(57)【要約】【課題】発泡ガラス粉体をもとにして、シンプルな構成や工程による、植物を成育できる園芸用培地を提供する。【解決手段】園芸用無機培地であって、発泡ガラス粉体のすべての粒径が４ｍｍ以下で構成され、かつ粒径４ｍｍ以下〜２ｍｍ以上が１０〜４７重量％、粒径２ｍｍ未満〜０．２５ｍｍ以上が１２〜１９重量％、粒径０．２５ｍｍ未満が４１〜７０重量％の粒径の３つの区分で、それぞれの区分において選択された重量％の合計が１００重量％になるようにし、前記１００重量％の発泡ガラス粉体群を酸で中和した培地用資材からなる園芸用無機培地により課題解決できた。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
園芸用無機培地であって、発泡ガラス粉体のすべての粒径が４ｍｍ以下で構成され、かつ粒径４ｍｍ以下〜２ｍｍ以上が１０〜４７重量％、粒径２ｍｍ未満〜０．２５ｍｍ以上が１２〜１９重量％、粒径０．２５ｍｍ未満が４１〜７０重量％の粒径の３つの区分で、それぞれの区分において選択された重量％の合計が１００重量％になるようにし、前記１００重量％の発泡ガラス粉体群を酸で中和した培地用資材からなることを特徴とする園芸用無機培地。
【請求項２】
請求項１に記載の発泡ガラス粉体群、及び、前記発泡ガラス粉体群に対して５〜１５体積％のゼオライトと、を混合し酸で中和した培地用資材からなることを特徴とする園芸用無機培地。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋上緑化、温室、屋内緑化などで植物を成育するときに使用される、発泡ガラス粉体を含有して人工的に製造される園芸用無機培地に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡ガラスを含有した培地としては、例えば特許文献１には、（ａ）アルカリ中和剤によって中性化した連続気泡構造を有する発泡ガラス微細粉粒体、及び（ｂ）有機又は無機バインダーを含有する団粒体から形成され、粒径分布０．２５〜５ｍｍを有し、ｐＦ１．７〜２．３の範囲における保水量としての植物成育体１００ｍＬ当りの体積含水率１２〜２５ｍＬ／１００ｍＬを有し、かつｐＦ１．５の時の気相率４０〜８０％を有する植物育成体が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、発泡ガラス粒体である無機粒体及び、ｐＨを８以下に下げるための硫酸イオンなる無機酸イオンを含む多孔質である無機バインダーを含む混合体を焼成して得られ、緑化資材に使用されると記載されているガラス焼成体が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、家庭菜園、屋上緑化などの植物栽培土壌においてバークチップと、天然軽石と、発泡ガラス粉体と、バーミキュライトとからなり、全体の比重が０．３５〜０．２０である植物栽培用培地に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−７８２９３号公報
【特許文献２】特開２００９−５１６８３号公報
【特許文献３】特開２００９−３３９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の発明は、特許文献１の表１から粒径分布が０．１０６ｍｍ以下では気相性が低下して植物のラディッシュの成育が悪いことから、発泡ガラス微細粉粒体とバインダーとを混合した団粒体を製造して、植物育成体の粒径分布を０．２５〜５ｍｍにしている。このため、植物育成体の製造においてバインダーと混合させて団粒化させる工程を経なければならないという問題があった。
【０００７】
特許文献２に記載の発明は、特許文献２の段落［００１９］〜［００２０］に記載されているように、廃ガラスを焼成・発泡して製造したガラス多孔質軽量材の粉末の粒径が４ｍｍ未満のものを集めて成形し再焼結してガラス焼結体を製造しているが、段落［００２２］にはガラス多孔質軽量材の粉末の粒径が４ｍｍ以上であってもよいとの記載があるし、段落［００２７］〜［００２８］にはディスクロータ型の造粒機で押し出し径８ｍｍにて適当な長さで切断し、そのまま乾燥させた後に焼成させて完成させるとの記載がある。すると、粒径が８ｍｍの緑化資材を製造するのに種々の工程を経なければならないので高コスト化するという問題があった。
【０００８】
特許文献３の発明は、特許文献３の請求項４に記載されているように、発泡ガラス粉体の粒径を３〜３０ｍｍのものを使用すると、段落［００１２］に「保水性、保肥性、保気性が高い」との記載がある。しかし、植物栽培用培地とするには、そのような効果を有する発泡ガラス粉体の他に、バークチップ、天然軽石及びバーミキュライトを混合しなければならないという煩しい問題があった。
【０００９】
本発明の課題は、発泡ガラス粉体をもとにして、シンプルな構成や工程による、植物を成育できる園芸用無機培地を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の園芸用無機培地は、園芸用無機培地であって、発泡ガラス粉体のすべての粒径が４ｍｍ以下で構成され、かつ粒径４ｍｍ以下〜２ｍｍ以上が１０〜４７重量％、粒径２ｍｍ未満〜０．２５ｍｍ以上が１２〜１９重量％、粒径０．２５ｍｍ未満が４１〜７０重量％の粒径の３つの区分で、それぞれの区分において選択された重量％の合計が１００重量％になるようにし、前記１００重量％の発泡ガラス粉体群を酸で中和した培地用資材からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の園芸用無機培地は、請求項１に記載の発泡ガラス粉体群、及び、前記発泡ガラス粉体群に対して５〜１５体積％のゼオライトとを混合し酸で中和した培地用資材からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の園芸用無機培地は、発泡ガラス粉体のみの構成の培地を初めて実現させることができたことにより、廃ガラスを原料とした発泡ガラス粉体を酸で中和すれば製造できるので、原料の低コスト化、及び、複雑な工程が不要となって製造コストの低コスト化が実現できる。そして、植物の成育に適する保水性、排水性、保肥性を有する培地を提供でき、培地自体が耐久性を有する培地を提供することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、ガラス瓶などの廃ガラスを廃棄処分せずに、廃ガラスから造った発泡ガラス粉体を略１００％とする園芸用無機培地を可能としたことにより、ガラス瓶などの廃ガラスのリサイクル率を大きく向上させるという効果を奏する。
【００１４】
さらに、発泡ガラス粉体は多孔質構造であるので軽量化できることから、床面の安定化のために軽量化を必要とする屋上緑化用培地や、簡易で低価格の架台とするために軽量化を求められる高設栽培用培地としても利用できるという効果を奏する。
【００１５】
また、有機培地の場合には有機物が分解して培地の組成が変化して培地の入れ替えが必要になるのに比較して、本発明の培地は無機培地であることから培地の組成が変わりにくいことから、培地の長寿命化が図れるという効果を奏する。
【００１６】
請求項２に記載の園芸用無機培地は、請求項１の発明と同じ効果を奏するとともに、植物の種類に応じて必要な水分保持特性の調整や保肥力の強化が図りやすいという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の園芸用無機培地を入れる前の高設栽培用設備の構造概要図である。
【図２】本発明の園芸用無機培地を入れた後の高設栽培用設備の構造概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る園芸用無機培地の実施形態を説明する。園芸用無機培地は、発泡ガラス粉体のすべての粒径が４ｍｍ以下で構成され、かつ粒径４ｍｍ以下〜２ｍｍ以上が１０〜４７重量％、粒径２ｍｍ未満〜０．２５ｍｍ以上が１２〜１９重量％、粒径０．２５ｍｍ未満が４１〜７０重量％の粒径の３つの区分で、それぞれの区分において選択された重量％の合計が１００重量％になるようにし、前記１００重量％の発泡ガラス粉体群を酸で中和した培地用資材からなる。
【００１９】
そして、園芸用無機培地は、前記発泡ガラス粉体群、及び、前記発泡ガラス粉体群に対して５〜１５体積％のゼオライトとを混合し酸で中和した培地用資材とすることもある。
【００２０】
次に、発泡ガラス粉体の製造工程について説明する。まず発泡ガラス粉体を製造する工程である。有色瓶や割れたガラス片等の廃棄された廃ガラス製品を、ハンマーミル、ロールクラッシャー又はボールミル等の粉砕機で粉砕して、キャップや紙ラベル等を分離させ、汚れ等を除去してガラス部分のみにする。そして発泡剤を添加して焼成して、軽量で強度を有する土木資材として塊状の発泡ガラス体を製造する。発泡ガラス体は土木資材として製造させていることから、軽量地盤材料として十分な軽量性、せん断強度、砂や礫レベルの透水性を有している。
【００２１】
そして、大きな塊状の発泡ガラス体を、粉砕及び篩分けを実施する粒度調整機によって、叩いて割りながら、粒径４ｍｍ以下、粒径４ｍｍ超〜１５ｍｍ未満、粒径１５ｍｍ以上〜２５ｍｍ未満、粒径２５ｍｍ以上〜７５ｍｍ未満、粒径７５ｍｍ以上に篩分けする。
【００２２】
次に、２ｍｍ篩や０．２５ｍｍ篩を用いて、粒径４ｍｍ以下〜２ｍｍ以上、粒径２ｍｍ未満〜０．２５ｍｍ以上、粒径０．２５ｍｍ未満に篩分けする。
【００２３】
次に、粒径によって分類した発泡ガラス粉体を、植物の成育に適する粒径分布にする粒径分布工程である。ここでは、発泡ガラス粉体群の粒径分布を、発泡ガラス粉体群のすべての粒径が４ｍｍ以下で構成され、かつ粒径４ｍｍ以下〜２ｍｍ以上が１０〜４７重量％、粒径２ｍｍ未満〜０．２５ｍｍ以上が１２〜１９重量％、粒径０．２５ｍｍ未満が４１〜７０重量％の粒径の３つの区分で、それぞれの区分において選択された重量％の合計が１００重量％になるように調整する。そして、前記３つの区分ごとに重量％を設定し混合した発泡ガラス粉体群が本発明の園芸用無機培地となる。
【００２４】
園芸用無機培地を構成する発泡ガラス粉体群の粒径分布によって、培地の液相、固相、気相が異なり、これらの分布が異なることによって植物の成育に異なる影響が及ぼされる。例えば、発泡ガラス粉体群の粒径分布で粒径が小さすぎる発泡ガラス粉体が多い場合には、発泡ガラス粉体群の各粉体間が液相で埋め尽くされて植物の根が呼吸できにくくなる。
【００２５】
一方、発泡ガラス粉体群の粒径分布で粒径が大きすぎる発泡ガラス粉体が多い場合には、発泡ガラス粉体群の各粉体間の距離が広くなり過ぎ、発泡ガラス粉体群の各粉体間に液相ができず空気が存する気相が多くなり過ぎてしまい、植物の成育に必要な水分が存在しにくくなるため、植物の成育に悪影響を及ぼす。
【００２６】
したがって、植物の成育のためには適切な粒度分布にすることが重要であり、発泡ガラス粉体群の粒径分布を調整して発泡ガラス粉体間距離を適切にすることが重要である。植物への水分の利用が可能となるためには発泡ガラス粉体の粒径を小さくして、発泡ガラス粉体間に十分に水分を保持できる液相を設け、一方、根の呼吸をできやすくするためには発泡ガラス粉体の粒径を大きくして発泡ガラス粉体間に空気が十分に存在する気相を設ける。培地中の空気すなわち気相、水分すなわち液相の両方が植物の成育に十分に存する園芸用無機培地となる発泡ガラス粉体群の粒径分布を設定した。
【００２７】
次に、混合した発泡ガラス粉体群を中和させる中和工程である。発泡ガラス粉体はアルカリ性であり、アルカリ性であると植物の成育に悪影響が生ずることから、硫酸や硝酸などの酸の液体を発泡ガラス粉体群の表面に均一にかかるように発泡ガラス粉体群を混合させながら噴霧する。以上により、発泡ガラス粉体群からなる園芸用無機培地が製造される。
【００２８】
また、粒径分布工程において、粒径分布された発泡ガラス粉体群に対して５〜１５体積％のゼオライトを混合することもできる。前記ゼオライトは、鉱物として掘り出した天然ゼオライト又は発泡ガラス等から製造される人工ゼオライトや合成ゼオライトのいずれでもよい。また、ゼオライトの粒径は限定しなくても植物の成育によい効果を生ずるので、前記粒径はいずれの大きさであってもよい。
【００２９】
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明は実施例には限定されない。
【実施例１】
【００３０】
発泡ガラス粉体群の粒径分布別の仮比重、三相分布及び有効水分率を比較した。仮比重とは発泡ガラス粉体を乾燥状態にして気相部分も含めて体積当たりの重量から求めたものであり、三相分布は園芸用無機培地の液相、気相、固相を容積の割合で表示したものであり、有効水分率は培地を水分で飽和させて重力で排水が終了したときの培地中の水分の量と培地が乾燥したときの培地中の水分の量の差であって、植物が吸引できる水分の量を表したものである。
【００３１】
その結果を表１に示す。表１において、ｐＦは土壌粒子が示す水分吸引力を数値化したものであって、数値が大きくなるほど土壌の水分吸引力が大きくなり、同じ土壌においても絶乾状態と水分をいくらか有している状態とでは水分吸引力が異なり水分を有しているほど水分吸引力は小さくなる。表１において、ｐＦ１．５とは土壌中の水分が重力で落ちた後に土壌が貯められる最大の水分の量であって植物が水分を容易に吸引できる状態を表し、ｐＦ２．７とは土壌中に水分が少ないため土壌の水分吸引力が大きく植物が水分を吸引できない状態を表している。また、ｐＦ２．７とｐＦ１．５の差の水分の量が有効水分率である。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１から、有効水分率を比較すると、発泡ガラス粉体群の粒径が４ｍｍ超のみでは有効水分率が０．１体積％であり、発泡ガラス粉体群の粒径が２ｍｍ以上〜４ｍｍ以下では有効水分率が０体積％であり、発泡ガラス粉体群の粒径が４ｍｍ以下のみでは有効水分率が２４．５体積％である。有効水分率が小さいと植物の成育に必要な水の量が不足するので、保水性を向上させるために粒径が２ｍｍ未満の発泡ガラス粉体を培地の構成とする必要があることが示唆されている。
【００３４】
また、気相を比較すると、発泡ガラス粉体群の粒径が４ｍｍ以下のみでは気相は３４．５〜５９．７体積％であり、発泡ガラス粉体群の粒径が２ｍｍ以上〜４ｍｍ以下では気相は７６．５〜７７．８体積％であり、発泡ガラス粉体群の粒径が４ｍｍ超のみでは気相は５５．２〜５５．３体積％であることから、根腐れしないように空気が存する間隙を確保するには粒径が２ｍｍ以上〜４ｍｍ以下の発泡ガラス粉体を培地の構成とする必要があることが示唆されている。
【実施例２】
【００３５】
次に、保水性がよい効果がある粒径が２ｍｍ未満の発泡ガラス粉体と、根腐れを生じさせない効果がある粒径が２ｍｍ以上〜４ｍｍ以下の発泡ガラス粉体の分布を種々変えながら調査した結果、表２に示す粒径分布の場合のいずれにおいても植物が土壌と同じように成育した。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
表２から、発泡ガラス粉体のすべての粒径が４ｍｍ以下で構成され、かつ粒径４ｍｍ以下〜２ｍｍ以上が１０〜４７重量％、粒径２ｍｍ未満〜０．２５ｍｍ以上が１２〜１９重量％、粒径０．２５ｍｍ未満が４１〜７０重量％の粒径の３つの区分で、それぞれの区分において選択された重量％の合計が１００重量％になるように選択すれば、発泡ガラス粉体群のみからなる培地で植物が土壌の培地と相違なく成育可能であることが示唆されている。
【００３８】
粒径２ｍｍ以上が、１０重量％未満になれば培地内の孔隙に存在する空気が少なくなって植物によっては成育が遅れ、４７重量％超になれば植物にとって酸素が十分に確保されるが保水性が低下し植物は枯れやすくなり、１０〜４７重量％の範囲内であれば、例えば１５重量％、２０重量％、３０重量％、４０重量％においても、十分な保水性及び酸素を確保できた。また、粒径０．２５ｍｍ未満が４１重量％未満になると保水性が十分でなくなって植物は枯れやすくなり、７０重量％超になれば過湿状態となり培地の孔隙が水に埋められ過ぎとなって根腐れしやすくなり、４１〜７０重量％の範囲内であれば、例えば、５０重量％、６０重量％、６５重量％においても植物にとって適度な保水性を有することができた。
【実施例３】
【００３９】
発泡ガラス粉体群にゼオライトを添加した場合の培地の効果を確認する。発泡ガラス粉体群にゼオライトを混合しない培地と、粒径０．０６３〜０．２５ｍｍのゼオライトを前記発泡ガラス粉体群に１０体積％を添加した培地とを比較した。その結果を表３に示す。表３において、ＣＥＣは保肥力の評価を示すもので、培地の保肥力は、培地が保持している養分が陽イオンであることから、培地の塩基交換容量の大小によって決まり、その評価として陽イオン交換容量（以下、ＣＥＣと記載する。）で評価している。数値が大きい方が保肥力がある。ここで、発泡ガラス粉体群の粒径分布は粒径４ｍｍ以下と粒径４〜１５ｍｍの発泡ガラス粉体を約５０体積％ずつとした。
【００４０】
【表３】
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【００４１】
表３より、発泡ガラス粉体群に、０．０６３〜０．２５ｍｍの粒径のゼオライトを混合させた培地の方が、有効水分率が１７．０体積％を有してゼオライト不添加の培地よりも高く、ＣＥＣが３４．２ｍｅｑ／１００ｇであってゼオライト不添加の培地よりも高いことが示されている。したがって、植物によって、発泡ガラス粉体群のみの培地、又はゼオライト混合した発泡ガラス粉体群の培地を選択すれば、発泡ガラス粉体群を主体とした培地を植物にとって適する培地として提供することができる。
【実施例４】
【００４２】
図２に示すような、本発明である園芸用無機培地２を使用した高設栽培と、地床栽培との比較を、トルコギキョウ３の栽培で実施した。トルコギキョウ３は切り花類の中で高価格であり品種改良が進められているが地床栽培が主流である。そのため、トルコギキョウ３の地床栽培は、定植直後から採花まで芽整理や除草など終始屈んでの作業が求められるため、非常に作業姿勢が悪く、身体への負担が大きい。それらの作業割合は全労働時間の６割以上にも上るため、非常に作業効率が悪い。加えて、地床栽培では支柱立てや耕起作業、土壌消毒など多くの労力と時間をかけざるを得ず、規模拡大による収益確保の妨げとなっている。したがって、トルコギキョウ３の地床栽培と本発明の発泡ガラス粉体群を構成要素とする園芸用無機培地を使用した高設栽培とを比較した。
【００４３】
次に、高設栽培に使用した園芸用無機培地２は、表４に示す組成の発泡ガラス粉体群に、粒径０．０６３〜０．２５ｍｍのゼオライトを発泡ガラス粉体群に対して１０体積％を添加して混合させた培地である。前記園芸用無機培地２の物理性を表５に、前記培地の化学性を表６に示す。
【００４４】
【表４】
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【００４５】
【表５】
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【００４６】
【表６】
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【００４７】
次に、使用した高設栽培用設備１について説明する。前記高設栽培用設備１は、図１又は図２に示すように、鉄パイプ等を組み合わせて作成した。高設栽培ベッド５の短辺方向に排水のための傾斜をつけるため、アジャスター６の高さ方向を調整し前記高設栽培ベッド５が約１／５０の勾配になるようにした。次に、前記高設栽培ベッド５の上面に防水シート１０を覆設し、前記防水シート１０の高設栽培ベッド５が斜設され低い側に筒状の排水路１１を設けた。そして、防水シート１０の上には、粒径１５〜２５ｍｍの発泡ガラス７を厚さ５ｃｍになるように敷き詰め、その上に防根透水シート８を敷いて固定した。前記発泡ガラス７は大きな粒径であるので発泡ガラス７間に空間を設けることができ、前記空間が水の通りを良くする効果がある。次に、前記防根透水シート８の上に調製した園芸用無機培地２を所定量詰め、さらにトルコギキョウ３を定植した。前記トルコギキョウ３側に潅水同時施肥を実施可能な点滴潅水チューブ９を設置した。
【００４８】
次に、水の流れについて説明する。潅水された培養液は、図２に示すように流れ、園芸用無機培地２を下方（矢印ａ方向）に流れて行き渡った後に速やかに防根透水シート８から大粒の発泡ガラス７域に排出され、高設栽培ベッド５短辺方向の傾斜により速やかに防水シート１０上を傾斜方向（矢印ｂ方向）に流れて、さらに垂下方向（矢印ｃ方向）に流れて排水路１１へ排出される。したがって、排液の園芸用無機培地２中への滞留がなく、根腐れを起こしにくい構造となっている。
【００４９】
潅水同時施肥の方法は、液肥を液肥混入機で希釈し、作成した培養液を定植直後から、３〜６回／日施用した。そして、防水シート１０から排出された排液量を水量計で測定することで、培養液の給液量に対する排液量の割合を把握し、適切な養水分管理の指標として管理することができた。
【００５０】
トルコギキョウ３の地床栽培と、本発明の発泡ガラス粉体群からなる園芸用無機培地２を使用した高設栽培とを比較し、表７に作業時間比較を、表８に作業姿勢評価を、表９にトルコギキョウの成育状況を示す。作業姿勢評価は、ＯＷＡＳによる評価方法であって、ＡＣ１評価は「この姿勢による筋骨格系負担は問題ない。改善は不要である。」、ＡＣ２評価は「この姿勢は筋骨格系に有害である。近いうちに改善すべきである。」、ＡＣ３評価は「この姿勢は筋骨格系に有害である。できるだけ早期に改善すべきである。」、ＡＣ４評価は「この姿勢は筋骨格系に非常に有害である。ただちに改善すべきである。」である。
【００５１】
【表７】
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【００５２】
表７より、苗配り作業、穴あけと定植作業、苗配りと穴あけと定植作業のいずれの作業においても、地床栽培より高設栽培の方が作業時間が短縮化できたことが示唆されている。
【００５３】
【表８】
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【００５４】
表８より、穴あけと定植作業、苗配りと穴あけと定植作業、枝整理作業のいずれの作業においても、地床栽培より高設栽培の方が、作業姿勢が改善された。
【００５５】
【表９】
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【００５６】
表９より、トルコギキョウ３の品種であるレイナホワイト又はボヤージュホワイトともに、従来の地床栽培と、本発明の園芸用無機培地２を使用した高設栽培とは切り花重などについていずれの評価も相違がなかったことが示唆されている。これにより、本発明の発泡ガラス粉体群を主とした園芸用無機培地は植物の成育に充分貢献できることが示された。
【符号の説明】
【００５７】
１      高設栽培用設備
２      園芸用無機培地
３      トルコギキョウ
５      高設栽培ベッド
６      アジャスター
７      発泡ガラス
８      防根透水シート
９      点滴潅水チューブ
１０    防水シート
１１    排水路
ａ      矢印
ｂ      矢印
ｃ      矢印
【図１】
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【図２】
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