(57)【要約】【課題】播種、発芽、育苗を経て更なる成長段階に至るまで、移植を必要とせずに良好な条件下にて育成可能な植物の栽培方法を提供する。【解決手段】第１のゲル培地１の外側に、第２〜第４のゲル培地２〜４を並べて配置し、第１のゲル培地１の中央に設けた凹部10内に植物の種11を播き、この播種位置から伸長する根13が、第１〜第４のゲル培地１〜４内に順次浸入し、第１〜第４のゲル培地１〜４に含ませた組成又は濃度が異なる栄養成分を吸収できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
栄養成分を含む液体又は水をゲルに含ませてなるゲル培地を使用し、該ゲル培地上に播種又は植付けがなされた植物を成長させる植物の栽培方法であって、
前記播種又は植付けがなされたゲル培地の周囲に、前記植物の根が伸長する方向に並べて複数のゲル培地を配置し、夫々のゲル培地中に含まれる栄養成分の組成又は濃度を異ならせてあることを特徴とする植物の栽培方法。
【請求項２】
前記複数のゲル培地は、前記播種又は植付けがなされたゲル培地の周囲に、同一平面内にて外側に拡がるように並べて配置してある請求項１に記載の植物の栽培方法。
【請求項３】
前記複数のゲル培地は、上面に播種又は植付けがなされるゲル培地の下側に積層して配置してある請求項１に記載の植物の栽培方法。
【請求項４】
前記複数のゲル培地の夫々は、複数の分割片に分割してある請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の植物の栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル培地を使用して植物を栽培する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、土壌栽培に代わる植物の栽培方法として水耕栽培が着目されている。水耕栽培は、植物の根を水溶液中に浸し、該水溶液中に含ませた栄養成分を根に直接的に吸収させる方法であり、生育状態の管理が容易で、計画的な栽培が可能となるという利点を有している。
【０００３】
一方、植物の栽培にゲル培地を使用する試みがなされている（例えば、特許文献１、２参照）。ゲル培地は、種々の栄養成分を含む液体又は水を、ゲル状体に含ませたものである。ゲル状体としては、寒天が広く使用されている。特許文献１には、ゲル培地を使用した植物の栽培手順、及び使用するゲル培地の構成が開示され、また特許文献２には、植物の栽培に使用するゲル培地の構成及び製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２８５６１５号公報
【特許文献２】特開平７−８７８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、前述した水耕栽培においては、播種、発芽を経て、根及び茎が適宜に成長するまでの育苗に対応することはできず、別工程で育てた苗を移植する必要がある。また土壌栽培される植物の根は、地中の栄養成分を吸収すると共に、茎、葉、花等の地上部分を自立させるべく支える機能を果たすのに対し、水耕栽培においては、水溶液中に存在する根による支え機能は期待し得ないことから、地上部分を自立させるための支え部材が別途必要となるという問題がある。更に、支え部材として広く使用されているロックウールは、生分解性を有しておらず、使用後に産業廃棄物として処分する必要があり、環境保全の観点から取扱いが難しいという問題もある。
【０００６】
これに対し、ゲル培地を使用した栽培（以下培地栽培という）においては、土壌栽培におけると同様に、播種の段階から、発芽を経て苗となるまでの育苗段階に対応することができるが、特許文献１においては、育苗完了までの培地栽培の手順が記載されているのみであり、播種から苗となるまでの間に、容器（トレー）を含めてゲル培地を交換するために複数回の移植を実施しており、これらの移植作業に手間を要するという問題がある。また、育苗完了後には水耕栽培に移行しており、特許文献１に記載された方法は、水耕栽培用の苗を培地栽培する方法を提供しているに過ぎず、播種から育苗、更には、育苗以降のを含めた培地栽培を可能とするものではない。
【０００７】
また特許文献２には、植物の栽培に用い得るゲル培地が記載されているに過ぎず、このゲル培地を使用した栽培方法については述べられていない。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ゲル培地を使用し、播種、発芽、育苗を経て更なる成長段階に至るまで、移植を必要とせずに良好な条件下にて育成可能な植物の栽培方法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】
【０００９】
本発明に係る植物の栽培方法は、栄養成分を含む液体又は水をゲルに含ませてなるゲル培地を使用し、該ゲル培地上に播種又は植付けがなされた植物を成長させる植物の栽培方法であって、前記播種又は植付けがなされたゲル培地の周囲に、前記植物の根が伸長する方向に並べて複数のゲル培地を配置し、夫々のゲル培地中に含まれる栄養成分の組成又は濃度を異ならせてあることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、播種又は植付け位置を起点として植物の根が伸長する方向に複数のゲル培地を並べて配置する。各伸長段階にある根は、当該位置にあるゲル培地が含む組成及び濃度の栄養成分を吸収し、植物は、発芽、育苗を経て更なる成長段階に至るまで、良好な条件下にて育成される。ゲル培地は、例えば、寒天、ゼラチン、葛、杏仁豆腐、片栗、豆腐、こんにゃくを使用して構成することができる。
【００１１】
また本発明に係る植物の栽培方法は、前記複数のゲル培地が、前記播種又は植付けがなされたゲル培地の周囲に、同一平面内にて外側に拡がるように並べて配置してあることを特徴とする。
【００１２】
この発明においては、播種又は植付けがなされるゲル培地の周囲に、同一平面内にて外側に拡がるように複数のゲル培地を並置する。播種位置を起点として伸長する根は、各伸長位置で適正な組成及び濃度の栄養成分を吸収すると共に、ゲル培地が並置された平面内に拡がることで、茎、葉、花等の自立部分を安定して支える機能を果たす。また、この発明においては、根を含めた植物の高さを低く抑えることができるから、多段式の棚を使用する植物工場での栽培に好便に適用することができる。
【００１３】
また本発明に係る植物の栽培方法は、前記複数のゲル培地が、上面に播種又は植付けがなされるゲル培地の下側に積層して配置してあることを特徴とする。
【００１４】
この発明においては、複数のゲル培地を上下に積層して配置し、最上に位置するゲル培地の上面に播種又は植付けを行う。根は、下側に重ねたゲル培地を順次貫通するように下方に向けて伸長し、各伸長段階において、当該位置にあるゲル培地が含む組成及び濃度の栄養成分を吸収するから、発芽、育苗を経て更なる成長段階に至るまで、良好な条件下にて植物を育成することができる。下方向に伸長する根は、茎、葉、花等の自立部分の支え機能が不足することから、例えば、積層されたゲル培地の内部に支え部材を埋設し、該支え部材に根が絡むことで、前記自立部分の支持機能を強化するのが望ましい。
【００１５】
また本発明に係る植物の栽培方法は、前記複数のゲル培地の夫々が、複数の分割片に分割してあることを特徴とする。
【００１６】
この発明においては、播種がなされるゲル培地の周囲に配置する複数のゲル培地の夫々を複数に分割し、各分割片を組み合わせて配置することにより、同一平面内での配置、上下方向の積層配置を含めたゲル培地の配置を簡易に実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る植物の栽培方法においては、植物の種が播かれるゲル培地に並べて、異なる栄養成分を含むゲル培地を順次配置してあるから、播種から発芽を経て苗となり、更に成長する植物は、根の伸長に応じて夫々の位置にあるゲル培地の栄養成分を吸収し、成長段階に応じた良好な条件下で栽培することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る植物の栽培方法の説明図である。
【図２】ゲル培地の組み合わせ状態の説明図である。
【図３】ゲル培地の大きさ及び栄養成分濃度の一例を示す図表である。
【図４】ゲル培地の他の組み合わせ状態の説明図である。
【図５】本発明に係る植物の栽培方法の他の実施の形態を示す説明図である。
【図６】図５の実施の形態に使用するゲル培地の変形例の説明図である。
【図７】図５の実施の形態に使用するゲル培地の変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る植物の栽培方法（以下本発明方法という）の説明図、図２は、本発明方法の実施に使用するゲル培地の組み合わせ状態の説明図である。
【００２０】
本発明方法においては、図１、図２に示すように、複数のゲル培地１〜４を使用する。これらのゲル培地１〜４は、いずれも、植物の成長に必要な栄養成分を含む液体、又は水を、例えば、寒天、ゼラチン、葛、杏仁豆腐、片栗、豆腐、こんにゃく等の天然由来成分からなるゲル状体中に含ませて構成されている。
【００２１】
このように構成されたゲル培地１〜４は、後述する使用により劣化した場合に、例えば、地中に埋めて微生物により分解処理させることができ、また、有害物質を発生せすに焼却することもできるから、環境に負荷をかけずに処分することができる。なお、ゲル培地１〜４は、高分子ゲルを使用して構成することもできる。
【００２２】
図２に示すように、第１のゲル培地１は、適宜の厚さを有する矩形の平板状に成形されており、一面の略中央に凹部10を備えている。このようなゲル培地１は、図１に示すように、凹部10の形成面を上向きとして、例えば、栽培トレイ（図示を省略する）内に単独で配置して使用され、栽培すべき植物の種11は、図示のように凹部10内に播種される。
【００２３】
なお、栽培トレイ内には、少量の水又は液肥を補給してもよい。このような栽培トレイは、補給された水又は液肥と共に容易に持ち運ぶことができ、例えば、多段式の棚を使用する植物工場での栽培において、必要に応じて容易に配置変えすることができる。
【００２４】
凹部10内の種11は、該凹部10内で発芽して苗12となる。該苗12の根13は、図１に示すように、播種がなされたゲル培地１の中央から外側に拡がるように伸長する。苗12は、ゲル培地１に含まれる栄養成分を根13が吸収することで成長し、複数の枝葉を有する茎14となって更に成長する。
【００２５】
図２に示すように第２のゲル培地２は、第１のゲル培地１と同等の厚さを有する矩形平板状に成形されており、第１のゲル培地１の外形に対応する中抜き部20を中央に備えている。このように構成された第２のゲル培地２は、図２中に矢符により示すように、第１のゲル培地１に中抜き部20を嵌め合わせ、該ゲル培地１の外側に、同一平面内にて連続するように並べて配置される。
【００２６】
このような第２のゲル培地２の配置は、図１に示すように、第１のゲル培地１内で伸長した根13の先端が、該ゲル培地１の外縁近傍に達した時点でなされる。これにより根13は、図１に示すように、第２のゲル培地２内に入り込むように伸長する。このような根13の伸長に応じて、茎14も図示のように成長する。
【００２７】
ここで植物の根13は、根毛と称される多数の毛状の突起を有しており、根13による栄養成分の吸収は、主として根毛を介してなされることが知られている。この根毛は、根の表皮細胞が細く延びたものであり、根の先端部分に多く発達する。従って、前述の如く伸長する根13は、初期には第１のゲル培地１から栄養成分を吸収し、その先端が第２のゲル培地２内に入り込んだ後には、主として第２のゲル培地２から栄養成分を吸収することとなり、枝葉を備える茎14の成長は、ゲル培地２から吸収される栄養成分によって生じる。
【００２８】
第３のゲル培地３は、図２に示すように、第１、第２のゲル培地１、２と同等の厚さを有する矩形平板状に成形されており、第２のゲル培地２の外形に対応する中抜き部30を中央に備えている。このように構成された第３のゲル培地３は、図２中に矢符により示すように、第２のゲル培地２に中抜き部30を嵌め合わせ、第１のゲル培地１及び第２のゲル培地２の外側に、同一平面内にて連続するように並べて使用する。
【００２９】
第３のゲル培地３の配置は、図１に示すように、根13の先端が第２のゲル培地２の外縁近傍に達した時点でなされる。これにより根13は、第３のゲル培地３内に入り込むように更に伸長し、主として、第３のゲル培地３に含まれる栄養成分を吸収するようになる。第３のゲル培地３からの栄養成分の吸収は、茎14が更に成長し、図１に示すように、各枝葉の先端に花15が開花し、受粉を経て着果に至るまでの間になされる。
【００３０】
第４のゲル培地４は、図２に示すように、第１〜第２のゲル培地１〜３と同等の厚さを有する矩形平板状に成形されており、第３のゲル培地３の外形に対応する中抜き部40を中央に備えている。このように構成された第４のゲル培地４は、図２中に矢符により示すように、第３のゲル培地３に中抜き部40を嵌め合わせ、第１〜第３のゲル培地１〜３の外側に、これらと同一平面内にて連続するように並べて使用する。
【００３１】
第４のゲル培地４の配置は、図１に示すように、根13の先端が第３のゲル培地３の外縁近傍に達した時点でなされる。これにより根13は、第４のゲル培地４内に入り込むように更に伸長し、主として、第４のゲル培地４に含まれる栄養成分を吸収するようになる。第４のゲル培地４からの栄養成分の吸収は、茎14の各枝葉に着果した実16が成長するまでの間になされる。
【００３２】
第１〜第４のゲル培地１〜４は、夫々に含まれる栄養成分の組成又は濃度を異ならせてある。夫々の栄養成分の組成又は濃度は、根13の伸長に応じて第１のゲル培地１上で成長する茎14、花15及び実16の成長段階に合わせて設定してある。
【００３３】
例えば、栽培対象がミニトマトである場合、第１のゲル培地１の栄養成分の濃度は、種11が発芽して苗12となり、該苗12が、土壌栽培において定植が可能となる大きさにまで成長する第１段階において適正となるように設定してある。また第１のゲル培地１の大きさは、第１段階において想定される根13の長さに対応するように定めてある。
【００３４】
第２のゲル培地２の栄養成分濃度及び大きさは、苗12が茎14に成長し、花15が開花する前までの第２段階において適正となるように、また第３のゲル培地３の栄養成分濃度及び大きさは、花15が開花し、受粉を経て実16が着果するまでの第３段階において適正となるように、更に、第４のゲル培地４の栄養成分濃度及び大きさは、実16が着果して成熟し、収穫可能となるまでの第４段階において適正となるように夫々定めてある。
【００３５】
図３は、第１〜第４のゲル培地１〜４の大きさ及び栄養成分濃度の一例を示す図表である。図表中の栄養成分濃度は、電気伝導度（Ｅlectric Ｃonductivity ）によって示してある。電気伝導度は、ＥＣメータによって容易に測定することができ、この測定値は、培地中の栄養成分（塩類）濃度に比例的に対応する。第１〜第３のゲル培地１〜３の栄養成分濃度は、図表中の夫々の範囲内で順次大となるように設定し、第４のゲル培地４の栄養成分濃度は、図表中に示すように、第１〜第３のゲル培地１〜３よりも十分に大きい範囲内で適宜に設定する。
【００３６】
このような設定により、前述したように伸長する根13は、前記第１段階においては第１のゲル培地１の栄養成分を、第２段階においては第２のゲル培地２の栄養成分を、第３段階においては第３のゲル培地３の栄養成分を、更に第４段階においては第４のゲル培地４の栄養成分を吸収することとなる。根13が夫々の段階で吸収する栄養成分は、各段階での成長状態に合わせて設定されていることから、図１に示すように、第１のゲル培地１上に播種された植物は、発芽、育苗、茎及び枝葉の成長、開花を経て、着果、成熟するまでの全段階において良好な条件下で栽培することができる。
【００３７】
なお、植物に必要な栄養成分は、苗12、枝葉を含めた茎14、花15及び実16の夫々において異なるから、第１〜第４のゲル培地１〜４は、栄養成分の組成を異ならせてもよい。また、望ましい栄養成分の濃度及び組成は、栽培対象となる植物の種類に応じて相違するから、第１〜第４のゲル培地１〜４に含ませる栄養成分の濃度又は組成は、栽培する植物に応じて変更されることは言うまでもない。
【００３８】
以上の栽培の過程は、図１に示すように、第１のゲル培地１に種10を播いた後、該第１のゲル培地１の外側に、第２〜第４のゲル培地２〜４を順次並べて配置することにより、途中での移植を必要せずに実行されるから、栽培に要する手間を削減することができる。      
【００３９】
また第１〜第４のゲル培地１〜４は、同一平面内に並べて配置されており、根13は、これらの並設面内に拡がるように伸長するから、第１のゲル培地１上の播種位置から上方にに立ち上がる茎14を、花15及び実16を含めて支えることができ、別途支え部材を設ける必要がない。
【００４０】
第１〜第４のゲル培地１〜４は、適宜に着色することができる。この着色は、例えば、第１〜第４のゲル培地１〜４を色分けし、夫々の区別を容易にするために実施される。また前記着色は、栽培する植物の種類、播種、植付け時期等、栽培条件の相違を視認可能とするために実施することもできる。
【００４１】
第１〜第４のゲル培地１〜４の外形形状は、図２に示すような矩形に限らず、六角形、八角形等の適宜の形状とすることができる。特に、第１〜第４のゲル培地１〜４を円形とすれば、中心位置から放射状に伸長する根13が外縁に達し、外側に並べて配置されるゲル培地への浸入時期を略一致させることができ、より良好な条件下での栽培が可能となる。また、図３に示す第１〜第４のゲル培地１〜４の大きさは、ミニトマトを栽培対象とする場合の一例であり、第１〜第４のゲル培地１〜４の大きさは、栽培対象となる植物の種類に応じて異なる。
【００４２】
図４は、ゲル培地の他の組み合わせ状態の説明図である。本図に示すように、第２のゲル培地２を４つの分割片2a〜2dに分割構成し、これらの夫々を第１のゲル培地１の各辺に沿わせて配置することにより、第１のゲル培地１の外側への第２のゲル培地２の並置を実現している。このようにすれば、第２のゲル培地２の並置を、より簡易に実現することができる。第２のゲル培地２の分割数は、２又は３つであってもよく、更に、５つ以上であってもよいが、ゲル培地１、２が矩形形状を有する場合、各辺に沿った４つの分割片2a〜2dとするのが合理的である。第３、第４のゲル培地３、４についても全く同様に構成することができる。
【００４３】
なお、以上の実施の形態においては、平面内に拡がるように伸長する根13を含めた植物の高さを低く抑えることができるから、多段式の棚を使用する植物工場での栽培に好便に適用することができる。
【００４４】
図５は、本発明方法の他の実施の形態を示す説明図である。本図においては、略同一の平面形状を有する第１〜第４のゲル培地１〜４を、栽培容器５の内部で厚さ方向に順次積層配置して使用する。栽培容器５の内部には、支え部材６を配置しておく。
【００４５】
栽培対象となる植物の種11は、最上に位置する第１のゲル培地１の上面中央に設けた凹部10内に播種される。凹部10内の種11は、発芽して苗12となり、根13は、第１のゲル培地１の中央から、下方（第２〜第４のゲル培地２〜４の並び方向）に伸長する。苗12は、第１のゲル培地１に含まれる栄養成分を根13が吸収することで成長する。
【００４６】
根13は、更に下方に伸長し、第２〜第４のゲル培地２〜４内に順次入り込み、これらのゲル培地２〜４に含まれる栄養成分を吸収する。第１のゲル培地１の上側においては、苗12が成長して、複数の枝葉を有する茎14となり、更に、花15が開花し、受粉を経て、実16が着果、成熟する。第１〜第４のゲル培地１〜４は、図１において説明した実施の形態と同様、夫々が含む栄養成分の組成又は濃度が異ならせてあるから、これらに順次入り込むように伸長する根13は、苗12、茎14、花15及び実16を含む地上部分の成長に適した栄養成分を吸収することができ、第１のゲル培地１上に播種された植物は、発芽から着果、成熟までの全段階において良好な条件下で栽培することができる。
【００４７】
この実施の形態においては、第１〜第４のゲル培地１〜４を厚さ方向に重ねて配置してあるから、栽培に必要な平面積が小さく、限られた面積内での栽培数を多くすることができる。一方、下方に伸長する根13は、上方に立ち上がる茎14を、花15及び実16を含めて安定して支えることが難しいという問題がある。栽培容器５の内部に配した支え部材６は、下方に伸長する根13に絡み、該根13による支え力の不足を補う作用をなする。
【００４８】
図６、図７は、図５の実施の形態に使用するゲル培地の変形例の説明図である。図６においては、すり鉢状の第１のゲル培地１の下位置に、２つの分割片2e，2fに分割された第２のゲル培地２を配置している。第３、第４のゲル培地（図示を省略する）も、第２のゲル培地２同様に分割構成することができる。
【００４９】
図７においては、アーチ形の下面を有する第１のゲル培地１の下に、これを受容する凹部を有する第２のゲル培地２を積層配置し、第２のゲル培地２の下に、同様の凹部を有する第３、第４のゲル培地３、４を積層配置してある。
【００５０】
なお以上の実施の形態においては、４つのゲル培地（第１〜第４のゲル培地１〜４）を並置しているが、並置するゲル培地の数は、３つ以下又は５つ以上であってもよく、栽培する植物の種類に応じて適宜に選定することができる。
【００５１】
１    第１のゲル培地
２    第２のゲル培地
３    第３のゲル培地
４    第４のゲル培地
12    苗
13    根
14    茎
【図１】
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【図２】
2011250763.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011250763.tif 000008
【図７】
2011250763.tif 000009