(57)【要約】【課題】多様な土壌環境をより忠実に再現することができる植物栽培用多層容器を提供する。【解決手段】植物栽培用多層容器１００は、両端が開口した中空の筒状であって、開口した面を対向させて３段に積み上げられた３個の筒部材１、２、３と、上段の筒部材１と下段の筒部材２との間に介在し、上段の筒部材１の開口した面を覆う網目を有する仕切り部材４と、仕切り部材４の上側の表面に配置される吸水性を有するシート５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した中空の筒状であって、開口した面を対向させて複数段に積み上げられた複数個の筒部材と、
上段の前記筒部材と下段の前記筒部材との間に介在し、上段の前記筒部材の開口した面を覆う網目を有する仕切り部材と、
前記仕切り部材の上側の表面に配置される吸水性を有するシートと、
を備える植物栽培用多層容器。
【請求項２】
前記仕切り部材は、
上段の前記筒部材側である上面から下段の前記筒部材側である下面まで貫通した貫通孔を有する基板と、
前記基板の上面上に重なるように前記貫通孔に張られた網と、
を備える、
請求項１に記載の植物栽培用多層容器。
【請求項３】
前記筒部材の、上段の前記筒部材側の開口した面の周縁は、
前記筒部材の内周面から外周面に向かって下方に傾斜している、
請求項１または２に記載の植物栽培用多層容器。
【請求項４】
前記仕切り部材は、
上段の前記筒部材の内側方向に張り出した凸型である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の植物栽培用多層容器。
【請求項５】
前記仕切り部材は、
水平方向を直径とする円形であって、
該仕切り部材の直径と該仕切り部材の上下方向の高さとの比が、
２０：１である、
請求項４に記載の植物栽培用多層容器。
【請求項６】
前記シートは、
前記筒部材の開口した面よりも面積が大きく、
前記筒部材の端部が外側に露出している、
請求項１から５のいずれか一項に記載の植物栽培用多層容器。
【請求項７】
前記筒部材の外周面には、
前記筒部材の内周面まで貫通する孔が設けられている、
請求項１から６のいずれか一項に記載の植物栽培用多層容器。
【請求項８】
前記筒部材の外周面に配設され、上段の前記筒部材と下段の前記筒部材との間を覆う水よけ部材をさらに備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載の植物栽培用多層容器。
【請求項９】
前記シートは、
不織布である、
請求項１から８のいずれか一項に記載の植物栽培用多層容器。
【請求項１０】
前記シートは、
ポリエステルを含む、
請求項１から９のいずれか一項に記載の植物栽培用多層容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培用多層容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
人類の食料生産（家畜や穀物など）を支えているのは基本的に植物である。植物の成長は、その地上部における光合成、および根などの地下部における養分の吸収に依存している。植物の生産を安定的に向上させていくためには、植物の地上部および地下部の成長と、それを取り巻く種々の環境要因との間の相互関係を科学的に明らかにしていくことが必要である。
【０００３】
植物の地上部は、大気中に展開しているので経時的な観察ができる。さらに、地上部に関しては、種々の解析手法が開発されているため、研究が大きく進んでいる。一方、植物の根などの地下部は、土壌に埋もれているために経時的に観察できず解析手法も限られている。
【０００４】
植物の地下部が存在する土壌は、土壌表面から下方に向かって、耕土、下層土および母材と多層になっている。耕土は、湿度および温度の変動が大きく、養分が豊富に含まれている。下層土は、湿度および温度の変動が耕土よりも小さく、養分が耕土よりも少ない。母材は、地下水の影響を受ける。このように、地下部を取り巻く土壌環境は多様である。
【０００５】
地下部の研究方法として、単一のポットを利用した解析方法がある。当該ポットによる解析方法では、ポットに入れる土壌を、湿潤な状態、乾燥した状態、養分を多く含む状態などに調整することで、地下部に与える土壌の影響を評価することができる。しかし、単一のポットでは、上述の多層を再現するように複数の条件の土壌を層状に入れても、層間で水分および養分などが移動する。このため、単一のポットを利用した解析方法では、単層を個別に評価せざるを得ず、上述の多層の土壌が地下部に与える影響を正確に評価することは難しい。
【０００６】
特許文献１には、用土を詰めた容器を多段に重ね、野菜の生育段階に応じて、各段に用土および肥料を追加可能な栽培方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１１３３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１に開示された多段に重ねられた容器では、上段に潅水すると下段にも水が供給されてしまう。このため、当該容器では、各段の水分条件を制御することができず、層ごとに水分量が異なる多層の土壌環境を維持できない。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、多様な土壌環境をより忠実に再現することができる植物栽培用多層容器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】
【００１０】
本発明に係る植物栽培用多層容器は、
両端が開口した中空の筒状であって、開口した面を対向させて複数段に積み上げられた複数個の筒部材と、
上段の前記筒部材と下段の前記筒部材との間に介在し、上段の前記筒部材の開口した面を覆う網目を有する仕切り部材と、
前記仕切り部材の上側の表面に配置される吸水性を有するシートと、
を備える。
【００１１】
この場合、前記仕切り部材は、
上段の前記筒部材側である上面から下段の前記筒部材側である下面まで貫通した貫通孔を有する基板と、
前記基板の上面上に重なるように前記貫通孔に張られた網と、
を備える、
こととしてもよい。
【００１２】
また、前記筒部材の、上段の前記筒部材側の開口した面の周縁は、
前記筒部材の内周面から外周面に向かって下方に傾斜している、
こととしてもよい。
【００１３】
また、前記仕切り部材は、
上段の前記筒部材の内側方向に張り出した凸型である、
こととしてもよい。
【００１４】
また、前記仕切り部材は、
水平方向を直径とする円形であって、
該仕切り部材の直径と該仕切り部材の上下方向の高さとの比が、
２０：１である、
こととしてもよい。
【００１５】
また、前記シートは、
前記筒部材の開口した面よりも面積が大きく、
前記筒部材の端部が外側に露出している、
こととしてもよい。
【００１６】
また、前記筒部材の外周面には、
前記筒部材の内周面まで貫通する孔が設けられている、
こととしてもよい。
【００１７】
また、前記筒部材の外周面に配設され、上段の前記筒部材と下段の前記筒部材との間を覆う水よけ部材をさらに備える、
こととしてもよい。
【００１８】
また、前記シートは、
不織布である、
こととしてもよい。
【００１９】
また、前記シートは、
ポリエステルを含む、
こととしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、多様な土壌環境をより忠実に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る植物栽培用多層容器の外観を示す図である。
【図２】図１に示す植物栽培用多層容器の断面図を示す図である。
【図３】仕切り部材を示す図である。
【図４】図１に示す植物栽培用多層容器の使用態様の一例を示す図である。
【図５】実施の形態２に係る植物栽培用多層容器の断面図を示す図である。
【図６】実施の形態３に係る植物栽培用多層容器の断面図を示す図である。
【図７】（ａ）は、植物栽培用多層容器で栽培したライコムギの吸水量の経時変化を示す図である。（ｂ）は、植物栽培用多層容器で栽培したライコムギの根群の層別吸水量の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は下記の実施の形態および図面によって限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１について詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る植物栽培用多層容器１００の水平方向からの外観を示す。植物栽培用多層容器１００は、円筒状の筒部材１、２、３と、仕切り部材４と、シート５と、を備える。
【００２４】
図２は、図１に示す破線Ａ−Ａ’で植物栽培用多層容器１００を鉛直方向に切断したときの断面図を示す。筒部材１、２、３は、両端が開口しており、中空の筒状である。筒部材１、２、３は、開口した面を対向させて３段に積み上げられている。筒部材２、３の外周面には、筒部材２、３の内周面まで貫通する孔６、７が設けられている。孔６、７は、潅水用チューブ、センサまたはファイバースコープなどを筒部材２、３の内部に案内することができる。
【００２５】
筒部材１は、塩化ビニルで形成されている。筒部材１の直径は２０ｃｍである。筒部材１の高さは２０ｃｍである。筒部材１に上記の孔６が設けられていない点を除いて、筒部材１、２、３は同じであるため、以下では、筒部材１、２、３に関する説明では、筒部材１、２、３を代表して主に筒部材１について説明する。
【００２６】
仕切り部材４は、上段の筒部材１と下段の筒部材２との間に介在する。仕切り部材４は、筒部材２と筒部材３との間にも配置されている。ここで仕切り部材４を上段の筒部材１の方向から見た状態を示す図３を参照して、仕切り部材４を詳細に説明する。仕切り部材４は、水平方向を直径とする円形であって、網目を有する。
【００２７】
より詳細には、仕切り部材４は、上段の筒部材１側である上面から下段の筒部材２側である下面まで貫通した貫通孔８を有する基板９と、基板９の上面上に重なるように貫通孔８に張られた網１０と、を備える。仕切り部材４は、ステンレス製でリング状の基板９にステンレスで形成された網１０を溶接することで作製できる。網目の１つはほぼ正方形であって、１辺の長さは５ｍｍ程度である。図２に戻って、仕切り部材４は、上段の筒部材１の開口した面を覆っている。
【００２８】
シート５は、仕切り部材４の上側の表面に配置される。シート５は、吸水性を有する不織布である。より詳細には、シート５は、化学繊維、より具体的にはポリエステル繊維を絡み合わせることで形成されている。シート５は、植物の根が通る程度の密度でポリエステル繊維を絡み合わせたものである。具体的には、シート５は、筒部材１の開口した面よりも面積が大きい。このため、図１および図２に示すように、シート５が筒部材１と仕切り部材４との間に挟み込まれており、シート５の端部が筒部材１の外側に露出している。
【００２９】
続いて、図４を参照しながら、植物栽培用多層容器１００の使用方法について説明する。植物栽培用多層容器１００は、筒部材１、２、３に土壌を入れて、筒部材１にライコムギの苗を植えて、ライコムギが生長した状態を示す。自然の土壌環境を再現するために、筒部材１には耕土１１、筒部材２には下層土１２、筒部材３には母材１３が入れられている。例えば、植物栽培用多層容器１００を地面上に設置することで、母材１３が最下部の筒部材３内に保持される。筒部材１に入れられた耕土１１は、シート５および仕切り部材４によって、下段の筒部材２の内部に落ちることはない。筒部材２に入れられた下層土１２についても同様に下段の筒部材３の内部に落ちることはない。
【００３０】
ライコムギの根群は、シート５を貫通し、仕切り部材４の網目を抜けることができる。このため、根群は、筒部材１、２、３の間で妨げられることなく、筒部材１から下段の筒部材２、３に伸長することができる。
【００３１】
筒部材１には、潅水用チューブ１４を介して水が供給される。筒部材２、３には、それぞれ孔６、７に挿入された潅水用チューブ１４を介して水が供給される。灌水用チューブ１４を介して筒部材１の内部に供給された水は、筒部材１の下方に徐々に移行するが、シート５に吸収されるので筒部材２に移行することはない。シート５は、筒部材２の外側に露出しているので、シート５に吸収された水は、筒部材２の外側に排出される。こうすることで、筒部材１、２、３各々に独立して所定量の水を供給することができるため、筒部材１、２、３内部の水分条件を制御することができる。
【００３２】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る植物栽培用多層容器１００は、内部の水分条件をそれぞれ制御できる複数の筒部材１、２、３を備えるため、多様な土壌環境をより忠実に再現することができる。また、当該植物栽培用多層容器１００によれば、１つの根群について複数の試験区を自由に設定できるので、植物栽培の試験に有用である。植物栽培用多層容器１００は、筒部材１、２、３を３段に積み上げられて構成されるため、連続土層と同じような環境下で根を生長させることができる。
【００３３】
なお、仕切り部材４は、上段の筒部材１側である基板９の上面上に重なるように貫通孔８に張られた網１０を備えるため、網１０を伝った水を基板９上に逃がすことができる。こうすることで、シート５に吸収された水を含む上段の筒部材１から下方に移行した水を、基板９を介して外部に速やかに排出することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、筒部材２の外周面には、孔６が設けられていることとした。孔６には、潅水用チューブ１４に限らず、土壌中の水分量を測定するためのセンサ、温度を測定するためのセンサなどを挿入してもよい。こうすることで、筒部材２内部の土壌の状態をモニタリングすることができる。また、孔６には、ファイバースコープが挿入されてもよい。こうすることで、筒部材１から筒部材２に伸長した根群を観察することができる。なお、本実施の形態では、筒部材２、３にはそれぞれ１個ずつ孔６、７が設けられているとしたが、筒部材２、３にはそれぞれ複数の孔が設けられてもよい。こうすることで、潅水用チューブ１４に加え、各種センサおよびファイバースコープなどを同時に筒部材２、３の内部に挿入することができる。もちろん、筒部材１にも同様に孔が設けられていてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態では、シート５が不織布であるとした。不織布は吸水性に優れるうえに、根の貫通を妨げない点で好適である。また、シート５は、ポリエステルを含むことで、さらに防水性および吸水性を高めることができる。また、シート５がポリエステルを含むことで腐食に対する抵抗性も高めることができる。なお、シート５の素材は、吸水性を有するものであれば任意である。シート５は、例えば、ポリエステルとレーヨンとが１：１の割合の不織布であってもよいし、ポリエステルを任意の割合で含む不織布であってもよい。シート５の厚みは、特に限定されないが、０．１〜３ｃｍ、好ましくは０．３〜２ｃｍ程度である。
【００３６】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について詳細に説明する。本実施の形態に係る植物栽培用多層容器２００は、筒部材１、２、３が異なる点を除いて、上記実施の形態１に係る植物栽培用多層容器１００と同じである。以下、植物栽培用多層容器２００について、図５を参照しながら、植物栽培用多層容器１００と異なる点を中心に説明する。
【００３７】
植物栽培用多層容器２００は、筒部材１５、１６、１７を備える。筒部材１６の、上段の筒部材１５側の開口した面の周縁は、筒部材１６の内周面から外周面に向かって下方に傾斜している。傾斜の角度は、水平方向に対して３０度程度である。筒部材１７についても同様に、筒部材１７の、上段の筒部材１６側の開口した面の周縁は、筒部材１７の内周面から外周面に向かって下方に傾斜している。
【００３８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、筒部材１６の、上段側の開口した面の周縁は、筒部材１６の内周面から外周面に向かって下方に傾斜していることとした。このため、植物栽培用多層容器２００は、シート５に吸収され、筒部材１６の上段側の開口した面の周縁に達した水を、傾斜によってより確実に外部に排出することができる。
【００３９】
なお、筒部材１６の、上段の筒部材１５側の開口した面の周縁が内周面から外周面に向かって下方に傾斜していれば、傾斜の角度は任意である。傾斜の角度は、水平方向に対して１〜８０度、５〜６０度、好ましくは１０〜４０度、より好ましくは２０〜３５度である。
【００４０】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について詳細に説明する。本実施の形態に係る植物栽培用多層容器３００は、上記実施の形態２に係る植物栽培用多層容器２００と同様であるが、仕切り部材４の代わりに、仕切り部材１８を備える。さらに、植物栽培用多層容器３００は、水よけ部材１９をさらに備える。以下、植物栽培用多層容器３００について、図６を参照しながら、植物栽培用多層容器２００と異なる点を中心に説明する。
【００４１】
図６に示すように、仕切り部材１８の中央は、上段の筒部材１５の内側方向に張り出している。具体的には、仕切り部材１８は、上段の筒部材１５の内側方向に張り出した凸型である。仕切り部材１８は、水平方向を直径とする円形であって、その直径ｒと上下方向の高さｈとの比は、２０：１である。すなわち、仕切り部材１８の直径ｒは２０ｃｍであるのに対し、高さｈは１ｃｍである。
【００４２】
水よけ部材１９は、筒部材１５の外周面に配設されている。水よけ部材１９は、上段の筒部材１５と下段の筒部材１６との間を覆っている。水よけ部材１９の素材は、ポリ塩化ビニルである。なお、水よけ部材１９は、筒部材１６の外周面にも配設されており、筒部材１６と筒部材１７との間を覆っている。
【００４３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る植物栽培用多層容器３００が備える仕切り部材１８は、その中央が上段の筒部材１５の内側方向に張り出した凸型である。こうすることで、仕切り部材１８の上側の表面に配置されるシート５も筒部材１５の内側方向に張り出すことになる。これにより、筒部材１５の下方に移行してきた水が仕切り部材１８の中央から外側に向かって傾斜のついたシート５を介して筒部材１５の外側に効率よく排水される。したがって、植物栽培用多層容器３００によれば、筒部材１５内の水分量をより厳密に制御できる。植物栽培用多層容器３００は、１５０ｍｍ／時間の雨量に相当する潅水においても上段から下段に漏水しないため、屋外での使用が可能である。
【００４４】
また、水よけ部材１９は、上段の筒部材１５と下段の筒部材１６との間を覆っているので、筒部材１５の外周面を伝って降下した水が上段の筒部材１５と下段の筒部材１６との間に浸入することを防ぐことができる。これにより、筒部材１５内の水分量をさらに厳密に制御できる。また、水よけ部材１９は、筒部材１５の外周面をつたって降下した水がシート５に接触することを防止する。このため、シート５の乾燥が阻害されず、シート５の吸水性が維持される。
【００４５】
なお、上記各実施の形態では、筒部材１、１５などの形状を円筒状としたが、これに限らず、筒部材１、１５などの形状は、角筒などであってもよい。また、上記各実施の形態では、植物栽培用多層容器１００、２００、３００において筒部材１、２、３あるいは筒部材１５、１６、１７の３段構成を採用したがこれに限られない。必要に応じて、筒部材１を２個、４個または５個用いて、２段、４段または５段などにしてもよい。なお、上記植物栽培用多層容器３００の最下段に乾燥防止用の筒部材、最上段に雨除け用の筒部材をさらに追加してもよい。
【００４６】
筒部材１、２、３に入れる土壌の高さは任意である。自然の土壌のように連続する多層を再現するためには、下段の筒部材２、３には、上段の土壌と接触しない限り高く土壌を入れるほうがよい。また、必要に応じて、筒部材１、２、３の外周面全体に保温性を有するシートを巻いてもよい。こうすることで筒部材１、２、３内部の温度の変動を抑えることができる。
【実施例】
【００４７】
以下の実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【００４８】
上記実施の形態３に係る植物栽培用多層容器３００と同様の構成で試験用多層容器を組み立てた。なお、当該試験用多層容器では、４個の測定用筒部材を積み上げ、４層とした。１個の測定用筒部材の高さは２０ｃｍである。さらに、最上部に高さ１０ｃｍの播種用筒部材を設置した。播種用筒部材は、雨除けの機能も担う。また、最下部にも高さ１０ｃｍの乾燥防止用筒部材を配置した。仕切り部材の上側の表面に配置されるシートとして、ポリエステル製のＳＬＰ１２０（両面接着  綿タイプ）を使用した。
【００４９】
播種用筒部材、各測定用筒部材および乾燥防止用筒部材には各層として共通の土壌を入れた。各測定用筒部材の土壌には、土壌の水分量を測定するために誘電率土壌水分センサであるＥＣＨ２Ｏプローブ（デカゴン社製）を埋没させた。ＥＣＨ２Ｏプローブで計測した水分量のデータは、Ｅｍ５ｂ（デカゴン社製）で記録した。
【００５０】
播種用筒部材および各測定用筒部材に設置した潅水用チューブを通じて手動で筒部材の土壌に直接注入することで潅水した。潅水は、土壌含水量を一定に保つよう適時実施した。
【００５１】
ライコムギの種を１２月１４日に最上段の播種用筒部材内の土壌に蒔き、毎日各層における水分量を測定し、各層の潅水量を得た。各層の潅水量は、各層における根群の吸水量とみなすことができる。
【００５２】
図７（ａ）は、ライコムギの吸水量の積算値の経時変化を示す。図７（ｂ）は、層別の根群の吸水量の積算値の経時変化を示す。層別の根群の吸水量の積算値の経時変化によれば、測定用筒部材において最上層である第１層（測定用筒部材の上端から深さ方向に０〜２０ｃｍ、以下同じ）および第２層（２０〜４０ｃｍ）では、栽培開始から１０日ほどで吸水量が増加し始めた。一方、第３層（４０〜６０ｃｍ）および第４層（６０〜８０ｃｍ）では、栽培開始から吸水量が０Ｌのまま推移し、出穂期の数日前から吸水量が増加した。各層の吸水量の増加は、その層に伸長した根群の量と吸水力を反映していると考えられる。
【００５３】
本実施例で示すように、試験用多層容器は、層間における水の移動を防ぐことで、各層の水分量を独立して制御できる。
【００５４】
上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内およびそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、植物の地下部の研究に有用である。本発明に係る植物栽培用多層容器は、地下部の機能解明に大きく寄与する。
【符号の説明】
【００５６】
１、２、３、１５、１６、１７  筒部材
４、１８  仕切り部材
５  シート
６、７  孔
８  貫通孔
９  基板
１０  網
１１  耕土
１２  下層土
１３  母材
１４  潅水用チューブ
１９  水よけ部材
１００、２００、３００  植物栽培用多層容器
【図１】
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【図２】
2016158589.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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