサイクルセンター１０は、本発明の一実施形態に係る植物育成培地３のリサイクル拠点であり、回収したＳＯＩＬ値が低下した使用後の植物育成培地３に対し、熱処理、物理性回復、及び微生物添加の各処理を行うことにより、植物育成培地３のＳＯＩＬ値を回復させ、再利用可能にする。

　熱処理とは、植物育成培地３を加熱し、少なくとも土壌中生物を死滅又は減殺させる処理である。
　死滅又は減殺させる土壌中生物は、少なくとも微生物、生虫、虫卵、及び残留根であり、これらの焼却まで行うことが望ましい。

　微生物の死滅又は減殺は、植物育成培地３の生物性を一時的に喪失させ、後の工程を経て、理想的な生物性を付与する為の、予備過程としての効果を有する。
　生虫、虫卵の死滅、減殺又は焼却は、防虫処理としての効果を有する。

　残留根の死滅、減殺又は焼却は、防病処理としての効果を有する。
　物理性回復は、植物育成培地３の目減り分相当量のベースメディア１を植物育成培地３に加えることにより、行ってよい。

　目減り分相当量とは、植物育成培地３の移し替え時の付着残留及び熱処理による変質等に伴う植物育成培地３の体積における減少分に相当する量である。
　微生物添加は、熱処理により失われた生物性の回復を目的として、植物育成培地３に微生物を添加する処理である。

　生物性の回復とは、未使用の植物育成培地３と同等の生物性を、再度付与することである。
　未使用とは、植物育成培地３として生成されて以来、植物６の育成等を一度も行っていないことをいう。
　乾燥した植物育成培地３に微生物を含む粉末を塗すことにより、微生物を添加（微生物パウダリング）しても良い。

　以上の処理を行った植物育成培地３を、ユーザに戻すことにより、ユーザは何度でも植物の栽培を楽しむことができる。
　この様にすることで、土壌に関する特別な知識をもたない人々でも、微生物がバランス良く豊富に存在し、植物の生長に適した土壌を容易に繰り返し手に入れることができ、ユーザは、常に養分や清潔性の点で理想的な土壌を、植物の育成に使用することが、可能となる。

　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

　例えば、上述の説明では、微生物はカプセル内に含むものとしたが、流通させることができる態様であれば特に限定されず、カプセル以外、例えば液体物中に含むようにしてもよいし、錠剤等の形態にしてもよい。
　つまり、本発明が適用される植物育成培地生成用キットは、有機物を含むベースメディアとは別に、何らかの方法で微生物を用意すればよい。

　換言すると、本発明が適用される植物育成培地は、次のような構成を有すれば足り、各種各様な実施の形態を取ることができる。

　本発明が適用される植物育成培地生成用キットは、
　有機物を含むベースメディア（例えば、図１のベースメディア１）と、
　微生物（例えば、図１の微生物入りカプセル２内の微生物だが、微生物入りカプセル２に入っている必要は特にない）と、
　を備え、
　前記ベースメディアに対して、前記微生物を添加することで植物育成培地（例えば、図１の植物育成培地３）が生成される。

　ここで、
前記微生物は、所定の包装用容器（例えば、図１の微生物入りカプセル２）に含まれている、
　ようにすることができる。

　さらに、
　「よい土」の指標となる指標値が所定範囲内となる前記植物育成培地が生成されるように、前記ベースメディアと前記微生物とが構成されている、
　ようにすることができる。

　また、本発明が適用される植物育成培地の生成方法は、次のような構成を有すれば足り、各種各様な実施の形態を取ることができる。

　本発明が適用される植物育成培地生成方法は、
　有機物を含むベースメディアと、
　微生物と、
　を備える植物育成培地生成用キットを用意して、
　前記ベースメディアに対して、前記微生物を添加することで、未使用状態の植物育成培地を生成する、
　ようにすることができる。

　また、本発明が適用される植物育成培地のリサイクル方法は、次のような構成を有すれば足り、各種各様な実施の形態を取ることができる。

　本発明が適用される前記植物育成培地のリサイクル方法は、
　植物育成培地生成方法により生成された前記未使用状態の前記植物育成培地が、所定の植物を育成するために使用され、その結果使用済みとなった前記植物育成培地を加熱して土壌中生物を少なくとも死滅又は減殺させることにより、生物性を失わせる熱処理を行うステップと、
　該植物育成培地に前記ベースメディアを加えて、目減り分相当量を補うステップと、
　該植物育成培地に微生物を添加することにより、前記熱処理により失われた前記生物性を回復させて、前記未使用状態の前記植物育成培地に回復させるステップと、
　を含むことで使用済み植物育成培地をリサイクルする。

　１・・・ベースメディア、１ａ・・・ゼオライト（軽石）、１ｂ・・・ココヤシピート、２・・・微生物入りカプセル、３・・・植物育成培地、４・・・微生物、５・・・有機物質（有機物）、６・・・植物、７・・・カバーソイル、８・・・植物育成用容器、９・・・使用後植物育成培地回収用容器、１０・・・ソイルリサイクルセンター

Claims (5)

1. 　有機物を含むベースメディアと、
   　微生物と、
   　を備え、
   　前記ベースメディアに対して、前記微生物を添加することで植物育成培地が生成される、
   　植物育成培地生成用キット。
2. 　前記微生物は、所定の包装用容器に含まれている、
   　請求項１に記載の植物育成培地生成用キット。
3. 　「よい土」の指標となる指標値が所定範囲内となる前記植物育成培地が生成されるように、前記ベースメディアと前記微生物とが構成されている、
   　請求項１又は２に記載の植物育成培地生成用キット。
4. 　有機物を含むベースメディアと、
   　微生物と、
   　を備える植物育成培地生成用キットを用意して、
   　前記ベースメディアに対して、前記微生物を添加することで、未使用状態の植物育成培地を生成する、
   　植物育成培地生成方法。
5. 　請求項４に記載の植物育成培地生成方法により生成された前記未使用状態の前記植物育成培地が、所定の植物を育成するために使用され、その結果使用済みとなった前記植物育成培地を加熱して土壌中生物を少なくとも死滅又は減殺させることにより、生物性を失わせる熱処理を行うステップと、
   　該植物育成培地に前記ベースメディアを加えて、目減り分相当量を補うステップと、
   　該植物育成培地に微生物を添加することにより、前記熱処理により失われた前記生物性を回復させて、前記未使用状態の前記植物育成培地に回復させるステップと、
   　を含む、使用済み植物育成培地のリサイクル方法。

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