(57)【要約】【課題】限られた空間において、植物（例えば、果菜類や根菜類等）を効率よく栽培することを可能にする植物育成培地を提供する。【解決手段】複数種の人工土壌粒子５０を含む植物育成培地１００であって、所定値以上の保水性、及び所定値以下の電気伝導度を有する第一人工土壌粒子５０ａを含み、植物２０の根２１の伸長方向を誘導する誘導床２と、第一人工土壌粒子５０ａより保水性が小さく、且つ電気伝導度が大きい第二人工土壌粒子５０ｂを含み、植物２０の根２１の成長を促す成長床３と、を備え、誘導床２は、成長床３の表面側に露出した状態で局所的に配置されることにある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種の人工土壌粒子を含む植物育成培地であって、
所定値以上の保水性、及び所定値以下の電気伝導度を有する第一人工土壌粒子を含み、植物の根の伸長方向を誘導する誘導床と、
前記第一人工土壌粒子より保水性が小さく、且つ電気伝導度が大きい第二人工土壌粒子を含み、植物の根の成長を促す成長床と、
を備え、
前記誘導床は、前記成長床の表面側に露出した状態で局所的に配置されている植物育成培地。
【請求項２】
前記誘導床の保水量は、前記第一人工土壌粒子１００ｃｃ当たり４０ｃｃ以上であり、
前記成長床の保水量は、前記第二人工土壌粒子１００ｃｃ当たり２０ｃｃ以上４０ｃｃ未満である請求項１に記載の植物育成培地。
【請求項３】
前記誘導床は、ｐＦ値が２．３以下の範囲で水分を２４時間以上保持する請求項１又は２に記載の植物育成培地。
【請求項４】
前記誘導床の電気伝導度は、１．５ｍＳ／ｃｍ未満であり、
前記成長床の電気伝導度は、１．５ｍＳ／ｃｍ以上１０．０ｍＳ／ｃｍ以下である請求項１〜３の何れか一項に記載の植物育成培地。
【請求項５】
前記成長床は、粗間隙率が４０％以上に調整された通気性層を含む請求項１〜４の何れか一項に記載の植物育成培地。
【請求項６】
播種又は挿し木により植物を栽培する場合において、播種又は挿し木をする領域に前記誘導床が配置されている請求項１〜５の何れか一項に記載の植物育成培地。
【請求項７】
前記誘導床は、複数の誘導床として分散配置されている請求項１〜６の何れか一項に記載の植物育成培地。
【請求項８】
前記誘導床は、前記成長床から取り外し可能に構成されている請求項１〜７の何れか一項に記載の植物育成培地。
【請求項９】
前記第一人工土壌粒子は、繊維を集合してなる繊維塊状体を含み、
前記第二人工土壌粒子は、細孔を有する複数のフィラーを造粒してなる多孔質体を含む請求項１〜８の何れか一項に記載の植物育成培地。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項に記載の植物育成培地を用いた植物育成キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種の人工土壌粒子を含む植物育成培地、及び当該植物育成培地を用いた植物育成キットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生育条件がコントロールされた環境下で野菜等の植物を栽培する植物工場が増加している。これまでの植物工場は、レタス等の葉物野菜の水耕栽培が中心であったが、最近では水耕栽培には向かない果菜類や根菜類についても植物工場での栽培を試みる動きがある。
【０００３】
植物の根は、外からの刺激、例えば、重力、水分、接触等の刺激、いわゆる重力屈性、水分屈性、接触屈性等により根の伸長方向が誘導されることが知られている。この中でも重力は植物の根の伸長には一番強い刺激であるため、植物の根の伸長方向は、一般に重力が作用する方向、つまり鉛直下方向へと伸びる。従って、果菜類や根菜類等の植物を栽培するには、植物の根が下方に成長する土壌環境が必要となる。しかし、当該土壌環境を植物工場内で整備することは、植物工場のメリットである縦の空間に植物の栽培範囲を拡げること、例えば、多段の棚を使用して植物を栽培する等の妨げとなり、植物工場における植物の栽培効率を低下させることになる。従って、植物工場において植物（特に、果菜類や根菜類等）を栽培するためには、植物の根の伸長方向を所望の方向に誘導することができる等、天然土壌では実現が困難な高度な機能を備えた人工土壌（植物育成培地）が求められる。
【０００４】
特許文献１に記載の植物育成培地では、播種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している。これにより、栽培植物の根が平面に並置されたゲル培地内に拡がり、茎、葉、花等の自立部分を支えながら植物の高さを低く抑えることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５０７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１の植物育成培地は、間隙が小さいゲル培地を使用しているため、植物の根が十分に成長するための空間と通気性とを確保することができず、生育不良となる虞がある。また、植物の根の伸張によってゲル培地が崩壊し、植物を十分に支えることができなくなる虞もある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、限られた空間において、植物（例えば、果菜類や根菜類等）を効率よく栽培することを可能にする植物育成培地、及び当該植物育成培地を用いた植物育成キット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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明に係る植物育成培地の特徴構成は、
複数種の人工土壌粒子を含む植物育成培地であって、
所定値以上の保水性、及び所定値以下の電気伝導度を有する第一人工土壌粒子を含み、植物の根の伸長方向を誘導する誘導床と、
前記第一人工土壌粒子より保水性が小さく、且つ電気伝導度が大きい第二人工土壌粒子を含み、植物の根の成長を促す成長床と、
を備え、
前記誘導床は、前記成長床の表面側に露出した状態で局所的に配置されることにある。
【０００９】
本構成の植物育成培地によれば、誘導床に保持された水分が成長床に向かって滲み出して水分含有量の勾配を形成し（誘導床から遠ざかるに従って水分含有量が低下する）、当該水分含有量に応じて肥料成分が第二人工土壌粒子から溶解して肥料含有量の勾配を形成する（誘導床から遠ざかるに従って肥料含有量が低下する）。この水分含有量及び肥料含有量の勾配の効果により、植物の根は、成長床を通って、局所的に配置された誘導床の方向に伸長する。ここで、誘導床は、成長床の表面側に露出した状態で局所的に配置されているので、植物の根は、植物育成培地の表面側と近接した状態で誘導床に向かうように伸長する。したがって、植物の根は、誘導床が存在する一定の深さ領域内で成長することとなり、植物の根が成長するための縦方向の空間を小さくすることができる。その結果、植物工場の縦の空間を有効利用することが可能となり、植物の栽培効率を向上させることができる。また、植物の自立部分は植物育成培地の全体で支えられているため、植物が成熟した成体となっても横倒れする虞は少ない。
【００１０】
本発明に係る植物育成培地において、
前記誘導床の保水量は、前記第一人工土壌粒子１００ｃｃ当たり４０ｃｃ以上であり、
前記成長床の保水量は、前記第二人工土壌粒子１００ｃｃ当たり２０ｃｃ以上４０ｃｃ未満であることが好ましい。
【００１１】
本構成の人工土壌粒子によれば、誘導床の保水量は、第一人工土壌粒子１００ｃｃ当たり４０ｃｃ以上であり、成長床の保水量は、第二人工土壌粒子１００ｃｃ当たり２０ｃｃ以上４０ｃｃ未満であることから、誘導床から成長床内部に向かって、適度な水分含有量の勾配が生じる。その結果、植物の根は、誘導床の方向に効率よく伸長することができる。
【００１２】
本発明に係る植物育成培地において、
前記誘導床は、ｐＦ値が２．３以下の範囲で水分を２４時間以上保持することが好ましい。
【００１３】
本構成の植物育成培地によれば、誘導床はｐＦ値が２．３以下の範囲で水分を２４時間以上保持することから、植物が利用可能な水分、いわゆる易効水を長時間保持することができる。この易効水は、人工土壌粒子に緩やかに吸着しているため、誘導床から成長床内部に向かう水分含有量の勾配が明確となり、その結果、植物の根は、成長床から誘導床の方向に確実に伸長することができる。
【００１４】
本発明に係る植物育成培地において、
前記誘導床の電気伝導度は、１．５ｍＳ／ｃｍ未満であり、
前記成長床の電気伝導度は、１．５ｍＳ／ｃｍ以上１０．０ｍＳ／ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
誘導床は、保水性が高く設定されているため、誘導床内で植物の根が伸長すると、根から酸素を吸収し難くなり、根腐れが生じる虞がある。本構成の植物育成培地によれば、誘導床の電気伝導度は、１．５ｍＳ／ｃｍ未満であり、肥料の保持量を低く設定しているため、誘導床内への植物の根の伸長を抑制することができ、その結果、植物の根腐れを防止することができる。一方、成長床の電気伝導度は、１．５ｍＳ／ｃｍ以上１０．０ｍＳ／ｃｍ以下であるため、誘導床から成長床内部の方向に生じる水分含有量の勾配に応じて、成長床内に肥料含有量の勾配が確実に生じる。これにより、植物の根は、成長床から誘導床に向けて効率よく伸長する。
【００１６】
本発明に係る植物育成培地において、
前記成長床は、粗間隙率が４０％以上に調整された通気性層を含むことが好ましい。
【００１７】
本構成の植物育成培地によれば、成長床は、粗間隙率が４０％以上に調整された通気性層を含むことから、水捌けが良好であり、成長床に水が溜まり難い。したがって、誘導床から成長床内部に向かって水分含有量の勾配が生じ易くなり、植物の根は、成長床から誘導床に向けて効率よく伸長することができる。
【００１８】
本発明に係る植物育成培地において、
播種又は挿し木により植物を栽培する場合において、播種又は挿し木をする領域に前記誘導床が配置されていることが好ましい。
【００１９】
本構成の植物育成培地によれば、播種又は挿し木から植物を栽培する場合において、播種又は挿し木をする領域に誘導床が配置されていることから、高い保水性を備える誘導床により、播種又は挿し木から効率よく発根を促すことができる。その結果、果菜類や根菜類等の植物を播種又は挿し木から成体となるまで栽培することが可能となる。
【００２０】
本発明に係る植物育成培地において、
前記誘導床は、複数の誘導床として分散配置されていることが好ましい。
【００２１】
本構成の植物育成培地によれば、複数の誘導床の一つに植物を植えると、その誘導床から他の分散配置した誘導床に向けて根を伸長させることができる。したがって、植物の根を所望の方向に伸長させ易くなり、植物を確実に支えながら、植物の根が成長するための縦方向の空間を小さくすることができる。その結果、植物工場の縦の空間を効率的に使用することができ、果菜類や根菜類等の植物の栽培効率を向上させることができる。
【００２２】
本発明に係る植物育成培地において、
前記誘導床は、前記成長床から取り外し可能に構成されていることが好ましい。
【００２３】
本構成の植物育成培地によれば、誘導床は、成長床から取り外し可能に構成されていることから、栽培する果菜類や根菜類等の植物の種類に合わせて、誘導床を取り替えることができる。
【００２４】
本発明に係る植物育成培地において、
前記第一人工土壌粒子は、繊維を集合してなる繊維塊状体を含み、
前記第二人工土壌粒子は、細孔を有する複数のフィラーを造粒してなる多孔質体を含むことが好ましい。
【００２５】
本構成の植物育成培地によれば、第一人工土壌粒子を含む誘導床は繊維塊状体に起因する高い保水性を有するため、植物の根を所望の方向に確実に誘導し、伸張させることができる。第二人工土壌粒子を含む成長床は細孔を有するフィラーに肥料を担持させることができるため、伸長した根に肥料を供給することができる。その結果、果菜類や根菜類等の植物を成体となるまで確実に成長させることができる。
【００２６】
上記課題を解決するための本発明に係る植物育成キットの特徴構成は、
上記何れか一つの植物育成培地を用いたことにある。
【００２７】
本構成の植物育成培地を使用した植物育成キットによれば、上記何れか一つの植物育成培地を使用していることから、植物の根を所望の方向に誘導し、伸張させることができる。本構成の植物育成キットは、特に、果菜類や根菜類等の植物の栽培効率を向上させるために有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、複数種の人工土壌粒子を使用した植物育成培地の断面図である。
【図２】図２は、複数の誘導床を配置した植物育成培地の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、複数種の人工土壌粒子を使用した植物育成培地の別実施形態を示した断面図である。
【図４】図４は、二種類の人工土壌粒子を概念的に示した説明図である。
【図５】図５は、植物育成培地を用いた植物育成キットを例示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る植物育成培地、及び当該植物育成培地を用いた植物育成キットに関する実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。
【００３０】
〔植物育成培地〕
図１は、複数種の人工土壌粒子５０を使用した植物育成培地１００の断面図である。図１（ａ）の植物育成培地１００は、保水性及び保肥性の異なる２種の人工土壌粒子５０（５０ａ，５０ｂ）で構成されている。図１（ｂ）の植物育成培地１００は、保水性及び保肥性の異なる３種の人工土壌粒子５０（５０ａ，５０ｂ１，５０ｂ２）で構成されている。植物育成培地１００の保水性は、人工土壌粒子５０を構成する材料により変更することができる。例えば、人工土壌粒子５０を構成する材料に親水性の繊維を用いると、人工土壌粒子５０の吸水力が高まり、植物育成培地１００の保水性が高まる。また、人工土壌粒子５０のサイズを変更することにより、植物育成培地１００の保水性を変更することも可能である。人工土壌粒子５０同士の間には隙間１が形成され、当該隙間１に水分が保持される。従って、隙間１の状態は、水分の保持力に影響する。例えば、隙間１のサイズが大きくなり過ぎると、隙間１に水分を保持する力が弱まり、植物育成培地１００の保水性が低下する。一方、隙間１のサイズが小さくなり過ぎると、水分を隙間１に保持する力が過剰となり、植物育成培地１００の通気性が低下する。隙間１のサイズは、人工土壌粒子５０のサイズに関係している。人工土壌粒子５０のサイズが大きいと、人工土壌粒子５０間に形成される隙間１のサイズが大きくなり、人工土壌粒子５０のサイズが小さいと、人工土壌粒子５０間に形成される隙間１のサイズも小さくなる。つまり、人工土壌粒子５０のサイズを変更することにより、植物育成培地１００の保水性及び通気性を調整することができる。
【００３１】
図１（ａ）の植物育成培地１００は、植物２０の根２１の伸長方向を誘導する誘導床２と、根２１が成長するための通気性を確保しながら、適量の水分及び肥料を植物２０に供給する成長床３とから構成されている。誘導床２は、保水性の高い第一人工土壌粒子５０ａから構成され、成長床３は、適量の水分及び肥料を保持する第二人工土壌粒子５０ｂから構成されている。植物育成培地１００の誘導床２は、第一人工土壌粒子５０ａのサイズを小さくすることにより第一人工土壌粒子５０ａ間の隙間１を小さくして水の保持能力（保水性）を高めている。植物育成培地１００の成長床３は、第二人工土壌粒子５０ｂのサイズを第一人工土壌粒子５０ａのサイズより大きくして通気性を高め、さらに第二人工土壌粒子５０ｂの肥料含有量が第一人工土壌粒子５０ａの肥料含有量よりも高くなるように肥料を保持させて、保肥性を高めている。成長床３に使用する第二人工土壌粒子５０ｂは、誘導床２に使用する第一人工土壌粒子５０ａよりもサイズを大きくしているため、第二人工土壌粒子５０ｂ間の隙間１が一定以上のサイズとなり、地中の通気性を確保することができる。さらに、誘導床２は保肥性を高めているため、植物２０の成長に合わせて適量の肥料を植物２０に供給することができる。
【００３２】
誘導床２は、図１に示すように、成長床３の表面側に露出した状態で、局所的に配置されている。ここで、植物２０を植えた場所に存在する誘導床２を誘導床２ａ、それ以外の誘導床２を誘導床２ｂとする。誘導床２は成長床３より保水性が高くなるように調製され、さらに成長床３は誘導床２より通気性が高くなるように調製されている。これにより、誘導床２に保持される水分が誘導床２から成長床３の方向に滲み出し、成長床３のうち誘導床２に近接した領域では水分量が多く、誘導床２から遠ざかるにつれて水分量が少なくなるという水分含有量の勾配が形成される。また、成長床３の第二人工土壌粒子５０ｂは、第一人工土壌粒子５０ａより肥料を多く保持しており、当該肥料は成長床３に存在する水分に溶解する。従って、成長床３に存在する水分量に応じて溶解する肥料量は、成長床３のうち誘導床２に近接した領域では多く、誘導床２から遠ざかるにつれて溶解する肥料量が少なくなる。このように、成長床３内における肥料含有量についても勾配が形成される。この水分含有量及び肥料含有量の勾配の効果により、栽培する植物２０の根２１は、誘導床２ａから出た後に誘導床２ｂの方向に伸長する。したがって、誘導床２ｂを植物２０の根２１を伸長させたい成長床３の所望の場所に配置するだけで、植物２０の根２１を所望の方向に伸長させることが可能となる。図１では、誘導床２ｂは、植物２０を植えた場所２ａから所定の距離を空けて局所的に配置されていることから、局所的に配置した誘導床２ｂから植物２０の植えた場所に存在する誘導床２ａに向けて成長床３内に水分含有量及び肥料含有量の勾配が生じることになる。したがって、植物２０の根２１は、誘導床２ａから誘導床２ｂに向けて伸長する。植物育成培地１００の肥料含有量は、電気伝導度（ＥＣ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）によって表される。土壌中の肥料含有量（塩類濃度）が高くなると、電気が流れ易くなるため、電気伝導度が高くなる。したがって、電気伝導度（肥料含有量）は、土壌中のイオン化した肥料（例えば、ＮＨ４＋、ＮＯ３-）、つまり土壌中に溶解している肥料の濃度を表している。
【００３３】
播種又は挿し木から植物２０を栽培する場合には、図１に示すように、播種又は挿し木を実施する領域に誘導床２ａを配置する。誘導床２ａは、保水性が高いため、播種又は挿し木から発根を効率よく促すことができる。播種又は挿し木を実施した誘導床２ａの周りには、成長床３が配置されているため、播種又は挿し木から発根後、根２１は成長床３に拡がり、根２１が成長するための空間と通気性とが確保される。また、誘導床２（２ａ，２ｂ）は、成長床３から取り外し可能に構成することもできる。これにより、植物育成培地１００から誘導床２を取り外すだけで、栽培が終了した植物２０を除去することができ、さらに新しい誘導床２を取り付けることにより、植物育成培地１００を再度利用することが可能になる。新しい誘導床２は、栽培する果菜類や根菜類等の植物の種類に合わせて選択することができる。
【００３４】
図１（ｂ）では、成長床３の下方に成長床３よりも高い通気性を備える通気性層３ａが配置されている。通気性層３ａには、成長床３に使用されている第二人工土壌粒子５０ｂ１よりもサイズが大きい第二人工土壌粒子５０ｂ２を使用している。植物育成培地１００は、通気性層３ａを備えているため、成長床３に過剰な水が存在しても、効率よく水を排出することができ、成長床３の通気性を確実に確保することができる。これにより、誘導床２から成長床３内部に向かって水分含有量の勾配が生じ易くなる。第一人工土壌粒子５０ａ及び第二人工土壌粒子５０ｂの構造の詳細については、後述する。
【００３５】
図２は、複数の誘導床２を配置した植物育成培地１００の一例を示す斜視図である。同図では、植物２０の根２１を破線で表している。
図２（ａ）では、複数の誘導床２を、所定の間隔を空けて分散配置している。植物２０の根２１は、植物２０を植えた場所に存在する誘導床２ａから分散配置されている誘導床２ｂの方向に伸長する。ここで、誘導床２（２ａ，２ｂ）は、第一人工土壌粒子５０ａ間の隙間１が小さく、且つ肥料の保持量も少なく調製されている。したがって、誘導床２ａから誘導床２ｂに向かって伸長した根２１は、誘導床２の内部深くに侵入することが抑制され、成長床３の水分含有量及び肥料含有量の勾配に沿って伸長する。これにより、植物２０の根２１が誘導床２内に拡がることを抑制することができるため、誘導床２内での根２１の酸素不足による根腐れを防止することができる。本実施形態では、植物２０の根２１は、植物２０を植えた場所に存在する誘導床２ａから分散配置した誘導床２ｂに向けて伸長するため、誘導床２（２ａ，２ｂ）が存在する一定の深さ領域内で根２１が拡がる。これにより、植物２０が成熟した成体となっても、植物育成培地１００の全体で植物２０を支えることができる。その結果、植物２０の栽培に従来必要であった縦方向の空間を小さくすることができる。例えば、多段式の棚で栽培する植物工場において、植物育成培地１００を好適に利用することができる。
図２（ｂ）では、複数の誘導床２を、一定方向に所定の間隔を空けて分散配置している。この場合も、植物２０の根２１は、植物２０を植えた場所に存在する誘導床２ａから分散配置されている誘導床２ｂの方向に伸長する。したがって、図２（ｂ）では、植物２０の根２１の伸長方向を所定の方向に揃わせることができる。
【００３６】
誘導床２の保水量は、成長床３の保水量より大きくなるように設定されている。誘導床２の保水量は、第一人工土壌粒子５０ａの容積１００ｃｃ当たり４０ｃｃ以上が好ましい。誘導床２の保水量が第一人工土壌粒子５０ａの容積１００ｃｃ当たり４０ｃｃを下回ると、誘導床２から成長床３内部に向かって、良好な水分含有量の勾配が形成されず、植物２０の根２１を誘導することができなくなる虞がある。成長床３の保水量は、第二人工土壌粒子５０ｂの容積１００ｃｃ当たり２０ｃｃ以上４０ｃｃ未満であることが好ましい。成長床３の保水量が第二人工土壌粒子５０ｂの容積１００ｃｃ当たり２０ｃｃを下回ると、植物２０が利用できる水分が少なくなり、植物２０の成長に悪影響を及ぼす虞がある。また、成長床３の保水量が第二人工土壌粒子５０ｂの容積１００ｃｃ当たり４０ｃｃ以上とした場合は、誘導床２から成長床３内部に向かって、良好な水分含有量の勾配が形成されず、植物２０の根２１を誘導することができなくなる虞がある。また、成長床３の通気性が低下し、植物２０の根２１から酸素を吸収し難くなって、根腐れが生じる虞もある。
【００３７】
土壌が水分を保持する力は、ｐＦ値として表される。ｐＦ値とは、水柱の高さで表した土壌水分の吸引圧の常用対数値のことであり、土壌中の水分が土壌の毛管力によって引き付けられている強さの程度を表す値である。土壌のｐＦ値は、ｐＦメータ（テンシオメーター）を用いて測定することができる。ｐＦ値が２．０のとき、水柱１００ｃｍの圧力に相当する。ｐＦ値は土壌と水分の吸着の強さを表すものでもあり、土壌と水分の吸着力が弱いとｐＦ値は低くなり、植物の根が水分を吸収し易い状態となる。一方、土壌と水分の吸着力が強いとｐＦ値は高くなり、植物の根が水分を吸収するためには大きな力を要する。土壌中の隙間に空気が存在せず、全て水で充たされているときの状態がｐＦ値０であり、１００℃の熱乾状態の土壌で、土壌と化合した水しか存在しない状態がｐＦ値７となる。植物が根から吸収できる土壌中の水分は、降雨又は灌水後、通常２４時間後に土壌中に残っている水分（ｐＦ１．７）から、植物が萎れ始める初期萎れ点（ｐＦ３．８）までの水分である。一般の土壌の場合、植物を栽培可能なｐＦ値、いわゆる易効水の範囲はｐＦ値１．７〜２．７である。しかし、本発明者らが実際に植物の栽培を行うと、ｐＦ値が２．３を超える場合、植物の生育性が低下する傾向があることが明らかとなった。そこで、本発明においては、易効水のｐＦ値の上限としてｐＦ値２．３を使用する。植物育成培地１００の誘導床２のｐＦ値は、ｐＦ値２．３以下の範囲で水分を２４時間以上保持することが好ましい。ｐＦ値２．３以下の範囲の水分を保持できる時間が２４時間を下回ると、植物が容易に利用できる水分、つまり、人工土壌粒子５０ａと緩やかに吸着している水分が少なくなるため、誘導床２から成長床３内部に向かって、良好な水分含有量の勾配が形成されず、植物２０の根２１を誘導床２の方向へ伸長させることができなくなる虞がある。
【００３８】
誘導床２は、植物２０の根２１の伸長を誘導するため、高い保水性を備える必要がある。従って、第一人工土壌粒子５０ａ間に形成される隙間１を一定の範囲の大きさに調製することが好ましい。誘導床２を構成する第一人工土壌粒子５０ａのサイズは、０．１〜２．０ｍｍが好ましい。第一人工土壌粒子５０ａのサイズが０．１ｍｍより小さいと、誘導床２の水の保持力が強くなり過ぎて、誘導床２から成長床３に水分が効果的に滲み出さず、誘導床２から成長層２内部に向かって、良好な水分含有量の勾配が形成されない虞がある。その結果、植物２０の根２１の伸長方向が所望の方向に誘導されない虞がある。一方、第一人工土壌粒子５０ａのサイズが２．０ｍｍより大きいと、十分な保水性が得られないため、誘導床２から成長層２内部に向かって、水分含有量の勾配が形成されない虞がある。その結果、植物２０の根２１の伸長方向が所望の方向に誘導されない虞がある。
【００３９】
成長床３は、誘導床２から滲み出る水分により水分含有量及び肥料含有量の勾配を形成する。また、植物２０の根２１の伸長に合わせて、根２１が伸長するための空間と通気性とを確保しながら、植物２０に適量の肥料も供給する。従って、人工土壌粒子５０間に形成される隙間１を一定以上に確保することが好ましい。成長床３を構成する第二人工土壌粒子５０ｂのサイズは、２．０〜１０．０ｍｍが好ましい。第二人工土壌粒子５０ｂのサイズが２．０ｍｍより小さいと、第二人工土壌粒子５０ｂ間に形成される隙間１のサイズが小さくなり過ぎて、成長床３の排水性が低下する。その結果、誘導床２から成長層２内部に向かって、良好な水分含有量及び肥料含有量の勾配が形成されない虞がある。また、植物２０は、根２１から酸素を吸収し難くなり、根腐れが生じる虞がある。一方、第二人工土壌粒子５０ｂのサイズが１０．０ｍｍより大きいと、第二人工土壌粒子５０ｂ間に形成される隙間１のサイズが大きくなり過ぎて、排水性が過剰になる。その結果、誘導床２から成長層２内部に向かって、良好な水分含有量及び肥料含有量の勾配が形成されない虞がある。また、植物２０は、十分な水分を吸収し難くなり、枯死する虞がある。なお、人工土壌粒子５０のサイズは、例えば、光学顕微鏡観察及び画像処理法を用いて測定することができる。
【００４０】
植物育成培地１００の電気伝導度は、成長床３の電気伝導度の値が誘導床２の電気伝導度の値を上回るように設定されている。植物育成培地１００の誘導床２の電気伝導度は、１．５ｍＳ／ｃｍ未満であることが好ましい。誘導床２は植物２０の根２１を誘導する機能を有するものであるため、最低限の肥料が含まれていればよい。例えば、誘導床２の電気伝導度を１．５ｍＳ／ｃｍ以上にすると、植物２０の根２１が高保水性の誘導床２内部に拡がって、根２１から酸素を吸収し難くなり、根腐れが生じる虞がある。また、誘導床２を挿し木等で使用する場合、挿し木には若干の肥料を必要とするが、誘導床２の電気伝導度を１．５ｍＳ／ｃｍ以上にすると、植物２０がいわゆる肥料やけを起こす虞がある。植物育成培地１００の成長床３の電気伝導度は、１．５ｍＳ／ｃｍ以上１０．０ｍＳ／ｃｍ以下であることが好ましい。成長床３の電気伝導度が１．５ｍＳ／ｃｍ未満であると、植物２０に十分な量の肥料を供給することができず、植物２０の成長に悪影響を及ぼす虞がある。一方、成長床３の電気伝導度が１０．０ｍＳ／ｃｍを超えても、肥料の添加量に比べて効果が大きく向上せず、経済的にも不利である。また、植物２０が肥料やけを起こす虞もある。植物育成培地１００の誘導床２及び成長床３の電気伝導度を上記範囲に設定することにより、成長床３のうち誘導床２に近接した領域では多く、誘導床２から遠ざかるにつれて溶解する肥料量が少なくなるという肥料含有量の勾配を生じさせることができる。その結果、植物２０の根２１は、成長床３から誘導床２に向けて効率よく伸長する。
【００４１】
〔別実施形態〕
図３は、複数種の人工土壌粒子５０を使用した植物育成培地１００の別実施形態を示した断面図である。図３の植物育成培地１００は、保水性及び保肥性の異なる２種の人工土壌粒子５０（５０ａ，５０ｂ）で構成されている。植物育成培地１００は、植物２０の根２１の伸長方向を誘導する誘導床２と、根２１が成長するための通気性を確保しながら、適量の水分及び肥料を植物２０に供給する成長床３とから構成されている。誘導床２は、保水性の高い第一人工土壌粒子５０ａから構成され、成長床３は、適量の水分及び肥料を保持する第二人工土壌粒子５０ｂから構成されている。
【００４２】
この別実施形態では、誘導床２は、成長床３の表面側に露出した状態で、植物２０を植えた場所から植物２０の根２１を伸長させたい方向に誘導床２の一部を延在させている。植物２０の根２１は、発根直後は保水性の高い培地が必要なため、当該誘導床２を配置すると、植物２０の根２１は、誘導床２を延在させた方向に伸長する。これにより、植物２０の根２１の伸長方向を誘導することができる。具体的には、上記誘導床２の表面側に播種又は挿し木を実施すると、発根直後の植物２０の幼根は、水分の多い方に向かって伸長する。特に、播種の場合、種には養分が含まれており、養分を吸収する必要性が低いため、根２１は、水分の多い方向に向かって伸長する。本実施形態の植物育成培地１００では、図３に示すように、植物２０を播種又は挿し木を行った場所から誘導床２を延在させた方向に、根２１を誘導して、当該方向に伸長させている。植物２０が成長すると、根２１は、誘導床２の周りに配置された成長床３に伸長し、根２１が成長するための空間と通気性とが確保される。本別実施形態では、植物２０の植えた場所にのみ誘導床２を配置しているが、根２１の伸長方向に所定間隔を空けて別の誘導床２を配置することもできる。これにより、より効率的に根２１を所望の方向に伸長させることが可能になる。
【００４３】
上述のように、本発明の植物育成培地１００に使用する第一人工土壌粒子５０ａは、保水性が高くなるように調製され、第二人工土壌粒子５０ｂは根２１が成長するための空間と通気性とを確保しながら、適量の肥料を植物２０に供給するように調整されるものである。そこで、このような異なる特性を備えた第一人工土壌粒子５０ａ及び第二人工土壌粒子５０ｂについて、図４を参照しながら説明する。
【００４４】
〔第一人工土壌粒子〕
図４は、二種類の人工土壌粒子５０を模式的に示した説明図である。図４（ａ）の第一人工土壌粒子５０ａは、繊維塊状体１０として構成される。繊維塊状体１０は、複数本の繊維１１を集合させたものである。繊維塊状体１０を構成する繊維１１の間には、空隙１２が形成されている。繊維塊状体１０は、空隙１２に水分を保持することができる。従って、繊維塊状体１０の空隙１２の状態は、繊維塊状体１０の保水性に関係する。空隙１２の状態は、繊維塊状体１０を形成する際の繊維１１の使用量（密度）、繊維１１の種類、太さ、長さ等を変更することにより調整可能である。なお、繊維１１のサイズは、太さが５〜１００μｍのものが好ましく、長さが０．３〜１０ｍｍのものが好ましい。また、繊維１１として予め切断された短繊維を使用することも可能であり、この場合、短繊維の長さは０．２〜０．５ｍｍ程度が好ましい。第一人工土壌粒子５０ａとして繊維塊状体１０を使用することにより、植物育成培地１００の誘導床２の保水性をさらに高めることができ、根２１の伸長方向を効率よく誘導することができる。また、播種又は挿し木を行う場合、播種又は挿し木から効率よく発根させることができる。
【００４５】
繊維塊状体１０は、その内部に水分を保持できるように構成するため、繊維１１として親水性の繊維を使用することが好ましい。繊維１１の種類は、天然繊維又は合成繊維が適宜選択される。好ましい親水性の繊維として、例えば、天然繊維では、綿、羊毛、レーヨン、セルロースファイバーが挙げられ、合成繊維では、例えば、ビニロン、ウレタン、ナイロン、アセテートが挙げられる。これらの繊維うち、綿、セルロースファイバー、及びビニロンがより好ましい。繊維１１として、天然繊維と合成繊維とを混繊したものを使用することも可能である。
【００４６】
繊維塊状体１０は、公知の造粒法により形成される。例えば、セルロースファイバーや、綿、又はビニロン等をカーディング装置等で引揃え、３〜１０ｍｍ程度の長さに切断し、切断した繊維１１を転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒、圧縮造粒、押出造粒等の方法によって粒状に造粒し、繊維塊状体１０を形成する。造粒の際、繊維１１に樹脂や糊等のバインダーを混合すると、繊維塊状体１０を効率よく形成することができる。バインダーは、有機バインダー又は無機バインダーの何れも使用可能である。有機バインダーは、例えば、ポリオレフィン系バインダー、ポリビニルアルコール系バインダー、ポリウレタン系バインダー、ポリ酢酸ビニル系バインダー等の合成樹脂系バインダー、デンプン、カラギーナン、キサンタンガム、ジェランガム、アルギン酸などの多糖類、膠などの動物性たんぱく質等の天然物系バインダーが挙げられる。無機バインダーは、例えば、水ガラス等のケイ酸系バインダー、リン酸アルミニウム等のリン酸塩系バインダー、ホウ酸アルミニウム等のホウ酸塩系バインダー、セメント等の水硬性バインダーが挙げられる。有機バインダー及び無機バインダーは、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。なお、繊維１１として絡み易いもの（例えば、屈曲した繊維）を使用する場合、造粒を行うだけで繊維１１が互いに容易に絡み合うため、この場合は特にバインダーを使用しなくても繊維塊状体１０の形成が可能となる。
【００４７】
繊維塊状体１０を造粒するにあたり、繊維１１として短繊維や、繊維パウダーを使用することも可能である。この場合、短繊維や繊維パウダーを撹拌混合造粒装置で撹拌しながらバインダーとして樹脂エマルジョンを少量ずつ投入して造粒する。これにより、繊維塊状体１０を形成する短繊維や繊維パウダー同士が一部で固定化され、強固な繊維塊状体１０を形成することができる。
【００４８】
繊維塊状体１０の外表部には、被覆層を形成してもよい。被覆層を設けることで、繊維塊状体の急激な乾燥を防止し、水分吸放出特性をコントロールすることができる。被覆層は、水分子が通過可能な超微細孔を有する膜である。あるいは、水分が一方側から浸透して他方側に移動可能な浸透性膜とすることもできる。被覆層は、例えば、以下の方法により繊維塊状体１０の外表部に形成される。先ず、造粒した繊維塊状体を容器に移し、繊維塊状体１０の体積（占有容積）の半分程度の水を加え、繊維塊状体１０の空隙１２に水を浸み込ませる。次に、水を浸み込ませた繊維塊状体１０に、繊維塊状体１０の体積の１／３〜１／２の樹脂エマルジョンを添加する。樹脂エマルジョンには、植物ホルモン、植物成長調整物質等を混合しておくことも可能である。これにより、植物２０の根２１をさらに効率的に誘導させることができる。次に、繊維塊状体１０の外表部に樹脂エマルジョンが均一に付着するように転動させながら、繊維塊状体１０の外表部から樹脂エマルジョンを含浸させる。このとき、繊維塊状体１０の中心部には水が浸み込んでいるため、樹脂エマルジョンは繊維塊状体１０の外表部付近で留まる。その後、樹脂エマルジョンが付着した繊維塊状体１０をオーブンで乾燥させ、次いで、樹脂を溶融させ、繊維塊状体１０の外表部付近の繊維１１に樹脂を融着させて被覆層としての樹脂被膜を形成する。これにより、繊維塊状体１０の外表部を被覆層で被覆した第一人工土壌粒子５０ａを作製することができる。
【００４９】
被覆層の材質は、水に不溶性で酸化され難いものが好ましく、例えば、樹脂材料が挙げられる。そのような樹脂材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリスチレン等のスチロール系樹脂が挙げられる。これらのうち、ポリエチレンが好ましい。また、樹脂材料に代えて、ポリエチレングリコール、アクリルアミド等の高分子ゲル化剤、アルギン酸塩やカラギーナン等の天然多糖類系ゲル化剤、天然ゴムやシリコーンゴム等のゴム系コーティング剤等を使用することも可能である。
【００５０】
繊維塊状体１０及び被覆層には、イオン交換能を付与することもできる。繊維塊状体及び被覆層の少なくとも何れか一方にイオン交換能を付与することで、挿し木の発根に必要な肥料成分を第一人工土壌粒子５０ａに担持させることができるため、挿し木から効率的に発根を促すことができる。イオン交換能が付与された材料の詳細については、第二人工土壌粒子の項で説明する。
【００５１】
〔第二人工土壌粒子〕
図４（ｂ）の第二人工土壌粒子５０ｂは、複数のフィラー１３が集合して粒状に構成された多孔質体を含む。複数のフィラー１３は、それらが互いに接触していることは必須ではなく、一粒子内でバインダー等を介して一定範囲内の相対的な位置関係を維持していれば、複数のフィラー１３が集合して粒状になったものと考えることができる。
【００５２】
第二人工土壌粒子５０ｂの多孔質体を構成するフィラー１３は、表面から内部にかけて多数の細孔１４を有する。細孔１４は、種々の形態を含む。例えば、フィラー１３が図４（ｂ）に示すゼオライトの場合、当該ゼオライトの結晶構造中に存在する空隙が細孔１４である。また、フィラー１３がハイドロタルサイト（図示せず）の場合、当該ハイドロタルサイトの層構造中に存在する層間が細孔１４である。つまり、本発明において「細孔」とは、フィラー１３の構造中に存在する空隙部、層間部、空間部等を意図し、これらは「孔状」の形態に限定されるものではない。
【００５３】
フィラー１３の細孔1４のサイズは、サブｎｍオーダー乃至サブμｍオーダーとなる。例えば、細孔１４のサイズは、０．２〜８００ｎｍ程度に設定可能であるが、フィラー１３が図４（ｂ）に示すゼオライトの場合、ゼオライトの結晶構造中に存在する空隙のサイズ（径）は、０．３〜１．３ｎｍ程度である。フィラー１３がハイドロタルサイトの場合、当該ハイドロタルサイトの層構造中に存在する層間のサイズ（距離）は、０．３〜３．０ｎｍ程度である。この他に、フィラー１３として有機多孔質材料を使用することもでき、その場合の細孔径は、０．１〜０．８μｍ程度となる。フィラー１３の細孔1４のサイズは、測定対象の状態に応じて、ガス吸着法、水銀圧入法、小角Ｘ線散乱法、画像処理法等を用いて、又はこれらの方法を組み合わせて、最適な方法により測定される。
【００５４】
複数のフィラー１３の間には、水分を保持可能なサブμｍオーダー乃至サブｍｍオーダーの連通孔１５が形成されている。連通孔１５の周囲には細孔1４が分散配置されている。連通孔１５には主に水分が保持されるため、第二人工土壌粒子５０ｂに一定の保水性を持たせることができる。連通孔１５のサイズ（フィラー１３間の距離の平均値）は、フィラー１３やバインダーの種類、組成、造粒条件により変化し得るが、サブμｍオーダー乃至サブｍｍオーダーとなる。例えば、連通孔３のサイズは、０．１〜５００μｍ程度に設定可能であるが、フィラー１３が図４（ｂ）に示すゼオライトである場合、連通孔１５のサイズは、０．１〜２０μｍである。連通孔１５のサイズは、測定対象の状態に応じて、ガス吸着法、水銀圧入法、小角Ｘ線散乱法、画像処理法等を用いて、又はこれらの方法を組み合わせて、最適な方法により測定することができる。
【００５５】
フィラー１３は、第二人工土壌粒子５０ｂが十分な保肥力を有するように、細孔１４にイオン交換能が付与された材料を使用することが好ましい。この場合、イオン交換能が付与された材料として、陽イオン交換能が付与された材料、陰イオン交換能が付与された材料、又は両者の混合物を使用することができる。また、イオン交換能を有さない多孔質材料（例えば、高分子発泡体、ガラス発泡体等）を別に用意し、当該多孔質材料の細孔１４に上記のイオン交換能が付与された材料を圧入や含浸等によって導入し、これをフィラー１３として使用することも可能である。陽イオン交換能が付与された材料として、陽イオン交換性鉱物、腐植、及び陽イオン交換樹脂が挙げられる。陰イオン交換能が付与された材料として、陰イオン交換性鉱物、及び陰イオン交換樹脂が挙げられる。
【００５６】
陽イオン交換性鉱物は、例えば、モンモリロナイト、ベントナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト等のスメクタイト系鉱物、雲母系鉱物、バーミキュライト、ゼオライト、腐植等が挙げられる。陽イオン交換樹脂は、例えば、弱酸性陽イオン交換樹脂、強酸性陽イオン交換樹脂が挙げられる。これらのうち、ゼオライト、又はベントナイトが好ましい。陽イオン交換性鉱物及び陽イオン交換樹脂は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。陽イオン交換性鉱物及び陽イオン交換樹脂における陽イオン交換容量は、１０〜７００ｍｅｑ／１００ｇに設定され、好ましくは２０〜７００ｍｅｑ／１００ｇに設定され、より好ましくは３０〜７００ｍｅｑ／１００ｇに設定される。陽イオン交換容量が１０ｍｅｑ／１００ｇ未満の場合、十分に養分を取り込むことができず、取り込まれた養分も灌水等により早期に流失する虞がある。一方、陽イオン交換容量が７００ｍｅｑ／１００ｇを超えるように保肥力を過剰に大きくしても、効果は大きく向上せず、経済的ではない。
【００５７】
陰イオン交換性鉱物は、例えば、ハイドロタルサイト、マナセアイト、パイロオーライト、シェーグレン石、緑青等の主骨格として複水酸化物を有する天然層状複水酸化物、合成ハイドロタルサイト及びハイドロタルサイト様物質、アロフェン、イモゴライト、カオリン等の粘土鉱物が挙げられる。陰イオン交換樹脂は、例えば、弱塩基性陰イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂が挙げられる。これらのうち、ハイドロタルサイトが好ましい。陰イオン交換性鉱物及び陰イオン交換樹脂は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。陰イオン交換性鉱物及び陰イオン交換樹脂における陰イオン交換容量は、５〜５００ｍｅｑ／１００ｇに設定され、好ましくは２０〜５００ｍｅｑ／１００ｇに設定され、より好ましくは３０〜５００ｍｅｑ／１００ｇに設定される。陰イオン交換容量が５ｍｅｑ／１００ｇ未満の場合、十分に養分を取り込むことができず、取り込まれた養分も灌水等により早期に流失する虞がある。一方、陰イオン交換容量が５００ｍｅｑ／１００ｇを超えるように保肥力を過剰に大きくしても、効果は大きく向上せず、経済的ではない。
【００５８】
フィラー１３がゼオライトやハイドロタルサイトのような無機天然鉱物である場合、複数のフィラー１３を集合して粒状物（第二人工土壌粒子５０ｂ）を構成するために、高分子ゲル化剤のゲル化反応が好適に利用される。高分子ゲル化剤のゲル化反応として、例えば、アルギン酸塩、アルギン酸プロピレングルコールエステル、ジェランガム、グルコマンナン、ペクチン、又はカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）と多価金属イオンとのゲル化反応、カラギーナン、寒天、キサンタンガム、ローカストビーンガム、タラガムなどの多糖類の二重らせん構造化反応によるゲル化反応が挙げられる。このうち、アルギン酸塩と多価金属イオンとのゲル化反応について説明する。アルギン酸塩の一つであるアルギン酸ナトリウムは、アルギン酸のカルボキシル基がＮａイオンと結合した形態の中性塩である。アルギン酸は水に不要であるが、アルギン酸ナトリウムは水溶性である。アルギン酸ナトリウム水溶液を多価金属イオン（例えば、Ｃａイオン）の水溶液中に添加すると、アルギン酸ナトリウムの分子間でイオン架橋が起こりゲル化する。本実施形態の場合、ゲル化反応は、以下の工程により行うことができる。初めに、アルギン酸塩を水に溶解させてアルギン酸塩水溶液を調製し、アルギン酸塩水溶液にフィラー１３を添加し、これを十分攪拌して、アルギン酸塩水溶液中にフィラー１３が分散した混合液を形成する。次に、混合液を多価金属イオン水溶液中に滴下し、混合液に含まれるアルギン酸塩を粒状にゲル化させる。その後、ゲル化した粒子を回収して水洗し、十分に乾燥させる。これにより、アルギン酸塩及び多価金属イオンから形成されるアルギン酸ゲル中にフィラー１３が分散した粒状物としての第二人工土壌粒子５０ｂが得られる。
【００５９】
ゲル化反応に使用可能なアルギン酸塩は、例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウムが挙げられる。これらのアルギン酸塩は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。アルギン酸塩水溶液の濃度は、０．１〜５重量％とし、好ましくは０．２〜５重量％とし、より好ましくは０．２〜３重量％とする。アルギン酸塩水溶液の濃度が０．１重量％未満の場合、ゲル化反応が起こり難くなり、５重量％を超えると、アルギン酸塩水溶液の粘度が大きくなり過ぎるため、フィラー１３を添加した混合液の攪拌や、混合液を多価金属イオン水溶液中に滴下することが困難になる。
【００６０】
アルギン酸塩水溶液を滴下する多価金属イオン水溶液は、アルギン酸塩と反応してゲル化が起きる２価以上の金属イオン水溶液であればよい。そのような多価金属イオン水溶液の例として、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化ストロンチウム、塩化ニッケル、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化コバルト等の多価金属の塩化物水溶液、硝酸カルシウム、硝酸バリウム、硝酸アルミニウム、硝酸鉄、硝酸銅、硝酸コバルト等の多価金属の硝酸塩水溶液、乳酸カルシウム、乳酸バリウム、乳酸アルミニウム、乳酸亜鉛等の多価金属の乳酸塩水溶液、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸コバルト等の多価金属の硫酸塩水溶液が挙げられる。これらの多価金属イオン水溶液は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。多価金属イオン水溶液の濃度は、１〜２０重量％とし、好ましくは２〜１５重量％とし、より好ましくは３〜１０重量％とする。多価金属イオン水溶液の濃度が１重量％未満の場合、ゲル化反応が起こり難くなり、２０重量％を超えると、金属塩の溶解に時間が掛かるとともに、過剰の材料を使用することになるため、経済的でない。
【００６１】
第二人工土壌粒子５０ｂを形成するためのフィラー１３の粒状化は、上述のゲル化反応の他、バインダーを用いた造粒法によって行うこともできる。これは、例えば、フィラー１３にバインダーや溶媒等を加えて混合し、混合物を造粒機に導入し、転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒、圧縮造粒、押出造粒、破砕造粒、溶融造粒、噴霧造粒等の公知の造粒法により行うことができる。得られた造粒体は、必要に応じて乾燥及び分級が行われ、第二人工土壌粒子５０ｂが完成する。また、フィラー１３にバインダーを加え、さらに必要に応じて溶媒等を加えて混練し、これを乾燥してブロック状にしたものを、乳鉢及び乳棒、ハンマーミル、ロールクラッシャー等の粉砕手段で適宜粉砕して粒状物とすることも可能である。この粒状物は、そのまま第二人工土壌粒子５０ｂとして用いることもできるが、篩にかけて所望のサイズに調整することが好ましい。
【００６２】
バインダーは、有機バインダー又は無機バインダーの何れも使用可能である。有機バインダーは、例えば、ポリオレフィン系バインダー、ポリビニルアルコール系バインダー、ポリウレタン系バインダー、ポリ酢酸ビニル系バインダー等の合成樹脂系バインダー、デンプン、カラギーナン、キサンタンガム、ジェランガム、アルギン酸などの多糖類、膠などの動物性たんぱく質等の天然物系バインダーが挙げられる。無機バインダーは、例えば、水ガラス等のケイ酸系バインダー、リン酸アルミニウム等のリン酸塩系バインダー、ホウ酸アルミニウム等のホウ酸塩系バインダー、セメント等の水硬性バインダーが挙げられる。有機バインダー及び無機バインダーは、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。
【００６３】
フィラー１３が有機多孔質材料である場合、第二人工土壌粒子５０ｂの形成は、バインダーを用いた上述のフィラー１３の粒状化法と同様の方法で行ってもよいが、フィラー１３を、当該フィラー１３を構成する有機多孔質材料（高分子材料等）の融点以上の温度に加熱し、複数のフィラー１３の表面同士を熱融着させて粒状化することにより、第二人工土壌粒子５０ｂを形成することも可能である。この場合、バインダーを使用しなくても、複数のフィラー１３が集合した粒状物を得ることができる。そのような有機多孔質材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、セルロール等の有機高分子材料を発泡させた有機高分子発泡体、前記有機高分子材料の粉体を加熱溶融して連続気泡構造を形成した有機高分子多孔質体が挙げられる。
【００６４】
なお、図示しないが、第二人工土壌粒子５０ｂの多孔質体の外表部に、第一人工土壌粒子５０ａと同様の被覆層を設けることも可能である。被覆層を設けることにより、第二人工土壌粒子５０ｂの水分吸放出特性をより精密にコントロールすることが可能となる。
【００６５】
また、第二人工土壌粒子５０ｂは、第二人工土壌粒子５０ｂのサイズ、及び吸水性を適宜変更することで、第一人工土壌粒子５０ａとして使用することができる。第二人工土壌粒子５０ｂを第一人工土壌粒子５０ａとして使用する場合、第二人工土壌粒子５０ｂのサイズは、０．１〜１．０ｍｍに調製することが好ましい。これにより、人工土壌粒子５０間に形成される隙間１に水分を効率的に保持することができる。
【００６６】
〔植物育成キット〕
図５は、本発明の植物育成培地を用いた植物育成キット２００を例示した斜視図である。本実施形態の植物育成キット２００は、図５に示すように、包装用フィルム等を用いて植物育成培地を包装して包装体３０を形成し、当該包装体３０を容器として使用できるように構成している。包装体３０の上部には、植物２０だけでなく種や挿し木を植えることができる挿入口３１が形成されている。挿入口３１には、剥離可能な開封片３２が設けられている。これにより、植物育成キット２００の保存性を高めることができる。また、植物育成キット２００の使用に際しては、開封片３２を包装体３０から剥離して挿入口３１を開口させて、植物育成培地１００の誘導床２を露出させることにより、植物２０の植え替え、播種、挿し木等を容易に行うことができる。
【００６７】
挿入口３１には、取り外し可能に誘導床２が取り付けられており、破線で表した部分にも、植物２０の根２１の伸長方向を誘導するための誘導床２が配置されている。誘導床２は、バインダーで固定化されており、取り外し可能となっている。植物育成キット２００の製造方法としては、例えば、袋状の包装体３０の内部に第二人工土壌粒子５０ｂを敷き詰め、植物２０の根２１を伸長させたい場所に固定化した誘導床２を配置する。次いで、誘導床２の上面が植物育成培地１００の表面側に露出するように誘導床２の周りに第二人工土壌粒子５０ｂを敷き詰め、成長床３を形成する。最後に、包装体３０の上面に孔を空けて挿入口３１を形成し、当該挿入口３１に開封片３２を貼着することにより、植物育成キット２００が完成する。本発明の植物育成キット２００は、誘導床２が取り外し可能であるため、植物２０の栽培が終了すると、挿入口３１に取り付けられている誘導床２を取り外して、新しい誘導床２に取換えることができる。また、成長床３に使用されている人工土壌粒子５０ｂは、保肥性を備えているため、本発明の植物育成キット２００を肥料溶液等に浸漬することにより、肥料成分を人工土壌粒子５０に容易に坦持させることができる。つまり、本発明の植物育成キット２００は、挿入口３１の誘導床２を取換え、肥料成分を再度坦持させることにより、再利用することが可能である。
【００６８】
包装体３０の下部には、排水のための排水孔（図示せず）を設け、当該排水孔を水溶性フィルムで覆うようにしてもよい。植物育成キット２００に灌水を開始すると、水溶性フィルムが溶解するため、挿入口３１から供給した過剰な水が排水孔から効率よく排出し、植物育成キット２００の通気性を確保することができる。また、包装用フィルムには、防水性フィルムを使用することが好ましい。防水性フィルムを用いることにより、挿入口３１から灌水した水が、包装体３０の側面などから外部に漏れ出すことを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の人工土壌粒子及び植物育成培地は、植物工場等で行われる植物の栽培に利用可能であるが、その他の用途として、施設園芸用土壌培地、緑化用土壌培地、成型土壌培地、土壌改良剤等にも利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
２                            誘導床
３                            成長床
１０                          繊維塊状体
１１                          繊維
１３                          フィラー
１４                          細孔
５０                          人工土壌粒子
５０ａ                        第一人工土壌粒子
５０ｂ（５０ｂ１，５０ｂ２）  第二人工土壌粒子
１００                        植物育成培地
２００                        植物育成キット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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