(57)【要約】育成用培養基に水を供給し、その一端（３）で育成用培養基に直接連結されている第１管路（４）と、第１管路を通して、第１管路の他端に連結されている第２管路（５）に水を引き込むことを含む育成用培養基での植物（２）育成方法において、第２管路が少なくとも部分的に空気で満たされ、水が第１管路から第２管路内の空気空間に放出され、かつ、育成用培養基が有機ポリマー発泡体で形成されている植物育成方法。
2006515183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
育成用培養基に水を供給し、一端が育成用培養基に直接連結されている第１管路内に水を引き込み、そして、第１管路を通して、第１管路の他端に連結されている第２管路内に水を引き込むことを含む育成用培養基での植物育成方法において、第２管路が少なくとも部分的に空気で満たされており、そして、水が第１管路から第２管路の空気空間内に放出され、かつ、育成用培養基が有機ポリマー発泡体で形成されていることを特徴とする植物育成方法。
【請求項２】
各管路内の圧力が空気ポンプにより制御される請求項１記載の方法。
【請求項３】
有機ポリマー発泡体が、フェノール尿素ホルムアルデヒド発泡体、尿素ホルムアルデヒド発泡体、ポリウレタン発泡体、フラン発泡体およびフルフリル・アルコール発泡体から選ばれ、好ましくはフェノール尿素ホルムアルデヒド発泡体から選ばれる請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
第１管路の内径が、第２管路の内径の６〜５０％、好ましくは７〜３０％である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
水が、管路システムの内部容積の２０％を超えない値、好ましくは１０％を超えない値を占めるように各管路のサイズが決められ、かつ、水の流速が制御される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
育成用培養基が、１つまたは複数のスラブの形態であり、各スラブが第１管路に直接連結されており、その際、少なくとも２本の第１管路が単一の第２管路に連結されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも２本の第２管路が設けられ、それらが、空気ポンプが連結されている単一の第３管路に通じている請求項２記載の方法。
【請求項８】
水が、サイホンにより管路システムから除去される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
管路システム内の空気圧が、大気圧より低く、好ましくは大気圧より０〜２００００Ｐａ低い請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
第２管路が、実質上一直線状であり、水平に対して０〜４５°の角度で配置されており、すべての点で吸引装置の高さを超える高さを有する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
第２管路が、実質上一直線状であり、水平に対して０〜４５°の角度で配置されており、すべての点で吸引装置の高さより低い高さを有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
育成用培養基が、少なくとも５センチメートル水柱に対抗して、好ましくは少なくとも１０センチメートル水柱に対抗して、より好ましくは２０センチメートル水柱に対抗して水を保持する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
育成用培養基が、５〜３５ｋｇ／ｍ３の密度を有する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
育成用培養基が、ポリマーストランドの網目構造の形態である請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
網目構造の交点間が、２０〜１００マイクロメートルの間隔である請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
網目構造のストランドが、網目構造の交点間距離の１／１０〜１／５、好ましくは１／８〜１／５の太さを有する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
植物育成用装置であって、植物を含むように適合された有機ポリマー発泡体の育成用培養基を備え、該育成用培養基は、該育成用培養基から水を引き込むように配置された第１管路と直接連結されており、さらに、第１管路の一端に連結され、該育成用培養基には連結されていない第２管路と、該第２管路から水抜きをするための手段とを備えており、該第２管路が、使用時において、少なくとも部分的に空気によって満たされるようにサイズが決められている植物育成用装置。
【請求項１８】
第１及び第２管路内の空気圧を制御するように配置された空気ポンプをさらに備える請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
育成用培養基に給水するための手段、好ましくは点滴システムをさらに備える請求項１７または１８記載の装置。
【請求項２０】
第１管路の内径が、第２管路の内径の６〜５０％、好ましくは７〜３０％である請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
第２管路と連結された第３管路をさらに備える請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
第２管路から水抜きをするための手段が、第３管路の最も低い点に設けられたサイホンを備える請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
育成用培養基が、フェノール尿素ホルムアルデヒド発泡体、ポリウレタン発泡体またはフルフリルアルコール発泡体、好ましくはフェノール尿素ホルムアルデヒド発泡体から形成されている請求項１７乃至２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
植物を含む育成用培養基であって、該育成用培養基は、液体を引き込みかつ空気を閉鎖する装置を含み、部分的に液体で満たされるとともに部分的に空気で満たされた管路システムに直接連結されており、該管路システムが、育成用培養基から制御された状態で液体を放出するようになされていることを特徴とする育成用培養基。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の根茎周辺部を通る灌漑水の流速を制御する植物育成方法に関する。具体的には、育成用培養基で、より具体的には、有機ポリマー発泡体の育成用培養基での植物育成方法に関する。本発明は、その方法を実施するための装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
植物を、天然または人工的な育成用培養基、具体的には、鉱物綿、例えば、ロック・ウールまたはグラス・ウールの育成用培養基(growth substrate)で育成することがよく知られている。他の育成用培養基、例えば、フェノール尿素ホルムアルデヒド発泡体〔オアシス（商標登録）という名前で市販されている〕も周知である。必要に応じて肥料及びその他の添加物を含む水を、育成用培養基に貫流させることにより、水並びに必要に応じて肥料及びその他の添加物を育成用培養基に供給する。植物が、水、酸素及びその他の原料、例えば、水によって運ばれる肥料の十分な供給を受けることが重要である。
【０００３】
水は、酸素を育成用培養基に運搬する手段の１つである。具体的には、育成用培養基の上方に配置された滴下器から水が供給される場合、育成用培養基に滴下する水は、酸素を豊富に含んでいる。この酸素は、育成用培養基に運搬され、植物の根茎がこれを吸収する。したがって、育成用培養基の低酸素状態は、より多くの水を供給してこれを緩和する。
【０００４】
水中に溶解している肥料などその他の添加剤に対して、同様の考えが適用される。育成用培養基への水流の速度を高くすると、水が運搬する添加剤の供給速度が増加する。
【０００５】
十分な水流量を有することが有利である理由は、その他にもある。水流量を増加すると、それによって根茎周辺の乱流が増し、それが、水及び肥料などの有益な成分の根茎への移行速度を増加させる。水流は、植物によって育成用培養基に放出された望ましくない副産物も除去する。
【０００６】
しかし、育成用培養基への水の供給速度を単に増加するだけでは、問題を引き起こす可能性がある。具体的には、最大流速は、重力の下で育成用培養基を通る水の流速によって決められる。水の供給速度がこの通過流速を超えると、余剰水は、溢れるだけである。
【０００７】
育成用培養基を通過する水の流速を積極的に制御することが望ましい。先行の刊行物である欧州特許出願公開第３００，５３６号及び第４０９，３４８号に、鉱物綿の育成用培養基を使用する積極的水流システムが開示されている。
【０００８】
欧州特許出願公開第３００，５３６号は、鉱物綿の育成用培養基を通る水流量を、毛管システムが制御するシステムを開示している。水管が育成用培養基内に延在し、水ポンプに連結している。培養基からの水の汲み出しは、所望の流速にセットされている。水管システムは、実質上水で満たされており、流速は、実質上水ポンプに設定された速度で決められる。この刊行物は、「吸入圧力」について論じているが、これは、培養基から水を取り除くために植物が及ぼす必要のある力についての文脈でのものである。この意味で、高「吸入圧力」とは、培養基中の水含有量が低いことと相関しており、この刊行物の目的は、培養基中の水含有量を適切な量に、したがって、吸入圧力を適切に保持することである。
【０００９】
欧州特許出願公開第４０９，４３８号は、同じ水ポンプ・システムに関する。この刊行物は、さらに管路システムと育成用培養基の間の継手部材を提供している。これらが意図するのは、植物の根茎が成長して管路システムへ侵入するのを防止することである。継手部材の利点は、周りの育成用培養基よりも湿気が留まり、スラブ側からの管路システムへの空気の侵入を防止することであると述べられている。
【００１０】
これら両方のシステムは、育成用培養基としての鉱物綿使用に対してやや特異であり、欧州特許出願甲第第３００，３５６号のシステムは、確かに鉱物綿の多孔性及び密度特性を念頭に設計されている。欧州特許出願公開第４０９，３４８号は、代替育成用培養基としての焼成粘土及び焼結多孔性材料について開示しているが、最良の結果は、鉱物綿で達成されると述べられている。
【００１１】
前記両方のシステムでは、植物が育つ表面つまり温室の床は、ほぼ正確に水平であることが必要である。そうでないと、システム内の圧力及び水の流速が、鉱物綿の育成用培養基のスラブが配置される高さにより変化する。管路システム内が実質上水で満たされていることが、さらなる問題をもたらす。１つの植物からシステム内の他のいずれかの植物へも、切れ目のない水経路が存在する。これによって、植物ウィルス及びその他の伝染病が、全作物にわたって伝わる可能性がある。
【００１２】
国際公開９４／０３０４６号は、鉱物綿内で植物を育成するための他のシステムを開示している。その他の「不活性育成媒体」が全体として述べられているが、鉱物綿以外の具体的な育成用培養基についての記述はない。このシステムでは、給水管を介して鉱物綿育成用培養基に水を供給し、かつ、排水管を介して水を除去することにより、鉱物綿の水分含量を一定量に保つ。水の供給及び排水に共通のパイプシステムが使用されている。前述の欧州特許出願公開第３００，３５６号及び第４０９，３４６号のシステムにおけるように、このシステムでは、育成用培養基内の水と排水システムの水の間に連続した接続が存在する。
【００１３】
先行する国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ０２／０７７４１号において、植物を提供するステップと、植物の根茎が水の本体と接触するように、より詳細には植物の根茎が、水を含む育成用培養基内にあるように水を供給するステップと、育成用培養基内の水の本体と接触して設けられている吸引装置(suction device)を通して水を引き込んで第１管路へ注ぐステップと、第１管路を通して第２管路へ水を引き込むステップを備え、第２管路が少なくとも部分的に空気で満たされ、第１及び第２の管路が連結され、それによって、第１管路が第２管路内の空気空間に開放されている改良形植物育成方法について説明がされている。吸入装置は、育成用培養基に挿入されたサクション・プラグのような液体を引き込み、空気を閉鎖する装置である。吸入装置は、管路システム内の空気圧がそれを通して空気を引き出す傾向にあるとき、気閘(air lock)を形成する材料で形成されており、したがって、吸入装置は、完全に水で満たされ、水のみが第１管路に通り抜け、空気は第１管路を通り抜けない。
【００１４】
土壌、泥炭、真珠岩及び鉱物綿（鉱物綿が好ましい）を含むいくつかの天然もしくは人工的な育成用培養基が開示されている。吸引装置は、多孔質材料で製作されており、その例に、石、セラミックス、鉱物綿、多孔質ガラス、及び有機ポリマーの発泡体またはポリマー繊維がある。
【００１５】
例示されたシステムでは、育成用培養基は、ストーン・ウール、吸引装置は、育成用培養基のスラブに挿入されたサクション・プラグである。第１管路は、サクション・プラグに連結されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、育成用培養基自体を、ある特定のクラスの材料で、育成用培養基に使用するためとは先行の特許出願には具体的に述べなかった材料から選定した場合、管路システム内の圧力が、第１管路に空気を引き込む傾向にあるときに、育成用培養基自体が気閘を形成する性質を有することができることが判明した。その結果、驚くべきことに、育成用培養基とは別個の吸引装置を必要とすることなく、空気を引き込まず、水のみを第１管路に引き込むシステムを提供することが可能になる。したがって、第１管路を育成用培養基自体に直接取り付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明により、育成用培養基に植物を提供するステップと、育成用培養基に水を供給するステップと、育成用培養基と直接接して設けられている第１管路に水を引き込むステップと、第１管路を通して第２管路に水を引き込むステップを備える植物育成方法において、第２管路が少なくとも部分的に空気で満たされており、第１及び第２の管路が連結され、それによって第１管路が第２管路内の空気域に開放されており、育成用培養基が有機ポリマー発泡体から形成されていることを特徴とする植物育成方法が提供される。好ましい実施形態では、管路内の圧力は、空気ポンプで制御される。
【００１８】
したがって、本発明では、第１管路が直接取り付けられた単一の一体化された育成用培養基を使用しながら、一体化された単一の育成用培養基を使用して、空気圧が培養基からの液体の放出を制御するシステムの利点を実現することができる。
【００１９】
したがって、本発明は、培養基から制御された状態で液体を放出するようにするために、部分的に液体で満たされ、部分的に空気で満たされたキャビティを使用する管路システムに直接取り付けられた、液体を引き込みかつ空気を閉鎖する育成用培養基を備える。管路システム内の圧力が、それを通して空気を引き込む傾向にあるとき、育成用培養基自体が気閘(airlock)を形成する能力をもつ。システムに水を引き込む圧力が増加すると、水流量が増加するが、引き込み力は、一般に、少なくとも３０センチメートル水柱までである。
【００２０】
システムに水を引き込もうとする力は、水を育成用培養基内に保持する力より大きいので、圧力は、育成用培養基が、その圧力の下で、水よりも空気を第１管路に解放する引き込み力にまで増加することができる。
【００２１】
本発明では、水を管路システムに引き込む力は、空気の圧力で制御される。これが欧州特許出願公開第３００，５３６号及び第４０９，３４８号のシステムと対照的なところであり、これらのシステムでは、育成用培養基から管路システムへの水の移動は、水流量によって制御され、したがって、育成用培養基のスラブの相対高さに影響され、システムが効率的であるようにするには、スラブをすべて同じ高さにしなくてはならない。本発明では、同じ高さの面を設ける必要はなく、したがって、システムを容易かつ直接的にどのような温室にも適用することができ、先ず床面の高さを同じにする必要はない。
【００２２】
さらに、第１管路は、第２管路内の空気空間(air space)に開放している。好ましい実施例では、少なくとも２本、好ましくは多数の管路が設けられ、各々が、その中に植物の根茎が配置されている育成用培養基の別々の部分と連結されている。各々が、一種または少数の種類の植物を含む多数の育成用培養基のスラブを設けることが一般的である。この場合、各第１管路は、単一のスラブに関連するのが一般的であるが、場合によっては第１管路１本が各植物に関連する。したがって、１つの植物からのウィルス及び伝染性要因が、育成用培養基から第１管路に引き出され、次いで第２管路に解放されることが可能ではあるが、第２管路とその他の植物に関連するその他の第１管路との間に水の経路は存在しない。したがって、ウィルスまたはその他の伝染性要因が移転する危険が非常に小さくなる。
【００２３】
本発明では、例えば、空気ポンプにより、単に管路システム内の圧力を修正することにより、植物の根茎を囲む育成用培養基を通る水の流量を制御することが可能であり、その結果、前記利点、例えば、酸素供給速度及びその他の添加物の供給速度の制御、含水量、ｐＨ、ＥＣ（電気伝導度）、窒素及び微量元素等の栄養素の制御並びに不要副産物の除去が可能である。
【００２４】
管路システム内の空気圧力を素早く簡単に変えることが可能であり、したがって、苦もなく流速及び含水量を修正することが可能である。
【００２５】
第１管路が育成用培養基の底部に連結されている場合、水は、培養基の底部から引き出され、培養基底部で水飽和になる傾向が緩和される。
【００２６】
本発明は、植物の育成に使用するのに適した装置も提供する。この装置は、植物及び水を含むように適合された育成用培養基を備え、その育成用培養基は、有機ポリマー発泡体から形成され、第１管路とその一端で直接連結されている。第１管路は、他端で第２管路に連結され、装置は、水を第２管路から引き出す手段を備えている。装置は、管路システム内の空気圧を制御するように配置された空気ポンプも備えることが好ましく、そのサイズは、使用時において、第２管路が少なくとも部分的に空気で満たされているようにする。
【００２７】
植物は、一般的に温室で栽培されるタイプの商業用農作物である。農作物は、例えば、レタス、トマト、キュウリ、またはピーマンである。
【００２８】
本発明では、植物は、育成用培養基内で育成される。すなわち、植物の根茎は、育成用培養基内に配置される。
【００２９】
本発明では、育成用培養基は、有機ポリマー発泡体で形成されている。「発泡体」という用語には、微小規模での３次元の網目構造が含まれる。この特定の種類の材料は、管路システム内の圧力が、育成用培養基を通して第１管路に空気を引き出す傾向にあるとき、水のみが第１管路に移行するように、水を十分に強固に保持できることが判明している。使用することができるポリマー材料の例としては、フェノール尿素ホルムアルデヒド発泡体、尿素ホルムアルデヒド発泡体、ポリウレタン発泡体、フルフリルアルコール発泡体、及びフラン発泡体がある。フェノール尿素ホルムアルデヒド材料の１つがオアシス（商標登録）と言う名前の下に市販されており、本発明用に特に好ましい。この材料は、３次元の網目構造を有するが、別のポリマーから形成されたこの全体構造をもつその他の材料も使用することができる。使用することができるその他のタイプのポリマーには、尿素ホルムアルデヒド及びポリウレタン、並びにフルフリルアルコールをベースにしたものがある。
【００３０】
発泡体は、単一の一体形の塊(integral mass)を形成することができるか、発泡体の薄片、例えば、ポリウレタン発泡体薄片(foam flakes)の形態を取ることもできる。
【００３１】
繊維状の網または網目構造の形態をした有機ポリマー発泡体は、特に有利である。交点間の距離が約２０〜１００マイクロメータ、特に約４０〜６０マイクロメータの実質上正方形または長方形の網目構造が形成されている網が好ましい。
【００３２】
網目構造を形成する素線は、２〜２０マイクロメータの範囲にあることが好ましいが、特に好ましい素線は、この範囲の高位、例えば、４〜２０マイクロメ−タの太さを有する。太さは、網の交点間の距離の１／１０〜１／５が好ましく、特に１／８〜１／５が好ましい。
【００３３】
有機ポリマー発泡体材料は、所望の毛管作用を与えるために、十分に親水性でなくてはならない。あるタイプの発泡体は、本質的に十分に親水性であり、この作用を可能にしているが、その他のタイプの発泡体では、湿潤剤も含まれていることが好ましい。
【００３４】
３５ｋｇ／ｍ３を超えない密度を有する育成用培養基が好ましいこと、３０ｋｇ／ｍ３を超えない密度、特に好ましくは２８ｋｇ／ｍ３を超えない密度がより好ましいことが判明した。約２５ｋｇ／ｍ３の密度が特に有効である。密度は、通常、少なくとも５ｋｇ／ｍ３であり、好ましくは少なくとも１０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは少なくとも１５ｋｇ／ｍ３である。最も好ましい密度は、ポリマー発泡体のタイプに依存する。フェノール尿素ホルムアルデヒド発泡体では、密度が１５〜３５ｋｇ／ｍ３、好ましくは２０〜３０ｋｇ／ｍ３であることが望ましい。尿素ホルムアルデヒド発泡体は、５〜２５ｋｇ／ｍ３、好ましくは１０〜２０ｋｇ／ｍ３の密度を有することが好ましい。ポリウレタン発泡体及びフラン発泡体は、１５〜３５ｋｇ／ｍ３の密度を有することが好ましい。ポリウレタン発泡体薄片は、５０〜９０ｋｇ／ｍ３、好ましくは６０〜８０ｋｇ／ｍ３の密度を有することが好ましい。
【００３５】
ポリマー発泡体は、一般的に開放形発泡体構造(open foam structure)を有する。
【００３６】
育成用培養基は、一般に、空気より水をよりしっかりと保持する。培養基が、少なくとも５センチメートル水柱(cm water column)の圧力に対抗して、好ましくは少なくとも１０センチメートル水柱に、より好ましくは２０センチメートル水柱に、最も好ましくは３０センチメートル水柱に対抗して水を保持することが好ましい。２００センチメートル水柱までの圧力に対抗して水を保持するものもある。
【００３７】
第２管路内の圧力が大気圧より低い（好ましい）場合、育成用培養基は、下記によって決まる水柱の値で空気より水をよりしっかりと保持する：第２管路内における大気圧より低い、大気圧との圧力差（管路内のこの圧力は、アンダープレッシャと呼ばれることが頻繁である）から、第１管路が育成用培養基に連結される点より上にある第２管路の高さを差し引いた値。実際には、育成用培養基は、第２管路内のアンダープレッシャと実質上等しい力に対抗して水を保持する。
【００３８】
特定のポリマー発泡体が育成用培養基のための材料として適切であるか否か決定するためには、前記の水柱の値に対抗して水を保持するその能力を試験することが単に必要なだけである。
【００３９】
育成用培養基は、実質上気閘であると述べることができる。つまり、培養基は、実質的な量の空気が、根茎に接している水を通して、第１及び第２の管路に移行することを妨げている。
【００４０】
育成用培養基は、その性能を修正し改良するために、当該技術分野で周知のその他の添加物、例えば、粘土またはリグナイトを含むこともある。
【００４１】
本方法では、水を育成用培養基に供給する。給水は如何なる従来方法、例えば点滴給水によってもよい。水が育成用培養基に到達したとき水は、酸素を豊富に含むためこの方法が特に好ましい。注水は連続的でも間歇的でもよい。水は肥料、殺菌剤のような生物学的に活性な添加物あるいはその他の添加物を含んでもよい。
【００４２】
本発明では、育成用培養基は、圧力に対抗して水を取り込む能力をもつ。したがって、本発明は、減圧状態をもたらすシステム及びポンピングのためのシステムを含むことができるが、吸引装置は、これが必須ではなく、これがなくても水を取り込むことができるようになされている。具体的には、それは毛管力によって水を保持する能力をもつ。
【００４３】
本発明では、第１及び第２の管路内の空気圧は、所定の値であることが一般的であるが、大気圧より低いことが好ましい。第２管路に空気が入ると、この圧力は、影響を受けて、ある程度変更される。これは、１単一システム内の育成用培養基の別個の部品を別の空気圧にさらすという効果も有するが、その効果は、本発明が回避しようとするものである。しかし、圧力が大気圧の著しく下、例えば、０．５ｂａｒ（５０００センチメートル水柱）にあるシステムでは、低程度の空気が第１管路へ移行しても問題ではない。したがって、第２管路内の空気圧に実質的な影響を有する実質的な量の空気の侵入を妨げる程度までに、育成用培養基は気閘である。
【００４４】
育成用培養基は、一般に、細い内径を有する第１管路の一端に連結されている。内径は、１〜１０ｍｍ、より好ましくは２〜６ｍｍ、具体的には、約４ｍｍが好ましい。
【００４５】
第１管路は、育成用培養基に直接連結されている。つまり、水は、その他の如何なる材料をも通ることなく、育成用培養基から第１管路に移行する。連結を確実にするには、如何なる適切な確保手段によってもよいが、一般には、第１管路の端部を育成用培養基に押し込むだけで十分である。したがって、先行する国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ０２／０７７４１に対比すると、第１管路は、育成用培養基にそのときには接触していた吸引装置に接触していない。
【００４６】
第１管路のもう一方の端部は、第２管路に連結されている。本発明では、第２管路の少なくとも一部が空気で満たされていることが必須である。これにより、システム内の圧力を空気ポンプにより制御することが可能になる。第１管路が第２管路の空気空間に流出することも必須であり、それによって、幾本もの第１管路が単一の第２管路に流出している好ましいシステムでは、植物間に連続した水経路がなくなる。第１管路は、第２管路の頂部に連結することができるが、どのような連結点を使用することもできる。一般に、第１管路は、それが第２管路に接続している点で水平であることが好ましい。第１管路に水流があるとき、管路は実質上使用水で満たされている。
【００４７】
管路システム内の空気及び水の相対的な体積は、所要の水流量及び管路の寸法によって変化する。しかし、管路システムの内部容積の８０％以下、より好ましくは６０％以下、特に４０％以下を水が占めることが好ましい。管路の内部容積の２０％未満、特に１０％未満を水が占めることが最も好ましい。
【００４８】
管路システム内の圧力は、一般に、大気圧の下２００００Ｐａから大気圧の上２００００Ｐａ、好ましくは大気圧の下１００００Ｐａから大気圧の上１００００Ｐａである。大気圧より下の圧力、例えば、大気圧の下５〜５０００Ｐａが好ましい。
【００４９】
第１管路から第２管路への流出点が、第１管路が育成用培養基に連結されている点より低い位置にある場合には、管路内の圧力が大気圧より高いシステムを設けることが可能である。これは、重力が水をサクション・プラグから第２管路に移動するようにさせることを意味する。大気圧を超える圧力がこの傾向を緩和しようが、全体としての力が水を第２管路へ移動させようとするのであれば、高さ及び空気圧のどのような組合せも使用できる。
【００５０】
管路システム内の圧力が、大気圧より低い場合、第１管路の第２管路への流出点を、第１管路が育成用培養基に連結している点よりも高い位置にしてもよい。
【００５１】
２本以上の第１管路を備え、その２本以上の第１管路が単一の第２管路に流出する好ましいシステムを最適状態で運転するには、各第１管路が育成用培養基に連結される点と、それが第２管路に流出する点の間の高さの違いが、各第１管路について同じでなければならない。すべての連結点が、互いについて同じ高さであるか、あるいはすべての流出点が互いについて同じ高さである必要はない。しかし、第１管路の両端部の相対的な高さは、すべての第１管路について実質上同じでなければならない。
【００５２】
当業者ならば、育成用培養基から第２管路へ水を引き込むための所要の力を得るように、第１管路の端部の相対的な高さ及び管路システム内の空気圧力を選定できることが理解されよう。
【００５３】
第１管路から第２管路への流出点の高さは、第１管路の如何なる点より低くはないことが好ましい。つまり、第１管路のどの部分も、第２管路への流出点より高い位置にはないことが好ましい。
【００５４】
システムは、育成用培養基のスラブをいくつか含み、その各々が第１管路を備え、その第１管路すべてが単一の第２管路に入っていることが好ましい。一連のこのようなシステムが設けられ、それによって、少なくとも２本の、一般には、何本かの第２管路のすべてが、単一の第３管路に流れ込むようになされることがより好ましい。次いで、水は、水をシステムから除去するサイホンをその中に配置した第３管路に流入する。サイホンは、第３管路の最も低い点に配置されることが好ましい。
【００５５】
水がシステムから流出すること、好ましくは第３管路に流入することを可能にする限り、第２管路をどのような角度で配置してもよい。水平に対して０〜４５度の角度で配置するのが一般的である。
【００５６】
システムからサイホンで吸い上げられた水は、通常、消毒後にリサイクルされるのが一般的である。
【００５７】
始動水流量を第１管路に含めるための任意の適切な手段、例えば、空気ポンプ、またはその他の吸引装置あるいは重力のみを使用してシステムを始動できる。密封度の高いシステムでは、空気圧を増減するための追加手段は不要であるが、実際上は、長期にわたりシステム内の圧力を制御するような手段を含むと便利である。
【００５８】
空気ポンプを使用してシステム内の圧力を制御することが好ましく、そのポンプは、管路システムの任意の点に連結してよいが、第２または第３の管路に連結するのが通常である。空気ポンプを調整して、システム内部で空気圧を所望の範囲内に制御する。
【００５９】
本発明では、水が育成用培養基から第２管路へ移動する傾向になるように、力を調整することによって、水を育成用培養基から管路システムへ引き出す。管路システム内の圧力が、空気を育成用培養基に押し出すのに十分であるシステムの生成も可能であることが理解されるであろう。これで、根茎の廻りの水の酸素レベルを、別の方式で増加することができる。
【００６０】
本発明のシステムは、どのような栽培方法にも使用することができる。それは、同時係属の国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ０２／７８８１号で論じた酸素管理システムにおける水の流速制御に対して特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
次の本発明のシステムについて図面を参照して説明する。
【００６２】
図１は、ポリマー発泡体育成用培養基の一連のスラブ１を示す。各スラブ１には、植物２を配置して育成する（図２参照）。各スラブは、連結点３で第１管路４に直接連結されている。第１管路４は、すべて横向き管路として描かれている１本の第２管路５に合流している。好ましいシステムでは、一連の横向き管路５があり、その各々に一連の第１管路が水を供給する。図１には、横向き管路５が２本示されている。横向き管路５は、すべて第３管路６に流れ込む。この第３管路は、主管路として描かれている。この管路６に連結されているのが空気ポンプ７である。主管路６の最も低い点は、サイホン８であり、水抜きに使用されている。
【００６３】
第１管路４は、一般に、１〜１０ｍｍの内径を、好ましくは約４ｍｍの内径を有する。横向きの第２管路７は、一般に、２０〜８０ｍｍの内径、好ましくは４０〜８０ｍｍの内径を有する。
【００６４】
システムは、下記のように設定する。サイホンに水を満たす。スラブ１に水を満たす。空気ポンプ７を始動して、管路システム内の空気圧を下げる。空気圧を、例えば、大気圧より約１０００Ｐａ低い値に下げる。したがって、スラブ１からの水は、管路システム内が低圧になった結果として、第１管路４に引き込まれ、横向き管路５の頂部でその横向き管路５に滴下する。図２は、横向きの管路５を通る断面を有し、空気空間と、管路の底部に沿って流れる水とを示している。したがって、各スラブから除去された水は、その他のすべてのスラブから隔離される。水は、横向き管路５の底辺に沿って流れ、主管路６に流れ込む。水は、サイホン８によりシステムから除去され、したがって、水を空気圧にかかわらず、かつ、空気圧に影響を与えることなく排出することが可能である。
【００６５】
図示したシステムでは、第１管路４が横向き管路５に流出する点は、連結点３より高い位置にある。したがって、第１管路４を通して水を引き込むには、空気圧を大気圧より十分に低い値にして、必要な高さに水を持ち上げる必要がある。第１管路すべてにとって、相対高さは同じである。したがって、全体として水にかけられる力が、水を育成用培養基から横向き管路５に引き込む傾向にある場合には、管路システム内の圧力は、大気圧であることさえもある。
【００６６】
サイホンで吸い上げられた水は、殺菌して再循環するのが通常である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の装置の略図である。
【図２】本発明の装置の部分を通る横断面図である。
【図３】本発明の装置の部分を通る別の横断面図である。
【図４】本発明の装置のさらなる略図である。
【図１】
2006515183.tif 000003
【図２】
2006515183.tif 000004
【図３】
2006515183.tif 000005
【図４】
2006515183.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月16日(2005.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
育成用培養基に水を供給し、一端が育成用培養基に直接連結されている第１管路内に水を引き込み、そして、第１管路を通して、第１管路の他端に連結されている第２管路内に水を引き込むことを含む育成用培養基での植物育成方法において、第２管路が少なくとも部分的に空気で満たされており、そして、水が第１管路から第２管路の空気空間内に放出され、かつ、育成用培養基が有機ポリマー発泡体で形成されていることを特徴とする植物育成方法。
【請求項２】
各管路内の圧力が空気ポンプにより制御される請求項１記載の方法。
【請求項３】
有機ポリマー発泡体が、フェノール尿素ホルムアルデヒド発泡体、尿素ホルムアルデヒド発泡体、ポリウレタン発泡体、フラン発泡体およびフルフリル・アルコール発泡体から選ばれる請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
第１管路の内径が、第２管路の内径の６〜５０％である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
水が、管路システムの内部容積の２０％を超えない値を占めるように各管路のサイズが決められ、かつ、水の流速が制御される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
育成用培養基が、１つまたは複数のスラブの形態であり、各スラブが第１管路に直接連結されており、その際、少なくとも２本の第１管路が単一の第２管路に連結されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも２本の第２管路が設けられ、それらが、空気ポンプが連結されている単一の第３管路に通じている請求項２記載の方法。
【請求項８】
水が、サイホンにより管路システムから除去される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
管路システム内の空気圧が、大気圧より低い請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
第２管路が、実質上一直線状であり、水平に対して０〜４５°の角度で配置されており、すべての点で育成用培養基の高さを超える高さを有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
第２管路が、実質上一直線状であり、水平に対して０〜４５°の角度で配置されており、すべての点で育成用培養基の高さより低い高さを有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
育成用培養基が、少なくとも５センチメートル水柱に対抗して水を保持する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
育成用培養基が、５〜３５ｋｇ／ｍ３の密度を有する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
育成用培養基が、ポリマーストランドの網目構造の形態である請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
網目構造の交点間が、２０〜１００マイクロメートルの間隔である請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
網目構造のストランドが、網目構造の交点間距離の１／１０〜１／５の太さを有する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
植物育成用装置であって、植物を含むように適合された有機ポリマー発泡体の育成用培養基を備え、該育成用培養基は、該育成用培養基から水を引き込むように配置された第１管路と直接連結されており、さらに、第１管路の一端に連結され、該育成用培養基には連結されていない第２管路と、該第２管路から水抜きをするための手段とを備えており、該第２管路が、使用時において、少なくとも部分的に空気によって満たされるようにサイズが決められている植物育成用装置。
【請求項１８】
第１及び第２管路内の空気圧を制御するように配置された空気ポンプをさらに備える請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
育成用培養基に給水するための手段、好ましくは点滴システムをさらに備える請求項１７または１８記載の装置。
【請求項２０】
第１管路の内径が、第２管路の内径の６〜５０％である請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
第２管路と連結された第３管路をさらに備える請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
第２管路から水抜きをするための手段が、第３管路の最も低い点に設けられたサイホンを備える請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
育成用培養基が、フェノール尿素ホルムアルデヒド発泡体、ポリウレタン発泡体またはフルフリルアルコール発泡体から形成されている請求項１７乃至２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
植物を含む育成用培養基であって、該育成用培養基は、液体を引き込みかつ空気を閉鎖する装置を含み、部分的に液体で満たされるとともに部分的に空気で満たされた管路システムに直接連結されており、該管路システムが、育成用培養基から制御された状態で液体を放出するようになされていることを特徴とする育成用培養基。
【国際調査報告】
2006515183.tif 000007
2006515183.tif 000008
2006515183.tif 000009