(57)【要約】【課題】給液管理を積算日射量に基づいて行う養液栽培方法を提供することを目的とする。【解決手段】培地として易効性水分量が１５０リットル／ｍ３以上、難効性水分量が５０リットル／ｍ３以上、且つ陽イオン交換容量が２０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上である物理的・化学的緩衝力の高い培地を用い、植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たりに供給する量で調節して培地系外に排出される培養液の廃液率が給液量の１５％以下となるように調整して給液制御することにより、植物を極めて効率よく良好に栽培することができる。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を地面と隔離した固形培地で栽培し、給液管理を積算日射量に基づく日射比例方式で行う養液栽培方法において、
固形培地として易効性水分量が１５０リットル／ｍ３以上、難効性水分量が５０リットル／ｍ３以上で且つ陽イオン交換容量が２０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上である固形培地を用い、
植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たりに供給する量で調節して培地系外に排出される培養液の廃液率が給液量の１５％以下となるように給液制御する、
ことを特徴とする植物の養液栽培方法。
【請求項２】
植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり４０ｍｌから２００ｍｌにして培地系外に排出される培養液の廃液率が給液量の１５％以下とする請求項１の養液栽培方法。
【請求項３】
植物一個体当たりに供給する窒素量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり２ｍｇ以上８ｍｇ以下とする請求項１または２の養液栽培方法。
【請求項４】
固形培地として、浄水場発生土、ゼオライト、バーミキュライト、パーライト、炭化物および一般土壌から選ばれる少なくとも一種の非有機質系資材と、バーク堆肥、ピートモス、ヤシガラ解砕物およびもみがらから選ばれる少なくとも一種の有機質系資材を混合した混合物を用いる請求項１から３のいずれかの養液栽培方法。
【請求項５】
植物がトマト、ナス、キュウリまたはイチゴである請求項１から４のいずれかの養液栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固形培地を地面と隔離するため、容器や袋に植物育成用の培地を詰め、肥料と水を供給制御する養液栽培方法に関する。更に詳細には、培地が持つ物理的、化学的緩衝力を利用することにより、植物の吸水量に対応した安定的な給液管理が可能となり、さらに培地外に排出される廃液量を極力抑えることが可能な給液制御養液栽培方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、主に普及している養液栽培方式を大別すると、湛液型循環式水耕、ＮＦＴ、固形培地耕がある。湛液型循環水耕には、ベッド内に一定量の培養液をたたえておき、これを間欠的・多量に強制循環、あるいは、少量の液を瀑気しながら間欠的に循環、または、各ベッド交互に、多量に交換させる方式などがある。ＮＦＴは、緩傾斜をつけたフィルム利用による水路状のベッドに、上方から培養液を少しずつ流下させ、タンクに戻して、液を循環させる方法である。これらの方法は、培地が液相だけで構成され、根の呼吸に必要な酸素は溶存酸素として供給される。根圏が単純で、根圏環境の制御がし易いという特徴を持つため葉菜類を中心とした大規模な植物工場的生産方式に適している。
これに対して、固形培地耕は礫、ロックウール等の培地を用いた養液栽培方式で、培地に固相、液相、気相の三相を有し、最も土耕に近い養液栽培である。固形培地耕における給液管理方法は、環境面への配慮から循環方式が推奨されているが、循環方式を導入するには初期の設置費用が高額になるため、普及させるにはコスト面で解決すべき課題がある。
これに対し、非循環方式として、余剰の培養液を施設系外へ排出するかけ流し方式や、近年、ヨーロッパを中心に普及が進んでいるバッグカルチャー方式等がある。特に、バッグカルチャー方式の利点として、（１）排水設備を持たず、培地を詰めた栽培用バッグをそのまま圃場に設置することから設置が簡便で安いこと、（２）万一病気が発生しても蔓延の危険性が少ないこと、（３）作物や栽培条件に合わせて適正な培地を利用できる等の利点がある。不利な点としては、バッグカルチャー方式の場合、廃液を回収する設備がないことから、バッグからの廃液がそのまま圃場へ排出されることになり、過剰に排出された場合には、肥料中の硝酸態窒素等が地下水を汚染する、あるいは肥料や水の浪費となることが考えられる。
【０００３】
固形培地耕における給液管理は主にタイマー方式によって行なわれているが、給液を必要以上に行った場合には、余分な液が排出されるため、実際は廃液量を見ながら、不足しないように過剰に与えているのが実情である。作物の生育状況や天候に基づいて、人間がタイマーの設定を変更するのは、なかなか困難であり、人為的ミスにより培養液に要する経費の増加等、経済的な損失、余剰液の処理問題をもたらす。
タイマー方式における上記の欠点を補うため、作物の吸水量に対応した給液を行うのが合理的と考えられることから、積算日射量に基づく給液方法の開発が行われ（特開平７−６７４８５号公報および特開２０００−１２５６８０号公報）、気候の変動が少ないヨーロッパ等では実用化されている。しかし、我が国では気候変動が大きく、日射量に対する植物の吸水量が年間を通じて一律でないこと、また実際の栽培試験に関する試験事例が少なく、一部の大規模温室を除き、ほとんど採用されていないのが現状である。
【０００４】
一方、固形培地耕で主に使用されているロックウールは、安価で、保水性があり、化学的に不活性で培養液の組成にほとんど影響を与えない培地である等の理由から最も普及しており、施設園芸の重要品目である果菜類、切り花等の栽培に用いられている。しかし、その特徴として、有効水分のほとんどがｐＦ１．８〜２．０の水分域に含まれているため、過湿になりやすく、また、一度乾燥すると、毛管水が断絶し、水みちができてしまうことがあり、また、肥料成分の吸着・溶出作用等、緩衝力がないために、肥料の集積、偏在を起こしやすいこと等のマイナス面もある。そのため、給液は培地内の肥料濃度を安定化させるために、廃液率が給液量の約２０〜３０％とする必要がある（最新　養液栽培の手引き；（社）日本施設園芸協会）。その他、使用される培地としてはロックウール以外に、礫や砂、もみがらくん炭、バーミキュライト、パーライト、ピートモス、おがくず、もみがら等があるが、一般土壌に比べるとロックウールとほぼ似たような特性を有している（小林ら．「ロックウールを用いたバッグカルチャーによる野菜栽培　第１、２報」；１９８８，１９８９．兵庫県立中央農業技術センター研究報告、中林ら；１９９０、関ら；１９９５、仁科ら；１９９８）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の内容を勘案すると、バッグカルチャー方式を採用する際、環境面への配慮、肥料や水の浪費を防ぐ目的で、バッグからの廃液量を抑えるためには、日射比例方式により給液制御を行い、廃液率を低減すれば良いことがわかる。しかし、ロックウールをはじめこれまで検討されている培地資材を採用した場合には、培地内の肥料を安定化させるため、給液量の約２０％を排出する必要がある。もし、廃液率を抑えるため給液量を必要最小限にした場合には、培地内での水分の不均衡が生じ、また、化学的緩衝力が無いために、肥料バランスが崩れた場合には、植物が障害を起こしやすくなることが予想される。以上からバッグカルチャー方式による養液栽培方式における適正な培地としては、本発明者らが特開２０００１−１０３８５７号公報において提案した浄水場発生土、バーグ堆肥などからなる易効性水分量が１００リットル／ｍ３以上で且つ難効性水分量が５０リットル／ｍ３以上に調整された培地がある。この培地は物理・化学的緩衝力が高く望ましい培地であるが、この公開公報には日射比例方式を用いた給液管理については触れてない。
また、この公開公報に記載された給液条件では、植物が必要な分だけ給液されるため、肥料分についても過不足無く植物に供給されることが必要となり、過不足が生じた場合には植物が生理障害を引き起こす可能性が考えられる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、植物を地面と隔離した固形培地で栽培し、給液管理を積算日射量に基づく日射比例方式で行う養液栽培方法において、
固形培地として易効性水分量が１５０リットル／ｍ３以上、難効性水分量が５０リットル／ｍ３以上で且つ陽イオン交換容量が２０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上である固形培地を用い、
植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たりに供給する量で調節して培地系外に排出される培養液の廃液率が給液量の１５％以下となるように給液制御する、
ことを特徴とする植物の養液栽培方法である。
本発明では、植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり４０ｍｌから２００ｍｌにして培地系外に排出される培養液の廃液率が給液量の１５％以下とすることができる。
本発明では、植物一個体当たりに供給する無機態窒素量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり２ｍｇ以上６ｍｇ以下として給液制御するのが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、植物を育成する際に、地面と隔離された栽培用培地を用いてバックカルチャー方式等で、積算日射量を基に培養液の給液管理を行なう養液栽培方法である。本発明の養液栽培方法は、通常、植物の成長度によって吸水量が左右されなくなったある程度成長した段階以降の植物の栽培に用いられる。例えば、トマトの場合には、一定の日射量に対して季節を問わず給液量が一定となる第２果房着果以降の栽培に適用される。
本発明では、培地として易効性水分量が１５０リットル／ｍ３以上、好ましくは１８０リットル／ｍ３以上、且つ難効性水分量が５０リットル／ｍ３以上、好ましくは７０リットル／ｍ３以上であり、且つ陽イオン交換容量が２０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上、好ましくは３０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上である物理的・化学的緩衝力の高い培地を用い、植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たりに供給する量で調節して培地系外に排出される培養液の廃液率が給液量の１５％以下、好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下となるように調整して給液制御することにより、植物を極めて効率よく良好に栽培することができる。本発明では、植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、通常、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり４０ｍｌから２００ｍｌにすることにより、培地系外に排出される培養液の廃液率が給液量の１５％以下、好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下に調整することができる。本発明で言う廃液率とは給液量に対する廃液量の割合であり、植物の栽培期間中の平均で表す。
より具体的な本発明の効果としては、当該養液栽培方法により、培地外に排出される培養液の廃液量が極力抑えられるとともに、積算日射量に基づいて給液量を調節するため植物の吸水量に対応した給液管理が可能となる。このように給液量が積算日射量を基に必要最小限にされた場合には、天候の変動により植物の吸水量が大きく変動したとしても、植物に必要な水分を過不足なく供給することができ、曇天日には過剰な給液を行ない、過湿による害を引き起こすことなく、また、急な晴天でも積算日射量に対応した給液を行なうため、乾燥による植物への悪影響を回避することができる。また、栽培系外あるいは培地外に排出される廃液量をなくす、あるいは極端に少なくすることが可能となる。これにより、培養液の排出による浪費や、地下水汚染等の環境への悪影響を極力排除することが可能となり、循環方式で必要となる高価な設備、あるいは培養液をリサイクルするために必要な培養液の組成変更が必要でなくなる。
また、培養液の給液量は、積算日射量に基づいて調節するため、実質的には植物の吸水量と日射量との関係を考慮して調節することになり、従って、年間を通じて給液設定を大きく変更することなく、同一の管理で行うことができる。
更には、上記したように、易効性水分量、難効性水分量および陽イオン交換容量が特定量である物理的・化学的緩衝力の高い培地を用いた場合には、このような培地に培養液を供給した時に、培地内溶液のｐＨ値および電気伝導度（ＥＣ）が変動しにくいという効果が得られる。
【０００８】
本発明では、当該養液栽培方法において、植物一個体当たりに供給される窒素量が、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり２ｍｇ以上８ｍｇ以下、好ましくは４ｍｇ以上６ｍｇ以下であることが望ましい。窒素の供給方法は、培養液に窒素を含む肥料を添加してもよく、肥料を培地に直接添加してもよく、あるいはこれらを組み合わせたいずれでもよい。窒素形態はアンモニア態、硝酸態等のいずれの無機態窒素の形態でもよく、好ましくは硝酸態が全体の６０％以上含まれることが望ましい。また、窒素形態は、有機肥料、肥効調節型肥料、緩効性肥料などの有機態窒素の形態であってもよい。通常、無機態窒素は、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、リン酸アンモニウムなどの窒素肥料の形態で、培養液に添加して用いられる。有機態窒素は、通常、有機肥料などを培地に直接添加して用いられる。
窒素以外のリン、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の肥料の添加割合については、作物によって最も適したものが望ましいが、特に限定されるものではない。作物の窒素、リン、カリウム、カルシウム等の具体的な吸収量は、吸収濃度組成から重量換算すると（野菜試験場研究資料２１号、昭和６１．１１）、Ｎ：Ｐ：Ｋ：Ｃａ：Ｍｇの割合がＮを１０とした場合に、トマトの場合、１０：６．５：１６：１２：５となり、キュウリの場合、１０：５．３：１３：１５．４：５．３となり、イチゴの場合は１０：７：１６．７：１１．４：３．４となる。従って、これらの吸収量に応じて各肥料を添加すればよい。
本発明の栽培方法の場合、培養液の給液量は積算日射量によって制御されるため、実質的には植物の吸水量に対応していることとなるため、無機態窒素供給量も給液量に対して常に一定の濃度にすることが望ましい。例えば、以後の実施例に示すように、トマトの栽培試験を行なった結果では、トマトの吸水量が積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり約７０ｍｌであることから、培養液の給液量は積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり約７０ｍｌとし、この約７０ｍｌの給液量に対して４〜６ｍｇの無機態窒素を添加すれば良い。
本発明の養液栽培方法に従い培養液の給液を行なう場合、植物の吸水量に対応した水分が供給されるため、肥料分も吸収量に対応した量を供給しなければ、培地内で肥料が集積したり、不足する事態になることが予測される。本発明の効果として、上記に設定したように無機態窒素の肥料を供給することにより、植物に過不足なく肥料を供給することができる。また、上記した特定の培地を利用することにより、化学的な緩衝作用により、培地内溶液中の肥料濃度・組成の急激な変動を抑え、調整することが可能となり、植物の要素障害、例えば窒素欠乏症、窒素過剰症などの発生を回避できる。
【０００９】
本発明の積算日射量に基づいて給液制御する栽培方法に用いられる培地は、上記したように、易効性水分量が１５０リットル／ｍ３以上、好ましくは１８０リットル／ｍ３以上、且つ難効性水分量が５０リットル／ｍ３以上、好ましくは７０リットル／ｍ３以上であり、且つ陽イオン交換容量が２０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上、好ましくは３０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上である物理的・化学的緩衝力の高い培地が用いられる。
このような培地は、浄水場発生土、ゼオライト、バーミキュライト、パーライト、炭化物、一般土壌などの非有機質系資材の少なくとも１種と、バーク堆肥、ピートモス、ヤシガラ解砕物、もみがらなどの有機質系資材の少なくとも１種を混合して得られる混合物の易効性水分量、難効性水分量および陽イオン交換容量を測定し、それらが上記した特定の値を有するものを選択することにより得ることができる。
本発明の栽培用培地に用いる非有機質系資材の好ましい例としては、浄水場発生土を挙げることができる。浄水場発生土は浄水処理過程で発生する沈積泥土（浄水汚泥）を濃縮脱水した浄水ケーキが望ましい。浄水場発生土は凝集剤としてポリ塩化アルミニウムや硫酸アルミニウムを添加して沈殿処理され、無石灰処理により脱水されたものが望ましい。また、浄水場発生土は、含水率が４０重量％以上６０重量％以下、望ましくは５０重量％以上５５重量％以下に調整され、目開き２ｍｍの篩を通過するものが５０容量％以上９０容量％以下、目開き１０ｍｍの篩を通過し目開き２ｍｍの篩に残るものが１０容量％以上５０容量％以下の構成を有するのが望ましい。
【００１０】
非有機質系資材として浄水場発生土を用いた場合、浄水場発生土は浄水処理過程で添加されるアルミニウム化合物の影響でリン酸吸収係数が高いため、培地に肥料成分としてリン酸肥料を適当な量で添加するのが好ましい。リン酸肥料の添加量が少ないとリン酸欠乏を引き起こす。また、リン酸添加量が多いと土壌中の塩類濃度を高めて根に障害を及ぼしたり、リン酸肥料の副成分であるカルシウムやマグネシウム等が過剰となり培地中のミネラルバランスを損なう。また、果菜類に属す植物の栽培期間は長期にわたるため、持続的にリン酸成分を植物体に供給することが望ましい。ただし、リン酸肥料が含まれる液肥を供給する場合には、栽培開始時のリン酸欠乏を発生させずに、しかも培地の電気伝導度を上げることなく、また、カルシウムやマグネシウムが過剰でないリン酸肥料を使用することが望ましい。含有するリン酸成分が全体の２０重量％以上であり、そのうちく溶性リン酸が５０重量％以上であることが望ましい。リン酸肥料の種類については、熔リン、苦土過リン酸、熔成リン肥、重焼リン、熔過リン、リンスター（登録商標）、ダブリン（登録商標）、腐植リン等が例示される。培地に添加するリン酸肥料の量は、得られる培地１リットルあたりリン酸成分として１５００ｍｇ以上４０００ｍｇ以下、好ましくは２０００ｍｇ以上、３０００ｍｇ以下となる量が望ましい。
本発明培地で用いる浄水場発生土は、造粒されたものを用いることができる。造粒方法は転動造粒法あるいは押し出し造粒法のいずれでも良い。利用できる粒径は目開き１０ｍｍ以下であり、好ましくは８ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１１】
非有機質系資材の一つである無機物として用いるゼオライトは、主にアナルサイム、モルデナイト、クリノプチノライトの３種類があり、特にモルデナイトとクリノプチノライトは陽イオン交換容量が高く、交換性陽イオン含量が高くアンモニウムイオンを選択的に吸着する性質を持っている。さらに物理性の改善効果として土壌の保水性特に易効性水分量、および透水性を高める効果があり、砂質土壌等保水性の低い土壌では、保水性を高める働きがあることから農業用として広く使われている。ゼオライトは、農業用として優れた効果を持つクリノプチロライトが最も望ましい。本発明では、ゼオライトを培地に添加することで、前述の無機質資材の効果のうち、培地の保水性、特に易効性水分量および透水性が向上され、前述の無機質資材の効果以外にとくに化学性を改良し、保肥力及び緩衝能が高い培地を得ることができる。
【００１２】
非有機質系資材の一つである無機物として用いられるバーミキュライトは、土壌改良材として市販のものであればいずれのものでも良い。バーミキュライトは蛭石を高温で焼成したもので、多孔質の軽い資材である。また、陽イオン交換容量が高い。このためバーミキュライトを培地に添加することで、とくに培地の主に易効性水分量が上昇し保水性が向上し、また、特に保肥力及び緩衝能が高い培地を得ることができる。
【００１３】
非有機質系資材の一つである無機物として用いられるパーライトは、真珠岩や黒曜石を粉砕して高温で焼成したもので、孔隙率が高く、軽量である。本発明では、保水性、即ち、易効性及び難効性水分量を高め、透水性を高める土壌改良材として、市販のものであればいずれのものでも良い。パーライトを培地に添加することで、特に透水性が向上し、また、高い気相率を有する培地を得ることができる。
【００１４】
非有機質系資材の一つである無機物として用いる炭化物は、土壌改良材として市販のものであればいずれのものでも良いが、炭の原料として木片、もみがら、食品汚泥等の植物質資材を炭化したものが好ましく用いられ、特に木片を炭化した木炭、もみがらを炭化したもみがらくん炭が望ましい。本発明では、炭を培地に添加することで、とくに培地の透水性が向上され、特に気相率が高い培地を得ることができる。また、炭に含有される各種ミネラル等の微量成分を植物に供給することができるため、化学性が長期にわたって維持された培地を得ることができる。
【００１５】
非有機質系資材の一つとして用いる一般土壌は、森林土壌（黒土、赤土、マサ土など）、水田土壌、畑土壌等の周辺土壌すべてを指す。これらの一般土壌は、種類によって有効水分量の特性に与える効果が異なり、団粒構造が発達している黒ボク土、畑土等、また、粘土含有量が高い赤土、水田土壌、森林土壌等は易効性水分量及び難効性水分量の有効水分量を高める効果が期待できる。これ以外の鹿沼土、砂壌土等は有効水分量を高める効果は期待できないが、気相率、透水性を高める効果が期待できる。
【００１６】
有機質系資材の一つとしてバーク堆肥を用いることができる。バーク堆肥は、特に浄水場発生土と組み合わせて用いるのが好ましい。バーク堆肥を用いることによって培地を膨軟化し、容積重が軽く扱いやすくなるだけでなく、適度な保水性を有する培地を得ることができる。また、堆肥化中に増殖した微生物相により培地の生物的緩衝力を高める効果がある。バーク堆肥を用いる場合のその使用量は、培地に対して３０容量％以上５０容量％以下となる量が望ましく、さらに望ましくは３５容量％以上４５容量％以下となる量である。バーク堆肥は広葉樹あるいは針葉樹の樹皮に鶏ふんや尿素などの窒素源を加えて長期間醗酵腐熟させたもので、土壌改良資材として政令指定されており、市販品であればいずれのものを用いることができる。バーク堆肥の粒径は１２ｍｍ以下が望ましく、１０ｍｍ以下のものがさらに望ましい。さらにバーク堆肥のＣ／Ｎ比が３５以下、全窒素含有量が１．０％以上１．４％以下、電気伝導度が１．０ｄＳ／ｍ以下のものが望ましい。バーク堆肥を使用することで、特にバーク堆肥中に含有する肥料成分が長期にわたり培地中に溶出して供給され、また含有する無機成分や腐植酸質の影響で化学的な緩衝能が高まることにより良好な培地の化学性を栽培期間中維持することができる。また、微生物の活性に必要な腐植等の炭素源が豊富に含まれているため、微生物相が活性化され植物に有害な病原菌が侵入した際に競合、及び拮抗作用により病原菌の拡散が防げるとともに、特に病害が発生しない限り消毒の手間が省ける。バーク堆肥は、針葉樹の樹皮を発酵して製造したものが望ましい。広葉樹に対して分解が遅いため長期間の使用した場合にも物理性を維持することができる。
【００１７】
有機質系資材の一つとして、ピートモスを用いることができる。ピートモスは保水性の向上を目的とした土壌改良材として政令指定されており、市販されているものであればいずれのものでもよい。ピートモスは、特に浄水場発生土と組み合わせて用いるのが好ましい。ピートモスを用いることで、特に保水性が高い培地を得ることができる。ピートモスの粒径は１２ｍｍ以下が望ましく、１０ｍｍ以下のものがさらに望ましい。ピートモス用いる場合のその使用量は、培地に対して５容量％以上２５容量％以下となる量が望ましく、さらに望ましくは１０容量％以上２０容量％以下となる量である。
【００１８】
有機質系資材の一つとしてヤシガラ解砕物を用いることができる。ヤシガラ解砕物は、ヤシの果肉部や木質部の組織を断裁して得られるものである。特公昭６３−５２８４８号公報、特公平６−２３号公報、特開平１−３１２９３４号公報等に記載されているように、ヤシガラ解砕物はそれ単独もしくは炭、肥料などを加えることによって、保水性、透水性、保肥性のバランスのとれた植物育成培地として利用されており、また、主に保水性の改善、保肥力の改善を目的とした土壌改良材として一般に市販されている。ヤシガラ解砕物は断裁の程度により、粉状の細かいものから直径３ｃｍ程度の粒径ものもがある。本発明で用いるヤシガラ解砕物は、粒径２ｍｍ以上１２ｍｍ以下のものが望ましい。粒径２ｍｍ以下のヤシガラ解砕物は保水性が著しく高く、透水不良の原因となり好ましくない。また、１２ｍｍ以上では培地内の物理性が不均一になり好ましくない。ヤシガラ解砕物を培地の有機質系資材として用いることで、培地の気相率が高く、透水性が向上した培地を得ることができる。
【００１９】
有機質系資材の一つとして、もみがらを用いることができる。もみがらとは、米を脱穀した際に得られる否可食部の繊維質資材を指す。もみがらは容易に崩れない構造を有しているため、培地の有機質系資材として用いることで、特に気相率が高く、透水性が向上された培地を得ることができる。用いるもみがらは粉砕等の加工がされておらず、形状がよく維持されたものが望ましい。
【００２０】
本発明に用いる養液栽培用培地は、上記した非有機質系資材と有機質系資材のそれぞれ少なくとも１種類を混合して得られる混合物の易効性水分量、難効性水分量および陽イオン交換容量を測定し、好ましくは、更にｐＨ値、電気伝導度（ＥＣ）およびｐＦ値を測定し、それらが上記した特定の値を有するものを選択することにより得ることができる。
非有機質系資材と有機質系資材の好ましい組み合わせとしては、例えば、浄水場発生土と、バーク堆肥及び／又はピートモスと、更に必要に応じてヤシガラ解砕物及び／又はもみがらとを用いる組み合わせ、あるいは浄水場発生土と、ゼオライト、バーミキュライト、パーライト、炭化物及び一般土壌から選ばれる少なくとも一種とを、バーク堆肥及び／又はピートモスと、更に必要に応じてヤシガラ解砕物及び／又はもみがらと共に用いる組み合わせなどが挙げられる。いずれにせよ、浄水場発生土を非有機質系資材の一つとして用いるのが好ましい。
【００２１】
本発明で用いる培地には、植物病原菌に拮抗性を有する拮抗微生物を添加しても良い。かかる微生物としては植物病原菌に拮抗性を有するものであれば、特に制限はなく、細菌類、放線菌類、真菌類などいずれも使用できる。これら微生物は、生菌類は勿論、生菌体を凍結保存したもの、凍結融解したものであっても良い。さらに異種間の二種又はそれ以上を同時に使用しても良い。微生物は、液体培養で得られるものは勿論、個体培養して得た胞子であっても良い。このような拮抗菌としては、例えば特公平３−６１４２４号公報、特公平３−６１４２５号公報などに記載されたものが挙げられる。より具体的には、土壌伝染性植物病原菌フザリウム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ　ｓｐｐ）に拮抗性を有するバチルス・ライケルホルミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、サーモアクチノマイセス　エスピー（Ｔｈｅｒｍｏａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ　ｓｐ）及びペニシリウム　エスピー（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ　ｓｐ）；土壌伝染性植物病原菌コルチシウム・ロルフシイ（Ｃｏｒｔｉｃｉｕｍ　ｒｏｌｆｓｉｉ）に拮抗性を有するアスペルギルス・テルリウス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｔｅｒｒｅｕｓ）及びトリコデルマ・ビリデ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ　Ｖｉｒｉｄｅ）などが挙げられる。
【００２２】
これらの菌を実際に添加する場合は、培地に菌の培養液を添加して混合すれば良い。拮抗菌の添加量は養液栽培用培地１ｍ３当り、通常培養液として５〜３０リットルである。拮抗菌の添加時期は、バーク堆肥を培地の有機質系資材として用いる場合には、バーク堆肥の堆積中でも良い。この場合、得られる養液栽培用培地は、バーク堆肥が添加されているため微生物的緩衝力が高く、さらに拮抗菌を添加することによって、立ち枯れ病菌が発生しても微生物の拮抗作用によって発生防除に有効である。また、特に病害が発生しない限り、栽培終了後も特に殺菌せずに、次作の作付けが可能となる。
【００２３】
以上に述べた培地用資材に加えて、主として物理性を調整するために、通常用いられる土壌改良材を添加してもよい。土壌改良材は物理性改善を目的として政令指定されたものや、培地原料として一般的に用いられているものならばいずれのものでもよい。
【００２４】
本発明の養液栽培方法を実施するには、例えば、培養液が廃液されるようにした、防水シートのバッグに本発明の培地を詰めて、あるいは長さ方向が１００〜１２０ｃｍ程度の防水シートで本発明の培地を包含し、栽培床を構成して栽培を行う。該防水シートは水と根を通さない素材のものであり、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）フィルム、フッ素系フィルム、合成樹脂フィルム、防根シート、生分解性プラスティックフィルム等が使える。また、プラスティック、鉄骨、コンクリート、木材等で、上端が広く開口した固定式栽培床を構成し、これに培地を詰め、栽培床を作成して行うこともできる。
培養液は、水でも、あるいは水に前記した無機態窒素などの肥料成分等を添加したものでもよい。あるいは通常の植物栽培に用いる培養液でもよい。培養液は、設置した栽培床内に点滴、散水方式などの灌水チューブを設置し灌水を行うことによって培地に供給される。
本発明では、培養液は積算日射量に応じて培地に供給するため、通常、植物栽培が行なわれる適当な場所に日射センサーをセットし、日射量が測定される。測定値はカウンターによって積算され、設定された積算値に達すると、培養液の給液が開始するように潅水チューブなどをセットする。給液された培養液は流量計によって計量され、設定された一定の培養液を培地に供給するように設定される。これらの給液制御に使用する各種測定計、装置等は市販の製品を利用すればよい。本発明では、これらの給液制御により、好ましくは、一定の日射量に対して植物の給水量が生長量によって左右されない生育段階以降の植物に対して、植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たりに供給する量で調節して培地系外に排出される培養液の廃液率が給液量の１５％以下、好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下に調整する。本発明では、植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、上記した給液制御装置で、通常、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり４０ｍｌから２００ｍｌにセットすることにより、培地系外に排出される培養液の廃液率が供液量の１５％以下、好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下に調整することができる。
また、例えば、培養液に無機態窒素を含む肥料を適当量添加して、同様にして、植物一個体当たりに供給される無機態窒素量が、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり２ｍｇ以上８ｍｇとなるように設定することができる。
植物栽培の際には、培養液を培地に供給した時に、その培地中の溶液のｐＨ値が５．０から７．５の範囲、特に５．５から７．０の範囲、また、電気伝導度（ＥＣ）（ｄＳ／ｍ）が０．８から２．５ｄＳ／ｍ、特に１．５から２．０ｄＳ／ｍの範囲となるように設定するのが好ましい。更には、ｐＦ値は通常１．５から３．２の範囲、特に品質より収量を優先したい場合には、１．５から２．４となるように、収量より品質を優先したい場合には、例えばトマトで言えば、糖度が６．５以上のものを採りたい場合には、２．４から３．２の範囲となるように設定するのが好ましい。本発明では、上記したように、易効性水分量、難効性水分量および陽イオン交換容量が特定量である物理的・化学的緩衝力の高い培地を用いるため、このような設定を比較的容易に行なうことができる。
【００２５】
【実施例】
次の実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何等制限されるものではない。
実施例１
積算日射量に基づく日射比例方式による給液管理において、適正な培地特性を把握するため、以下のような試験を行った。
（１）試験方法
供試植物はトマト‘ハウス桃太郎’を用い、子葉が展開した苗を、園芸用培養土を詰めた３号ポットに鉢上げし、本葉が６〜７枚展開したら栽培用バッグに定植し、４段果房上位２葉を残して摘心した。給液管理方法は、定植から２週間目まではタイマー方式により充分な給液を行い根の活着を促した。その後はすべての処理区において、表１に示すように、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たりに供給する培養液の供液量を調節して培地からの培養液の栽培期間中の平均廃液率が給液量の１０％以下になるようにした。使用した培養液は園試処方とし、濃度が標準の１／２倍に調整されたものを使用した（具体的な組成は、Ｎ：８、Ｐ：２、Ｋ：８、Ｃａ：４、Ｍｇ：２ｍｅ／ｌ）。供試培地は、表１に示したように、保水特性を変えるため、ピートモスと浄水場発生土の混合比率を変えた組成とした。ピートモスは調整ピートを用い、浄水場発生土は浄水場から発生後、約３ヶ月間、堆積・切り返しにより堆肥化されたものを、目開き８ｍｍのフルイで調整し、さらにリン酸肥料を浄水場発生土１リットル当たりリン酸分として２０００ｍｇ添加したものとした。また、培地としてそれぞれロックウール、籾殻くん炭、ピートモスを用いた試験も同様に行った。各処理培地は１０リットル用のプラスティックフィルム製のバッグに詰め、バッグの高さが約１５ｃｍになるように形状を整え発砲スチロール製のベッドに設置した。発泡スチロール性の栽培用ベッドはバッグからの廃液が回収できるようにした。定植は１バッグにつき２株を定植した。
調査項目は、供試培地の保水特性として、易効性水分量と難効性水分量を求め、また栽培終了時の培地のｐＨと電気伝道度（ＥＣ）を測定した。植物体の調査は生育と収量を測定した。
【００２６】
【表１】
2004008067.tif 000002
【００２７】
（２）試験結果
表２に培地の有効水分量と陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を示した。易効性水分量は浄水場発生土の割合が増えるに従い、徐々に減少し、難効性水分量は増加した。ＣＥＣは浄水場発生土の混合割合の増加に従い高まり、ロックウール、籾穀くん炭およびピートモスでは１０ｃｍｏｌ／ｋｇ以下を示した。
【００２８】
【表２】
2004008067.tif 000003
【００２９】
表３に栽培終了時における培地のｐＨとＥＣを示した。ｐＨは１０、２０容量％区で８．５以上と高く、３０〜８０容量％区では５〜７を示した。ロックウールとくん炭で８以上と高く、ピートモスでは５以下と低かった。ＥＣについて、１０、２０容量％区が他区に比べ顕著に高く、浄水場発生土の混合割合が高まるに従い低くなり、３０〜８０容量％区では２前後を示し、ロックウール、籾穀くん炭およびピートモスでは３〜５と高い値を示した。
【００３０】
【表３】
2004008067.tif 000004
【００３１】
表４に地上部生体重と収量を示した。葉と茎の生体重は１０容量％区より浄水場発生土の混合割合が高まるに従い増加し、３０〜６０容量％区では５００ｇ以上を示した。収量は４０、５０、６０容量％区が１０、２０、３０、７０、８０容量％区と比べ顕著に高く、１株当たり３０００ｇ前後を示し、これに対しロックウール、籾殻くん炭およびピートモスでは２０００ｇ前後となった。
【００３２】
【表４】
2004008067.tif 000005
【００３３】
以上から、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たりの培養液の供液量を調節して廃液率が１０％以下となるように給液制御して養液栽培する場合に、用いる培地は、易効性水分量が１５０リットル／ｍ３以上、難効性水分量が５０リットル／ｍ３以上、陽イオン交換容量（ＣＥＣ）が２０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上であることが望ましいことが判明した。
【００３４】
実施例２
本実施例では、日射比例方式で給液管理を行う栽培方式において、使用する培地特性として適正な陽イオン交換容量を検討した。
（１）試験方法
供試植物はトマト‘ハウス桃太郎’を用い、栽培方法は実施例１に準じた。給液管理方法は、実施例１と同様、定植から２週間目まではタイマー方式により充分な給液を行い、根の活着を促した。その後は表５に示した各処理区に移植して、表６に示すように、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たりに供給する培養液の供液量を調節して培地からの培養液の栽培期間中の平均廃液率が給液量の１０％以下になるようにした。使用した培養液は園試処方とし、濃度が標準の１／２倍に調整されたものを使用した（具体的な組成は、Ｎ：８、Ｐ：２、Ｋ：８、Ｃａ：４、Ｍｇ：２ｍｅ／ｌ）。供試培地は、調整済みのピートモスに赤土を２０容量％混合したものとし、有効水分量は易効性水分量が１８５リットル／ｍ３、難効性水分量が８０リットル／ｍ３であった。表５に示したように、処理区は調整した培地にゼオライトを培地１リットル当たり２ｇずつ添加することにより陽イオン交換容量の異なる培地を７種類作成した。
調査項目は供試培地の陽イオン交換容量、難効性水分量および易効性水分量、栽培期間中の培地内溶液のｐＨとＥＣ、植物については収量、奇形果発生率とした。
【００３５】
【表５】
2004008067.tif 000006
【００３６】
【表６】
2004008067.tif 000007
【００３７】
（２）試験結果
得られた結果を表７、表８および表９に示した。
表７から分かるように、栽培期間中の培地内溶液のｐＨは、２、４ｇ区では時間の経過とともに上昇し、定植後２ヶ月目には８．０以上となり、ゼオライトの添加量が６ｇ以上の区では６．０から７．０を示した。
【００３８】
【表７】
2004008067.tif 000008
【００３９】
表８から分かるように、培地内溶液のＥＣは２ｇ、４ｇ区では定植後、時間の経過とともに急激な上昇がみられ、２ヶ月後には３．５ｄＳ／ｍ以上となった。一方、ゼオライト添加量が６ｇ以上の区では１．０〜２．０ｄＳ／ｍを示した。
【００４０】
【表８】
2004008067.tif 000009
【００４１】
表９から分かるように、収量は２ｇ、４ｇ区が他区に比べ低く、ゼオライト添加量が６ｇ以上の区では顕著に高くなり、１０ｇよりゼオライトの添加量が多い区では３０００ｇ以上を示した。全収穫個数に対する奇形果発生率は２、４ｇ区が他区に比べ高く、ゼオライトの添加量が６ｇ以上の区では顕著に低くなり１０％以下となった。
【００４２】
【表９】
2004008067.tif 000010
【００４３】
以上から、給液管理を積算日射量を基に、廃液率が１０％以下になるように行った場合には、使用する培地のＣＥＣは２０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上、好ましくは３０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上であることが望ましいことが判った。
【００４４】
実施例３
本実施例では、積算日射量を基に給液管理を行う場合、廃液率の違いがトマトの収量、品質に及ぼす影響を調査した。
（１）試験方法
供試植物はトマト‘ハウス桃太郎’を用い、子葉が展開した苗を、園芸用培養土を詰めた３号ポットに鉢上げし、本葉が６〜７枚展開したら栽培用バッグに定植し、４段果房上位２葉を残して摘心した。給液管理方法は、積算日射量を基ににした日射比例方式と、比較例としてタイマー方式を採用した。日射比例方式では培地から排出される培養液の給液量に対する廃液率を変えるため、表１０に示したように、積算日射量１ＭＪ／ｍ３当たりの給液量を２０〜２４０ｍｌの１２水準に設定し、タイマー方式は給液量の２０％が廃液されるように給液量を設定した。培養液は実施例１と同じものを用いた。使用する培地はピートモス：バーク堆肥：浄水場発生土が３：３：４の容量割合で混合された物を使用し、ピートモスと浄水場発生土の調整は実施例１に準じて行い、バーク堆肥は針葉樹を原料にし熟成したものを目開き８ｍｍの篩を通過したものを使用した。調整された培地は、易効性水分量が１５２リットル／ｍ３、難効性水分量が８２リットル／ｍ３、ＣＥＣは２２ｃｍｏｌ／ｋｇであった。また、定植から２週間までは水のみを給液し、その後は園試処方の１／２倍濃度の培養液を給液した（具体的な組成は、Ｎ：８、Ｐ：２、Ｋ：８、Ｃａ：４、Ｍｇ：２ｍｅ／ｌ）。
調査項目は、栽培期間中における培地内の水分状態と給液量に対する廃液率を求め、培地内の水分状態はセラミック式土壌水分計を用いて行った。植物体は収量と品質の指標としてＢｒｉｘ糖度、および生理障害の発生率とした。
【００４５】
【表１０】
2004008067.tif 000011
【００４６】
（２）試験結果
得られた結果を表１１、表１２および表１３に示した。
表１１から分かるように、廃液率は８０ｍｌ区では０となり、１００ｍｌ区より給液量が多い区では、給液量の増加に伴い徐々に増え、給液量が２２０、２４０ｍｌ区およびタイマー方式では２５〜３５％以上を示した。
【００４７】
【表１１】
2004008067.tif 000012
【００４８】
表１２から分かるように、培地内溶液のＥＣは２０〜６０ｍｌ区では８以上を示し、給液量が多くなるに従い、徐々に低下した。ｐＦ値は２０〜６０ｍｌ区では３〜３．５を示し、給液量が増えるに従い徐々に低下し、給液量が２２０、２４０ｍｌ区、タイマー方式では１．５以下と飽和状態となった。
【００４９】
【表１２】
2004008067.tif 000013
【００５０】
表１３はトマトの収量、品質について示している。収量は２００ｍｌ区までは給液量の増加に伴い高まり、給液量がさらに多い区では減少し、４０ｍｌ区以下と２２０ｍｌ区以上はタイマー方式に比べ低かった。Ｂｒｉｘ糖度は給液量の増加とともに低下し、２００ｍｌ区以下では６．０以上であったが、２２０、２４０ｍｌ区では急激に低下し、５以下となった。生理障害について、尻腐れ果は給液量が少ないと発生する傾向がみられ、給液量の増加とともに徐々に減少し、１４０ｍｌ区以上では発生率は０％であった。裂果は逆に給液量が多い区で発生率が高く、１６０ｍｌ区以下では０であったが、１８０ｍｌ区以上では給液量が増えるに従い高まり、２２０ｍｌ区以上で急激な増加が見られた。
【００５１】
【表１３】
2004008067.tif 000014
【００５２】
以上から、積算日射量に基づき給液制御を行った場合、トマトの収量と品質は給液量によって大きく左右され、給液量が４０ｍｌ以下では、植物は極端な水分ストレスを受け、糖度は高まるものの、尻腐れ果が多発し収量は減少した。一方、極端に給液量が多い場合には、培地内が過湿条件となり、裂果が多発した。このことから、積算日射量を基にした給液制御によりトマトを栽培する場合には、一株（一個体）当たりの培養液の給液量を、日積日射量１ＭＪ／ｍ２当たり６０ｍｌ以上２００ｍｌとして、廃液率が１５％以下とするのが望ましいことが判った。
【００５３】
実施例４
本実施例では、日射比例方式による給液管理を行った場合の適正な窒素の供給量を検討した。
（１）試験方法
供試植物はナス科のトマト、ウリ科のキュウリ、バラ科のイチゴを用い、供試培地はピートモス：バーク堆肥：浄水場発生土が３：３：４の容量割合で混合した培地を使用し、個々の資材の調整は実施例１に準じた。供試培地の有効水分量は、易効性水分量１６８リットル／ｍ３、難効性が９０リットル／ｍ３、ＣＥＣが２０ｃｍｏｌ／ｋｇであった。栽培方法について、トマトは実施例１、２に準じた。キュウリは供試品種に穂木‘シャープ３０１’を、台木に‘ゆうゆう一輝’を用い、整枝は主枝１６節摘心、１次側枝を１節摘心、２次側枝以降を放任とした。イチゴは供試品種に‘女峰’を用い、９月上旬に定植し１月から５月まで収穫を行なった。
培養液は園試処方を基準とした。更に表１４に示すように各処理区で培養液中の窒素添加量を変動させた。窒素添加量は、硝酸カリウム、硝酸カルシウムの量を調節し、その他の肥料組成（Ｐ：Ｋ：Ｃａ：Ｍｇの組成がトマトの場合、２：４：３：２ｍｅ／ｌ、キュウリの場合、３：６：７：４ｍｅ／ｌ、イチゴの場合、１：５：３：２：１ｍｅ／ｌ）は各処理区間で同量になるように調節した。
調査項目は栽培期間中の給液量及び廃液率並びにトマト、キュウリ及びイチゴの収量および窒素欠乏症と過剰症、栽培期間中の培地内溶液のＥＣとした。
【００５４】
【表１４】
2004008067.tif 000015
【００５５】
（２）試験結果
得られた結果は表１５、表１６および表１７に示した。
表１５から分かるように、収穫時における培地内溶液のＥＣは供試植物の種類に係わらず、窒素添加量の増加とともに上昇した。トマトでは窒素添加量２ｍｇで、キュウリでは４ｍｇ以下で０．５ｄＳ／ｍ以下となり適正域を下回った。また、高濃度域ではトマトが窒素添加量７ｍｇ以上で、キュウリが９ｍｇ以上で、イチゴが７ｍｇ以上で３．０ｄＳ／ｍ以上と植物の適正域を上回る高い値となった。
【００５６】
【表１５】
2004008067.tif 000016
【００５７】
表１６から分かるように、トマトは１ｍｇ区から窒素添加量の増加に伴い増加し、６ｍｇ区を境に添加量の増加に伴い急激に減少し、タイマー方式より収量が高かったのは４ｍｇ以上６ｍｇ以下であった。キュウリは１ｍｇ区から窒素添加量の増加に伴い増加し、８ｍｇ区をピークに徐々に減少し、タイマー方式より収量が高かったのは４ｍｇ以上８ｍｇ以下であった。イチゴは１ｍｇ区から窒素添加量の増加に伴い増加し、４ｍｇ区を境に徐々に減少し、タイマー方式に比べ収量が高かったのは２ｍｇ〜５ｍｇ区であった。
【００５８】
【表１６】
2004008067.tif 000017
【００５９】
表１７に供試植物の窒素欠乏症と過剰症の目視による判定結果を示した。欠乏症は下位葉の黄化が認められたものを欠乏症とし、過剰症は富窒素栄養条件下で栄養生長過多による収量低下が認められたものとした。その結果、欠乏症は、トマトでは３ｍｇ以下、キュウリでは２ｍｇ以下、イチゴでは１ｍｇ以下で認められ、過剰症は、トマトでは、８ｍｇ以上、キュウリでは９ｍｇ以上、イチゴでは７ｍｇ以上で認められた。
【００６０】
【表１７】
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【００６１】
以上から、一株（一個体）当りの培養液の無機態窒素量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり２ｍｇ以上８ｍｇ以下として給液制御するのが好ましく、特に４ｍｇ以上６ｍｇ以下とするのが好ましいことが判った。
【００６２】
【発明の効果】
以上の結果から明らかなように、本発明では、培地として易効性水分量が１５０リットル／ｍ３以上、難効性水分量が５０リットル／ｍ３以上、且つ陽イオン交換容量が２０ｃｍｏｌ／ｋｇ以上である物理的・化学的緩衝力の高い培地を用い、植物一個体当たりに供給する培養液の給液量を、積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たりに供給する量で調節して培地系外に排出される培養液の廃液率が給液量の１５％以下となるように調整して給液制御することにより、植物を極めて効率よく良好に栽培することができる。当該養液栽培方法により、培地外に排出される培養液の廃液量が極力抑えられるとともに、積算日射量に基づいて給液量を調節するため植物の吸水量に対応した給液管理が可能となる。更に、当該養液栽培方法において、植物一個体当たりに供給される無機態窒素量を積算日射量１ＭＪ／ｍ２当たり２ｍｇ以上８ｍｇ以下とすることにより、植物に過不足なく肥料を供給することができ、例えば窒素欠乏症、窒素過剰症などの発生を回避できる。