(57)【要約】【課題】作物の生育に適切な防根性及び透水性を両立できる培地充填部材を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る培地充填部材は、毛管水耕栽培に用いられる培地充填部材であって、透水シートの曲折又は縫製によりポット状、巾着状又は樋状に形成され、縫合部が高さ２０ｍｍより下方に存在しない。上記透水シートの透水量としては、０．５ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）以上０．７ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）未満が好ましい。また、平行に配設される一対のシート支持棒をさらに備え、上記透水シートが、帯状であり、両側縁部が上記一対のシート支持棒に弛みを持たせた架け渡しにより樋状に形成されるとよい。また、巾着状に湾曲される上記透水シートが収納される筒状の枠体をさらに備えてもよい。また、上記透水シートがポット状に縫製されるとよく、縫い目の方向の仰角の下限としては、４５°が好ましい。また、上記透水シートが織布であるとよい。【選択図】図１
2016198013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
毛管水耕栽培に用いられる培地充填部材であって、
透水シートの曲折又は縫製によりポット状、巾着状又は樋状に形成され、
縫合部が高さ２０ｍｍより下方に存在しない培地充填部材。
【請求項２】
上記透水シートの透水量が０．５ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）以上０．７ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）未満である請求項１に記載の培地充填部材。
【請求項３】
平行に配設される一対のシート支持棒をさらに備え、
上記透水シートが、帯状であり、両側縁部が上記一対のシート支持棒に弛みを持たせた架け渡しにより樋状に形成される請求項１又は請求項２に記載の培地充填部材。
【請求項４】
巾着状に湾曲される上記透水シートが収納される筒状の枠体をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の培地充填部材。
【請求項５】
上記透水シートがポット状に縫製され、
縫い目の方向の仰角が４５°以上である請求項１又は請求項２に記載の培地充填部材。
【請求項６】
上記透水シートが織布である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の培地充填部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培地充填部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
作物の毛管水耕栽培では、貯留している栽培液中に根が浸入すると作物の腐敗や病害微生物繁殖の原因となる。そのため、栽培液中に根が浸入しないよう、培地から外部への根の侵出を防止する必要がある。
【０００３】
作物の根の培地から外部への根の侵出を防止するために、栽培液を貯留する水槽内に設置した台と、この台の上面を覆い、かつ端部が栽培液内に浸漬する栽培液吸収シートと、この栽培液吸収シートの上面に敷設する防根シートとを用いて作物を栽培するものが提案されている（特開平９−５６２５８号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５６２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記公報で提案の毛管水耕栽培装置で使用する防根シートは、根の外部への侵出防止性能（以下、防根性と呼ぶことがある）及び透水性を両立できているとはいえない。例えば防根シートのシート面の細孔を塞ぐことにより根の外部への侵出を確実に防止できても、細孔が塞がれたことで外部の栽培液が防根シートを介して作物へ供給され難くなり、作物の生育が不良となるおそれがある。逆に、例えばシート面の細孔の大きい透水性が高い防根シートを用いると、細孔が大きいためにその細孔から根が外部へ侵出し易くなり、根の外部への侵出を十分に防止できないおそれがある。
【０００６】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、作物の生育に適切な防根性及び透水性を両立できる培地充填部材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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る培地充填部材は、毛管水耕栽培に用いられる培地充填部材であって、透水シートの曲折又は縫製によりポット状、巾着状又は樋状に形成され、縫合部が高さ２０ｍｍより下方に存在しない。
【発明の効果】
【０００８】
当該培地充填部材は、作物の生育に適切な防根性及び透水性を両立できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る培地充填部材を利用する栽培装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る培地充填部材を示す模式図である。
【図３Ａ】本発明の第三実施形態に係る培地充填部材の模式的斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの培地充填部材の模式的展開図である。
【図４】実施例の防根性評価で用いた培地充填部材を示す模式図である。
【図５】実施例の防根性評価及び参考例の栽培評価で用いた自動灌水装置を示す模式図である。
【図６】参考例の試験シートの透水量及び透水量の比を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一実施形態に係る培地充填部材は、毛管水耕栽培に用いられる培地充填部材であって、透水シートの曲折又は縫製によりポット状、巾着状又は樋状に形成され、縫合部が高さ２０ｍｍより下方に存在しない培地充填部材である。
【００１１】
当該培地充填部材は、透水シートの曲折又は縫製によりポット状、巾着状又は樋状に形成されるので、透水シートの外側に接触して配設される給水マットからポット状、巾着状又は樋状の内側に充填される培地へ栽培液を供給できる。ここで、ポット状、巾着状又は樋状の内側に充填される培地の水分は下方ほど高いため、水分の高い領域へ伸長する性質がある作物の根は下方へ伸長し易い。また、縫合部が存在すると、根は縫合部に形成される隙間から外部へ侵出し易くなるが、当該培地充填部材は縫合部が高さ２０ｍｍより下方に存在しないので、作物の根の外側への侵出を防止できる。このように当該培地充填部材は、作物の生育に適切な防根性及び透水性を両立できる。ここで、「透水シート」とは、培地として充填される粒子の通過は防ぐが、水の通過が可能なシートを意味する。
【００１２】
上記透水シートの透水量としては、０．５ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）以上０．７ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）未満が好ましい。このように、透水量が上記範囲内の透水シートを用いることで、適切な透水性を維持しつつ、より確実に根の外部への侵出を防止できる。ここで、「透水量」は、以下の計測により求められる。まず、毛管現象により揚水可能で透水シートへ水を送液する給水マットと透水シートとを１５分間水中に沈めた後、１５分間の吊り下げ放置により水切りし、平面状の上面を有する台の上に給水マット、透水シートの順に載置する。このとき、透水シートは、給水マットの上に載置した筒状の枠体の内側に沿うよう配設する。また、上記台の上面から給水マットの一端を１１０ｍｍ程度下方に垂らすよう配設する。その後、透水シートの上に１０ｃｃずつ注水して給水マットの上記一端から５０ｃｃの水が落下する時間を計測し、その時間と透水シートの底面積とから上記透水量が求められる。
【００１３】
平行に配設される一対のシート支持棒をさらに備え、上記透水シートが、帯状であり、両側縁部が上記一対のシート支持棒に弛みを持たせた架け渡しにより樋状に形成されるとよい。このように、帯状の透水シートの両側縁部を一対のシート支持棒に弛みを持たせて架け渡すことにより、横断面形状が一定である樋状に形成し易く、複数の苗を着生させる場合、各苗に対する栽培液の供給量等の条件を均一にし易い。
【００１４】
巾着状に湾曲される上記透水シートが収納される筒状の枠体をさらに備えてもよい。このように、巾着状に湾曲される透水シートを筒状の枠体に収納することで、外部からの力が加わった場合でも形状が変化し難く、これにより形状の変化に伴う培地の外部への流出を抑制できる。
【００１５】
上記透水シートがポット状に縫製されるとよく、縫い目の方向の仰角の下限としては、４５°が好ましい。このように、透水シートをポット状に縫製することにより、内部に培地を充填した状態での外部からの力による形状の変化が生じ難い。また、縫い目の方向の仰角を上記下限以上とすることで、縫い目によって形成される隙間からの根の外部への侵出を抑制できることにより、作物の根の外部への侵出防止効果をより高められる。ここで、「縫い目」とは糸で縫合した部分であり、「縫い目の方向の仰角」とは、縫合した糸の長手方向と水平面とのなす角度の平均値を意味する。
【００１６】
上記透水シートが織布であるとよい。このように、透水シートとして織布を用いることにより、シート面の細孔の分布を均等にできるため、より確実に高い防根性が得られる。
【００１７】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る培地充填部材について詳説する。
【００１８】
〔第一実施形態〕
図１に示す当該培地充填部材１は、毛管水耕栽培に用いられる培地充填部材であって、透水シート２の曲折により樋状に形成されている。また、当該培地充填部材１は、平行に配設される一対のシート支持棒３をさらに備える。上記透水シート２は、帯状であり、両側縁部が上記一対のシート支持棒３に弛みを持たせた架け渡しにより樋状に形成されている。なお、当該培地充填部材１は縫合部を有さない。
【００１９】
＜透水シート＞
上記透水シート２の素材としては、透水性を有するものであれば特に限定されないが、例えば紙、織布、不織布等が挙げられる。これらの中でも、シート面の細孔の分布を均等にでき防根性に優れる点において織布が好ましい。また、織布は再利用が可能で、耐久性の面でも優れている。
【００２０】
帯状の透水シート２の側縁部に直交する方向の平均幅の下限としては、５０ｍｍが好ましく、７５ｍｍがより好ましい。一方、上記平均幅の上限としては、１０００ｍｍが好ましく、５００ｍｍがより好ましい。上記平均幅が上記下限に満たないと、樋状に形成されたときに内部に充填できる培地の量が少なくなりすぎ、作物を着生させ難くなるおそれがある。逆に、上記平均幅が上記上限を超えると、樋状に形成されたときの幅又は深さが大きくなりすぎ、着生させた作物に対する作業がし難くなるおそれがある。
【００２１】
帯状の透水シート２の側縁部と平行な方向の平均長さの下限としては、３００ｍｍが好ましく、５００ｍｍがより好ましい。一方、上記平均長さの上限としては、特に制限はないが、例えば２００ｍが好ましく、１５０ｍがより好ましい。上記平均長さが上記下限に満たないと、１つの当該培地充填部材１に着生させる作物の株数が少なくなり、株数当たりの設備コストが高くなるおそれがある。逆に、上記平均長さが上記上限を超えると、透水シート２として使用する布ロールが大きくなりすぎ、取扱い難くなるおそれがある。
【００２２】
透水シート２の平均厚さの下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．２ｍｍがより好ましい。一方、透水シート２の平均厚さの上限としては、５ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。透水シート２の平均厚さが上記下限に満たないと、強度が低下し、防根性が損なわれるおそれがある。逆に、透水シート２の平均厚さが上記上限を超えると、透水シート２のコストが高くなりすぎるおそれがある。
【００２３】
上記透水シート２の透水量の下限としては、０．５ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）が好ましく、０．５６ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）がより好ましい。一方、上記透水量としては、０．７ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）未満が好ましく、上記透水量の上限としては、０．６８ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２）が好ましい。上記透水量が上記下限に満たないと、透水シート２の透水性が低く、栽培液を透水シート２内に充填される培地へ十分に供給できないおそれがある。逆に、上記透水量が上記上限を超えると、培地に着生させた作物の根が透水シート２の外側へ侵出し易くなるおそれがある。
【００２４】
透水量に関して、発明者らは、培地の透水量と培地が充填される透水シートの透水量とが、培地に着生させる作物の根の伸長に関係することを見出した。具体的には、培地の透水量に比べて透水シートの透水量が大きいほど作物の根が透水シートに向かって伸長し易く、根が透水シートから外部へ侵出し易くなる。これは、根がより水分の高い領域へ伸長する性質があるためと考えられる。従って、根がシートを貫通するために必要な力が同等のシートであっても、透水量が大きいシートほど根が貫通し易くなる。これにより、発明者らは、透水量が上記範囲内の透水シート２を用いることにより、根の透水シート２に向かう伸長を抑制でき、適切な透水量を維持しつつ高い防根性が得られることを見出した。
【００２５】
＜シート支持棒＞
上記一対のシート支持棒３は、平行に配設され、透水シート２の両側縁部が弛みを持たせて架け渡される。これらの一対のシート支持棒３は、例えば栽培装置の基台などに固定される。
【００２６】
上記シート支持棒３として、金属製や樹脂製のものを用いることができる。これらの中でも、強度及び耐久性が高い点において金属製のものが好ましく、さらに軽量である点において金属製のパイプが好ましい。また、金属製のパイプとして、入手が容易かつ安価な点において農業パイプが好ましい。
【００２７】
［栽培装置］
図１の栽培装置は、当該培地充填部材１を利用する栽培装置である。この栽培装置は、当該培地充填部材１と、栽培液Ｑを貯留する毛管水耕栽培用水槽４と、当該培地充填部材１の外面に当接され、一端が毛管水耕栽培用水槽４内の栽培液Ｑに浸漬する帯状の給水マット５とを主に備える。また、この栽培装置は、農業パイプで構成され、これらの部材を設置する基台６と、これらの部材を覆う農業用ビニール７とを備える。
【００２８】
＜基台＞
上記基台６は、樋状の当該培地充填部材１の長手方向に沿って左右両側に配設される枠壁と、これらの枠壁の間に上記長手方向と垂直な方向で水平に固定される複数の支持棒８とを有する。これらの複数の支持棒８は、上記枠壁の最上位置及び高さ方向中間位置に固定される。また、上記基台６は、枠壁の中間位置に固定された複数の支持棒８に架け渡すように、これらの支持棒８の上に上記長手方向と平行に固定される２本の固定棒９を有する。
【００２９】
上記支持棒８及び固定棒９として、金属製や樹脂製のものを用いることができる。これらの中でも、強度及び耐久性が高い点において金属製のものが好ましく、さらに軽量である点において金属製のパイプが好ましい。また、金属製のパイプとして、入手が容易かつ安価な点において農業パイプが好ましい。
【００３０】
＜培地充填部材＞
当該培地充填部材１は、上記シート支持棒３が上記基台６の枠壁の最上位置に固定された複数の支持棒８に架け渡すように固定されることにより、基台６に支持される。
【００３１】
（培地）
透水シート２の内側に培地１０として充填される粒子としては、充填により毛管現象を発現するものであれば特に限定されないが、例えば土壌、パミスサンド等の微粒軽石、多孔性の火山岩の粉砕粒、粒状のロックウール、コーラルサンド、サンゴ、木炭等が挙げられる。これらは２種以上を混合して用いてもよい。これらの粒子のうち、良好な毛管現象が確保され、また不要になった場合に自然土に返せる観点から、土壌が好ましい。
【００３２】
上記土壌としては、例えば市販の園芸用の培土、バーミキュライト、ベントナイト、ゼオライト、砂、鹿沼土、赤玉土、真砂土等が挙げられる。これらの中でも、一般的な培土に比べて有機物含量が低く微生物生息数も少ないので根病が起こり難い点において砂が好ましい。
【００３３】
上記粒子の単粒の粒径の下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．１５ｍｍがより好ましい。一方、上記粒径の上限としては、１ｍｍが好ましく、０．６ｍｍがより好ましい。上記粒径が上記下限に満たないと、栽培液Ｑを作物Ｐの根部に供給する領域の空隙部分が少なくなりすぎて過湿になり、雑菌が繁殖し易くなるおそれがある。逆に、上記粒径が上記上限を超えると、栽培液Ｑを作物Ｐの根部に供給する領域の空隙が大きくなりすぎて毛管現象が弱くなり、所定の量の栽培液Ｑを作物Ｐの根部に供給できなくなるおそれがある。なお、「粒径」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１（２００６）に規定される篩を用い、目開きの大きい篩から順に粒子をかけて篩上の粒子数と各篩の目開きとから算出される粒子の平均径である。
【００３４】
上記粒子の粒径０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の単粒の含有割合の下限としては、５０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましい。上記単粒の含有割合が上記下限に満たないと、栽培液Ｑを作物Ｐの根に供給する領域が発揮する毛管現象が弱くなり、所定の量の栽培液Ｑを作物Ｐの根部に供給できなくなるおそれがある。
【００３５】
＜毛管水耕栽培用水槽＞
上記毛管水耕栽培用水槽４は、当該培地充填部材１の長手方向に沿った樋状に形成されており、帯状の開口を有する上部と、この上部の下方に位置し、上部より内部平均幅が小さい下部とを有する。この毛管水耕栽培用水槽４は、上記上部の側壁に複数の貫通口を有しており、上記枠壁の中間位置に固定される複数の支持棒８がこれらの貫通口に通されることにより支持される。この毛管水耕栽培用水槽４は、図１に示すように、当該培地充填部材１の下方に配設され、作物Ｐに供給するための栽培液Ｑを貯留する。
【００３６】
毛管水耕栽培用水槽４の形状は、特に限定されないが、新鮮な栽培液を供給するために作物Ｐの吸水量に対して貯水量が少ないことが好ましい。また、給水マット５を挿入し易い点において、図１に示すように、開口された上部の内部幅が下部より大きい形状が好ましい。
【００３７】
毛管水耕栽培用水槽４の主構成材料としては、例えば金属、セラミック、樹脂等を用いることができる。これらの中でも、軽量な点で樹脂が好ましい。また、樹脂の中でも、軽量性及び断熱性を有する点において、発泡ポリスチレン、発泡ポリエステル、発泡ポリプロピレン等の発泡樹脂が好ましい。これらの発泡樹脂の中でも、建築外層部材として高い耐久実績を有し、安定して供給できる点において発泡ポリスチレンが好ましい。
【００３８】
また、毛管水耕栽培用水槽４に貯留される栽培液Ｑの水位を検出するセンサーが設置されてもよい。上記センサーを設置することにより、この栽培装置は、毛管水耕栽培用水槽４に貯留される栽培液Ｑの量を検出でき、栽培液Ｑの供給量を調節し易くなる。なお、上記センサーは、例えば毛管水耕栽培用水槽４の内部に設置して栽培液Ｑの水位を直接検出するものを用いてもよいし、毛管水耕栽培用水槽４の外部に設置して非接触で栽培液Ｑの水面を検出するものを用いてもよい。
【００３９】
＜給水マット＞
上記給水マット５は、上記透水シート２の外面に当接されると共に、一端側の縁部が毛管水耕栽培用水槽４の栽培液Ｑ中に浸漬されるように配設されており、毛管水耕栽培用水槽４に貯留される栽培液Ｑを毛管現象により揚水し、透水シート２を介して培地１０に供給する。なお、給水マット５は、図１に示すように、毛管水耕栽培用水槽４を支持する支持棒８に固定される一対の固定棒９と透水シート２との間に挟むことで、透水シート２に下方から当接される。
【００４０】
給水マット５は、毛管現象により栽培液Ｑを揚水し、透水シート２を介して培地１０に供給できるものであれば特に制限されないが、例えば不織布、ロックウールシート、フェルトシート、ウレタンシート等が挙げられる。これらのうち、適度な毛管現象の発現及び適切な吸水率を発揮させる観点から、不織布が好ましい。
【００４１】
給水マット５の透水率の下限としては、０．０１％が好ましく、１％がより好ましい。一方、給水マット５の透水率の上限としては、４０％が好ましく、３０％がより好ましい。給水マット５の透水率が上記下限に満たないと、培地１０の底部に供給される栽培液Ｑの量が不十分となるおそれがある。逆に、給水マット５の透水率が上記上限を超えると、給水マット５のコストが高くなりすぎるおそれがある。ここで、「透水率」とは、平面状の給水マット５の表面から水を散布した際に給水マット５の裏面へ通過した水の比率をあらわす。
【００４２】
給水マット５の平均厚さの下限としては、０．５ｍｍが好ましく、０．７ｍｍがより好ましい。一方、給水マット５の平均厚さの上限としては、２ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましい。給水マット５の平均厚さが上記下限に満たないと、給水マット５の強度が低下し破断するおそれがある。逆に、給水マット５の平均厚さが上記上限を超えると、給水マット５のコストが高くなるおそれがある。
【００４３】
給水マット５の揚水高さの下限としては、３ｃｍが好ましく、１０ｃｍがより好ましく、２０ｃｍがさらに好ましい。一方、給水マット５の揚水高さの上限としては、３００ｃｍが好ましく、２００ｃｍがより好ましく、４０ｃｍがさらに好ましい。給水マット５の揚水高さが上記下限に満たないと、培地１０の底部に供給される栽培液Ｑの量が不十分となり水切れが起こるおそれがある。逆に、給水マット５の揚水高さが上記上限を超えると、給水マット５のコストが高くなるおそれがある。ここで、揚水高さとは、以下の手法で測定される。まず、給水マット５を幅４ｃｍ、長さ１２０ｃｍに切断したシートを平均厚さ０．０３ｍｍのポリエチレンフィルムで被覆（熱圧着で袋状としたフィルムにシートを挿入して周りを被覆）したものを測定サンプルとし、鉛直に測定サンプルを吊り下げられるようにした架台にセットする。このとき、下部を５ｃｍ開放して液面に接しておくようにする。そして、２４時間で液面から揚水した高さを５回測定した値の平均値を揚水高さとする。
【００４４】
給水マット５が当接する透水シート２の底面と毛管水耕栽培用水槽４に貯留される栽培液Ｑの水面との距離の下限としては、６０ｍｍが好ましく、９０ｍｍがより好ましい。一方、上記距離の上限としては、１６０ｍｍが好ましく、１３０ｍｍがより好ましい。上記距離が上記下限に満たないと、水位の調節による給水マット５の給水量の調節ができなくなり、適切な水分ストレスをかけられないおそれがある。逆に、上記距離が上記上限を超えると、十分な量の栽培液Ｑを培地１０に供給できないおそれがある。従って、透水シート２及び毛管水耕栽培用水槽４は、毛管水耕栽培用水槽４に貯留される栽培液Ｑの水位の変化幅を考慮して、透水シート２の底面と栽培液Ｑの水面との距離が上記範囲となるよう設置するとよい。
【００４５】
＜利点＞
当該培地充填部材は、透水シートの曲折により樋状に形成されるので、透水シートの外側に接触して配設される給水マットから樋状の内側に充填される培地へ栽培液を供給できる。また、当該培地充填部材は、作物の根が伸長し易い下部に縫合部が存在しないので、作物の根の外側への侵出を防止できる。
【００４６】
また、当該培地充填部材は、帯状の透水シートの両側縁部を一対のシート支持棒に弛みを持たせて架け渡すことにより、横断面形状が一定である樋状に形成し易く、複数の苗を着生させる場合、各苗に対する栽培液の供給量等の条件を均一にし易い。
【００４７】
〔第二実施形態〕
図２に示す当該培地充填部材１１は、毛管水耕栽培に用いられる培地充填部材であって、透水シート１２の曲折により巾着状に形成されている。また、当該培地充填部材１１は、巾着状に湾曲される上記透水シート１２が収納される筒状の枠体１３を備える。なお、当該培地充填部材１１は縫合部を有さない。
【００４８】
＜透水シート＞
上記透水シート１２は、枠体１３に支持されるよう曲折され、枠体１３で支持されることにより巾着状に形成される。
【００４９】
上記透水シート１２の枠体１３で支持前の形状は、平面状であってもよいし、中央部が凹んだ立体的形状であってもよいが、巾着状に形成し易い点において袋状であることが好ましい。
【００５０】
透水シート１２の素材として、第一実施形態で用いる透水シート１と同様のものを用いることができる。また、透水シート１２として、第一実施形態で用いる透水シート１と同様の平均厚さ及び透水量のものを用いることができる。
【００５１】
＜枠体＞
図２に示すように、上記透水シート１２は筒状の枠体１３の内部に収納される。ここで、上記透水シート１２は、内部に培地が充填されるが、上記枠体１３の内側形状に沿って収納されるので湾曲した巾着形状が維持される。
【００５２】
枠体１３の形状は、培地が充填された透水シート１２を所望の形状に維持できる形状であればよい。つまり、枠体１３の形状は、図２に示すような両端の開口面積が異なる無底円錐台形状に限らず、両端の開口面積が等しい直円筒形状であってもよく、また図２の枠体１３とは上下逆に、下端側よりも上端側の開口面積が大きい無底円錐台形状であってもよい。また、枠体１３の形状は、図２に示すような円筒状に限らず、例えば角筒状であってもよい。また、枠体１３を構成する面は、図２に示すような平坦状でもよいし、網目を有してもよい。
【００５３】
枠体１３の主構成材料としては、内部に培地が充填された透水シート１２の湾曲した巾着形状を維持できる強度を有するものであればよく、例えば金属、セラミック、樹脂等を用いることができる。これらの中でも、軽量で腐食し難い点において樹脂が好ましい。
【００５４】
このように、筒状の枠体１３に透水シート１２を曲折して収納することで、透水シート１２は、湾曲した巾着形状が維持されると共に枠体１３の下方に底部が露出する。これにより、例えば当該培地充填部材１１が栽培液を供給する給水マットの上に載置されることで、底部の透水シート１２を介して内部に充填される培地へ栽培液が供給される。
【００５５】
＜利点＞
当該培地充填部材は、曲折により透水シートが巾着状に形成されるので、透水シートの外側に接触して配設される給水マットから巾着状の内側に充填される培地へ栽培液を供給できる。また、当該培地充填部材は、作物の根が伸長し易い下部に縫合部が存在しないので、作物の根の外側への侵出を防止できる。
【００５６】
また、当該培地充填部材は、巾着状に湾曲される上記透水シートが収納される筒状の枠体を備えるので、外部からの力が加わった場合でも形状が変化し難く、これにより形状の変化に伴う培地の外部への流出を抑制できる。
【００５７】
〔第三実施形態〕
図３Ａに示す当該培地充填部材２１は、毛管水耕栽培に用いられる培地充填部材であって、透水シート２２の縫製によりポット状に形成されている。なお、当該培地充填部材２１は、縫合部を有するが、縫合部は当該培地充填部材２１の高さ２０ｍｍの位置より下方には存在しない。従って、縫合時に運針によって形成される縫い目は、当該培地充填部材２１の高さ２０ｍｍの位置には存在しない。
【００５８】
＜透水シート＞
上記透水シート２２の素材として、第一実施形態で用いる透水シート１と同様のものを用いることができる。また、透水シート２２として、第一実施形態で用いる透水シート１と同様の平均厚さ及び透水量のものを用いることができる。
【００５９】
縫合時に形成される縫い目２３の最低高さＨの下限としては、２０ｍｍであり、３０ｍｍがより好ましい。縫い目２３の最低高さＨが上記下限に満たない場合、縫い目２３によって形成される隙間から作物Ｐの根が外部へ侵出し易くなるおそれがある。ここで、「縫い目の最低高さ」とは、当該培地充填部材２１を水平面に載置した際の水平面から縫い目までの最短距離を意味する。従って、上記最低高さＨの下限より下方には、縫合部が存在しない。
【００６０】
縫い目２３の方向の仰角θの下限としては、４５°が好ましく、６０°がより好ましい。作物Ｐの根は下方に向かって伸び易いため、上記仰角が上記下限に満たないと、縫い目２３によって形成される隙間から作物Ｐの根が外部へ侵出し易くなるおそれがある。
【００６１】
当該培地充填部材２１は、図３Ｂに示す外形状に裁断した透水シート２２の縫製により形成される。図３Ｂに示す透水シート２２は、略正方形の中央部が縫製後の底壁となり、その中央部の各辺を一辺として含む略長方形の４つの側部が縫製後の４つの側壁となる。この透水シート２２は、縫製により上記底壁及び４つの側壁を形成するために、略正方形のシートの４隅の部分を切り欠いた形状を有する。この４隅の切り欠き形状は同一形状であり、１つの切り欠き部分は、側壁の上向きの辺となる辺２４ａ、この側壁に隣接する側壁の上向きの辺となる辺２４ｂ、及び上記辺２４ａ、２４ｂの下端となる端部同士を直線的に接続する辺２４ｃから構成される。また、この透水シート２２は、側壁の上向きの辺となる辺２４ａ、２４ｂ及び上記辺２４ａ、２４ｂの下端となる端部同士を接続する辺２４ｃの内側に、それぞれに平行な縫い目予定線２３ａ、２３ｂ、２３ｃを有している。これらの縫い目予定線２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、縫製時に縫い合わされる予定の位置を示している。また、この透水シート２２は、上記隣接する２つの側壁が共有する上記底壁の角と上記縫い目予定線２３ｃの中点とを結ぶ下部曲折線２５を有している。
【００６２】
当該培地充填部材２１は、上述のように４隅が切り欠かれた透水シート２２の側壁の上向きの辺となる辺２４ａ、２４ｂに平行な縫い目予定線２３ａ、２３ｂを縫い合わせると共に、上記下部曲折線２５に沿って折り返されて重複する縫い目予定線２３ｃ同士を縫い合わせることにより形成される。具体的には、下部曲折線２５に沿って透水シート２２を折り曲げて、縫製後に上向きとなる隣接する２辺２４ａ、２４ｂを合わせ、これらの２辺２４ａ、２４ｂに平行な縫い目予定線２３ａ、２３ｂを縫い合わせる。このように縫い目予定線２３ａ、２３ｂを縫い合わせた後に、縫い目予定線２３ａ、２３ｂの縫製後の下端同士を結ぶ縫い目予定線２３ｃを縫い合わせる。このような縫製を図３Ｂの透水シート２２の４隅について同様に行うことにより、図３Ａに示すような横断面が正方形のポット状の当該培地充填部材２１が形成される。
【００６３】
このように縫製によりポット状に形成された当該培地充填部材２１は、例えば栽培液を供給する給水マットの上に載置することで、透水シート２２を介して内部に充填される培地へ栽培液を供給することができる。
【００６４】
＜利点＞
当該培地充填部材は、透水シートの縫製によりポット状に形成されるので、内部に培地を充填した状態で外部からの力が加わった場合でも形状が変化し難い。これにより、当該培地充填部材は、他に支持する機構を設けなくても内部に充填される培地の外部への流出を確実に防止できる。
【００６５】
また、当該培地充填部材は、所定高さより下方に縫合部が存在しないので、作物の根が透水シートから外部へ侵出することを確実に防止できる。
【００６６】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００６７】
上記第一実施形態では、縫合部を有さず樋状に形成される培地充填部材について説明したが、このような樋状に形成される培地充填部材が縫合部を有してもよい。例えば図１において、透水シート２をシート支持棒３に巻き付けて、支持棒３の周囲を囲むように透水シート２の巻き付けた端縁と透水シート２の他の部分とを縫い合わせることで、透水シート２のシート支持棒３へ固定がし易くなる。ただし、樋状に形成される培地充填部材が縫合部を有する場合であっても、培地充填部材は、高さ２０ｍｍより下方に縫合部が存在しないように形成する。これにより、作物の根の外部への侵出が確実に防止できる。
【００６８】
また、上記第二実施形態では、縫合部を有さず巾着状に形成される培地充填部材について説明したが、このような巾着状に形成される培地充填部材が縫合部を有してもよい。例えば巾着状に形成された透水シートの開口縁を折り返して縫い合わせることにより、開口部の強度を向上させることができる。ただし、巾着状に形成される培地充填部材が縫合部を有する場合であっても、培地充填部材は、高さ２０ｍｍより下方に縫合部が存在しないように形成する。これにより、作物の根の外部への侵出が確実に防止できる。
【００６９】
また、上記第二実施形態では、枠体を備える構成の培地充填部材について説明したが、枠体を備えない構成の培地充填部材も本発明の意図する範囲内である。培地充填部材が枠体を備えなくても、例えば複数の棒状部材への透水シートの開口側縁部を引っ掛ける構成や、透水シートを複数の支持部で点支持する構成などにより巾着状に形成されてもよい。
【００７０】
また、上記第三実施形態では、横断面が正方形となるよう透水シートをポット状に縫製する構成について説明したが、内部に培地を充填しつつ安定した形状を維持できれば、横断面が正方形以外の形状となるよう透水シートを縫製してもよい。例えば横断面が長方形状、三角形状、五角形以上の多角形状、円柱形状等となるよう透水シートを縫製してもよい。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７２】
［培地充填部材］
まず、図３Ｂにおいて、高さＨ１が９０ｍｍ、開口部の一辺の長さＷ１が９０ｍｍとなるよう透水シートの四隅を切り欠き、縫い目予定線に沿って縫い合わせて図３Ａのようなポット状の培地充填部材を作成した。これを実施例のＮｏ．１の培地充填部材とする。この培地充填部材の縫い目の最低高さＨは２２．５ｍｍであった。
【００７３】
また、図３Ｂにおいて、高さＨ１が１１０ｍｍ、開口部の一辺の長さＷ１が１２０ｍｍとなるようＮｏ．１で用いたものと同種の透水シートの四隅を切り欠き、縫い目予定線に沿って縫い合わせて図３Ａのようなポット状の培地充填部材を作成した。これを比較例のＮｏ．２の培地充填部材とする。この培地充填部材の縫い目の最低高さＨは１５ｍｍであった。
【００７４】
また、Ｎｏ．１で用いたものと同種の透水シートを底部となる円形状及び側壁部となる扇型状に切り取り、これらを縫製して図４に示すようなポット状の培地充填部材を作成した。この培地充填部材の開口径Ｗ２は１００ｍｍ、高さＨ２は１１０ｍｍとした。これを比較例のＮｏ．３の培地充填部材とする。この培地充填部材は、透水シートを底部と側壁部とに分けて縫い合わせたものであるため、この培地充填部材の縫い目の最低高さＨは０ｍｍである。
【００７５】
＜防根性評価＞
図５の自動灌水装置を用いて、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の各培地充填部材による栽培評価を行った。この自動灌水装置は、発泡樹脂台３１を防水シート３２で覆い、その上に給水マット３３を載せ、さらにその上に、底面が給水マット３３に接触するよう培地充填部材３４を載せて構成される。ここで、発泡樹脂台３１の側方に栽培液を貯留する貯水部３５を配設し、上記給水マット３３の下方に垂れる一端を貯水部３５に浸漬させている。このように構成される自動灌水装置は、貯水部３５に貯留される栽培液を給水マット３３によって送液し、培地充填部材３４の底面を介して培地充填部材３４内に充填される培地へ供給する。
【００７６】
上記培地充填部材３４として、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の各培地充填部材に培地を充填しトマト苗を植えたものを５個ずつ上記自動灌水装置に載置し、３ヶ月間、培地充填部材から外部への根の侵出状況を観察した。なお、根の侵出状況について、各培地充填部材の４隅、つまりＮｏ．１〜Ｎｏ．３の培地充填部材ごとに２０箇所ずつ観察した。
【００７７】
Ｎｏ．１の培地充填部材では、観察した２０箇所全てについて、培地充填部材から外部への根の侵出は認められなかった。作物の生育も良好であり、透水シートを介した作物への栽培液の供給量も十分であったといえる。
【００７８】
Ｎｏ．２の培地充填部材では、観察した２０箇所のうち１箇所について培地充填部材の縫い目から外部への根の侵出が認められた。他の１９箇所については、培地充填部材から外部への根の侵出は認められなかった。
【００７９】
Ｎｏ．３の培地充填部材では、観察した２０箇所全てについて、培地充填部材の縫い目から外部への根の侵出が認められた。
【００８０】
［評価結果］
上記防根性評価の結果より、Ｎｏ．１の培地充填部材は、防根性及び透水性共に良好であったことがわかる。これに対して、Ｎｏ．２及びＮｏ．３の培地充填部材は、防根性が不十分であったことがわかる。Ｎｏ．２の培地充填部材は、底部に縫製部を形成していないが、培地充填部材の縫い目の最低高さが小さかったため、一部の培地充填部材で根が外部へ侵出したものと考えられる。
【００８１】
［参考例］
また、以下の参考例の試験を実施した。
【００８２】
［試験シート］
参考例の試験用の透水シートとして、親水性処理が施された透水性の高い織布（株式会社ベル開発の「ＲＧＷ」）を用いた。これをＮｏ．４の試験シートとした。
【００８３】
また、Ｎｏ．４よりも糸の線密度が大きく親水性処理を施していない織布を試作し、この織布をＮｏ．５の試験シートとした。また、Ｎｏ．５の試験シートよりも糸の線密度が大きく親水性処理を施していない織布を試作し、この織布をＮｏ．６の試験シートとした。また、Ｎｏ．６の試験シートに対して織り目つぶしの加工をした織布をＮｏ．７の試験シートとした。
【００８４】
＜透水量測定＞
透水量試験装置を製作して、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７の各試験シートの透水量を測定した。具体的には、まず断面積が２２．４ｃｍ２の円筒状の枠体を準備し、この枠体の一方の開口を塞ぐように試験シートを装着した。次に、上面として上記枠体の断面を包含する大きさの水平面を有する高さ１１０ｍｍの台の上に、６０ｍｍ×１９０ｍｍの帯状の毛管現象により揚水可能な送液用の給水マットを載せ、さらにその上に、給水マットと試験シートとが面接触するように上記枠体を載せた。このとき、給水マットは、一端が上記台の上面から１１０ｍｍ下方に垂れるよう配置した。なお、上記試験シート及び給水マットは、１５分間水中に沈めた後、１５分間吊り下げ放置して水切りしたものを用いた。このように各部材を配置した後、試験シートの上方から１００ｍＬの水を１０ｍＬずつに分けて注水した。次に、給水マットの一端から落下する最初の２０ｍＬの水を捨て、その後の落水の体積が５０ｍＬとなるまでの時間を計測した。この計測した時間と上記枠体の断面積とから、面積及び時間当たりの透水量（ｍＬ／（ｍｉｎ・ｃｍ２））を求めた。ここで、Ｎｏ．４の試験シートは透水性が十分に高く給水シートによる送液を妨げないことから、Ｎｏ．４の試験シートの透水量を１００％とし、Ｎｏ．４の試験シートの透水量に対する他の試験シートＮｏ．５〜Ｎｏ．７の透水量の比（％）を求めた。これらの透水量及び透水量の比の測定結果を図６に示す。図６において棒グラフは透水量を示し、黒点のプロットは透水量の比を示している。
【００８５】
＜栽培評価＞
図５の自動灌水装置を用いて、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７の各試験シートによる栽培評価を行った。
【００８６】
この栽培評価に用いる培地充填部材３４として、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７の各試験シートを図３Ａのように縫製したポット状のものを用いた。また、この栽培評価の作物として、根の伸長力が極めて高いトマト苗を用いた。このような培地充填部材３４を用いて、観察株数を各５株とし、トマトの定植から４段摘心終了時までの期間、根の伸長状態を観察した。具体的には、上記期間において根が培地充填部材３４を貫通するか観察し、根が貫通しなかった株数の割合を防根率（％）とした。従って、観察した全ての株で根の貫通が観測されなかった場合の防根率は１００％となる。
【００８７】
Ｎｏ．４の試験シートを用いた培地充填部材３４では、全ての株で根が貫通した。また、試験シートＮｏ．５を用いた培地充填部材３４では、栽培初期は根の貫通が観察されなかったが、着果と前後して２株で部分的な根の貫通が観察された。一方、試験シートＮｏ．６及びＮｏ．７を用いた培地充填部材３４では、根の貫通は観測されなかった。なお、試験シートＮｏ．６及びＮｏ．７については、観察株数を増加して２０株について観察したが、いずれの培地充填部材３４でも根の貫通は観察されなかった。従って、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７の各試験シートの防根性は、それぞれ０％、６０％、１００％、１００％であった。
【００８８】
［評価結果］
上記栽培評価の結果より、Ｎｏ．４の試験シートには防根性がないことがわかる。従って、Ｎｏ．４のシートは、培地充填部材としては不適であるといえる。
【００８９】
これに対し、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７は優れた防根性を有することがわかる。一方、図６の結果より、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７の透水量はＮｏ．４及びＮｏ．５の透水量よりも小さい。しかし、Ｎｏ．６及びＮｏ．７の透水量の比は８５％以上であり、栽培装置の送液性能に対して十分に高い透水性といえる。従って、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７は、防根性及び透水性を両立できるシートであり、培地充填部材として好適に用いることができるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の培地充填部材は、作物の生育に適切な防根性及び透水性を両立できるので、高品質な作物を低コストで栽培することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１、１１、２１  培地充填部材
２、１２、２２  透水シート
３  シート支持棒
４  毛管水耕栽培用水槽
５  給水マット
６  基台
７  農業用ビニール
８  支持棒
９  固定棒
１０  培地
１３  枠体
２３  縫い目
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ  縫い目予定線
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ  辺
２５  下部曲折線
３１  発泡樹脂台
３２  防水シート
３３  給水マット
３４  培地充填部材
３５  貯水部
Ｐ  作物
Ｑ  栽培液
【図１】
2016198013.tif 000003
【図２】
2016198013.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
2016198013.tif 000008
【図６】
2016198013.tif 000009