(57)【要約】【課題】化学肥料を使用しなくても植物の生育に優れる新規人工土壌を提供する。【解決手段】ポリビニルアセタール樹脂多孔質体を含有する人工土壌。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルアセタール樹脂多孔質体を含有する人工土壌。
【請求項２】
前記ポリビニルアセタール樹脂多孔質体が、ポリビニルホルマール樹脂多孔質体である、請求項１に記載の人工土壌。
【請求項３】
土を更に含有する、請求項１又は２に記載の人工土壌。
【請求項４】
前記土が、黒土、赤土、赤玉土、ヴェルデナイト、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、腐葉土、鹿沼土、砂、水苔、ピートモス、培養土、真砂土、ココナッツファイバー、及びくん炭からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項３に記載の人工土壌。
【請求項５】
前記ポリビニルアセタール樹脂多孔質体の配合割合が10〜70容量%である、請求項３又は４に記載の人工土壌。
【請求項６】
有機資材及び／又は化学肥料を更に含有する、請求項３〜５のいずれか一項に記載の人工土壌。
【請求項７】
前記有機資材が、バーク堆肥、馬糞堆肥、鶏糞堆肥、牛糞堆肥、豚糞堆肥、海藻堆肥、稻ワラ、籾殻、大豆粕、魚粉、油粕、米ぬか、水草、おから、及びペプチドから選択される少なくとも1種である、請求項６に記載の人工土壌。
【請求項８】
水耕栽培用である、請求項１又は２に記載の人工土壌。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培に適した新規な人工土壌に関する。
【背景技術】
【０００２】
消費者の食の安全・安心に対する関心が高まっており、安全且つ安心な食料の増産が求められている。そのため、各種培養土壌や人工土壌が作製されているが、現状では化学肥料を使用しているものがほとんどである。
【０００３】
化学肥料が多用される背景には、品質の維持や安定性から有機人工土壌の製造は非常に難しいと思われていることが挙げられる。なぜなら、有機土壌では、植物に供給される無機成分が、微生物による有機物の分解によって生成されるため、定量化が難しいとされているからである。
【０００４】
このような問題を解決する手段として、特許文献１では、土壌微生物による物質循環を考慮した土壌の診断方法が報告されている。具体的には、特許文献１には、対象土壌におけるアンモニア減少率、フィチン酸からのリン酸生成活性、及び堆肥からのカリウム生成活性を用いて算出される循環活性指標、並びに土壌における土壌バクテリア数を用いて土壌診断を行うこと、並びに得られた診断結果に基づき、当該指標を改善するための処理を行うことが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２では、土壌中の全炭素、全窒素及び全リン酸の重量比を一定の範囲に調整することにより、微生物数を高レベルで維持でき、この微生物活性によって物質循環が促進され、有機物が効率良く植物が利用できる形態に変換され、有機肥料を効率良く利用できることが記載されている。
【０００６】
特許文献３では、経験的に作製された従来の堆肥は、窒素成分の含有量が顕著に低く、窒素：リン：カリウムのバランスが悪くなっていたことから、高濃度の窒素成分を有する有機物(大豆カス、油カスなど)を窒素源として使用し、糞尿を含む有機物(馬糞など)と当該有機物を混合するだけでなく、更に発酵させることにより、植物の生育を促進させる高品質新規堆肥とすることができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第2010/107121号
【特許文献２】特開2011-182747号公報
【特許文献３】特開2011-184267号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述するように、従来作製されている各種培養土壌や人工土壌は、化学肥料を使用しているものがほとんどである。
【０００９】
また、特許文献１〜３は、有機農法又は自然農法による農作物の栽培に適した土壌の診断や作製方法に関するものであるが、植物の生育という点では更なる改善が必要である。
【００１０】
そこで、本発明は、化学肥料を使用しなくても植物の生育に優れる新規人工土壌を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、ポリビニルホルマール(以下、PVFともいう)樹脂多孔質体が保水性に優れ且つ微生物保持能が高いため、このPVF樹脂多孔質体と各種土壌を混合して人工土壌を作製することによって、上記目的を達成することができるという知見を得た。
【００１２】
本発明は、これら知見に基づき、更に検討を重ねて完成されたものであり、次の人工土壌を提供するものである。
【００１３】
項１．ポリビニルアセタール樹脂多孔質体を含有する人工土壌。
【００１４】
項２．前記ポリビニルアセタール樹脂多孔質体が、ポリビニルホルマール樹脂多孔質体である、項１に記載の人工土壌。
【００１５】
項３．土を更に含有する、項１又は２に記載の人工土壌。
【００１６】
項４．前記土が、黒土、赤土、赤玉土、ヴェルデナイト、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、腐葉土、鹿沼土、砂、水苔、ピートモス、培養土、真砂土、ココナッツファイバー及びくん炭からなる群から選択される少なくとも1種である、項３に記載の人工土壌。
【００１７】
項５．前記ポリビニルアセタール樹脂多孔質体の配合割合が10〜70容量%である、項３又は４に記載の人工土壌。
【００１８】
項６．有機資材及び／又は化学肥料を更に含有する、項３〜５のいずれか一項に記載の人工土壌。
【００１９】
項７．前記有機資材が、バーク堆肥、馬糞堆肥、鶏糞堆肥、牛糞堆肥、豚糞堆肥、海藻堆肥、稻ワラ、籾殻、大豆粕、魚粉、油粕、米ぬか、水草、おから、及びペプチドから選択される少なくとも1種である、項６に記載の人工土壌。
【００２０】
項８．水耕栽培用である、項１又は２に記載の人工土壌。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の人工土壌によれば、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体が保水性及び微生物保持能に優れていることに基づき、化学肥料を使用しなくても植物の生育促進効果を得ることができる。また、化学肥料を含む土壌を使用した場合であっても、更なる植物の生育促進効果が得られる。
【００２２】
本発明によれば、土壌を使用せずにポリビニルアセタール樹脂多孔質体を水耕栽培に使用することでも好適に植物栽培を行うことができる。さらに、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体は軽いため屋上緑化などにも好適に利用可能である。
【００２３】
また、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体は生分解性が低く、土壌中でも繰り返し使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】黒土とPVFスポンジの混合土壌の栽培試験の結果を示すグラフである。黒土とPVFスポンジを9:1〜1:9(v/v)の割合で混合し、さらに10容量％となるように牛フン堆肥を添加して培養土を調製した。エラーバーは標準偏差を示す。
【図２】ウレタンを混ぜた植物生長用培地におけるコマツナの栽培の結果を示す写真である。A：栽培開始直後  B：1週間栽培後  1：植物生長用培地のみ  2：ウレタン 1容量%  3：ウレタン 5容量％  4：ウレタン10容量％  5：ウレタン15容量％  6：ウレタン25容量％
【図３】ウレタンを混合した植物生長用培地におけるコマツナの生重量を示すグラフである。（  ）内はウレタンの混合割合を示す。また、エラーバーは標準偏差を示す。
【図４】栽培の開始時と収穫時の土壌中の総細菌数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２６】
本発明の人工土壌は、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体を含有することを特徴とする。
【００２７】
ポリビニルアセタール樹脂多孔質体は、ポリビニルアセタール樹脂により構成されるスポンジ状のものである。ポリビニルアセタール樹脂多孔質体は、高い保水性と微生物保持能を有しているため、人工土壌の基材として好適に使用することができる。ポリビニルアセタール樹脂多孔質体としては、ポリビニルホルマール樹脂多孔質体(以下、PVFスポンジと称することもある)が特に好ましい。
【００２８】
本発明のポリビニルアセタール樹脂多孔質体は、空隙率が好ましくは85〜98%であり、より好ましくは88〜92である。空隙率とは、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体の見かけ体積に対する気孔が占める割合を意味する。空隙率が上記範囲であれば、強度に優れる上に、多孔質体としての十分な性能が得られる。
【００２９】
本発明のポリビニルアセタール樹脂多孔質体は、細孔の孔径が好ましくは50〜2000μmであり、より好ましくは60〜200μmである。細孔の孔径がこの範囲であれば、強度に優れる上に、多孔質体としての十分な性能が得られる。
【００３０】
本発明のポリビニルアセタール樹脂多孔質体は、公知の製造方法により製造でき、又は市販されているものを使用することができる。更には、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体の製品を製造する過程で出る通常破棄される切れ端なども有効に活用することができる。本発明のポリビニルアセタール樹脂多孔質体は、例えば以下に示す方法により製造することができる。
【００３１】
ポリビニルアルコール(PVA)水溶液に、例えば澱粉等の気孔生成剤、アルデヒド(例えば、ホルムアルデヒド)、及び酸触媒を添加することにより、アセタール化反応させた状態から、気孔生成剤、余剰のアルデヒド、及び酸触媒を抽出、除去することによりポリビニルアセタール樹脂多孔質体を製造することができる。気孔生成剤の代わりに気泡を用いることもできる。
【００３２】
また、本発明のポリビニルアセタール樹脂多孔質体は、本発明の効果が得られる範囲でポリビニルアセタール以外の成分が含まれていてもよい。
【００３３】
本発明の人工土壌の一つの実施態様としては、細切したポリビニルアセタール樹脂多孔質体と土が混合されたものを挙げることができる。このようにポリビニルアセタール樹脂多孔質体と土を混合して人工土壌とすることで、優れた植物の生長促進効果が得られる。
【００３４】
ポリビニルアセタール樹脂多孔質体と混合するために使用する土としては、本発明の効果が得られる限り特に限定されないが、例えば、黒土、赤土、赤玉土、ヴェルデナイト、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、腐葉土、鹿沼土、砂、水苔、ピートモス、培養土、真砂土、ココナッツファイバー、くん炭などが挙げられる。これらの土は単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。培養土としては、花ちゃん培養土(花ごころ)など一般に市販されている培養土を使用することができる。
【００３５】
上記の土のうち、黒土、赤土、赤玉土、ヴェルデナイト、ゼオライト、パーライト、バーミキュライトなどは化学肥料を含まない天然素材であり、これらの天然素材をポリビニルアセタール樹脂多孔質体と混合して人工土壌としたものは、ある程度の植物の生育促進効果を得ることができる。また、市販されている化学肥料を含む培養土(例えば、花ちゃん培養土など)についてもポリビニルアセタール樹脂多孔質体と混合して人工土壌とすることにより、培養土のみからなるものと比べて優れた植物の生育促進効果を得ることが可能である。
【００３６】
本発明のポリビニルアセタール樹脂多孔質体と土を含有する人工土壌は、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体の配合割合が好ましくは10〜70容量%、より好ましくは10〜60容量%、更に好ましくは10〜50容量%である。ポリビニルアセタール樹脂多孔質体の配合割合が上記範囲であれば、優れた植物の生長促進効果を得ることができる。
【００３７】
本発明のポリビニルアセタール樹脂多孔質体と土を含有する人工土壌は、更に有機資材及び／又は化学肥料を含有していてもよい。本発明の人工土壌に、有機資材や化学肥料を添加することで、植物の生育促進効果を更に向上させることができる。
【００３８】
有機資材(有機質肥料)としては、特に限定されないが、例えば、バーク堆肥、馬糞堆肥、鶏糞堆肥、牛糞堆肥、豚糞堆肥、海藻堆肥、稻ワラ、籾殻、大豆粕、魚粉、油粕、米ぬか、水草、おから、ペプチドなどを挙げることができる。これらの有機資材は単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３９】
化学肥料としては、特に限定されないが、例えば、尿素、硝酸アンモニウム、硝酸苦土アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝酸ソーダ、硝酸カルシウム、硝酸カリウム、石灰窒素、過リン酸石灰、重過リン酸石灰、苦土過リン酸、苦土リン酸、硫リン安、リン硝安カリウム、塩リン安、塩化カリウム、硫酸カリウム、硫酸カリソーダ、硫酸カリ苦土、重炭酸カリウム、リン酸カリウムなどを挙げることができる。これらの化学肥料は単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、本発明の化学肥料としては、市販されている化学肥料も使用することができる。
【００４０】
本発明の人工土壌への有機資材及び化学肥料の添加量は、植物の生育に必要な栄養成分の量などを考慮して適宜設定することができる。
【００４１】
本発明の人工土壌の他の実施態様としては、土壌を使用せずポリビニルアセタール樹脂多孔質体を水耕栽培用の基材とすることが挙げられる。ポリビニルアセタール樹脂多孔質体は、水耕栽培に使用することでも好適に植物栽培を行うことができる。水耕栽培は、液体肥料等を用いて公知の方法により実施することができる。
【００４２】
また、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体は軽いため、ポリビニルアセタール樹脂多孔質体を使用して芝などを生育させることによって、屋上緑化・壁面緑化に利用することが可能である。
【００４３】
本発明の人工土壌を使用して栽培することができる植物としては、本発明の人工土壌で生育できるものであれば特に限定されないが、例えば次のものを挙げることができる。葉菜(例えば、はくさい、ほうれんそう、キャベツ、レタス、コマツナ、ねぎ、たまねぎ、ブロッコリー、アスパラガス)、根菜(例えば、にんじん、だいこん、ごぼう、さといも、長芋、れんこん、かぶ)、果菜(例えば、トマト、ミニトマト、なす、ピーマン、きゅうり、すいか、イチゴ、かぼちゃ、メロン、スイートコーン)等の蔬菜；リンゴ、ナシ、ブドウ、カキ等の果樹；大豆、枝豆、小豆、空豆、落花生、インゲン等の豆類；茶；たばこ；綿花；大麦、小麦、燕麦、ライ麦等の麦；パンジー、マリーゴールド、サルビア、ペチュニア、日々草、菊、カーネーション、薔薇、リンドウ、宿根カスミソウ、ガーベラ、スターチス、トルコギキョウ、アルストロメリア、ゆり、チューリップ、シクラメン、グラジオラス、フリージア、プリムラ、デンドロビウム、ベゴニア、シンビジウム、ポインセチア、ファレノプシス、ビオラ、デージー、スコバリア、カリブラコア等の花卉；サボテン等の多肉植物；及びセイヨウシバ、コウライシバ等の芝；緑化植物を挙げることができる。
【００４４】
本発明の人工土壌を用いた上記の植物の栽培は、公知の方法に従って行うことができる。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる。しかし、本発明はこれら実施例等になんら限定されるものではない。
【００４６】
なお、以下の試験例に記載のPVFスポンジ(小)については、1〜3 mm角、厚みが1 mm程度のPVFスポンジを、特に記載しない場合は、5〜20 mm角、厚みが1 mm程度のPVFスポンジを意味している。
【００４７】
試験例１  各資材の化学的性質
様々な土壌資材、PVFスポンジ及びウレタンスポンジについて比重と最大保水容量を求めた。ろ紙上に湿土を測りとり、蒸留水30 mLを添加し、土壌から流出した蒸留水の容量を測定した。蒸留水を添加した土壌を乾燥後、土壌の乾燥重量を測定した。土壌に保持された蒸留水量に、湿土と乾燥土の重量差を足し合わせ、最大保水容量を算出した。以下の表１にその結果を示す。表１の結果から、PVFスポンジはパーライトやウレタンと並んで比重が最も軽く、更に最大保水容量についてもバーミキュライトと並んで最も大きいことが分かる。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
試験例２  PVFスポンジの微生物保持能
廃水処理に用いたPVF担体(気孔率90%、気孔径60μmで4×4×4 mmのPVFスポンジ)の総細菌数をeDNA (environmental DNA)法(Aoshima et al., 2006, Appl. Microbiol. Biotechnol. 71: 875-880)に従って測定したところ、1×108 cells/gと高い微生物保持能を示した。さらに同じPVF担体を用いて、金魚を飼育し、自然環境を再現した水槽の水質維持試験を行った。PVF担体中の細菌数は2.5×109 cells/g-sampleまで達した。この細菌数は、土壌中の細菌数に匹敵することから、PVFスポンジは微生物保持能の高い担体であることが示唆された。
【００５０】
試験例３  PVFスポンジを用いた人工土壌の植物生育
[方法]
PVFスポンジと黒土(刀川平和農園)を混合し、さらに10容量%となるように牛フン堆肥(アースパワー、キムラグリーン)を添加して有機栽培土壌を作製した。播種後1週間播種シート上で栽培し、生育のそろったコマツナの実生を選抜して、栽培試験に用いた。1/5000 a ポットを用いて、植物工場内(明期12時間22℃、暗期12時間17℃)で4週間栽培を行った。比較のため、花ちゃん培養土(花ごごろ)を使用して同様の栽培試験を行った。
【００５１】
[結果]
１．PVFスポンジ30容量%を混合した場合
PVFスポンジの割合が30容量%となるように黒土と混合すると、PVFスポンジを混合しない場合に比べて顕著にコマツナの生重量が増加した。その効果は、緩効性化学肥料を含有し、優れた植物生育能を示す花ちゃん培養土に比べ、有意に良好であった(表２)。PVFスポンジに優れた保水性と微生物保持能があることから、牛フン堆肥及び黒土に含まれる有機物が微生物により効率よく植物の生育に有用な物質へ変換されたためと考えられた。なお、表中の数字は平均値と標準偏差を示し、実験は3反復で行った。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
２．PVFスポンジの混合割合の検討
PVFスポンジを10〜90容量％の範囲で添加してコマツナの生育に及ぼす影響を検討した。その結果、40容量%前後で最も優れた効果が認められた(図１)。また、配合割合は60容量%以下が好ましい結果であった。実験は9反復で行った。
【００５４】
試験例４  ウレタンを用いた植物栽培
[方法]
PVFスポンジの外に、汎用されるスポンジとしてウレタンスポンジがある。そこでウレタンスポンジの植物生育への影響を検討した。
【００５５】
植物生長用寒天培地(植物生長基本培地(表３) 1 L ＋ 微量栄養素溶液(表４) 1 mL)に、熱水で数回洗浄したウレタンスポンジを1〜25%混合(体積比)し、ウレタンスポンジ含有植物生長培地を作製した。実験系列を表５に示す。これに、種子滅菌水(表６)で処理したコマツナの種子を播種した。グロースキャビネット(グロースチャンバ MLR-351、三洋電機、大阪)にて1週間栽培後、各サンプルの生重量を植物生長用寒天培地のみと比較した。キャビネット内の温度は25℃、光の照射条件は明期：12時間、暗期12時間とした。
【００５６】
【表３】
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【００５７】
【表４】
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【００５８】
【表５】
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【００５９】
【表６】
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【００６０】
[結果]
コマツナの生育の様子を図２に示す。1週間栽培後の生重量を図３に示す。この結果より、ウレタンスポンジを加えることで生重量の低下が見られた。特に、ウレタン混合量が25容量%になると、生重量がおよそ半分まで低下することから、ウレタンが植物生長を阻害する何らかの影響を及ぼしていることが示唆された。実験は7反復で行った。
【００６１】
試験例５．PVFスポンジと市販培養土を混合した栽培試験
[試験方法]
１．栽培作物  コマツナ(収穫量)
8号樹脂ポットに各種の人工土壌を約6L入れ、育苗ポットで育てたコマツナ(通常2週間)を移植した。基本的に、1ポットに3株、1条件3ポットで実施した。数週間後(通常3週間)に収穫し、植物体地上部の重量を測定した。
【００６２】
＜コマツナ苗の育成＞
育苗ポット(約30×30×30 mmが49穴)にバーミキュライトを入れ、コマツナ種子を1穴あたり1〜4粒を播種した。1週間後大きさが揃うように間引きを行った。播種後2週間後同程度の大きさのものをポットに移植用として使用した。
【００６３】
＜試験ポットの作製＞
（１）土壌再使用試験
市販培養土(花ちゃん培養土) 100%をベース(標準区)として、市販の培養土67容量% (12L)とPVFスポンジ 33容量% (6L)をバットに入れて混合した人工土壌(試験区１)、市販の培養土33容量% (6L)とPVFスポンジ67容量% (12L)をバットに入れて混合した人工土壌(試験区２)を作製した。8号樹脂ポットに約6Lずつ分け、各試験区3ポットの試験ポットを作製した。収穫後、次回の栽培前に、同一区に属する３ポットの土を混合し、再利用した(2回目以降)。
【００６４】
（２）各種市販培養土を用いた試験
各種市販培養土100%をベース(標準区)として、市販の培養土75容量% (4.5L)とPVFスポンジ(小) 25容量% (1.5L)をバットに入れて混合した人工土壌(試験区３〜７)を作製した。8号樹脂ポットに約6Lずつ入れ、各試験区1ポットの試験ポットを作製した。
【００６５】
ただし、花ちゃん培養土に関しては3ポットの試験を2回繰り返し、1ポットの試験を1回実施した。
【００６６】
＜施肥＞
（１）土壌再使用試験
1及び3回目の栽培では、化学肥料を与えた。化学肥料は微粉ハイポネックス(ハイポネックスジャパン)を1000倍の水道水に溶解したもの又は住友液肥１号  葉もの用(レインボー薬品)を400倍の水道水に希釈したものを基本的に毎週1回1ポットあたり1.2L施肥した。2回目の栽培では、有機肥料(牛フン堆肥、花ごころ)を移植2週間前に1ポットあたり200 g施肥し、その後の化学肥料の施肥は行なわなかった。4回目の栽培では、有機肥料(菜種油粕、刀川平和農園)を移植2週間前に1ポットあたり100 g、移植時に30 gそれぞれ施肥し、その後は化学肥料の施肥は行わなかった。
【００６７】
（２）各種市販培養土を用いた試験
化学肥料を「（１）土壌再使用試験」と同様に施肥した。
【００６８】
＜散水＞
週１〜3回、1ポットあたり約1.2 Lを散水した。水肥の化学肥料を施肥した場合は、それを以って散水とした。
【００６９】
＜実施場所および栽培期間＞
（１）土壌再使用試験
実施場所：神戸市北区  屋外
栽培期間：
1回目：2011/9/7-2011/10/21
2回目：2012/5/30-2012/6/18
3回目：2012/7/9-2012/8/7
4回目：2012/8/24-2012/9/14
（２）各種市販培養土を用いた試験
実施場所：神戸市北区  屋外
栽培期間：
2012/7/9-2012/8/7
2012/8/24-2012/9/14
2012/9/7-2012/9/26
【００７０】
２．栽培作物  コマツナ(総細菌数) 
上記「１．栽培作物  コマツナ(収穫量)（１）土壌再使用試験」において、栽培の開始時と収穫時の土壌中の総細菌数を調べた。
【００７１】
＜総細菌数の測定方法＞
総細菌数は、土壌中の環境DNAの抽出及び解析法に従って測定した(Aoshima et al., 2006, Appl. Microbiol. Biotechnol. 71: 875-880; 国際公開第2010/107121号)。滅菌したチューブに供試土壌1 g、DNA抽出緩衝液8 mL、20%ドデシル硫酸ナトリウム溶液1 mLを加え、攪拌機で攪拌(1,500 rpm、室温、20分間)した。攪拌した溶液1.5 mLを遠心分離(8,000 rpm、室温、10分間)に供し、水層700μLを新たなチューブに分取した。クロロホルム・イソアミルアルコール(24:1 (v/v)) 700μLを添加し、緩やかに混和後、遠心分離(14,000 rpm、室温、10分間)した。水層500μLを新たなチューブに分取して、2-プロパノールを添加し、緩やかに混和後遠心分離(14,000 rpm、室温、20分間)した。水層を除去後、70% (v/v) エタノール1 mLを添加し、遠心分離(14,000 rpm、室温、5分間)した。水層を除去後、アスピレーターで減圧乾燥しeDNAを得た。
【００７２】
1.0%アガロースゲルを作製し、得られたeDNA溶液及び検量線作製用のマーカーとして既知量のDNAを含むSmart Ladder (NIPPON GENE)をゲルに供した。電気泳動を行ったアガロースゲルは、エチジウムブロマイドで染色後UV照射し、DNAバンドを確認した。KODAK 1D Image Analysis software (KODAK)を用いて、エチジウムブロマイドを標識としたDNAバンドの蛍光強度測定を行った。アガロースゲル上のDNA量の測定結果から、試料1.0 mlあたりのeDNA量を算出し、得られたeDNA量とeDNA-総細菌数検量線(土壌総細菌数(cells/g-sample)＝1.7×108×eDNA量(μg/g-sample)(r2＝0.96))を用いて、土壌総細菌数を算出した。
【００７３】
３．栽培作物  ミニトマト(収穫量)
8号樹脂ポットに人工土壌を約6L入れ、ミニトマトの苗を移植した。1ポットに1株、1条件3ポットで実施した。自然受粉で結実させ、赤くなった実から順次収穫した。
【００７４】
＜試験苗＞
市販のミニトマトの苗をホームセンターで購入した。
【００７５】
＜試験ポットの作製＞
市販の培養土(花ちゃん培養土)100%をベース(標準区)として、市販の培養土67容量% (12L)とPVFスポンジ33容量% (6L)をバットに入れて混合した人工土壌(試験区)、市販の培養土67容量% (12L)とパーライト33容量% (6L)をバットに入れて混合した人工土壌(比較区)を作製した。8号樹脂ポットに約6Lずつ分け、各試験区3ポットの試験ポットを作製した。収穫後、次回の栽培前に、同一区に属する３ポットの土を混合し、再利用した。パーライトは保水性を有する土壌改良剤であり、本試験では比重の小ささに着目して土壌軽量化の観点からPVFスポンジと比較した。
【００７６】
＜施肥＞
1回目の栽培では、化学肥料(微粉ハイポネックス)を基本的に毎週1回1ポットあたり1.2L施肥した。2回目の栽培では、有機肥料(牛フン堆肥、花ごころ)を移植2週間前に1ポットあたり200 g施肥し、その後、化学肥料を基本的に毎週1回1ポットあたり1.2L施肥した。
【００７７】
＜散水＞
週1〜3回、1ポットあたり約1.2Lを散水した。水肥の化学肥料を施肥した場合は、それを以って散水とした。
【００７８】
＜実施場所および栽培期間＞
実施場所：神戸市北区  屋外
栽培期間
1回目：2011/8/9-2011/10/5
2回目：2012/5/11-2012/9/28
【００７９】
[結果]
１．栽培作物  コマツナ(収穫量)
（１）土壌再使用試験
標準区の収穫量を100とした試験区の収穫量の相対値を表７に示す。PVF 33容量%あるいは67容量%の添加により、すべての試験において、添加しない土壌に比べて収穫量が増加した。この効果は土壌を再使用しても再現された。このことから、PVFは生分解性が低く、土壌中でも繰り返し使用できることが分かった。また、PVF配合量が70容量%でも生育を促進する作用があると考えられた。
【００８０】
【表７】
2014143931.tif 000009
【００８１】
（２）各種市販培養土を用いた試験
標準区の収穫量を100とした試験区の収穫量の相対値を表8に示す。種々の市販培養土を用いてもPVF混合により生育の促進が認められた。
【００８２】
【表８】
2014143931.tif 000010
【００８３】
２．栽培作物  コマツナ(総細菌数)
コマツナを栽培した試験における栽培の開始時と収穫時の土壌中の総細菌数を図４に示す。PVFスポンジを混合した人工土壌では、PVFスポンジを混合していない培養土に比べて、栽培により土壌中の総細菌数が増加する傾向があることが分かった。特に有機肥料を含む場合(1回目：花ちゃん培養土は元肥に有機肥料も含む、2回目：牛フン堆肥施肥、4回目：菜種油粕施肥)に総細菌数増加の傾向が大きかった。
【００８４】
３．栽培作物  ミニトマト(収穫量)
標準区の収穫量を100とした試験区および比較区の収穫量の相対値を表９に示す。トマトの栽培においてもPVFを添加した土壌は、添加しない土壌に比べ収穫量が向上した。一方、パーライトを同容量%添加した場合は、著しく収穫量が低下したことから、土壌軽量化に用いる資材としてPVFが優れていることが分かった。
【００８５】
【表９】
2014143931.tif 000011
【００８６】
上記の結果から、PVFスポンジを市販の培養土に対して混合することでも、植物の生育を向上させることができることが分かった。さらに、土を再利用しても同様に植物生育向上の効果を得ることができた。
【００８７】
PVFスポンジを混合した培養土は吸水性が向上することで散水時の吸水速度が速くなった。また、ポット内での根の生育の状態もPVFスポンジに絡みついて伸びていた。その他、ポットの移動も重量が土のみの場合に比べ軽くなっているため作業者の負担が軽減された。
【００８８】
試験例６．PVFスポンジによる栽培試験
１．PVFスポンジを用いた各種植物の生育
PVFスポンジを使用しポインセチア、ビオラ、イチゴ、デージー、スコバリア、カリブラコアを栽培すると、培養土100%を使用したものと比較して生育が良好であることを確認できた。
【００８９】
２．PVFスポンジを用いた水耕栽培
PVFスポンジ100%を用いてミニトマト、イチゴを栽培すると、複数個の果実を収穫することができる程度まで育てることが可能であった。このことから、PVFスポンジを用いて水耕栽培が可能であることが分かる。
【００９０】
３．PVFスポンジを用いた(屋上)緑化
PVFスポンジは、シラスバルーンと保水ポリマーなどをブレンドした市販品エコカーペット(サカタのタネ)と比べて、乾燥時及び吸水時の重量が軽く(表１０)、市販品より軽量化が可能である。その上、PVFスポンジは市販品と同等の芝を育成することができた。
【００９１】
【表１０】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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