JP2011103855A

JP2011103855A - Plant cultivation system with hydrophilic culture medium having ventilation structure

Info

Publication number: JP2011103855A
Application number: JP2009265421A
Authority: JP
Inventors: Shokei Kagota; 将慶籠田; Yoji Iwamoto; 要司岩本; Yuji Shimizu; 雄二清水; Naoji Shibazaki; 直司柴崎; Ryoichi Daito; 良一大東; Nobumoto Kani; 伸元可児; Koichiro Okumura; 幸一郎奥村; Koji Ishikawa; 浩二石川; Mikiko Hagimoto; 三樹子萩元
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-06-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plant cultivation system including a hydrophilic culture medium having water-holding properties, air permeability and water permeability. <P>SOLUTION: The plant cultivation system includes a culture medium which is excellent in water-holding properties, air permeability and water permeability and formed by disposing a plurality of hydrophilic structures so as to put spaces among other adjacent hydrophilic structures 2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の親水性構造体が隣接する他の親水性構造体との間に空隙を有するように配置されてなる、保水性、通気性および通水性の優れた培地を有する植物栽培システムに関する。 The present invention relates to a plant cultivation system having a medium with excellent water retention, air permeability and water permeability, wherein a plurality of hydrophilic structures are arranged so as to have a gap between other hydrophilic structures. About.

近年、地球温暖化による異常気象や水不足の影響により、降雨依存型の従来の露地栽培が難しくなり、安定して農作物の計画生産が可能な施設栽培農業が注目されている。施設栽培農業は水耕栽培と養液土耕栽培に大きく分類される。しかしながら、水耕栽培は設備コストが高い、得られる農作物の味がおいしくない、細菌やウイルスに感染しやすいなどの問題を有している。また養液土耕栽培は、線虫や病害細菌および化学肥料などによる土壌汚染がもたらす植物汚染、また植物体への養液供給量の制御が困難であることなどの問題を有している。 In recent years, the influence of extreme weather and water shortages due to global warming has made it difficult to use conventional outdoor cultivation that depends on rainfall, and attention has been focused on facility-cultivated agriculture that enables stable planned production of crops. Institutional farming is largely classified into hydroponics and hydroponics. However, hydroponics has problems such as high equipment costs, poor taste of the resulting crops, and easy infection with bacteria and viruses. Hydroponic cultivation has problems such as plant contamination caused by soil contamination with nematodes, disease bacteria, and chemical fertilizers, and difficulty in controlling the amount of nutrient solution supplied to the plant body.

そこでこれらの問題点を解決すべく、植物体を栽培するための新たな植物栽培システムが開発されている。 In order to solve these problems, a new plant cultivation system for cultivating plants has been developed.

特許文献１には、親水性フィルムを培地として用いる植物栽培システムが記載される。当該植物栽培システムにおいては親水性フィルム上面にて直接植物体を栽培することによって、水耕栽培のように水または養液を収容する水槽を設置することなく、また養液土耕栽培のように土壌と植物体が直接的に接することなく植物体を生育することができるために、低コストで安全な農作物を生産することができる。 Patent Document 1 describes a plant cultivation system that uses a hydrophilic film as a culture medium. In the plant cultivation system, by directly cultivating the plant body on the upper surface of the hydrophilic film, there is no need to install a water tank for storing water or nutrient solution as in hydroponics, and as in hydroponic culture. Since the plant can be grown without direct contact between the soil and the plant, a safe crop can be produced at low cost.

また特許文献２に発泡ガラス粒を培地として用いる、溶液栽培（水耕栽培）用の植物栽培システムが記載される。当該植物栽培システムにおける発泡ガラス粒は、従来の培地（有機培地や無機培地）と比べて極めて長期間にわたって使用することが可能であり培地交換によるコストや手間を抑えることができる。 Patent Document 2 describes a plant cultivation system for solution cultivation (hydroponic cultivation) using foamed glass particles as a medium. The foamed glass particles in the plant cultivation system can be used for an extremely long period of time as compared with conventional media (organic media and inorganic media), and the cost and labor of exchanging the media can be reduced.

しかしながら、前者のシステムでは親水性フィルムの下面に潅水を補助するための吸水性材料が密接して配置されており、フィルム下面の通気性が乏しいものとなっていた。さらに、フィルムを跨いでの通気性が乏しいものとなっていた。また後者のシステムでは、発泡ガラス粒の内部に空隙を設け、培地内の保水性または通気性および通水性を確保しているが、空隙を大きくすると保水性を確保できず、逆に空隙を小さくすると通気性などを確保することができず、保水性と通気性などを共に獲得することは困難であった。 However, in the former system, a water-absorbing material for assisting irrigation is placed in close contact with the lower surface of the hydrophilic film, and the air permeability of the lower surface of the film is poor. Furthermore, the air permeability across the film was poor. In the latter system, a void is provided inside the foam glass particle to ensure water retention or air permeability and water permeability in the culture medium. However, if the void is enlarged, water retention cannot be ensured, and conversely the void is reduced. As a result, air permeability cannot be ensured, and it has been difficult to obtain both water retention and air permeability.

特許第4142725号公報Japanese Patent No. 4142725 特開2002-171851号公報JP 2002-171851 A

本発明は保水性、通気性および通水性を有する培地を供えた植物栽培システムを提供する。 The present invention provides a plant cultivation system provided with a medium having water retention, air permeability and water permeability.

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、複数の親水性構造体が隣接する他の親水性構造体との間に空隙を有するように配置されてなる培地が、優れた保水性、通気性および通水性を有することを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a medium in which a plurality of hydrophilic structures are arranged so as to have a gap between other adjacent hydrophilic structures is excellent. The present invention has been found out to have water retention, breathability and water permeability.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］複数の親水性構造体を少なくとも備える植物栽培システムであって、該親水性構造体が隣接する他の親水性構造体との間に空隙を有するように配置されてなる培地を有し、該培地にて植物を該親水性構造体の表面に密着させて栽培する、上記植物栽培システム。
［２］親水性構造体が着色されている、［１］の植物栽培システム。
［３］親水性構造体が養分を含む、［１］または［２］の植物栽培システム。
［４］親水性構造体が分子架橋構造を有する、［１］〜［３］のいずれかの植物栽培システム。
［５］親水性構造体が内部に疎水性構造体を有する、［１］〜［４］のいずれかの植物栽培システム。
［６］培地が親水性構造体に加えて、一または複数の空隙構造体を有する、［１］〜［５］のいずれかの植物栽培システム。
［７］培地を収容するための収容部を備える、［１］〜［６］のいずれかの植物栽培システム。
［８］収容部が防水性を有する、［７］の植物栽培システム。
［９］複数の親水性構造体が隣接する他の親水性構造体との間に空隙を有するように配置されてなる、植物栽培用培地。 That is, the present invention is as follows.
[1] A plant cultivation system including at least a plurality of hydrophilic structures, and having a culture medium in which the hydrophilic structures are arranged so as to have a gap between other hydrophilic structures. The plant cultivation system described above, wherein a plant is cultivated in close contact with the surface of the hydrophilic structure in the medium.
[2] The plant cultivation system according to [1], wherein the hydrophilic structure is colored.
[3] The plant cultivation system according to [1] or [2], wherein the hydrophilic structure contains nutrients.
[4] The plant cultivation system according to any one of [1] to [3], wherein the hydrophilic structure has a molecular crosslinking structure.
[5] The plant cultivation system according to any one of [1] to [4], wherein the hydrophilic structure has a hydrophobic structure therein.
[6] The plant cultivation system according to any one of [1] to [5], wherein the medium has one or more void structures in addition to the hydrophilic structure.
[7] The plant cultivation system according to any one of [1] to [6], comprising a storage unit for storing the culture medium.
[8] The plant cultivation system according to [7], wherein the housing portion is waterproof.
[9] A culture medium for plant cultivation in which a plurality of hydrophilic structures are arranged so as to have a gap between other hydrophilic structures.

本発明によれば、保水性、通気性および通水性を有する培地を供えた植物栽培システムを提供することが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the plant cultivation system provided with the culture medium which has water retention, air permeability, and water permeability.

図１は、複数の親水性構造体が隣接する他の親水性構造体との間に空隙を有するように配置されてなる培地を備える植物栽培システムの模式図を示す。FIG. 1: shows the schematic diagram of a plant cultivation system provided with the culture medium by which a some hydrophilic structure is arrange | positioned so that it may have a space | gap between other hydrophilic structures adjacent. 図２は、球状の空隙構造体の模式図を示す。FIG. 2 shows a schematic diagram of a spherical void structure. 図３は、収容部を備える植物栽培システムの模式図を示す。Drawing 3 shows a mimetic diagram of a plant cultivation system provided with a storage part. 図４は、空隙構造体、収容部および潅水装置を備える植物栽培システムの模式図を示す。FIG. 4: shows the schematic diagram of a plant cultivation system provided with a space | gap structure, an accommodating part, and a irrigation apparatus.

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。ただし、図に示された発明は本発明の一実施形態を示すものであり、本発明をこれらの発明に限定することを意図しない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the invention shown in the drawings shows one embodiment of the present invention, and is not intended to limit the present invention to these inventions.

図１に示すように、本発明の植物栽培システム１は少なくとも複数の親水性構造体２を備え、当該親水性構造体が隣接する他の親水性構造体との間に空隙３を有するように配置されてなる培地４を構成し、当該培地４にて植物体５を栽培することができる。 As shown in FIG. 1, the plant cultivation system 1 of the present invention includes at least a plurality of hydrophilic structures 2 so that the hydrophilic structures have gaps 3 between adjacent hydrophilic structures. The arranged medium 4 can be configured, and the plant body 5 can be cultivated in the medium 4.

親水性構造体２は少なくともその表面に親水性材料を備え、その親水性材料の内部に大量の水分を保持することが可能であり、植物体５はその根（特に根毛）を親水性構造体２（詳細には親水性材料）の表面へ密着させ実質的に一体化させて、当該親水性材料中の水または養液を摂取し成長することができる。 The hydrophilic structure 2 includes at least a hydrophilic material on the surface thereof, and can retain a large amount of water inside the hydrophilic material. The plant body 5 has its root (particularly root hair) as a hydrophilic structure. 2 (specifically, hydrophilic material) can be brought into close contact with each other and substantially integrated to ingest and grow water or nutrient solution in the hydrophilic material.

「実質的に一体化」とは、植物体５の根毛細胞が親水性材料の表面に接着した状態を指し、「接着」とは公知の手法に従って以下のように、親水性材料と植物体５との間の「剥離強度」により定義することができる（特許第4142725号公報）。「剥離強度」は以下の手法で求めることができる。フィルム状（厚さ３００μｍ以下程度、さらに好ましくは２００〜５μｍ程度、特に好ましくは１００〜２０μｍ程度）にした親水性材料の表面上に植物体５を定植し、３５日間後、植物体５の根元で茎葉を切断する。植物体５の茎がほぼ中心になるように、植物体５の下の当該親水性材料を巾５ｃｍ（長さ：約２０ｃｍ）に切断して試験片とする。クリップを付けたばね式手秤に、上記試験片の一端を固定して、試験片の自重を計測した後、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、当該親水性材料が離れる（または切断される）際の重量を計測する。この値から試験片の自重の値を差し引き、得られた値を剥離強度とする。「接着」とはこのようにして測定された剥離強度が１０ｇ以上、好ましくは３０ｇ以上、特に好ましくは１００ｇ以上である状態を指す。この方法により植物体５と当該親水性材料とが「一体化」し得るか否か試験することができる。 “Substantially integrated” refers to a state in which the root hair cells of the plant body 5 are adhered to the surface of the hydrophilic material, and “adhesion” refers to the hydrophilic material and the plant body 5 according to a known technique as follows. (Peel No. 4142725). “Peel strength” can be determined by the following method. The plant body 5 is planted on the surface of the hydrophilic material in the form of a film (thickness of about 300 μm or less, more preferably about 200 to 5 μm, particularly preferably about 100 to 20 μm), and after 35 days, the root of the plant body 5 Cut the foliage with. The hydrophilic material under the plant body 5 is cut into a width of 5 cm (length: about 20 cm) so that the stem of the plant body 5 is substantially in the center, thereby obtaining a test piece. After fixing one end of the test piece to a spring-type hand balance with a clip and measuring the weight of the test piece, hold the stem at the center of the test piece with your hand and gently pull it down to make the hydrophilic Weigh the material as it leaves (or is cut). The value of the test piece's own weight is subtracted from this value, and the obtained value is taken as the peel strength. “Adhesion” refers to a state in which the peel strength measured in this way is 10 g or more, preferably 30 g or more, particularly preferably 100 g or more. By this method, it is possible to test whether the plant body 5 and the hydrophilic material can be “integrated”.

植物栽培システム１にて栽培し得る植物体５の種類は特に限定されない。好ましくは、潅水量の厳密な管理を必要とする種類、例えば、果樹やトマトなどが挙げられる。果樹やトマトなどの果実は潅水量を減らすことによって甘みを増すことが知られている。 The kind of plant body 5 that can be cultivated in the plant cultivation system 1 is not particularly limited. Preferably, the kind which requires the strict management of the amount of irrigation, for example, a fruit tree, a tomato, etc. are mentioned. Fruits such as fruit trees and tomatoes are known to increase sweetness by reducing the amount of irrigation.

「植物体」とは、本発明において植物の苗、種子、葉、茎、根、花、球根もしくはその一部またはそれらの組み合わせを指す。培地４に植物体５を定植する際に、当該培地４の上面に土や発泡スチロールなど適当な支持体を適宜配置しても良い。 The “plant body” in the present invention refers to a plant seedling, seed, leaf, stem, root, flower, bulb or part thereof or a combination thereof. When the plant body 5 is planted in the medium 4, a suitable support such as soil or styrofoam may be appropriately disposed on the upper surface of the medium 4.

親水性構造体２は、少なくともその表面に親水性材料を備えていれば良く、その全体が親水性材料より構成されていても良いし、あるいは下記にて詳述するように内部に疎水性構造体や空隙を備えていても良い。 The hydrophilic structure 2 only needs to have a hydrophilic material at least on the surface thereof, and the entire structure may be made of a hydrophilic material, or a hydrophobic structure inside as described in detail below. You may have a body and a space | gap.

親水性材料は親水性構造体２を介した植物体５の水または養液の摂取および植物体５の根の親水性構造体２との一体化を促進すべく、以下に示す所定の物理的特性（水分／イオン透過性、水／グルコース透過性および耐水圧）を有するものが好ましい。親水性材料の各特性については、公知の手法に従って以下のように測定することができる（特許第4142725号公報）。 In order to promote the intake of water or nutrient solution of the plant body 5 through the hydrophilic structure 2 and the integration of the root of the plant body 5 with the hydrophilic structure 2, the hydrophilic material has the following predetermined physical properties: Those having characteristics (water / ion permeability, water / glucose permeability and water pressure resistance) are preferred. About each characteristic of a hydrophilic material, it can measure as follows according to a well-known method (patent 4142725).

（水分／イオン透過性）
親水性材料の水分／イオン透過性は、親水性材料をフィルム状（厚さ３００μｍ以下程度、さらに好ましくは２００〜５μｍ程度、特に好ましくは１００〜２０μｍ程度）にして、当該親水性材料を介して水と塩水（０．５質量％）とを対向して接触させた際に、測定開始４日後の栽培温度において測定した水側および塩水側の電気伝導度（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、さらに３．５ｄＳ/ｍ以下であることが好ましい。特に好ましくは、２．０ｄＳ/ｍ以下である。この電気伝導度の差は、当業者に公知の手法にしたがって、以下のように測定することができる。「ざるボウルセット」を使い、ざる上に親水性材料のフィルム（サイズ：２００〜２６０×２００〜２６０ｍｍ）を乗せ、当該フィルム上に水１５０ｇを加える。他方、ボウル側に０．５％塩水（ＥＣ：約９ｄＳ/ｍ）１５０ｇを加え、得られた系全体を食品用ラップで包んで、水分の蒸発を防ぐ。この状態で、常温で放置して、２４時間毎に水側、塩水側のＥＣを測定する。 (Water / ion permeability)
The moisture / ion permeability of the hydrophilic material is such that the hydrophilic material is formed into a film (thickness of about 300 μm or less, more preferably about 200 to 5 μm, particularly preferably about 100 to 20 μm), and the hydrophilic material is passed through the hydrophilic material. When water and salt water (0.5% by mass) were brought into contact with each other, the difference in electrical conductivity (EC) between the water side and the salt water side measured at the cultivation temperature 4 days after the start of measurement was 4.5 dS / m or less is preferable. The difference in electrical conductivity is preferably 3.5 dS / m or less. Particularly preferably, it is 2.0 dS / m or less. This difference in electrical conductivity can be measured as follows according to a method known to those skilled in the art. Using the “Zaru Bowl Set”, a hydrophilic material film (size: 200 to 260 × 200 to 260 mm) is placed on the sieve and 150 g of water is added to the film. On the other hand, 150 g of 0.5% salt water (EC: about 9 dS / m) is added to the bowl side, and the resulting system is wrapped in food wrap to prevent evaporation of moisture. In this state, it is allowed to stand at room temperature, and ECs on the water side and salt water side are measured every 24 hours.

（水／グルコース透過性）
親水性材料の水／グルコース透過性は、親水性材料をフィルム状（厚さ３００μｍ以下程度、さらに好ましくは２００〜５μｍ程度、特に好ましくは１００〜２０μｍ程度）にして、当該親水性材料を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）の栽培温度において測定した水側およびグルコース溶液側の濃度（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、より好ましくは３以下である。さらに好ましくは２以下、特に好ましくは１．５以下である。この濃度（Ｂｒｉｘ％）の差は、当業者に公知の手法にしたがって、以下のように測定することができる。上記塩水試験と同様の「ざるボウルセット」を使い、ざる上に親水性材料のフィルム（サイズ：２００〜２６０×２００〜２６０ｍｍ）を乗せ、当該フィルム上に水１５０ｇを加える。他方、ボウル側に５％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で包んで、水分の蒸発を防ぐ。この状態で、常温で放置して、２４時間毎に水側、グルコース溶液側の糖度（Ｂｒｉｘ％）を糖度計で測定する。 (Water / glucose permeability)
The water / glucose permeability of the hydrophilic material is such that the hydrophilic material is formed into a film (thickness of about 300 μm or less, more preferably about 200 to 5 μm, particularly preferably about 100 to 20 μm). When the glucose solution is brought into contact with the glucose solution, the difference in concentration (Brix%) between the water side and the glucose solution side measured at the cultivation temperature on the third day (72 hours) after the start of measurement is 4 or less. preferable. The difference in concentration (Brix%) is more preferably 3 or less. More preferably, it is 2 or less, and particularly preferably 1.5 or less. This difference in concentration (Brix%) can be measured as follows according to a method known to those skilled in the art. Using the same “Zaru Bowl Set” as in the above salt water test, a film of hydrophilic material (size: 200 to 260 × 200 to 260 mm) is placed on the sieve and 150 g of water is added on the film. On the other hand, 150 g of 5% glucose solution is added to the bowl side, and the entire system obtained is wrapped in food wrap to prevent evaporation of moisture. In this state, it is left at room temperature, and the sugar content (Brix%) on the water side and glucose solution side is measured with a saccharimeter every 24 hours.

（耐水圧）
親水性材料の耐水圧は、親水性材料をフィルム状（厚さ３００μｍ以下程度、さらに好ましくは２００〜５μｍ程度、特に好ましくは１００〜２０μｍ程度）にした場合、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。この耐水圧はより好ましくは２０ｃｍ以上、さらに好ましくは３０ｃｍ以上である。耐水圧は当業者に公知の手法に基づいてＪＩＳＬ１０９２（Ｂ法）に準じた方法によって測定することができる。 (Water pressure resistance)
The water pressure resistance of the hydrophilic material is such that when the hydrophilic material is in the form of a film (thickness of about 300 μm or less, more preferably about 200 to 5 μm, particularly preferably about 100 to 20 μm), the water pressure is 10 cm or more. It is preferable to have properties. The water pressure resistance is more preferably 20 cm or more, and further preferably 30 cm or more. The water pressure resistance can be measured by a method according to JIS L1092 (Method B) based on a method known to those skilled in the art.

このような親水性材料は、各種イオン、アミノ酸、糖などの栄養素は吸収し、かつ保持することができるが、細菌やウイルスなどは排除することが可能である。そのため親水性材料が保持する水または養液は汚染されることはなく、当該親水性材料上の植物体５を安全に栽培することができる。 Such hydrophilic materials can absorb and retain nutrients such as various ions, amino acids, and sugars, but can eliminate bacteria and viruses. Therefore, the water or nutrient solution held by the hydrophilic material is not contaminated, and the plant body 5 on the hydrophilic material can be cultivated safely.

親水性材料には必要に応じて、水酸基（ＯＨ基）を導入しても良い。これにより根毛細胞の親水性材料表面への密着性が向上し、親水性材料中に保持される水または養液の摂取がより容易になり、植物体の成長の促進や栄養価の向上が可能となる。 A hydroxyl group (OH group) may be introduced into the hydrophilic material as necessary. This improves the adhesion of root hair cells to the surface of the hydrophilic material, makes it easier to ingest water or nutrient solution retained in the hydrophilic material, and promotes plant growth and improves nutritional value. It becomes.

親水性材料は、公知の親水性材料から適宜選択して使用することが可能である。特に限定されないが、親水性材料としては、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を用いることができる。 The hydrophilic material can be appropriately selected from known hydrophilic materials and used. Although not particularly limited, hydrophilic materials such as polyvinyl alcohol (PVA), cellophane, cellulose acetate, cellulose nitrate, ethyl cellulose, and polyester can be used as the hydrophilic material.

親水性構造体２は粒状の形状を有する。本発明において「粒状」とは、隣接する親水性構造体２との間に一以上の空隙３が形成され得る限りどのような形状であっても良く、平面、湾曲面、凹凸面、突起またはそれらの組み合わせを含む形状、例えば球状、テトラポット状、円柱、凹面体、凸面体等（これらに限定されない）が挙げられる。また、本発明における「粒状」には、特定の形状を有さない不定形の形状も含む。ただし、隣接する親水性構造体２の面と面が隙間なく密接して配置され、隣接する親水性構造体２との間に空隙３が生じ得ないまたは生じにくい形状（例えば、立方体）は、本発明における「粒状」として好ましくない。親水性構造体２の形状が「粒状」であることによって、隣接する親水性構造体２と部分的に接し、隣接する親水性構造体２との間に空隙３を生じ、親水性構造体２が構成する培地４に通気性および通水性を確保することができる。 The hydrophilic structure 2 has a granular shape. In the present invention, the “granular” may have any shape as long as one or more voids 3 can be formed between the adjacent hydrophilic structures 2, and may be a flat surface, a curved surface, an uneven surface, a protrusion, Shapes including those combinations, for example, spherical shapes, tetrapot shapes, cylinders, concave bodies, convex bodies, etc. (but are not limited to). In addition, the “granular” in the present invention includes an irregular shape having no specific shape. However, a shape (for example, a cube) in which the surface of the adjacent hydrophilic structure 2 is closely arranged without a gap, and the gap 3 cannot be generated between the adjacent hydrophilic structure 2 is difficult to occur. The “granular” in the present invention is not preferable. Since the shape of the hydrophilic structure 2 is “granular”, the hydrophilic structure 2 is partially in contact with the adjacent hydrophilic structure 2 to form a gap 3 between the adjacent hydrophilic structures 2. It is possible to ensure air permeability and water permeability in the culture medium 4 constituted by

一つの親水性構造体２の大きさは体積にしておよそ5,000,000〜0.05ｍｍ^３、好ましくは600,000〜30,000ｍｍ^３である。親水性構造体２の形状が球状である場合には、その直径は200〜0.5ｍｍ、好ましくは50〜20ｍｍである。耕作地に親水性構造体を配置する場合、例えば土壌に窪みを造成し止水シートを敷きシート上に親水性構造体を配置するには、窪みの大きさよりも体積が大きすぎては作業性が悪くなるからである。また、耕作地の土壌団粒構造より細かくなると根の生育や既存器具での作業性が悪くなるからである。 One hydrophilic structure 2 of size approximately 5,000,000～0.05Mm ³ by volume, preferably 600,000~30,000mm ^3. When the shape of the hydrophilic structure 2 is spherical, the diameter is 200 to 0.5 mm, preferably 50 to 20 mm. When placing a hydrophilic structure on cultivated land, for example, to create a dent in the soil and lay a waterproof sheet and place the hydrophilic structure on the sheet, workability will be increased if the volume is too large than the size of the dent. Because it gets worse. Moreover, it is because root growth and workability | operativity with an existing instrument will worsen when it becomes finer than the soil aggregate structure of a cultivated land.

親水性構造体２は後述するように、疎水性構造体を親水性材料で覆ったものであっても良いし、あるいは疎水性構造体が親水性材料の内部に埋め込まれたものであっても良い。本発明においては、このように疎水性構造体を内部に含む構造体も「親水性構造体」という。 As will be described later, the hydrophilic structure 2 may be a structure in which a hydrophobic structure is covered with a hydrophilic material, or a structure in which a hydrophobic structure is embedded in a hydrophilic material. good. In the present invention, such a structure containing a hydrophobic structure therein is also referred to as a “hydrophilic structure”.

培地４に含まれる親水性構造体２は、単一の形状および／または大きさを有するものであっても良いし、様々な形状および／または大きさを有するものであっても良い。 The hydrophilic structure 2 contained in the culture medium 4 may have a single shape and / or size, or may have various shapes and / or sizes.

親水性構造体２は、複数個の親水性構造体２を積み重ねて配置することによって、隣接する他の親水性構造体２との間に空隙３を保持する培地４を形成する。「隣接する」とは、隣り合う親水性構造体２の少なくとも一部分が接している状態を意味する。「積み重ねる」とは、所定の範囲に所定の高さになるまで複数個の親水性構造体２を積み上げて配置することを指し、親水性構造体２を接着剤等を用いて固定して配置することを意味しない。培地４に所定量の空隙３が形成され得る限り、親水性構造体２をその形状に応じて規則的に配置して積み重ねても良いし、ランダムに積み重ねても良い。 The hydrophilic structure 2 forms the culture medium 4 holding the space | gap 3 between the other adjacent hydrophilic structures 2 by stacking and arranging a plurality of hydrophilic structures 2. “Adjacent” means a state in which at least a part of the adjacent hydrophilic structures 2 are in contact with each other. “Stacking” refers to stacking a plurality of hydrophilic structures 2 in a predetermined range until a predetermined height is reached, and fixing the hydrophilic structures 2 using an adhesive or the like. Does not mean to do. As long as a predetermined amount of voids 3 can be formed in the culture medium 4, the hydrophilic structures 2 may be regularly arranged and stacked according to their shapes, or may be stacked randomly.

親水性構造体２は、「積み重ねる」ことによってその面もしくはその一部、その辺もしくはその一部、またはその端部もしくは頂部にて隣接する親水性構造体２と部分的に接し、隣接する親水性構造体２との間に空隙３を生じる。従って、隣接する親水性構造体２の面と面とを隙間なく密接して配置し、隣接する親水性構造体２との間に空隙３が生じない配置（例えば、隣接する立方体の面と面を合わせて配置するなど）は、本発明において好ましくない。 The hydrophilic structure 2 is partly in contact with the adjacent hydrophilic structure 2 at its surface or part thereof, its side or part thereof, or its end or top by “stacking”, and adjacent hydrophilic structure 2 A gap 3 is formed between the conductive structure 2 and the structure. Accordingly, the surfaces of the adjacent hydrophilic structures 2 are arranged in close contact with each other without a gap, and the void 3 is not formed between the adjacent hydrophilic structures 2 (for example, the surfaces and surfaces of the adjacent cubes). Are not preferable in the present invention.

親水性構造体２の外部に空隙３を設けることによって、親水性構造体２が構成する培地４に通気性および通水性を確保することができる。 By providing the gap 3 outside the hydrophilic structure 2, air permeability and water permeability can be secured in the culture medium 4 formed by the hydrophilic structure 2.

「通気性」とは、培地４内の空気が培地４外へ、また培地４外の空気が培地４内へと移動することが可能であり、培地４内への空気の送達および培地４外への空気の排気が可能であることを指す。当業者にとって明らかであるように、植物体の品種によっては根や根毛への酸素供給が低下すると生育が著しく低下する場合があり、培地内の通気性確保は植物栽培において極めて重要な要素である。 “Breathability” means that air inside the medium 4 can move out of the medium 4 and air outside the medium 4 can move into the medium 4. It means that air can be exhausted. As will be apparent to those skilled in the art, depending on the plant varieties, when oxygen supply to the roots and root hairs is reduced, growth may be significantly reduced, and ensuring air permeability in the medium is a very important factor in plant cultivation. .

「通水性」とは、培地４に供給された水または養液が培地４内の一部に留まることなく、培地４内の親水性構造体２に広く行き渡ることが可能であり（給水）、また親水性構造体２に吸水されなかった過剰量の水または養液が培地４内の一部に留まることなく、培地４外へ排水することが可能であることを指す（排水）。通水性が乏しいと、植物体５への潅水が不十分となったり、培地４内の通気性が低下し植物体の生育が低下したり、また排水が培地４内の一部に留まることによってウイルスや細菌の繁殖を招き好ましくない。 “Water-permeable” means that the water or nutrient solution supplied to the culture medium 4 can spread widely to the hydrophilic structure 2 in the culture medium 4 without staying in a part of the culture medium 4 (water supply). Further, it means that an excessive amount of water or nutrient solution that has not been absorbed by the hydrophilic structure 2 can be drained out of the medium 4 without remaining in a part of the medium 4 (drainage). When the water permeability is poor, watering to the plant body 5 becomes insufficient, the air permeability in the culture medium 4 decreases, the growth of the plant body decreases, and the drainage remains in a part of the culture medium 4 It is not preferable because it causes the propagation of viruses and bacteria.

培地４における空隙３の割合（以下、空隙率と記載）は、好ましくは６６．６％以下、６０％以下、５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下であり、さらに好ましくは４０％以下かつ１０％以上、特に好ましくは３０％以下かつ２０％以上である。培地４における空隙率が大きすぎると、培地４における親水性構造体２の割合が減少し結果として培地４の保水性が低下するため好ましくない。逆に、培地４における空隙率が小さすぎると、培地４における親水性構造体２の割合が増大し結果として培地４の通気性および通水性が低下するため好ましくない。 The ratio of void 3 in medium 4 (hereinafter referred to as void ratio) is preferably 66.6% or less, 60% or less, 50% or less, 40% or less, 30% or less, or 20% or less, and more preferably. It is 40% or less and 10% or more, particularly preferably 30% or less and 20% or more. When the porosity in the culture medium 4 is too large, the ratio of the hydrophilic structure 2 in the culture medium 4 decreases, and as a result, the water retention of the culture medium 4 decreases, which is not preferable. Conversely, if the porosity in the culture medium 4 is too small, the ratio of the hydrophilic structure 2 in the culture medium 4 increases, and as a result, the air permeability and water permeability of the culture medium 4 are not preferable.

培地４内において空隙３は別の一または複数の空隙３と、通気性および通水性が確保できる程度において連通していることが好ましい。 In the culture medium 4, it is preferable that the gap 3 communicates with one or more other gaps 3 to the extent that air permeability and water permeability can be ensured.

好ましくは、培地４は球状の親水性構造体２を面心立法格子構造または六方最密充填構造に積み重ねることによって形成される。 Preferably, the culture medium 4 is formed by stacking the spherical hydrophilic structures 2 in a face-centered cubic lattice structure or a hexagonal close-packed structure.

親水性構造体２は、着色されていても良い。親水性構造体２は着色されることによって遮光性を獲得し、培地４に用いられた際に植物体５の根にあたる光を遮ることができる。植物体の品種によっては、光の照射下では根の発育が阻害されるものが存在する。そのような植物体を植物栽培システム１に定植する場合、着色された親水性構造体２を用いることによって当該植物体の根にあたる光を遮ることができ、根の発育、さらには根毛の発生を促進することができ有利である。 The hydrophilic structure 2 may be colored. The hydrophilic structure 2 obtains light shielding properties by being colored, and can block the light corresponding to the roots of the plant body 5 when used in the culture medium 4. Some plant varieties can inhibit root growth under light irradiation. When such a plant body is planted in the plant cultivation system 1, the colored hydrophilic structure 2 can be used to block the light that hits the root of the plant body, and the growth of roots and the generation of root hairs can be prevented. It can be advantageous.

親水性構造体２の着色は公知の着色顔料や着色染料を用いて行うことができる。着色染料としては、天然染料や合成染料を利用できる。着色顔料については、無機顔料として天然無機顔料や合成無機顔料、有機顔料としてアゾ系顔料や多環式顔料などを利用できる。用い得る着色顔料や着色染料としては、親水性構造体２に遮光性を付与すべく濃色のものが好ましく、特に好ましくは黒色系のものである。また、用い得る着色顔料や着色染料としては、水に非溶解性または難溶解性のものが好ましい。水に非溶解性または難溶解性の着色顔料や着色染料を用いることによって、親水性構造体２に含まれる水または養分にこれら着色顔料や着色染料が溶解せず、植物体５への影響を抑えることができる。このような性質を保持する着色顔料として詳細には、無機顔料のアイボリーブラック、カーボンブラック、マルスブラック、ピーチブラック、ランプブラックや、有機顔料のアニリンブラック等が挙げられるが、これらに限定されない。 The hydrophilic structure 2 can be colored using a known coloring pigment or coloring dye. A natural dye or a synthetic dye can be used as the colored dye. As for the color pigment, natural inorganic pigments and synthetic inorganic pigments can be used as inorganic pigments, and azo pigments and polycyclic pigments can be used as organic pigments. As the coloring pigment and coloring dye that can be used, those having a dark color are preferable to give the hydrophilic structure 2 light-shielding properties, and those having a black color are particularly preferable. Moreover, as the coloring pigments and coloring dyes that can be used, those that are insoluble or hardly soluble in water are preferable. By using a coloring pigment or coloring dye that is insoluble or difficult to dissolve in water, the coloring pigment or coloring dye is not dissolved in water or nutrients contained in the hydrophilic structure 2, and the plant body 5 is affected. Can be suppressed. Specific examples of coloring pigments that retain such properties include, but are not limited to, inorganic pigments such as ivory black, carbon black, mars black, peach black, lamp black, and organic pigments such as aniline black.

親水性構造体２の着色は、上記着色顔料や着色染料を親水性構造体２（詳細には親水性材料）の表面に塗布しても良いし、親水性構造体２を構成する親水性材料に混合することによって行っても良い。あるいは、後述の疎水性構造体を着色することによって行っても良い。 The coloring of the hydrophilic structure 2 may be performed by applying the above-described color pigment or coloring dye to the surface of the hydrophilic structure 2 (specifically, a hydrophilic material), or the hydrophilic material constituting the hydrophilic structure 2. It may be performed by mixing them. Or you may carry out by coloring the below-mentioned hydrophobic structure.

培地４に含まれる親水性構造体２のうち、全ての親水性構造体２が着色されていても良いし、一部の親水性構造体２のみが着色されていても良い。一部の親水性構造体２のみが着色されている場合において、着色された親水性構造体２の位置は少なくとも植物体の根を遮光し得る限り、どのように配置されても良い。培地４に含まれる着色された親水性構造体２は、全て同じ色で着色されていても良いし、別個の色で着色されていても良い。 Of the hydrophilic structures 2 contained in the culture medium 4, all the hydrophilic structures 2 may be colored, or only some of the hydrophilic structures 2 may be colored. In the case where only some of the hydrophilic structures 2 are colored, the positions of the colored hydrophilic structures 2 may be arranged in any way as long as at least the root of the plant can be shielded from light. The colored hydrophilic structures 2 contained in the culture medium 4 may all be colored with the same color, or may be colored with different colors.

親水性構造体２は、その内部および／または親水性材料部分に養分を含めることができる。親水性構造体２の内部および／または親水性材料部分に養分を含めることによって、植物体５はその根（特に根毛）を親水性構造体２（詳細には親水性材料）の表面へ密着させ実質的に一体化させて、当該親水性材料を介して養分を摂取し成長することができる。また、親水性構造体２の内部および／または親水性材料部分に養分を含めることによって、根の発育、さらには根毛の発生を促進することができる。 The hydrophilic structure 2 can contain nutrients in its interior and / or hydrophilic material portion. By including nutrients in the hydrophilic structure 2 and / or in the hydrophilic material portion, the plant body 5 causes its roots (particularly root hairs) to adhere to the surface of the hydrophilic structure 2 (specifically, the hydrophilic material). Substantially integrated, nutrients can be ingested and grown through the hydrophilic material. In addition, by including nutrients in the hydrophilic structure 2 and / or the hydrophilic material portion, it is possible to promote root growth and further generation of root hairs.

親水性構造体２の内部および／または親水性材料部分への養分の含ませ方は、養分の成分、定植する植物体の品種および栽培方法などに応じて適宜選択することができる。例えば、養液の形態とした養分に親水性構造体２を含浸させて含ませても良いし、親水性構造体２を構成する親水性材料に予め混合して含ませても良い。あるいは、親水性構造体２の内部に設けられた内腔に、固体、液体またはゲル状態の養分を充填することによって含ませても良い。 The way in which nutrients are contained in the hydrophilic structure 2 and / or the hydrophilic material portion can be appropriately selected depending on the components of the nutrients, the variety of plant to be planted, the cultivation method, and the like. For example, the nutrient in the form of a nutrient solution may be impregnated with the hydrophilic structure 2 or may be premixed with the hydrophilic material constituting the hydrophilic structure 2. Or you may include by filling the lumen | bore provided in the inside of the hydrophilic structure 2 with the nutrient of a solid, a liquid, or a gel state.

親水性構造体２の内部および／または親水性材料部分へ含ませる養分としては、植物体５の種類および栽培方法などに応じて適宜選択することができ、植物の肥料成分として有用であることが公知の元素、例えば、窒素（N）、リン（P）、カリウム（K）、窒素（N）、リン（P）、カリウム（K）、カルシウム（Ca）、酸素（O）、水素（H）、炭素（C）、マグネシウム（Mg）、イオウ（S）、鉄（Fe）、マンガン（Mn）、ホウ素（B）、亜鉛（Zn）、モリブデン（Mo）、銅（Cu）、塩素（Cl）、ナトリウム（Na）、ケイ素（Si）、コバルト（Co）、アルミニウム（Al）等が挙げられる。養分として、これら元素を単体で含んでも良いし、複数を組み合わせて含んでも良い。親水性構造体２の内部および／または親水性材料部分においてこれらの元素はイオン形態、分子形態、塩形態など種々の形態で存在しても良い。 The nutrient contained in the hydrophilic structure 2 and / or in the hydrophilic material portion can be appropriately selected according to the type of plant body 5 and the cultivation method, and is useful as a plant fertilizer component. Known elements such as nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), oxygen (O), hydrogen (H) , Carbon (C), magnesium (Mg), sulfur (S), iron (Fe), manganese (Mn), boron (B), zinc (Zn), molybdenum (Mo), copper (Cu), chlorine (Cl) Sodium (Na), silicon (Si), cobalt (Co), aluminum (Al), and the like. As nutrients, these elements may be contained alone or in combination. These elements may exist in various forms such as an ionic form, a molecular form, and a salt form in the hydrophilic structure 2 and / or in the hydrophilic material portion.

一実施形態において、定植させる植物体５に適した養分を含有する親水性構造体２を調製することによって、当該植物体５に適した培地４を構成することが可能である。あるいは、それぞれ含有する養分が異なる親水性構造体２を調製し、それらを適宜組み合わせることによって、定植させる植物体５に適した培地４を構成することも可能である。例えば、ある植物体５において最適な培地４の養分とその比率（ｇ）が、窒素：リン：カリウム＝１０：５：８である場合、該当する養分を含有する親水性構造体２を当該比率に応じて培地４内に含めることによって容易に最適な培地４を形成することができる。この場合、窒素を含有する親水性構造体２（Ｎ）、リン含有する親水性構造体２（Ｐ）およびカリウムを含有する親水性構造体２（Ｋ）をそれぞれ準備し（それぞれ同量（ｇ）の養分を含む）、培地４における各親水性構造体２の個数の比率をＮ：Ｐ：Ｋ＝１０：５：８としてもよいし、各親水性構造体２の重量が均一であれば培地４における各親水性構造体２の重量の比率を１０：５：８としてもよい。養分を含有する親水性構造体２を利用することによって、使用者の目的に応じた培地４を適時に適量、簡単に用意することができ便利である。 In one embodiment, the medium 4 suitable for the plant body 5 can be configured by preparing the hydrophilic structure 2 containing nutrients suitable for the plant body 5 to be planted. Or it is also possible to comprise the culture medium 4 suitable for the plant body 5 to plant by preparing the hydrophilic structure 2 from which each contains different nutrients, and combining them suitably. For example, when the nutrient content of the medium 4 and its ratio (g) in a certain plant 5 is nitrogen: phosphorus: potassium = 10: 5: 8, the ratio of the hydrophilic structure 2 containing the corresponding nutrient is the ratio. Accordingly, the optimum medium 4 can be easily formed by including it in the medium 4. In this case, a hydrophilic structure 2 (N) containing nitrogen, a hydrophilic structure 2 (P) containing phosphorus, and a hydrophilic structure 2 (K) containing potassium were prepared (the same amount (g )), The ratio of the number of each hydrophilic structure 2 in the culture medium 4 may be N: P: K = 10: 5: 8, and the weight of each hydrophilic structure 2 is uniform. The weight ratio of each hydrophilic structure 2 in the culture medium 4 may be 10: 5: 8. By using the hydrophilic structure 2 containing nutrients, it is convenient that the medium 4 corresponding to the user's purpose can be easily prepared in an appropriate amount in a timely manner.

親水性構造体２は、含有する養分に応じて別個の色で着色されていても良い。親水性構造体２を別個の色で着色することによって、含有する成分を明確に判別でき混同を避けることができ、上記のように培地を調整する際に有利である。 The hydrophilic structure 2 may be colored with a different color according to the nutrients contained. By coloring the hydrophilic structure 2 with a separate color, the contained components can be clearly discriminated and confusion can be avoided, which is advantageous when adjusting the culture medium as described above.

親水性構造体２は、培地４内にて積み重ねられた際に生じる空隙３を維持すべく、自重ならびに培地４内の他の親水性構造体２、植物体５、および水または養液による加重、吸水等に対して物理的に安定しており、形状を変形させることなく維持できるものでなければならない。 The hydrophilic structure 2 is weighted by its own weight and other hydrophilic structures 2 in the culture medium 4, the plant body 5, and water or nutrient solution so as to maintain the voids 3 generated when stacked in the culture medium 4. It must be physically stable against water absorption and the like and can be maintained without deforming its shape.

そこで一実施形態において、親水性構造体２は、分子架橋構造を有する親水性材料を含むことができる。親水性材料を構成する分子間の架橋（架橋構造化）により、親水性材料の結晶度を高めることができ物理的に安定した親水性構造体２を形成することができる。親水性材料を構成する分子の架橋化は、親水性材料に架橋剤を加えることによって行うことができる。架橋剤は当業者に公知の一般的なものを使用することができ、用いる親水性材料や目的の架橋度に応じて適宜選択することができる。公知の架橋剤として例えば、グリオキザール、グルタールアルデヒド、ジアルデヒドデンプン、水溶性エポキシ化合物、メチロール化合物等が挙げられるがこれらに限定されない。 Therefore, in one embodiment, the hydrophilic structure 2 can include a hydrophilic material having a molecular cross-linking structure. By cross-linking (cross-linking structure) between molecules constituting the hydrophilic material, the crystallinity of the hydrophilic material can be increased, and the physically stable hydrophilic structure 2 can be formed. Crosslinking of the molecules constituting the hydrophilic material can be performed by adding a crosslinking agent to the hydrophilic material. As the cross-linking agent, a general one known to those skilled in the art can be used, and can be appropriately selected according to the hydrophilic material to be used and the desired degree of cross-linking. Examples of the known crosslinking agent include, but are not limited to, glyoxal, glutaraldehyde, dialdehyde starch, water-soluble epoxy compound, methylol compound and the like.

また別の実施形態において、親水性構造体２はその内部に疎水性構造体を有していても良い。親水性構造体２にて疎水性構造体は親水性材料に覆われた状態で存在し、あるいは疎水性構造体が親水性材料の内部に埋め込まれた状態で存在し、親水性構造体２の骨組みまたは支持体として機能し、親水性構造体２に物理的安定性を付与する。疎水性構造体は特に限定されることなく、木材、金属、ガラス、セラミック、石材および樹脂などより形成することができる。疎水性構造体の形状は、親水性構造体２に物理的安定性を付与し得る範囲で適宜選択することができるが、形成される親水性構造体２の形状と対応しているものが好ましい。 In another embodiment, the hydrophilic structure 2 may have a hydrophobic structure therein. In the hydrophilic structure 2, the hydrophobic structure exists in a state covered with a hydrophilic material, or exists in a state where the hydrophobic structure is embedded in the hydrophilic material. It functions as a framework or a support, and imparts physical stability to the hydrophilic structure 2. The hydrophobic structure is not particularly limited, and can be formed from wood, metal, glass, ceramic, stone, resin, and the like. The shape of the hydrophobic structure can be appropriately selected as long as the physical stability can be imparted to the hydrophilic structure 2, but preferably corresponds to the shape of the hydrophilic structure 2 to be formed. .

親水性構造体２が、分子架橋構造を有する親水性材料および／または疎水性構造体を備えることによって、自重および植物体５や親水性構造体２を積み重ねることによる加重による変形ならびに吸水による親水性材料の著しい膨張を防ぐことができ親水性構造体２の体積変化を抑えることができる。これにより培地４内の空隙率が著しく低下することを防ぐことができ培地４内の通水性や通気性を確保することができる。また、親水性構造体２が、分子架橋構造を有する親水性材料および／または疎水性構造体を備えることによって、上記養分を充填するための内腔を親水性構造体２内部に確保することができる。 The hydrophilic structure 2 includes a hydrophilic material and / or a hydrophobic structure having a molecular cross-linked structure, so that its own weight and deformation caused by stacking the plant body 5 and the hydrophilic structure 2 and hydrophilicity due to water absorption. Significant expansion of the material can be prevented, and volume change of the hydrophilic structure 2 can be suppressed. Thereby, it can prevent that the porosity in the culture medium 4 falls remarkably, and the water permeability and air permeability in the culture medium 4 can be ensured. Further, the hydrophilic structure 2 includes a hydrophilic material having a molecular cross-linking structure and / or a hydrophobic structure, thereby ensuring a lumen for filling the nutrients inside the hydrophilic structure 2. it can.

本発明の植物栽培システム１は上記親水性構造体２に加えて、さらに空隙構造体６を含んでも良い。 The plant cultivation system 1 of the present invention may further include a void structure 6 in addition to the hydrophilic structure 2.

空隙構造体６はその内部に空隙を有し、その表面に当該空隙まで到達する一または複数の開口部を有する。 The space | gap structure 6 has a space | gap inside, and has the 1 or several opening part which reaches | attains the said space | gap on the surface.

親水性構造体２のみを複数積み重ねてなる培地４中に形成される空隙３には、植物体片などのゴミが蓄積する可能性があり、培地４内の空隙率が徐々に低下する可能性が考えられる。そこで当該空隙構造体６を親水性構造体２と組み合わせて培地４に含めることによって、培地４内に空隙構造体６がもたらす空隙を少なくとも確保することができ、所望の空隙率を維持することができる。 In the gap 3 formed in the culture medium 4 in which only the hydrophilic structure 2 is stacked, dust such as plant fragments may accumulate, and the porosity in the culture medium 4 may gradually decrease. Can be considered. Therefore, by including the void structure 6 in combination with the hydrophilic structure 2 in the culture medium 4, at least a void caused by the void structure 6 can be secured in the culture medium 4, and a desired porosity can be maintained. it can.

空隙構造体６を構成する材料は、空隙構造体６が培地内においてその形状を維持でき、かつ給水による形状変化を生じない限り任意の材料から適宜選択することが可能であり、特に限定されない。好ましくは、空隙構造体６を構成する材料は疎水性材料であり、例えば、木材、金属、ガラス、セラミック、石材および樹脂などより選択することができる。 The material constituting the void structure 6 is not particularly limited and can be appropriately selected from any materials as long as the void structure 6 can maintain its shape in the culture medium and does not change in shape due to water supply. Preferably, the material constituting the void structure 6 is a hydrophobic material, and can be selected from, for example, wood, metal, glass, ceramic, stone, and resin.

空隙構造体６の形状は、その内部に空隙を有し、その表面に当該空隙まで到達する一または複数の開口部７を有する限りどのような形状であっても良く、球状、テトラポット状、円柱、凹面体、凸面体等が挙げられる（図２）。ただし、隣接する親水性構造体２および／または空隙構造体６の面と隙間なく密接して配置され、隣接する親水性構造体２および／または空隙構造体６との間に空隙３が生じ得ないまたは生じにくい形状は好ましくない。
培地４内に含める空隙構造体６の数は、所望の空隙率に応じて適宜決定することができる。 The shape of the void structure 6 may be any shape as long as it has a void in its interior and has one or a plurality of openings 7 that reach the void on its surface. A cylinder, a concave body, a convex body, etc. are mentioned (FIG. 2). However, the adjacent hydrophilic structure 2 and / or the void structure 6 are disposed in close contact with the surface of the void structure 6 without a gap, and the void 3 may be generated between the adjacent hydrophilic structure 2 and / or the void structure 6. A shape that is absent or difficult to occur is not preferred.
The number of void structures 6 included in the culture medium 4 can be appropriately determined according to a desired porosity.

空隙構造体６が備える開口部７の大きさは特に限定されることなく、生じ得るゴミの大きさに応じて適宜選択することができる。開口部７の大きさの選択に際しては、開口部７の大きさは小さいほどゴミが空隙構造体６内部の空隙に侵入してくるのを防ぐことができ有利である一方、開口部７の目詰まりを生じやすく培地４内の通気性および通水性の低下を招く点に留意すべきである。好ましくは開口部７の大きさは空隙構造体６の表面積の１〜２０％の範囲で適宜選択する。開口部７の形状は生じ得るゴミの大きさや形状に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、好ましくは円筒形である。 The magnitude | size of the opening part 7 with which the space | gap structure 6 is provided is not specifically limited, According to the magnitude | size of the dust which can be produced | generated, it can select suitably. When selecting the size of the opening 7, the smaller the size of the opening 7, the more advantageous it is that dust can be prevented from entering the space inside the space structure 6. It should be noted that clogging is likely to occur and the air permeability and water permeability in the medium 4 are reduced. Preferably, the size of the opening 7 is appropriately selected within a range of 1 to 20% of the surface area of the void structure 6. The shape of the opening 7 can be appropriately selected according to the size and shape of dust that can be generated, and is not particularly limited, but is preferably cylindrical.

空隙構造体６の大きさは体積（開口部７および空隙部分の体積も含む）にしておよそ5,000,000〜0.05ｍｍ^３、好ましくは600,000〜30,000ｍｍ^３である。空隙構造体６の形状が球状である場合には、その直径は200〜0.5ｍｍ、好ましくは50〜20ｍｍである。また、空隙構造体６の形状が球状であり上記の大きさを有する場合において、開口部７の形状が円形である場合、円形の直径は空隙構造体の直径より小さく40〜0.1ｍｍ、好ましくは10〜4ｍｍである。 The size of the void structure 6 by volume (opening 7 and also including the volume of the void portion) to to about 5,000,000~0.05mm ^3, preferably 600,000~30,000mm ^3. When the space structure 6 has a spherical shape, the diameter is 200 to 0.5 mm, preferably 50 to 20 mm. Further, in the case where the shape of the void structure 6 is spherical and has the above size, when the shape of the opening 7 is circular, the diameter of the circle is smaller than the diameter of the void structure, preferably 40 to 0.1 mm, preferably 10-4 mm.

空隙構造体６の大きさは親水性構造体２とほぼ同じ大きさでも、異なる大きさであっても良いが、両者はほぼ同じ大きさであることが好ましい。 The size of the void structure 6 may be approximately the same as or different from that of the hydrophilic structure 2, but it is preferable that both are approximately the same size.

本発明の植物栽培システム１はさらに、親水性構造体２および空隙構造体６（必要に応じて）を収容する収容部８を備え、当該収容部８にて複数の親水性構造体２や空隙構造体６が積み重なって空隙３を保持する培地４を構成する（図３）。植物栽培システム１において培地４を収容部８に収容することによって、植物栽培システム１の操作が容易になると共に、空隙３を保持する培地構造を維持することができる。 The plant cultivation system 1 of the present invention further includes a housing portion 8 that houses the hydrophilic structure 2 and the void structure 6 (if necessary), and a plurality of hydrophilic structures 2 and voids are accommodated in the housing portion 8. The culture medium 4 holding the voids 3 by stacking the structures 6 is configured (FIG. 3). By accommodating the culture medium 4 in the storage unit 8 in the plant cultivation system 1, the operation of the plant cultivation system 1 can be facilitated and the medium structure that holds the gap 3 can be maintained.

収容部８の形状は、シート状、プレート状、フィルム状、トレー状、容器状等（これらに限定されない）いずれの形状であっても良く、植物栽培システム１の用途や規模、定植する植物体５の品種、培地４の体積に応じて適宜選択することができる。好ましくは収容部８の形状は容器状である。 The shape of the accommodating portion 8 may be any shape such as, but not limited to, a sheet shape, a plate shape, a film shape, a tray shape, a container shape, and the use and scale of the plant cultivation system 1 and a plant body to be planted. 5 types and the volume of the medium 4 can be selected as appropriate. Preferably, the shape of the accommodating portion 8 is a container shape.

収容部８はいずれの材料で形成されていても良く、植物栽培システム１の用途や規模、定植する植物体の品種、培地の体積に応じて適宜選択することができ、例えば、不織布、多孔質材、木材、金属、ガラス、セラミック、石材、樹脂およびそれらの組み合わせ（特にこれらに限定されない）より形成され得る。 The container 8 may be formed of any material and can be appropriately selected according to the use and scale of the plant cultivation system 1, the type of plant to be planted, and the volume of the medium. It can be formed from wood, metal, glass, ceramic, stone, resin, and combinations thereof (particularly not limited thereto).

好ましくは収容部８は防水性を備える。収容部８が防水性を備えることによって、植物栽培システム１内部の水分が外部環境へと漏出することを防ぎ、かつ外部環境の水分が植物栽培システム１内部に侵入してくるのを防ぐことができる。これにより当該システム１からの排水（特に肥料成分などの化学物質を含有する養液を含む）が外部環境に流出しないために、当該外部環境の汚染を防ぐことができ、また逆に当該外部環境の汚染（例えば、土壌汚染およびウイルスや細菌などの感染）から当該システム１を保護することができる。 Preferably, the accommodating portion 8 is waterproof. By providing the housing 8 with waterproofness, it is possible to prevent moisture inside the plant cultivation system 1 from leaking to the outside environment and to prevent moisture from the outside environment from entering the inside of the plant cultivation system 1. it can. As a result, wastewater from the system 1 (in particular, including nutrient solution containing chemical substances such as fertilizer components) does not flow out to the external environment, so that the external environment can be prevented from being contaminated. The system 1 can be protected from contamination (for example, soil contamination and infection with viruses, bacteria, etc.).

防水性は収容部８が疎水性材料（例えば金属、ガラス、セラミック、石材、樹脂およびそれらの組み合わせ等）から構成されるか、または覆われることによって付与することができる。 The waterproof property can be imparted by the housing portion 8 being made of or covered with a hydrophobic material (for example, metal, glass, ceramic, stone, resin, and combinations thereof).

本発明の植物栽培システム１はさらに、培地４に水または養液を供給するための潅水装置９を備えても良い。潅水装置９は培地４に水または養液を供給し得る限りどのような形態であっても良く特に限定されないが、例えば培地上、培地中、または培地下に設置された潅水チューブより水または養液を供給する潅水装置９（図４）、植物栽培システム１の上方（例えば、屋内やハウス内であれば天井）に設置された散水装置より霧状に水または養液を供給する潅水装置９などが挙げられる。 The plant cultivation system 1 of the present invention may further include a watering device 9 for supplying water or nutrient solution to the culture medium 4. The irrigation device 9 may be in any form as long as it can supply water or nutrient solution to the culture medium 4, but is not limited to, for example, water or nutrients from an irrigation tube installed on, in, or under the culture medium. An irrigation device 9 for supplying liquid (FIG. 4) and an irrigation device 9 for supplying water or nutrient solution in a mist form from a watering device installed above the plant cultivation system 1 (for example, a ceiling in an indoor or house). Etc.

本発明の植物栽培システム１はさらに、植物栽培システム１中に存在する過剰量の水または養液を排水するための排水装置を備えても良い。「過剰量の水または養液」とは、親水性構造体２に吸水されることなく、培地中の空隙３や収容部８（特に、収容部８が防水性を備える場合）上に存在する水または養液を指す。当該過剰量の水または養液が培地中に存在すると、培地内の通気性が低下し、また当該過剰量の水または養液にゴミが混入することによってゴミにより空隙３が塞がれ培地内の通気性および通水性の低下を招く。また、培地中に滞留する水または養液においてウイルスや細菌の繁殖を招く。排水装置は過剰量の水または養液を培地外に排水し得る限りどのような形状であっても良く、例えば上記収容部８に培地外に効率的に過剰量の水または養液を導くために設けられた傾斜面、傾斜部、溝などの構造であっても良いし、あるいは過剰量の水または養液を強制的に培地外に排出するためのポンプ等であっても良い。排水された水または養液は回収して再利用することが可能であり、また排水成分の検査（例えば、細菌やウイルスの検知）により植物栽培システム１の環境を健全に保つことに寄与する。 The plant cultivation system 1 of the present invention may further include a drainage device for draining an excessive amount of water or nutrient solution present in the plant cultivation system 1. The “excess amount of water or nutrient solution” is present on the voids 3 and the accommodating part 8 (especially when the accommodating part 8 is waterproof) in the medium without being absorbed by the hydrophilic structure 2. Refers to water or nutrient solution. If the excessive amount of water or nutrient solution is present in the medium, the air permeability in the medium is lowered, and the dust is blocked by the dust mixed into the excessive amount of water or nutrient solution, and the medium is filled in the medium. This leads to a decrease in air permeability and water permeability. In addition, water or nutrient solution staying in the medium causes virus and bacteria to propagate. The drainage device may have any shape as long as an excessive amount of water or nutrient solution can be drained outside the medium. For example, in order to efficiently introduce an excessive amount of water or nutrient solution to the storage unit 8 outside the medium. It may be a structure such as an inclined surface, an inclined part, or a groove provided on the surface, or a pump for forcibly discharging an excessive amount of water or nutrient solution out of the medium. The drained water or nutrient solution can be collected and reused, and contributes to keeping the environment of the plant cultivation system 1 healthy by examining the drainage components (for example, detecting bacteria and viruses).

本発明の植物栽培システムは、複数の親水性構造体が隣接する他の親水性構造体との間に空隙を有するように配置されてなる植物栽培用の培地を備え、当該親水性構造体による優れた保水性、ならびに培地内の空隙による優れた通気性および通水性を備えた植物栽培システムである。これらの特徴から、本発明の植物栽培システムは植物体を効率的かつ安定して生育させることができ、植物栽培の新たなシステムとして期待される。 The plant cultivation system of the present invention comprises a plant cultivation medium in which a plurality of hydrophilic structures are arranged so as to have a gap between other hydrophilic structures, and the hydrophilic structure It is a plant cultivation system having excellent water retention and excellent air permeability and water permeability due to voids in the medium. From these features, the plant cultivation system of the present invention can grow plants efficiently and stably, and is expected as a new system for plant cultivation.

１植物栽培システム
２親水性構造体
３空隙
４培地
５植物体
６空隙構造体
７開口部
８収容部
９潅水装置 1 plant cultivation system 2 hydrophilic structure 3 void 4 medium 5 plant body 6 void structure 7 opening 8 accommodating portion 9 irrigation device

Claims

複数の親水性構造体を少なくとも備える植物栽培システムであって、該親水性構造体が隣接する他の親水性構造体との間に空隙を有するように配置されてなる培地を有し、該培地にて植物を該親水性構造体の表面に密着させて栽培する、上記植物栽培システム。 A plant cultivation system comprising at least a plurality of hydrophilic structures, the medium comprising a medium in which the hydrophilic structure is disposed so as to have a gap between other hydrophilic structures, and the medium The plant cultivation system described above, wherein the plant is cultivated in close contact with the surface of the hydrophilic structure.

親水性構造体が着色されている、請求項１記載の植物栽培システム。 The plant cultivation system according to claim 1, wherein the hydrophilic structure is colored.

親水性構造体が養分を含む、請求項１または２記載の植物栽培システム。 The plant cultivation system of Claim 1 or 2 in which a hydrophilic structure contains a nutrient.

親水性構造体が分子架橋構造を有する、請求項１〜３のいずれか１項記載の植物栽培システム。 The plant cultivation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrophilic structure has a molecular crosslinking structure.

親水性構造体が内部に疎水性構造体を有する、請求項１〜４のいずれか１項記載の植物栽培システム。 The plant cultivation system of any one of Claims 1-4 in which a hydrophilic structure has a hydrophobic structure inside.

培地が親水性構造体に加えて、一または複数の空隙構造体を有する、請求項１〜５のいずれか１項記載の植物栽培システム。 The plant cultivation system according to any one of claims 1 to 5, wherein the medium has one or a plurality of void structures in addition to the hydrophilic structure.

培地を収容するための収容部を備える、請求項１〜６のいずれか１項記載の植物栽培システム。 The plant cultivation system of any one of Claims 1-6 provided with the accommodating part for accommodating a culture medium.

収容部が防水性を有する、請求項７記載の植物栽培システム。 The plant cultivation system according to claim 7, wherein the housing part has waterproofness.

複数の親水性構造体が隣接する他の親水性構造体との間に空隙を有するように配置されてなる、植物栽培用培地。 A culture medium for plant cultivation in which a plurality of hydrophilic structures are arranged so as to have a gap between other hydrophilic structures.