(57)【要約】【課題】養液上に配置すべき無孔性親水性フィルムの力学的強度と、透過性との良好なバランスを有する植物栽培用器具、および植物栽培方法を提供する。【解決手段】養液を収容するためのリザーバと、該養液に浮かぶことができるフロート部材と、該フロート部材上に配置された無孔性親水性フィルムとを少なくとも含む植物栽培用器具。【選択図】図１
2007244276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
養液を収容するためのリザーバと、
該リザーバ中に収容されるべき前記養液に浮かぶことができるフロート部材と、
該フロート部材上に配置された無孔性親水性フィルムとを少なくとも含むことを特徴とする植物栽培用器具。
【請求項２】
前記無孔性親水性フィルムが、該フィルムを介して水と塩水とを対向して接触させた際に、測定開始後４日目（９６時間）の水／塩水の電気伝導度（ＥＣ）の差が４．５ｄＳ／ｍ以下のフィルムである請求項１に記載の植物栽培用器具。
【請求項３】
前記無孔性親水性フィルムが、該フィルムを介して水とグルコース溶液とを対向して接触させた際に、測定開始後３日目（７２時間）の水／グルコース溶液の濃度（Ｂｒｉｘ％）の差が４以下のフィルムである請求項１または２に記載の植物栽培用器具。
【請求項４】
前記無孔性親水性フィルムが、該フィルムの内側（水に対向する面の反対側）に植物体を配置して栽培を開始した３５日後に、前記植物体の根に対して１０ｇ以上の剥離強度を示すフィルムである請求項１〜３のいずれかに記載の植物栽培用器具。
【請求項５】
前記無孔性親水性フィルムが、耐水圧として１０ｃｍ以上の水不透性を有する請求項１〜４のいずれかに記載の植物栽培用器具。
【請求項６】
養液を収容するためのリザーバと、該リザーバ中に収容されるべき前記養液に浮かぶことができるフロート部材と、該フロート部材上に配置された無孔性親水性フィルムとを少なくとも含む植物栽培用器具を用い；
該器具中に植物体を配置し、肥料成分または生理活性物質を有する水を、少なくとも前記フィルムを介して接触させつつ、前記植物体を栽培することを特徴とする植物栽培方法。
【請求項７】
前記植物体とフィルムとの間に、植物保持用支持体を配置する請求項６に記載の植物栽培方法。
【請求項８】
前記植物体とフィルムとの間に、マルチング材料を配置する請求項６または７に記載の植物栽培方法。
【請求項９】
栽培すべき植物の生長段階に応じて、フィルムの上方からも灌水する請求項６〜８のいずれかに記載の植物栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は植物栽培用器具および植物栽培方法に関する。より詳しくは、本発明は、リザーバ中に収容されるべき養液に浮かぶことができるフロート部材上に無孔性親水性フィルムを配置した植物栽培容器、および該植物栽培用器具を用いた植物栽培方法に関する。
【０００２】
本発明によれば植物体を無孔性親水性フィルムを介して養液と接触し栽培することができ、植物体に対する酸素供給と、水および肥料成分の供給とを好適に機能分離することが可能となるため、例えば、養液栽培の基本となる植物の根と養液が直接接することにより生ずる多くの問題、すなわち根に対する酸素の供給、養液の精密な管理、根からの養液の汚染または養液から植物への病原菌汚染等、多くの問題を解消することができる。更に、本発明の植物栽培用器具を用いることにより、使用する養液量が極めて少ないため、養液の加温または冷却が極めて容易にかつ低コストで行え、また、養液が断熱材料で密封された状態に置かれるので、加温または冷却の効率が極めて大きく、また、通常は腐敗性が高く植物栽培時に使用し難い、糖類、アミノ酸類、有機酸などの高価な有用物質を腐敗させることなく少量を養液に含有させて用いることができる。更に、本発明の植物栽培用器具を用いることにより、栽培すべき植物を水分抑制状態として、該植物を高品質化することが容易になる。更に、本発明の植物栽培用器具を用いることにより、培養液からの植物への病原菌汚染が防止できるために、有糖培養、すなわち、クローン苗の組織培養を行うことが可能になる。
【背景技術】
【０００３】
養液栽培の種類は、噴霧耕、水耕（たん液式、ＮＦＴ）、固形培地（砂耕、れき耕、ロックウール耕）の３種類あり、各方式は、それぞれの利点、欠点を有する（これらの各方式の詳細、利害得失等、に関しては、例えば「養液栽培の新マニュアル」編者：（社）日本施設園芸協会、第２８〜１３５頁、（株）誠文堂新光社発行、２００２年７月；非特許文献１を参照することができる）。
【０００４】
上記した各方式の養液栽培システムに共通する最も重要なポイントないし弱点は、初期導入コスト、ランニングコスト、および酸素の供給である。更には、養液栽培では根と養液が直接接触することから、養液の調整がデリケートであり、その管理範囲が非常に狭いことが問題となる。特に、養液の組成、濃度、ｐＨの変化には細心の注意が必要とされている。中でも、養液栽培で最も問題となる点の１つは、養液のｐＨが容易に変化することである。
【０００５】
また、大量の養液を大気中オープンで使用するため、養液を加温または冷却するには設備費ならびに運転経費が大となる。また、養液には植物の根から吸収させる酸素を常に含有させておく必要があり、腐敗性のある有用物質、例えばアミノ酸、有機酸あるは糖類を混ぜることが不可能である。
【０００６】
加えて、従来の養液栽培においては、病原菌の感染防止が極めて重大な問題である場合が極めて多い。これを防止するための種々の工夫が試みられている。農薬の投与が考えられるが、農薬登録上、培養液中に農薬を添加することが出来ないので、農薬によらない殺菌方法が、種々考えられている。例えば、紫外線、オゾンや熱による殺菌、ろ過による病原菌の除去、銀等の金属イオンの添加による殺菌、拮抗微生物の添加等がある。しかしながら、いずれも付帯設備の設置や管理によるコストアップが問題になり、更には、植物体にダメージを与えたり、養液中の有効成分を分解する等の新たな問題を生じ、未だに決定的な感染防止の効果は得られていない。
【０００７】
【非特許文献１】「養液栽培の新マニュアル」編者：（社）日本施設園芸協会、第２８〜１３５頁、（株）誠文堂新光社、２００２年７月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消した植物栽培用器具、および植物栽培方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、養液上に配置すべき無孔性親水性フィルムの力学的強度と、透過性との良好なバランスを有する植物栽培用器具、および植物栽培方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意研究の結果、養液上に配置すべき無孔性親水性フィルムの力学的強度を、該養液に浮かぶことができるフロート部材で補強することが、上記目的の達成に極めて効果的であることを見出した。
【００１１】
本発明の植物栽培用器具は上記知見に基づくものであり、より詳しくは、
養液を収容するためのリザーバと、
該リザーバ中に収容されるべき前記養液に浮かぶことができるフロート部材と、
該フロート部材上に配置された無孔性親水性フィルムとを少なくとも含むことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば更に、養液を収容するためのリザーバと、該リザーバ中に収容されるべき前記養液に浮かぶことができるフロート部材と、該フロート部材上に配置された無孔性親水性フィルムとを少なくとも含む植物栽培用器具を用い；
該器具中に植物体を配置し、肥料成分または生理活性物質を有する水を、少なくとも前記フィルムを介して接触させつつ、前記植物体を栽培することを特徴とする植物栽培方法が提供される。
【００１３】
上記構成を有する本発明の植物栽培用器具においては、養液上に配置すべき無孔性親水性フィルムの力学的強度が、該養液に浮かぶフロート部材で補強されているため、該フィルムの力学的強度と、透過性との良好なバランスが達成される。より具体的には、無孔性親水性フィルムが吸水・膨潤して、該フィルム自体としての力学的強度が低下したとしても、その力学的強度が、養液に浮かぶフロート部材により補強されるため、該フィルムの不必要な伸びや破損の可能性を効果的に抑制することが可能となる。したがって、本発明においては、無孔性親水性フィルム自体の養液中における力学的強度を、それ程問題とすることなく、該フィルムの有用な特性（例えば、養液中の水分、養分の透過性）に基づき、好適なフィルム材質、厚さ、サイズその他のフィルム属性を選択することが可能となる。換言すれば、本発明においては、無孔性親水性フィルムの属性選択の範囲が著しく拡大することとなる。
【００１４】
更に、上記構成を有する本発明の植物栽培用器具においては、フィルムが直接養液に接触している場合、養液の水位が下がったとき植物体およびマトリックスの重さでフィルムが伸びてフィルム強度が低下することがあったとしても、養液の水位が上下するにつれフロート部材が養液の水位に追従するため、実質的にフィルムに過大な荷重がかかることを防止でき、効果的にフィルムの破損を防ぐことができる。
【００１５】
更には、フロート部材を断熱性の材料（例えば、発泡スチロール）で構成した場合には、養液が断熱材で囲まれていることとなり、養液量を更に少なくしたり、加温および／又は冷却を、より効率的に行うことができる。
【００１６】
上記構成を有する本発明の植物栽培用器具においては、植物の根と養液（肥料成分を含む液体）とが、無孔性親水性フィルムを介して配置されているため、植物の根は養液には直接には接触してはいない。換言すれば、植物体に対する酸素供給と、水および肥料成分の供給とが好適に機能分離された状態にある。このため、本発明においては、植物が空気中の酸素を有効に利用することができ、従来の養液栽培の問題（すなわち、植物の根と養液が直接に接することにより生ずる多くの問題）であったところの、根に対する酸素の供給、養液の精密な管理、根からの養液の汚染または養液から植物への病原菌汚染等の問題を容易に解消することができる。更に、本発明の植物栽培用器具を用いることにより、栽培すべき植物を水分抑制状態とすることが極めて容易となり、該植物を高品質化することができる。
【００１７】
上記構成を有する本発明の植物栽培用器具においては、養液は実質的に密封された状態にあるため、外部から酸素が供給されず、養液中に溶存酸素が存在しない。したがって、本発明においては、大気中においては腐敗性のある糖類、アミノ酸類、または有機酸等の、植物にとって有用な物質を、特に制限されずに養液に加えることができ、無孔性親水性フィルムを通して植物に供給することが可能である。
【００１８】
上記構成を有する本発明の植物栽培用器具において、リザーバおよびフロート部材を、例えば発泡ポリスチレンボードにより構成した場合には、養液は断熱材料およびフィルムにより密封状態にある。したがって、大気中に不定蒸散する水も殆どなく、消費される水は、その大部分が、フィルムを通じて植物が吸収する水とフィルムを通して水蒸気として通過する水として活用される。本発明において、更に、フィルム上に水蒸気を通さないマルチングフィルムまたはマルチング部材（例えば、発泡ポリスチレンボードなど）で被覆する態様においては、水の消費を更に抑制することができる。
【００１９】
上記構成を有する本発明の植物栽培用器具において、養液が断熱された材料で囲まれている態様においては、養液中に１本以上のパイプを配置しパイプの中に加温または冷却された水または媒体を通すことにより、フィルムと一体化した根を効率的に加温または冷却することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上述したように本発明によれば、養液上に配置すべき無孔性親水性フィルムの力学的強度が、該養液に浮かぶフロート部材で補強されているため、該フィルムの力学的強度と、透過性との良好なバランスが達成される。より具体的には、無孔性親水性フィルムが吸水・膨潤して、該フィルム自体としての力学的強度が低下したとしても、その力学的強度が、養液に浮かぶフロート部材により補強されるため、該フィルムの不必要な伸びや破損の可能性を効果的に抑制することが可能となる。したがって、本発明においては、無孔性親水性フィルム自体の養液中における力学的強度を、それ程問題とすることなく、該フィルムの有用な特性（例えば、養液中の水分、養分の透過性）に基づき、好適なフィルム材質、厚さ、サイズその他のフィルム属性を選択することが可能となる。換言すれば、本発明においては、無孔性親水性フィルムの属性選択の範囲が著しく拡大することとなる。
【００２１】
上記構成を有する本発明の植物栽培用器具においては、植物の根と養液（肥料成分を含む液体）とが直接には接触せず、植物体に対する酸素供給と、肥料成分の供給とが好適に機能分離された状態にある。このため、本発明においては、植物が空気中の酸素を有効に利用することができ、従来の養液栽培の問題であった根に対する酸素の供給、養液の精密な管理、根からの養液の汚染または養液から植物への病原菌汚染等の問題を容易に解消することができる。
【００２２】
更に、本発明の植物栽培用器具を用いることにより、栽培すべき植物を水分抑制状態とすることが極めて容易となり、該植物を高品質化することもできる。
【００２３】
更に、本発明の植物栽培用器具を用いることにより、植物が必要とする、水および肥料成分を極めて少量で栽培することができる。
【００２４】
更に、本発明の植物栽培用器具を用いることにより、植物の根圏を極めて低コストで加温または冷却することができる。
【００２５】
更に、本発明の植物栽培用器具を用いることにより、通常は腐敗性があるために水耕栽培には実質的には使用不可能な、糖類、アミノ酸類、または有機酸類等の、植物にとって有用な物質を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ本発明を更に具体的に説明する。以下の記載において量比を表す「部」および「％」は、特に断らない限り質量基準とする。
【００２７】
（植物栽培用器具）
本発明の植物栽培用器具は、養液を収容するためのリザーバと、該リザーバ中に収容されるべき前記養液に浮かぶことができるフロート部材と、該フロート部材上に配置された無孔性親水性フィルムとを少なくとも含む植物栽培用器具である。
【００２８】
図１は、本発明の植物栽培用器具の基本的な一態様を示す模式断面図である。図１を参照して、この態様の植物栽培用器具１は、養液および植物体を収容するための収容部２を与える（画する）ためのリザーバ５と、リザーバ５中の養液６に浮かぶことができるフロート部材４と、該フロート部材４の上に対応する位置（植物体の根が接触すべき部分）に配置されたフィルム３とを含む。
【００２９】
図１においては、収容部２の底部下全域にフロート部材を配置しているが、本発明においては、少なくとも一部に、フロート部材が配置されていれば足りる。収容部２の底部下全体の面積に対するフロート部材の面積の割合は養液の水位が上下するときに、フロート部材が追従できる範囲で選択できる。フロート部材に乗る無孔性親水性フィルムの面積に対するフロート部材（フロート部材が網目状、格子状、あるいは円、楕円、多角形、星型など様々な形の穴を１個以上開けることもできる）の最外周で見た面積割合は１０％以上であることが好ましく、３０〜１００％（特に５０〜９５％）であることが好ましい。
【００３０】
また、フロート部材が網目状、または格子状である場合、または円、楕円、多角形、星型など様々な形の穴を１個以上開けた場合、フロート部材の面積に対する、フロート部材に開けられた空隙面積の割合は、０〜９０％であることが好ましく、０〜７０％（特に０〜５０％）であることが好ましい。
【００３１】
揚水シートを使用するとき、フロート部材の端からリザーバの養液中に揚水シートを落とし込み、養液が揚水シートを介して無孔性親水性フィルムに供給される。この場合、フロート部材の巾方向で考えた場合、無孔性親水性フィルム上の植物体はフロート部材の端に近い方が養分を先に吸収し、フロート部材の中心近くの植物体への養分供給が少なくなる。
【００３２】
従って、フロート部材に網目状、格子状、あるいは円、楕円、多角形、星型など様々な形の穴を１個以上開けることにより、リザーバ中の養液と無孔性親水性フィルムが直接触れる機会が、あるいは揚水シートを使用する場合はリザーバ中の養液と揚水シートが直接触れる機会が増え、結果として、無孔性親水性フィルムに供給される養液成分の変動を小さくする効果ある。
【００３３】
フロート部材の無孔性親水性フィルムに対する強度補強が損なわれない限り、フロート部材に開けた隣接する空隙の端同士を結ぶ距離が短いほどこの効果は大きい。隣接する空隙の端同士を結ぶ距離は０．０１〜１００ｃｍが好ましく、０．１〜５０ｃｍ（特に１〜３０ｃｍ）であることが好ましい。
【００３４】
また、器具１の強度、フィルム３の補強等の観点から、他の材料（例えば、リザーバ５と同じ材料）で、フィルム３を適当な数に分割してもよい。
【００３５】
（フロート部材配置の利点）
フィルム３が直接に養液６に接触している場合、例えば養液６の水位が下がったときに、植物体（および、場合によってはマトリックス）の重さでフィルム３が伸びてフィルム強度が低下する可能性がある。フィルム３が直接に養液６に接触している場合には、該フィルム３は、通常は、水分吸収によって膨潤している場合が多いため、このフィルム３は、更に伸びやすい（すなわち、力学的強度が低下している）状態にあることが多い。
【００３６】
これに対し、本発明では、フロート部材４によりフィルム３をサポートしているため、養液６の水位が上下するにつれ栽培ベッドが追従し、フィルム３にかかる荷重が軽減（ないし荷重が実質的に除去）される。
【００３７】
（フロート部材４）
器具１のフロート部材４の材質、厚さ等も、特に制限されず、基本的には養液６に浮かべることができる材料（すなわち、養液６より比重が小さい材料）から適宜選択することが可能である。
【００３８】
必要に応じて、養液６とフィルムの接触を容易にする手段を採用しても良い。このような手段としては、例えば、フロート部材４にはスリット状または円、楕円、多角形、星形その他の形状の穴を１個以上開けることができる。または、フィルム上にかかる荷重を考慮して、養液６に浮いている状態でフロート部材４表面のレベルが養液６の表面レベルに近くなるように、フロート部材４の浮力を調節すること等も可能である。
【００３９】
例えば、フロート部材４の材質としては、軽量化、易成形性および低コストの点からはポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の汎用プラスチックの発泡体あるはこれらプラスチックの板状の製品が好適に使用可能である。
【００４０】
（断熱材で囲む態様）
養液６を囲む部材として断熱性の材料を使用した本発明の態様においては、該養液６は断熱材で囲まれることとなるため、養液６の量が従来の水耕栽培よりも少ないことも合わせて、養液６の加温または冷却を、更に効率的に行うことができる。
【００４１】
（他の態様）
図２は、本発明の植物栽培用器具１の他の態様を示す模式断面図である。図２を参照して、この態様においては、フロート部材４上に揚水シート７を配置し、その上にフィルム３が配置されている。このような揚水シート７を配置することにより、フロート部材上にある無孔性親水性フィルムに効果的に養液を供給できるというメリットを得ることができる。
【００４２】
（追加的な手段）
図２の態様においては、必要に応じて、フィルム３の上に土壌等のマトリックス８、および／又は、水蒸気を通さないか、または低透過性の蒸発抑制部材９（例えば、後述するマルチング材」）を配置することができる。このような蒸発抑制部材９を配置することにより、フィルムから大気中に蒸散する水蒸気をマルチング材表面あるいはマトリックス中に凝結させ、水として植物が利用できるというメリットを得ることができる。
【００４３】
更に、必要に応じて、フィルム３の上には間歇的に水または養液６を供給するための灌水手段１１（例えば、点滴チューブ）を配置することができる。このような灌水手段１１を配置することにより、植物がフィルムを介して摂取する水あるいは肥料成分が不足した場合、植物生長過程で（例えば、花を咲かせる段階など）植物が水や養分を特に要求する時点で、追加的にこれを補うことができるというメリットを得ることができる。
【００４４】
更に、必要に応じて、溶液中には養液６を加温または冷却する温度制御手段１０（例えば、水または媒体を通すためのパイプ）を配置することができる。このような温度制御手段１０を配置することにより、養液温度を制御し、フィルム上の植物の根圏温度を効率的に調整し生長を促進するというメリットを得ることができる。
【００４５】
更に、必要に応じて、収容部２の上部に細霧噴霧用手段１２（例えば、バルブ）を配置し、間歇的に水、養液または農薬希釈液を噴霧することができる。このような細霧噴霧用手段１２を配置することにより、水の間歇的噴霧による特に夏季の冷却、養液の噴霧により環境の冷却と葉面散布により肥料成分の供給、あるいは農薬の配合された水または養液の噴霧による農薬の散布などの自動化が可能になるというメリットを得ることができる。
【００４６】
図２の構成においては、上記した以外の構成は、図１におけると同様である。
【００４７】
（マルチング材料）
本発明においては、いわゆる「マルチング」も、好適に使用することができる。ここに、「マルチング」とは、植物の生長を助けるため、防寒・乾燥防止などを根元や幹などに施す目的のために使用されるフィルムなどの材料を言う。このようなマルチングを用いた場合には、水分の有効利用性が高まるというメリットを得ることができる。
【００４８】
すなわち、本発明によるシステムでは、養液からフィルム中に移動した水が、フィルムに密着した植物の根によって直接吸収される以外に、土壌側のフィルム表面から水蒸気として蒸発する傾向がある。このように蒸発する水蒸気を大気中にできる限り逃がさないようにするために、土壌表面をマルチング材料で覆うことができる。マルチング材料で覆うことにより、土壌側のマルチング材料面に水蒸気を凝結させ、水として利用することができる。
【００４９】
（灌水手段）
灌水手段１１（例えば、点滴チューブ）は土壌等のマトリックスに、水あるいは養液を間歇的に少量ずつ供給するために用いることができ、土のもつ緩衝機能を活かしながら栽培するためのものである。例えば、水が貴重なイスラエルで開発された点滴チューブ（例えば、「ドリップチューブ」とも称される）であるが、点滴潅水で作物の生育に必要な水および肥料をできるだけ少量供給する手段として用いることができる。
【００５０】
（細霧噴霧用手段）
施設栽培で夏季における高温対策として行われる遮光や換気だけでは間に合わず、かといって冷房をするにはエネルギーコストが上がってしまう可能性がある。そこで、細霧噴霧用手段１２を配置して、細霧噴霧と称される、非常に粒子の細かい霧状の水を植物に噴霧し、空気中の気化熱を奪い冷却するために行うことができる。冷房の目的以外に、水に肥料および／または農薬を加え噴霧することにより、葉面からの肥料の吸収および／または農薬散布の省力化を兼ねて行うこともできる。
【００５１】
（栽培方法）
本発明においては、上記した構成を有する栽培用器具１を使用する限り、これと組み合わせて使用すべき栽培方法は、特に制限されない。本発明において好適に使用可能な栽培方法の態様を、以下に述べる。
【００５２】
（好適な栽培方法）
図２の模式断面図を参照して、この態様においては、発泡ボードに代表される断熱材料のフロート部材４の上にフィルム３が配置され、養液６の上下に追従して、常に養液６が不織布７に供給される。また、この態様においては、フィルム３と養液６とが不織布７を介して接触している。また、この態様においては、四方をリザーバ５と発泡ボードに代表される断熱材料で囲まれた養液６を内部に配置したパイプ１０の中に温水あるいは冷水を通すことによって、該養液６を加温あるいは冷却することもできる。
【００５３】
また、この態様においては、発泡ボードに代表される断熱材料がマルチング材９として機能し、フィルム３から蒸散する水蒸気の大気中への飛散を防ぐことができる。また、この態様においては、マトリックス（土壌）８に点滴チューブ１１を配置することで、制御された量の水あるいは養液をマトリックス（土壌）８に供給できる。また、この態様においては、植物体の上部に配置された細霧噴霧用バルブ１２を通じて、水または養液に農薬または栄養素を加えた液を間歇的に細霧噴霧することができる。
【００５４】
（本発明の利点）
上記構成を有する本発明の栽培用器具ないし栽培方法を用いることにより、植物に対する酸素供給が、植物に対する養分供給から機能分離されることとなる。すなわち、従来の養液栽培の最大の問題点であった根への酸素が、空気中から充分に供給可能ある一方で、養分はフィルムを介して直接接触する養液６または不織布を介して間接的に接触する養液６から、必要な程度を供給することができる。したがって、本発明においては、養液６の濃度、ｐＨ等の管理に関し、従来の養液栽培におけるよりも遥かに自由度が増大する。すなわち、本発明においては、植物体がフィルムによって養液６と物理的に分離されているため、実質的に、植物体とは無関係に養液６を管理することが可能となる。換言すれば、栽培途中における養液６自体の交換、および／又は養液６の濃度、ｐＨ等の管理が極めて容易になる。
【００５５】
更に、本発明によれば、養液中の有害細菌から、植物体を隔離することが極めて容易である。加えて、フィルムを介して接触する養液からの水分供給が、植物に対しては比較的抑制されるため、糖度等の栄養成分が高くなるという点で植物の品質向上も可能となる。
【００５６】
（各部の構成）
以下、本発明の栽培用容器１の各部の構成について詳細に説明する。このような構成（ないしは機能）に関しては、必要に応じて、本発明者らによる文献（ＷＯ  ２００４／０６４４９９号）の「発明の詳細な説明」、「実施例」等を参照することができる。
【００５７】
（フィルム）
本発明において、植物栽培用器具１を構成するフィルム３は、「植物体の根と実質的に一体化し得る」であることが特徴である。本発明において「植物体の根と実質的に一体化」できるか否かは、例えば、後述する「一体化試験」によって判断できる。本発明者らの知見によれば、「植物体の根と実質的に一体化し得る」フィルム３としては、以下のような水分透過性／イオン透過性のバランスを有するフィルムが好ましいことが見出されている。本発明者らの知見によれば、このような水分／イオン透過性のバランスを有するフィルムにおいては、栽培すべき植物の生長（特に、根の生長）に好適な水分／養分透過性のバランスが容易に実現できるため、根と実質的に一体化が可能となると推定される。
【００５８】
本発明において、植物はフィルムを通して肥料をイオンとして吸収するが、このように使用するフィルムの塩類（イオン）透過性が、植物に与えられる肥料成分の量に影響すると推定される。該フィルムを介して水と塩水を対向して接触させた際に、下記に示す測定開始４日後の水／塩水の電気伝導度（ＥＣ）の差が４．５ｄＳ／ｍ以下のイオン透過性を有するフィルムを好適に用いることができる。このようなフィルムを用いた際には、根に対して好適な水または肥料溶液を供給し、該フィルムと根との一体化を促進することが容易となる。
【００５９】
このフィルムは、耐水圧として１０ｃｍ以上の水不透性を有することが好ましい。このようなフィルムを用いた際には、根に対する好適な酸素供給および該フィルムを介しての病原菌汚染を防止することが容易となる。
【００６０】
（耐水圧）
耐水圧はＪＩＳ  Ｌ１０９２（Ｂ法）に準じた方法によって測定することができる。本発明のフィルムの耐水圧としては１０ｃｍ以上、好ましくは２０ｃｍ以上、より好ましくは３０ｃｍ以上である。
【００６１】
（水分／イオン透過性）
本発明においては、上記フィルム３は、該フィルムを介して水と塩水（０．５質量％）とを対向して接触させた際に、測定開始４日後の水／塩水の栽培温度において測定した電気伝導度（ＥＣ）の差が４．５ｄＳ／ｍ以下であることが好ましい。この電気伝導度の差は、更には３．５ｄＳ／ｍ以下であることが好ましい。特に、２．０ｄＳ／ｍ以下であることが好ましい。この電気伝導度の差は、以下のようにして測定することが好ましい。
【００６２】
＜実験器具等＞
なお、本明細書の以降の部分（実施例も含む）において用いた実験器具、装置および材料は、（特に指定がない限り）後述する「実施例」の前の部分に示した通りである。
【００６３】
＜電気伝導度の測定方法＞
【００６４】
肥料は、通常イオンの形で吸収されるため、液中に溶けている塩類（またはイオン）量を把握することが望ましい。このイオン濃度を測定する手段として電気伝導度（ＥＣ、イーシー）を用いる。ＥＣは比導電率ともいい、断面積１ｃｍ２の電極２枚を１ｃｍの距離に離したときの電気伝導度の値を使用する。単位はシーメンス（Ｓ）が使われ、Ｓ／ｃｍとなるが肥料養液のＥＣは小さいので、１／１０００のｍＳ／ｃｍを使う（国際単位系ではｄＳ／ｍ（ｄはデシ）と表示する）。
【００６５】
実際の測定においては、上記した電気伝導度の測定部位（センサー部）にスポイトを用いて試料（例えば溶液）を少量乗せ、導電率を測定する。
【００６６】
＜フィルムの塩／水の透過試験＞
市販の食塩（例えば、後述する「伯方の塩」）１０ｇを水２０００ｍｌに溶解して、０．５％塩水を作製する（ＥＣ：約９ｄＳ／ｍ）。
【００６７】
図３を参照して、上記「ざるボウルセット」を使い、ざる上に試験すべきフィルム（サイズ：２００〜２６０×２００〜２６０ｍｍ）を乗せ、該フィルム上に水１５０ｇを加える。他方、ボウル側に上記の塩水１５０ｇを加え、得られた系全体を食品用ラップ（ポリ塩化ビニリデンフィルム、商品名：サランラップ、旭化成社製）で包んで、水分の蒸発を防ぐ。この状態で、常温で放置して、２４ｈｒｓ毎に水側、塩水側のＥＣを測定する。
【００６８】
本発明においては、フィルムを介する植物の根の養分（有機物）吸収を容易とする点からは、上記フィルムは、所定のグルコース透過性を示すことが好ましい。このグルコース透過性は、下記の水／グルコース溶液の透過試験により好適に評価できる。本発明においては、上記フィルムは、該フィルムを介して水とグルコース溶液とを対向して接触させた際に、測定開始後３日目（７２時間）の水／グルコース溶液の栽培温度において測定した濃度（Ｂｒｉｘ％）の差が４以下であることが好ましい。この濃度（Ｂｒｉｘ％）の差は、更には、３以下、より好ましくは２以下（特に１．５以下）であることが好ましい。
【００６９】
＜フィルムの水／グルコース溶液透過試験＞
市販のグルコース（ブドウ糖）を用いて５％グルコース溶液を作製する。上記塩水試験と同様の「ざるボウルセット」を使い、ざる上に試験すべきフィルム（サイズ：２００〜２６０×２００〜２６０ｍｍ）を乗せ、該フィルム上に水１５０ｇを加える。他方、ボウル側に上記のグルコース溶液１５０ｇを加え、得られた系全体を食品用ラップ（ポリ塩化ビニリデンフィルム、商品名：サランラップ、旭化成社製）で包んで、水分の蒸発を防ぐ。この状態で、常温で放置して、２４ｈｒｓ毎に水側、グルコース溶液側の糖度（Ｂｒｉｘ％）を糖度計で測定する。
【００７０】
（植物との一体化）
後述する実施例２の条件（バーミキュライト使用）で、試験を行う。すなわち、サニーレタス（本葉１枚強）を２本用いて、３５日間、植物の生長試験を行う。
【００７１】
得られた植物−フィルムの系において、植物苗の根元で茎葉を切断する。根の密着したフィルムの茎がほぼ中心になるように、該フィルムを巾５ｃｍ（長さ：約２０ｃｍ）に切断して試験片とする（図６を参照）。
【００７２】
図４を参照して、ばね式手秤に市販のクリップを付け、上記で得た試験片の一方をクリップで固定して、ばね式手秤の示す重量（試験片の自重に対応＝Ａグラム）を記録する。次いで試験片の中心にある茎を手で持ち、下方に緩やかに引き下げて、根とフィルムが離れる（または切断される）際の重量（荷重＝Ｂグラム）をばね式手秤の目盛りから読み取る。この値から初期の重量を差し引き、得られた（Ｂ−Ａ）グラムを巾５ｃｍの引き剥がし荷重とする。
【００７３】
本発明においては、このようにして測定された剥離強度において、前記植物体の根に対して１０ｇ以上の剥離強度を示すフィルムが好適に使用可能である。この剥離強度は、更には３０ｇ以上、特に１００ｇ以上であることが好ましい。
【００７４】
（光学顕微鏡による確認）
上述したように、本発明においては、フィルムと植物の根の一体化は、根が密着したフィルムから根を引き剥がすため必要な荷重の大きさで評価することができるが、この一体化は、光学顕微鏡によっても確認することができる。例えば、図１６に示すように、根とフィルムの界面の光学顕微鏡写真において、根とフィルムが一体化して、根がフィルム表面を実質的に隙間無く覆っていることが観察され、フィルムと植物の根が一体化していることが確認されている。
【００７５】
（フィルム材料）
上述した「根と実質的に一体化し得る」性質を満足する限り、本発明において、使用可能なフィルム材料は、特に制限されず、公知の材料から適宜選択して使用することが可能である。このような材料は、通常フィルムないし膜の形態で用いることができる。
【００７６】
より具体的には、このようなフィルム材料としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、セロファン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、エチルセルロース、ポリエステル等の親水性材料が使用可能である。
【００７７】
上記フィルムの厚さも特に制限されないが、通常は、３００μｍ以下程度、更には２００〜５μｍ程度、特に１００〜２０μｍ程度であることが好ましい。
【００７８】
（器具・収容部・リザーバ）
該器具１の収容部２の形状、大きさ、ないしは該収容部を与えるためのリザーバ５の材質、厚さ等も、特に制限されず、育成すべき植物の水分消費量、容器の内容積、植物支持体（土壌等）の通気性、水の温度等の種々の条件を考慮して、適宜選択することが可能である。
【００７９】
例えば、リザーバ５の材質としては、軽量化、易成形性および低コスト化の点からはポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の汎用プラスチックあるはこれらプラスチック発泡製品が好適に使用可能である。
【００８０】
（フィルムの含水率）
本発明者の知見によれば、無孔性親水性フィルムがイオン透過する理由は、肥料成分であるイオンが水と共にフィルムの片側から中に浸透し、反対側のフィルム面に到達するためであると推定される。このメカニズムに従えば、例えば、フィルムの含水率が大きくすることにより、水分および肥料成分等の透過量を増大させることができる。
【００８１】
後述する実施例１４には、フィルムの含水率を測定した結果を示す（この実施例において使用したフィルムは、フィルム種類や厚みによる含水率の差は、比較的に小さいものであった）。本発明においては、例えば、含水率をより高めたフィルムに改質することにより、水分または肥料成分等の透過を、更に大きくすることができる。このように、含水率をより高めるためのフィルム改質は、フィルムに親水性をより多く持たせることで、例えば、［文献：Ｐ．Ｊ．フローリー著「高分子化学Ｉ」昭和４０年８月２０日第３版第９刷、訳者  岡  小天、金丸  競  発行所  丸善株式会社  Ｐ３８〜４７、Ｐ４８〜５４、Ｐ１６８〜２２１］で参照される方法で水酸基（ＯＨ）などの親水基を含む分子をより多く、共重合することで可能となる。また、表面改質方法があり、その詳細は、例えば［文献：「電気電子用プラスチック材料」発行  ２００２年３月  株式会社東レリサーチセンター  Ｐ４７〜７７］を参照することができる。
【００８２】
（フィルム組成へのイオン基の導入）
一般に、植物は肥料成分を水に溶けた状態のイオンとして吸収する。例えば、肥料成分の１つである窒素は、ＮＨ４＋またはＮＯ３−として植物に吸収されるが、どちらの成分を吸収し易いかは植物によって異なる。従来は、供給する肥料としてＮＨ４＋体窒素とＮＯ３−体窒素のバランスを変えることが行われていた。本発明のシステムにおいては、例えば、フィルム中にチャージを持ったイオン基を導入することにより養液中のイオンを透過しにくくしたり、透過しやすくしたりできる。このように、フィルム組成へのイオン基の導入の詳細に関しては、例えば、［文献：Ｐ．Ｊ．フローリー著「高分子化学Ｉ」昭和４０年８月２０日第３版第９刷、訳者  岡  小天、金丸  競  発行所  丸善株式会社  Ｐ３８〜４７、Ｐ４８〜５４、Ｐ１６８〜２２１］で参照される方法でイオン基を、導入することで可能となる。また、表面改質方法があり、その詳細は、例えば［文献：「電気電子用プラスチック材料」発行  ２００２年３月  株式会社東レリサーチセンター  Ｐ４７〜７７］を参照することができる。
【００８３】
（容器の形成方法）
上記構成を有する植物栽培用器具の使用方法は特に制限されないが、例えば、該容器中に植物保持用マトリックスおよび植物体を配置し、少なくとも前記フィルムを水もしくは肥料溶液に接触させつつ、該植物体を栽培すればよい。
【００８４】
（植物体）
本発明において栽培可能な植物（体）は、特に制限されない。本発明の栽培方法においては、植物の生長した根が、上記したフィルムと一体化した後に、該フィルムを介して接する液体からの肥料成分吸収が可能となるため、該植物は、ある程度生長した苗の状態であることが望ましい。ただし、該植物を保持すべきマトリックス（ないし土壌）中に、該植物がフィルムと一体化するまでの根の生長を可能とする程度の養分および水分を含有ないし混入することにより、種子ないし発芽直後の種子であっても、本発明の栽培方法により栽培することが可能となる。
【００８５】
また、本発明においては、支持体無しで、直接フィルム上に植物体（例えば、種子）を蒔いて発芽させ、生育させることも可能である。
【００８６】
（マトリックス、土壌）
上述したように、通常使用される土壌ないし培地は、本発明において、いずれも使用可能である。このような土壌ないし培地としては、例えば、土耕栽培に用いられる土壌、および水耕栽培に用いられる培地が挙げられる。
【００８７】
例えば、無機系では天然の砂、れき、パミスサンドなど、加工品（高温焼成等）では、ロックウール、バーミキュライト、パーライト、セラミック、籾殻くん炭など。有機系では天然のピートモス、ココヤシ繊維、樹皮培地、籾殻、ニータン、ソータンなど、合成品の粒状フェノール樹脂などがある。また、これらの混合物でもよい。また、合成繊維の布または不織布も使用可能である。必要最小限の肥料および微量要素を、これらの土壌ないし培地に加えてもよい。本発明者らの知見によれば、本発明の栽培用器具／栽培方法においては、植物の根が、フィルムを介して接触する養液側から吸収可能な程度に伸びるまでの養分は、ここに言う「必要最小限の肥料および微量要素」として、フィルムより内側（すなわち、植物側）に加えておくことが望ましい。
【００８８】
（養液）
本発明において使用可能な養液（ないし肥料溶液）は特に制限されない。例えば、従来の養液栽培ないし水耕栽培において使用されてきた液状成分は、本発明においていずれも使用可能である。
【００８９】
一般には、水または養液とした植物の生育にとって必要不可欠な無機成分としては、主要な成分として：窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、硫黄（Ｓ）、微量成分として：鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ホウ素（Ｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）が挙げられる。さらにこの他に、副成分として、珪素（Ｓｉ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウム（Ａｌ）、ナトリウム（Ｎａ）等がある。必要に応じて、本発明の効果を実質的に阻害しない限り、その他の生理活性物質も加えることができる。更に、グルコース（ブドウ糖）などの糖質、アミノ酸等を添加することも可能である。
【００９０】
（根圏温度の制御）
本発明においては、必要に応じて、フィルムを介して植物体の根と接触する液体（例えば、養液）の温度を制御することにより、該フィルムと一体化すべき（ないしは、既に一体化した）根周辺の温度、すなわち根圏温度を調節することができる。このような態様によれば、温室等の室内全体を暖房／冷房していた従来の方式と比べて、植物の根圏温度を精密に、且つ省エネルギー的にコントロールすることが容易となる。
【００９１】
本発明においては、特に、植物体の根がフィルムと密着ないし一体化しているため、根圏温度の制御が特に容易である。
【００９２】
加えて、本発明によるシステムでは加温、冷却すべき養液量が極めて少ないこと、従来の養液栽培のように、養液の溶存酸素を増やす操作が不要であること、または、栽培ベッド中の養液が外気と直接に触れず、密閉されているため保温効果に優れ、全体として加温冷却を効率的に行うことができ、エネルギーコストに優位性がある。
【００９３】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
【実施例】
【００９４】
実施例１
（無孔性親水性フィルムを用いたトマト栽培）
１）試験
栽培ベッド：高設架台に４０ｍｍ厚みエスレンボード（ビーズ発泡ポリスチレンボード；積水化成工業（株））により作製した、巾４５ｃｍ×長さ２８ｍ×深さ１２ｃｍの箱を設置した。箱の底面には冷却水を通し、往復させるためのパイプ（積水潅水ＰＥ管Ｋ２０；積水化学工業（株））を２本設置した。箱を水槽とするためポリフィルム（野業用ポリエチレンフィルム）を内側に敷いた。養液を深さ約７ｃｍまで加え、エスレンフォーム（低発泡ポリスチレンボード；積水化成工業（株））からなる巾約４３ｃｍ×１８０ｃｍ×厚み２０ｍｍのフロート部材板（浮き板）を水槽に浮かべ並べた。フロート部材板を揚水用不織布（メビオールシート（メビオール（株））で被覆し、不織布は端が養液の中に浸るように設置した。フロート部材板上の揚水用不織布の上に厚み６５μｍの無孔性親水性フィルム（Ｈｙｍｅｃフィルム（厚み６５μｍ）；メビオール（株））を敷き、端は水槽の外側に垂らした。２８ｍ長さの栽培ベッドを２系列用意した。
【００９５】
養液：大塚化学（株）製  大塚ハウス１号、２号、５号をそれぞれ１．５ｇ／ｌ、１ｇ／ｌ、０．０５ｇ／ｌの割合で溶解混合した養液を使用した。
【００９６】
マトリックス：マトリックスとして、下記２種類をＨｙｍｅｃフィルムの上に約１ｃｍの深さで乗せた。
【００９７】
（１）ピートモス（ＰＥＡＴ  ＭＯＳＳ（Horticultual Grade  １７０ｌ入り（Canadian Supreme Ltd．））、（２）ピートモス、バーミキュライト（大粒  ５０ｌ入り；（株）トーホー）、赤土（島尻赤土；（有）緑工産業）を容積比  ２：２：１で混合使用した。
【００９８】
点滴チューブ：マトリックスの上にドリッパー間隔１０ｃｍの点滴チューブ（吐出量１．０５Ｌ（リットル）／ｈｒ（ネタフィム社））約３０ｍを設置した。
【００９９】
マルチング：巾約４３ｃｍ×長さ１８０ｃｍ×厚み２０ｍｍエスレンフォーム（低発泡ポリスチレンボード；積水化成工業（株））の中央に３０ｃｍ間隔で、苗植付け用の孔を開け、マトリックスの上に乗せ並べた。更に、同様３０ｃｍ間隔に穴を開けた白黒マルチフィルム（Ｗ＆Ｂ  「こかげ」厚み０．０２５ｍｍ：大倉工業（株））で発泡ボードの穴と合わせ、水槽ごと被覆した。
【０１００】
トマト苗：品種  桃太郎ファイトのセルトレー苗（（株）サザンプラント）、草丈約１８ｃｍ
【０１０１】
苗の植付け：２列の栽培ベッドに８７本／１列の苗を植付け
点滴チューブによる潅水：点滴チューブの端から苗１本あたり３０ｍｌ／日の養液を注入供給し、着花後は６０ｍｌ／日とし、果実成熟期以降は停止した。
【０１０２】
栽培場所：沖縄県島尻郡
栽培期間：２００５．１１．２〜２００６．３．５
【０１０３】
２）結果
栽培経緯  植付後３０日目に第１花房の開花が始まり、養液潅水量を６０ｍｌ／日・本とした。
【０１０４】
６５日目に１〜２段目のみ残し、低段栽培とし、８０日目に点滴潅水を停止した。
９０日目には果実が色づき始め、９５日目に収穫を開始した。
（１）全体で約７００個の果実をつけ、尻腐れは全く認められなかった。
（２）表１に植付け後１００日目に収穫したトマトの重量と果実サイズを測定した結果を示す。
【０１０５】
表１  トマトの測定結果（１００日目）
【表１】
2007244276.tif 000003
【０１０６】
（３）代表的なトマトの糖度（Brix％）はサンプル（ａ）について９．３、９．５（ｎ＝２で測定）、サンプル（ｂ）について８．４、８．３（ｎ＝２で測定）であった。また、トマトのリコピン含量は２６．４ｍｇ／１００ｇであり、市販品のトマト（品種：桃太郎ファイト）のリコピン含量３．３ｍｇ／１００ｇに対し８倍もの高い値であった。リコピン含量は、外部分析機関（株）マシスにおいてＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）法により実施した。
【０１０７】
上記した実験系の概略を示す写真を図２０に示す。また、上記で得られたトマトの写真を図２１に示す。
【０１０８】
＜以下の実施例における実験方法＞
以下の実施例２以降で用いた実験方法は、上述したものの他は、以下の通りである。
＜水の蒸発量測定＞
図５の模式断面図を参照して、上述した「ざるボウルセット」を使い、ざるにフィルム（２００〜２６０×２００〜２６０ｍｍ）を敷いた後に土壌を加え、植物の苗（１〜２本）を植え付ける。ボウルに水または所定濃度の肥料希釈液を加え、この上にざるを乗せた。定期的に上皿天秤にて重量を測定し、減量から液の蒸発量を測定した。蒸発により減量した液は随時追加した。
【０１０９】
＜生長過程の観察＞
苗の生長過程の観察は、デジタル写真により撮影した（デジタルカメラ：キャノン社製  ＩＸＹ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ２００ａ）。
【０１１０】
＜試験終了後の観察ならびに測定＞
試験終了後は、根の乗っているフィルムの裏側をフィルム越しに、またはフィルムを除き、根の部分を中心に写真撮影を行った。生長した苗の重量測定は、根の付いたまま、または根元で切断し、茎葉部分を秤量した。
【０１１１】
＜ｐＨの測定＞
ｐＨの測定は後述のｐＨメーターによって行った。標準液（ｐＨ７．０）で校正したｐＨメーターのセンサー部分を測定すべき溶液につけ、本体を軽く揺らし、値が安定するのを待ち、ＬＣＤ（液晶）表示部に表示される値を読み取った。
【０１１２】
＜Ｂｒｉｘ％の測定＞
Ｂｒｉｘ％測定は後述の糖度計（屈折計）を用いて行った。測定溶液をスポイトでサンプリングし、糖度計のプリズム部分に滴下し測定後、ＬＣＤの値を読み取った。
【０１１３】
＜実験器具等＞
１．使用器具および装置
１）ざるボールセット：ざるの半径６．４ｃｍ（底面の面積約１３０ｃｍ２）
２）発泡スチロール製トロ箱：サイズ５５×３２×１５ｃｍ等
３）上皿電子天秤：Ｍａｘ．１Ｋｇ        株式会社タニタ
４）ばね式天秤：Ｍａｘ．５００ｇ        株式会社鴨下精衡所
５）ポストスケール：ポストマン１００    丸善社
６）電気伝導度計：Twin Cond  Ｂ−１７３  株式会社堀場製作所
７）ｐＨメーター：ｐＨパル  TRANS Instruments(グンゼ産業)
８）糖度計（屈折計）：ＰＲ２０１        （株）アタゴ社製
【０１１４】
２．使用材料（土壌）
１）スーパーミックスＡ：水分約７０％  微量肥料入り  株式会社サカタの種
２）ロックファイバー：栽培用粒状綿６６Ｒ（細粒）    日東紡
成分（％）ＳｉＯ２  ４３、ＣａＯ  ３３、Ａｌ２Ｏ３  １５、
ＭｇＯ  ６、    Ｆｅ２Ｏ３  １以下、ＭｎＯ  １以下
３）バーミキュライト：タイプＧＳ        ニッタイ株式会社
【０１１５】
（フィルム）
４）ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）：４０μｍ  アイセロ化学
５）二軸延伸ＰＶＡ：ボブロン  日本合成化学工業
６）親水性ポリエステル、同不織布付、生地付：１２μｍ  デュポン社
７）セロファン
８）浸透セロファン：横浜商事（株）
９）微孔性ポリプロピレンフィルム：ＰＨ−３５（約４０μｍ）トクヤマ
１０）不織布：シャレリア（超極細繊維不織布）旭化成社（苗用種）
１１）サニーレタス：レッドファイヤー  タキイ種苗株式会社
１２）パンジー：マキシムＦ−１  株式会社サカタの種
【０１１６】
（肥料）
１３）原液ハイポネックス：  株式会社ハイポネックスジャパン
全窒素量  ５．０％
内アンモニア性窒素  １．９５％、硝酸性窒素  ０．９０％
水溶性リン酸  １０．０％、水溶性カリ  ５．０％、水溶性苦土  ０．０５％
水溶性マンガン  ０．００１％，水溶性ほう素  ０．００５％（その他）
１４）伯方の塩：伯方塩業株式会社
１００ｇ中ナトリウム３７．５ｇ、マグネシウム１１０ｍｇ、
カルシウム  ９０ｍｇ、カリウム５０ｍｇ
１５）ブドウ糖：ブドウ糖１００  （株）イーエスＮＡ
【０１１７】
実施例２
（液体肥料の効果）
図５の系を用いて、ハイポネックス原液の濃度の効果を調べた。すなわち、ハイポネックス１００倍希釈液、１０００倍希釈液、および水（水道水）の効果を比較した。
大きさが約２０ｃｍ×２０ｃｍのフィルム（ＰＶＡ）内に土壌として、バーミキュライト、またはロックファイバーを約３００ｍｌ配置した。この土壌内に、植物の苗として、サニーレタス（本葉１枚強）を２本配置した。土壌および溶液毎に６種類の系を作製し、それぞれの溶液に浸漬した。この際、溶液は各３００ｍｌ使用し、フィルム（ＰＶＡ）内の土壌が約２ｃｍの深さで浸かるように配置した。実験はハウス内で行い、日照は自然のままのものとした。実験の際の気温は、約０〜２５℃、湿度は５０〜９０％ＲＨ程度であった。
水分蒸発量および溶液のＥＣ値を、栽培開始後１３日後、および３５日後に測定した。３５日後には、前述した「引き剥がし試験」も行った。
上記実験条件を纏めると、以下の通りである。
【０１１８】
１．実験
１）フィルム：ＰＶＡ４０μｍ（アイセロ化学）
２００×２００ｍｍ
２）苗：サニーレタス  本葉１枚強
３）土壌：バーミキュライト（細粒）、ロックファイバー６６Ｒ
４）溶液：    水、ハイポネックス原液  １００倍希釈水溶液、１０００倍希釈水溶液
５）器具：ざるとボールのセット
６）置き場所：ハウス（温度湿度制御無し）
７）実験方法：  ざるにフィルム（２００×２００ｍｍ）を介しバーミキュライト１５０ｇ（水分７３％、乾燥重量４０ｇ）、ロックファイバー２００ｇ（水分７９％、乾燥重量４０ｇ）を加え、苗を２本植え付ける。ボウルに水または養液を２４０〜３００ｇ加え、ざるを乗せた。
８）期間：２００２．１０．２９〜１２．４２．上記実験により得られた結果を、下記表２に示す。
【０１１９】
（表２）
【表２】
2007244276.tif 000004
【０１２０】
ＥＣ：液肥追加前／追加後
【０１２１】
上記した表２のデータ（例えば、１００倍希釈−１０００倍希釈−水のデータの比較）により、植物がフィルムを介して肥料溶液中から生長に必要な肥料成分を得ていることも、容易に理解できよう。また、水と比較して肥料溶液を使用すると、引剥がし強度が顕著に増加し、肥料成分が根とフィルムの一体化を促進することがわかる。
【０１２２】
実施例３
養液とした用いた液体肥料の濃度を、ハイポネックス１０００倍、２０００倍、３０００倍希釈とし、表３に示した項目とした以外は、実施例１と同様に実験を行った。
「ざる」にフィルムを介し土壌２００ｇ（水分７９％、乾燥重量４０ｇ）を加え、苗を２本植え付けた。ボウルに水または肥料溶液を２４０ｇ加え「ざる」を乗せた。
（実施期間：２００２．１０．３０〜１２．４）
上記実験により得られた結果は、以下の通りである。
【０１２３】
（表３）
【表３】
2007244276.tif 000005
ＥＣ：液肥追加前／追加後
【０１２４】
（実験結果に対する記述）
液体肥料の希釈倍率によって、植物生長の程度は実施例２と同様に濃度の濃い方が生長しており、フィルムを介して肥料成分を吸収していることが理解できる。
【０１２５】
実施例４
（バーミキュライト／ＰＶＡ液体肥料効果）
バーミキュライト／ＰＶＡの系を用いて、水とハイポネックス１０００倍希釈液の効果を比較した。表４に示した以外は、実施例２と同様に実験を行った。
「ざる」にフィルムを介し土壌２３５ｇ（水分６３％）を加え、苗を２本植え付けた。ボウルに水または肥料溶液を約２５０ｍｌ加え「ざる」を乗せた（実施期間：２００２．１０．２２〜１１．２５）。
上記実験により得られた結果を纏めれば、以下の通りである。
（表４）
【表４】
2007244276.tif 000006
ＥＣ：液肥追加前／追加後
【０１２６】
引き剥がし試験：ポストスケール使用（実験結果に対する記述）
肥料溶液のＥＣ値は、初期０．５ｄＳ／ｍに対し、最終３５日目には０．２２ｄＳ／ｍと低下し、明らかに肥料が消費されていた（水分蒸発を考慮すると、液体肥料の消費量は、さらに大きいと思われる）。
【０１２７】
実施例５
土壌としてバーミキュライトを用い、フィルムを黒不織布付親水性ポリエステルとし、表５に示した項目とした以外は、実施例２と同様に実験を行った。
＜バーミキュライト／不織布付親水性ポリエステル液体肥料効果＞
実験は、「ざる」にフィルムを介し土壌２３０ｇ（水分７６％、乾燥重量５５ｇ）を加え、苗を２本植え付けた。ボウルに水、または肥料溶液を約２００ｇ加え「ざる」を乗せた。
上記実験により得られた結果は、以下の通りである。
【０１２８】
（表５）
【表５】
2007244276.tif 000007
【０１２９】
（実験結果に対する記述）
３０日目における根と茎葉の重量を、肥料溶液と水で比較すると、明らかに肥料溶液の方が大であり、肥料を吸収していることが理解できる。
【０１３０】
実施例６
土壌としてロックファイバー（使用量：乾燥重量１０、２０、３０ｇ）を用い、表５に示した項目とした以外は、実施例２と同様に実験を行った。
＜ロックファイバー量の効果＞
「ざる」にフィルムを介し土壌５０〜１５０ｇ（水分８３％、乾燥重量１０、２０、３０ｇ）を加え、苗を２本植え付けた。ボウルに水、または肥料溶液を２９０〜３９０ｇ加え「ざる」を乗せた。
（期間：２００２．１１．１〜１２．４）
上記実験により得られた結果は、以下の通りである。
【０１３１】
（表６）
【表６】
2007244276.tif 000008
引き剥がし試験：ばね式秤を使用
【０１３２】
（実験結果に対する記述）
土壌量１０ｇの場合には１０日目で枯れ、根の生長が進む前に水分不足により枯れたと思われる。従って、適度な土壌量が極めて好ましいと考えられる。
【０１３３】
実施例７
（各種フィルムの差）
上記した方法で、各種フィルムに関して、水による苗の生長を観察した。フィルムとしては、ＰＶＡ、二軸延伸ＰＶＡ（ボブロン）、親水性ポリエステル３種の計５サンプルを用いた。
ざるにフィルム（２６０×２６０ｍｍ）を介し土壌５００ｍｌを加え、苗を２本植え付ける。ボウルに水２５０ｍｌを加え「ざる」を乗せた。期間は８月１７日〜９月１４日である。
【０１３４】
（表７）
【表７】
2007244276.tif 000009
【０１３５】
（実験結果に対する記述）
不織布付親水性ポリエステルの水分蒸発量が突出しているが、不織布からの蒸発が含まれているためと考えられる。
【０１３６】
最終苗の本葉数は、不織布付親水性ポリエステル≧ＰＶＡ＞親水性ポリエステル≧ボブロン＞生地付親水性ポリエステルの順であった。これは、根の発育状況と同様の傾向であった。
【０１３７】
実施例８
（塩水透過試験）
前述の＜フィルムの塩／水透過試験＞方法に従って、各種フィルムの塩水透過試験を行った。フィルムはＰＶＡ、ボブロン（二軸延伸ＰＶＡ）、親水性ポリエステル、セロファン、ＰＨ−３５、超極細繊維不織布（シャレリア）の６種である。
上記実験により得られた結果は、以下の通りである。
【０１３８】
（表８）
【表８】
2007244276.tif 000010
上記データをグラフ化したものを図７に示す。
【０１３９】
（実験結果に対する記述）
６種類のフィルムのうち、ＰＨ−３５は塩水の透過が認められなかった。その他のフィルムでは、超極細繊維不織布は水と共に塩が完全に透過しているが、ＰＶＡ、親水性ポリエステルおよびセロファンも比較的早く塩の透過が進んでいる。ボブロンは塩の透過速度が小さいものの、４日目には塩水系と水系とのＥＣ値の差が４．５以内になっている。
【０１４０】
実施例９
（ブドウ糖透過試験）
下記の＜グルコース（ブドウ糖）透過試験＞方法に従って、各種フィルムのブドウ糖透過試験を行った。フィルムはＰＶＡ、ボブロン（二軸延伸ＰＶＡ）、セロファン、浸透セロファン、ＰＨ−３５の５種である。
【０１４１】
＜グルコース（ブドウ糖）透過試験＞
前述のざるボウルセットを使用し、ボウルに５％ブドウ糖水溶液（ブドウ糖５０ｇ／水１０００ｍｌ）１５０ｇを加え、ざるに２００×２００ｍｍのフィルムを敷き、水１５０ｇを加えて、ボウルに乗せた。それぞれの濃度と重量の経時変化を測定した。
【０１４２】
＜濃度測定＞糖度計（屈折計）を用いてＢｒｉｘ％を測定した。Ｂｒｉｘ％はショ糖を水に溶解したときの重量％の単位で、例えば１００ｇ中に１０ｇのショ糖が溶けている液はＢｒｉｘ１０％となる。
【０１４３】
上記実験により得られた結果は、以下の通りである。
【０１４４】
（表９）
【表９】
2007244276.tif 000011
【０１４５】
上記データをグラフ化したものを、図８に示す。
【０１４６】
（実験結果に対する記述）
５種類のフィルムのうち、ボブロン、ＰＨ−３５を除いた、ＰＶＡ、セロファンおよび浸透セロファンは実験開始から３日目程度で、ブドウ糖系と水系とのＢｒｉｘ値の差が１以内になり、ブドウ糖がフィルムを透過していることが判る。
【０１４７】
実施例１０
（耐水圧試験）
ＪＩＳ  Ｌ１０９２（Ｂ法）に準じた試験により、２００ｃｍＨ２Ｏの耐水圧試験を行った。
【０１４８】
実験結果
フィルム種                        耐水圧（ｃｍＨ２Ｏ）
ＰＶＡフィルム（４０μｍ）          ２００以上
二軸延伸ＰＶＡ（ボブロン）          ２００以上
セロファン                          ２００以上
親水性ポリエステル                  ２００以上
超極細繊維不織布                        ０
【０１４９】
実施例１１
実施例７と同様にしてざるボールセット（ざるの半径６．４ｃｍ、容量１３０ｃｍ３）を用い、ざるに２０×２０ｃｍのフィルムを乗せ純水を１５０ｇ加え、ボール側に養液１５０ｇを加えて、サランラップで包んだ。サンプリング時間３、６、１２、２４、３６、４８、７２ｈｒｓで計７個の容器を用意し、所定時間経過後１００ｍｌずつサンプル容器に採取した。各サンプル中の、主要肥料成分の分析を行った。
【０１５０】
１）透湿フィルム：ＰＶＡフィルム２５μｍ（日本合成化学工業（株）製）、親水性ポリエステル２０μｍ（デュポン社製）
２）水：蒸留水（和光純薬工業（株）製）、養液肥料：大塚ハウス１号  １．５ｇ／Ｌ、２号  １ｇ／Ｌ（大塚化学（株）製）
【０１５１】
３）分析方法
ａ）アンモニウムイオン、硝酸イオンおよび硫酸イオン：イオンクロマトグラフ法により分析（分析の詳細に関しては：「水の分析」第４版  日本分析化学会北海道支部編  発行（株）化学同人  １９９７年７月２０日  第３章水の分析に用いられる分析法  ３．７．３  イオンクロマトグラフィー（Ｐ１２５〜１２９）を参照することができる）。
【０１５２】
ｂ）りん、カリウム、カルシウムおよびマグネシウム：ＩＣＰ（発光分光分析）法により分析（分析の詳細に関しては：「水の分析」第４版  日本分析化学会北海道支部編  発行（株）化学同人  １９９７年７月２０日  第１３章微量汚染物質と関連する分析法  １３．１０  ＩＣＰ（Ｐ４７８〜４８０）を参照することができる）。
【０１５３】
主要成分のアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）、硝酸性窒素（ＮＯ３−Ｎ）、りん酸（Ｐ２Ｏ５）、カリウム（Ｋ２Ｏ）、カルシウム（ＣａＯ）、マグネシウム（ＭｇＯ）および硫黄（ＳＯ４）について、フィルム透過性の経時変化を表１０〜表１６に、またこれらのデータに対応するグラフを図９〜図１５に示す。
【０１５４】
上記した表およびグラフに示すように、肥料のフィルム透過性に関して、肥料成分によって透過速度の違いはあるものの、主要成分の窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）および硫黄（Ｓ）はすべて透過する。
【０１５５】
（表１０）
アンモニア性窒素                  単位：ｐｐｍ
【０１５６】
【表１０】
2007244276.tif 000012
【０１５７】
（表１１）
硝酸性窒素                        単位：ｐｐｍ
【表１１】
2007244276.tif 000013
【０１５８】
（表１２）
りん酸                            単位：ｐｐｍ
【表１２】
2007244276.tif 000014
【０１５９】
（表１３）
カリウム                          単位：ｐｐｍ
【表１３】
2007244276.tif 000015
【０１６０】
（表１４）
カルシウム                        単位：ｐｐｍ
【表１４】
2007244276.tif 000016
【０１６１】
（表１５）
マグネシウム                      単位：ｐｐｍ
【表１５】
2007244276.tif 000017
【０１６２】
（表１６）
硫黄                              単位：ｐｐｍ
【表１６】
2007244276.tif 000018
【０１６３】
実施例１２
３０×２２×８ｃｍのトロ箱に養液としてハイポネックス原液（Ｎ：５％、Ｐ：１０％、Ｋ：５％）（（株）ハイポネックスジャパン製）３００倍希釈水溶液（ＥＣ：１．３７）１．３Ｌを加え、４０μｍＰＶＡフィルム（アイセロ化学（株）製）４８×４０ｃｍを上に浮かべた。
【０１６４】
フィルム上に土壌としてスーパーミックスＡ（（株）サカタの種）を深さ２ｃｍ乗せ、サニーレタス幼苗（本葉３枚）を１２本植えつけた。ビニルハウス（温度湿度制御無し）に２００２．１１．１２〜２００３．１．１１（６０日間）の間生長させた。その後、根と一体化したＰＶＡフィルムを試料とし、根の界面の光学顕微鏡写真（倍率：１０〜１００倍）を撮影した。
【０１６５】
［試料の前処理と観察］
１）試料をエタノールで脱水
２）親水性の樹脂「テクノビット」（応研商事（株）社製）に包埋
３）ガラスナイフで厚さ３ミクロンに薄切りしてガラス板の上に載せ乾燥させる
４）０．１％のトルイジン青にて１５分間染色
５）水洗下の血に７０％エタノール溶液で過剰な染色部分を脱色させる（分別）
６）アルコールで脱水した後にキシレンに入れて、その後にカバーガラスをかけて封入
７）観察は光学顕微鏡にて、１０倍から１００倍の間で観察
（なお、上記した試料の前処理および観察方法の詳細に関しては、例えば、応研商事株式会社のホームページ（http//www.okenshoji.co.jp/）の「低温重合樹脂テクノビット」の項で詳細な試験方法を参照することができる。）
【０１６６】
光学顕微鏡による観察結果を、図１６に示す。この図１６に示すように、根の細胞がＰＶＡフィルム面に隙間無く配置され、ＰＶＡフィルムと根が一体化している様子が観察された。
【０１６７】
実施例１３
実施例７と同様に、ざるボールセット（ざるの半径６．４ｃｍ、容量１３０ｃｍ３）を用い、ざるに２０×２０ｃｍのフィルムを乗せ水道水を１５０ｇ加え、ボール側に塩水１５０ｇを加えて、サランラップで包み室温に置いた。サンプリング時間毎に、水側（ざる）および塩水側（ボール）の養液を良く撹拌した後、スポイトでサンプリングし、ＥＣ値を測定した。
【０１６８】
１）透湿フィルム：厚みの異なる親水性ポリエステルフィルム（デュポン社製）およびＰＶＡフィルム（日本合成化学工業（株）製）を使用した。
【０１６９】
親水性ポリエステルＫ０６−２０μｍ、Ｋ０６−４０μｍ、ＣＲＰ０６−７５μｍ（デュポン社製）、ＰＶＡ＃２５００（２５μｍ）、＃４０００（４０μｍ）、＃６５００（６５μｍ）（日本合成化学工業（株）製）
【０１７０】
２）０．５％塩水：水道水に「伯方の塩」（伯方塩業（株）製）を０．５重量％溶解した。
伯方の塩：１００ｇ中ナトリウム３７．５ｇ、マグネシウム１１０ｍｇ、カルシウム９０ｍｇ、カリウム５０ｍｇ
【０１７１】
３）実験方法
電気伝導度計：Twin Cond  Ｂ−１７３（（株）堀場製作所）を用い、スポイトでサンプリングした溶液を電気伝導度計の測定部位に少量乗せ、電気伝導度ＥＣ（ｄｓ／ｍ）を測定した。
【０１７２】
実施期間：２００３年８月２６日〜３１日
親水性ポリエステルフィルムの結果を表１７および図１７に、ＰＶＡフィルムの結果を表１８および図１８に示す。
【０１７３】
上記の図１７および図１８から、親水性ポリエステルフィルムおよびＰＶＡフィルムとも水側のＥＣ値は増加し、塩水側のＥＣ値は減少し、両者の値が時間と共に同じ値に収束して行くことが判明した。親水性ポリエステルフィルムの場合、フィルム厚み２０〜７５μｍの範囲で、水側ＥＣ値の増加速度および塩水側ＥＣ値の低下速度は、厚みが増すに従って遅くなり、すなわち０．５％塩水透過性が大きく低下している。一方、ＰＶＡフィルムの場合は、フィルム厚み２５〜６５μｍの範囲で、厚みが増しても０．５％塩水透過性は殆ど変わらない。
【０１７４】
親水性ポリエステル                          単位：ｄＳ／ｍ
（表１７）
【表１７】
2007244276.tif 000019
【０１７５】
ＰＶＡ                                      単位：ｄＳ／ｍ
（表１８）
【表１８】
2007244276.tif 000020
【０１７６】
実施例１４
（含水率の測定）
ポリプロピレン製蓋つきプラスチック容器（１５×１１×４ｃｍ）に水３００ｍｌを加え、厚みの異なる３種類のＰＶＡフィルムと親水性ポリエステル１種（１０×２０ｃｍ）を浸漬し、適温ボックスに入れ２０時間保持した。所定時間経過後フィルムを取りだし、表面の水分をティッシュペーパーで速やかにふき取り秤量した（ＷＴｇ）。乾燥時の重量をＷ０ｇとし、含水率（％）＝（ＷＴ−Ｗ０）／ＷＴ×１００を求めた。
【０１７７】
測定温度は５、２０、３５℃の３点で、各温度ｎ＝２の試料で測定した。
ＰＶＡフィルム：＃２５００（２５μｍ）、＃４０００（４０μｍ）、＃６５００（６５μｍ）（日本合成化学（株）製）
【０１７８】
親水性ポリエステル：Ｋ０６−４０（４０μｍ）（デュポン社製）
適温ボックス：型式ＥＲＶ７４０（容量９Ｌ、消費電力７５Ｗ）（松下電工（株）製）
（結果）
図１９に含水率の温度別グラフを示す。このグラフに示すように、ＰＶＡは温度が上昇するにつれて、含水率が上昇する傾向を示す。親水性ポリエステルはＰＶＡとは逆に温度が上昇するにつれ含水率が低下する。ＰＶＡのフィルム厚みの差、またはポリマー種による含水率の差はそれほど大きく無く、温度変化も含め、２０〜２８％程度である。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】図１は、本発明の植物栽培用器具の基本的な態様の例を示す模式断面図である。
【図２】図２は、本発明の植物栽培用器具の他の態様例を示す模式断面図である。
【図３】図３は、本発明において用いるフィルム特性（水−塩水接触）測定を説明するための模式断面図である。
【０１８０】
【図４】図４は、本発明に用いるフィルム特性（引き剥がし強度）測定を説明するための模式斜視図である。
【図５】図５は、本発明において用いるフィルム特性（水蒸発量）測定を説明するための模式断面図である。
【図６】図６は、本発明において用いるフィルムの特性（引き剥がし強度）測定用の試験片を示す写真である。
【０１８１】
【図７】図７は、本発明において用いるフィルム特性（水−塩水接触）測定結果の例を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明において用いるフィルム特性（水−ブドウ糖接触）測定結果の例を示すグラフである。
【図９】図９は、アンモニア性窒素のフィルム透過性を表すグラフである。
【図１０】図１０は、硝酸性窒素のフィルム透過性を表すグラフである。
【図１１】図１１は、りん酸のフィルム透過性を表すグラフである。
【図１２】図１２は、カリウムのフィルム透過性を表すグラフである。
【図１３】図１３は、カルシウムのフィルム透過性を表すグラフである。
【図１４】図１４は、マグネシウムのフィルム透過性を表すグラフである。
【図１５】図１５は、硫黄のフィルム透過性を表すグラフである。
【図１６】図１６は、植物の栽培終了時の、根／フィルム／養液の界面近傍の状態を表す光学顕微鏡写真（倍率：２５０倍）である。
【０１８２】
【図１７】図１７は、種々の厚みの親水性ポリエステルフィルムの０．５％塩水透過性を示すグラフである。
【図１８】図１８は、種々の厚みのＰＶＡフィルムの０．５％塩水透過性を示すグラフである。
【図１９】図１９は、実施例１４において得られた、数種のフィルムの含水率の温度変化示すグラフである。
【図２０】本発明の実施例１で用いた実験系の概略を示す写真である。
【図２１】本発明の実施例１で得られたトマトの写真である。
【符号の説明】
【０１８３】
１    植物栽培用器具
２    収容部
３    無孔性親水性フィルム
４    フロート部材
５    リザーバ
６    養液
７    揚水シート
８    マトリックス（土壌）
９    マルチング材
１０    通水パイプ
１１    点滴チューブ
１２    細霧噴霧バルブ
【図１】
2007244276.tif 000021
【図２】
2007244276.tif 000022
【図３】
2007244276.tif 000023
【図４】
2007244276.tif 000024
【図５】
2007244276.tif 000025
【図７】
2007244276.tif 000026
【図８】
2007244276.tif 000027
【図９】
2007244276.tif 000028
【図１０】
2007244276.tif 000029
【図１１】
2007244276.tif 000030
【図１２】
2007244276.tif 000031
【図１３】
2007244276.tif 000032
【図１４】
2007244276.tif 000033
【図１５】
2007244276.tif 000034
【図１７】
2007244276.tif 000035
【図１８】
2007244276.tif 000036
【図１９】
2007244276.tif 000037
【図６】
2007244276.tif 000038
【図１６】
2007244276.tif 000039
【図２０】
2007244276.tif 000040
【図２１】
2007244276.tif 000041