植物栽培システムおよび植物栽培部材
【課題】親水性フィルムを利用した植物栽培システムであって、定植された植物体を個別に管理および制御することができる、植物栽培システムを提供する。
【解決手段】一の植物体７が定植される親水性フィルム３と別の植物体が定植される親水性フィルム３が疎水性部材４により隔てられている植物栽培システムの提供。
【解決手段】一の植物体７が定植される親水性フィルム３と別の植物体が定植される親水性フィルム３が疎水性部材４により隔てられている植物栽培システムの提供。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも植物の定植面において複数の親水性部と当該親水性部をそれぞれ隔てるように配置された疎水性部を備える植物栽培部材と該親水性部に水または養液を供給する手段とを少なくとも備える植物栽培システムに関する。詳細には、本発明は当該疎水性部により隔てられた各親水性部上面上で個別に植物を栽培することを可能とする植物栽培システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
そこでこれらの問題点を解決すべく、親水性フィルム上で植物体を栽培する新たな植物栽培システムが開発されている（特許文献１、２）。当該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、従来の水耕栽培や養液土耕栽培と比べて低コストで安全な農作物を生産することができる。
【０００４】
しかしながら、上記の従来の親水性フィルムを利用した植物栽培システムにおいては、当該フィルム上に定植した複数の植物体の根が混在した状態で存在しており、システム内の一部にて生じた問題（フィルムの破損やウイルスや細菌などによる病気の発生）をその一部分に留めて対処・処理することは困難であった。また、複数の植物体の根が混在した状態にあるために、各植物体にそれぞれ給水および／または給肥を行うことは困難であり、各植物体に栽培条件を管理することができない状況にあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第4142725号公報
【特許文献２】特開2008-52号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、定植された植物体を個別に管理および制御して栽培することができる、親水性フィルムを備えた植物栽培システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、一の植物体が定植される親水性フィルムを別の植物体が定植される親水性フィルムと疎水性部材で隔てることによって、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］ 植物の定植面において親水性フィルムからなる複数の親水性部と該親水性部をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部とを備える植物栽培部材と、該親水性部に水または養液を供給する手段とを少なくとも備える植物栽培システム。
［２］ 水または養液を供給する手段を複数備え、該水または養液を供給する手段の各々が成分構成の異なる水または養液を親水性部ごとに供給することができる、［１］の植物栽培システム。
［３］ 親水性部の上面に土壌資材を備える、［１］または［２］の植物栽培システム。
［４］ 植物栽培部材と植物栽培システムの設置面の間に防水層を備える、［１］〜［３］のいずれかの植物栽培システム。
［５］ 植物の定植面において親水性フィルムからなる複数の親水性部と該親水性部をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部とを備える植物栽培部材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の植物栽培システムは、少なくとも植物の定植面においてそれぞれが疎水性部により隔てられた親水性フィルムからなる親水性部を複数備え、疎水性部により一の植物体の根域を一の親水性部に限局させることができるために、定植された植物体を個別に制御および管理して栽培することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、複数の親水性部３と当該親水性部３をそれぞれ隔てるように配置された疎水性部４からなる植物栽培部材５と当該親水性部３に水または養液を供給する手段６（貯水部８の形態）を備える植物栽培システム１の斜視図を示す。
【図２】図２は、植物栽培部材５における親水性部３と疎水性部４の配置を示す模式図である。（Ａ）および（Ｂ）親水性部３の周囲全体に疎水性部４が配置されている植物栽培部材５；（Ｃ）および（Ｄ）親水性部３の周囲の一部に疎水性部４が配置されている植物栽培部材５。
【図３】図３は、貯水部８を備える植物栽培システムの模式断面図を示す。（Ａ）貯水部８を植物栽培部材５の側方に備え、親水性フィルムの下面に密接して配置される親水性部材３’または高親水性部材３”の一端が延長して貯水部８の水または養液９に浸漬し、親水性部３に水または養液を供給する。（Ｂ）貯水部８を植物栽培部材５の直下に備え、親水性フィルムの下面に密接して配置される親水性部材３’または高親水性部材３”が貯水部８の水または養液９に接し、親水性部３に水または養液を供給する。
【図４】図４は、各親水性部３に配置される複数の水または養液を供給する手段６（貯水部８の形態）を備える植物栽培システムの斜視図を示す。
【図５】図５は、親水性部３の上面に土壌資材１０を備える植物栽培システムの斜視図を示す。
【図６】図６は、植物栽培部材５の直下に防水層１１を備える植物栽培システムの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明の植物栽培システム１（図１）は、少なくとも植物の定植面２において複数の親水性部３と当該親水性部３をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部４からなる植物栽培部材５と当該親水性部３に水または養液を供給する手段６とを少なくとも備える。
【００１３】
親水性部３は親水性フィルムからなり、当該親水性フィルムの表面に植物体７の根を密着させて、当該植物体７を栽培することができる。
【００１４】
親水性フィルムは親水性材料より構成されるためにそ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７はその根（特に根毛）を当該フィルムの表面へ密着させ実質的に一体化させて、当該フィルム中の水または養液を摂取し成長することができる。
【００１５】
「実質的に一体化」とは、植物体７の根毛細胞が親水性フィルム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定義することができる（特許第4142725号公報）。当該フィルムの表面上に植物体７を定植し、３５日間後、植物体７の根元で茎葉を切断する。植物体７の茎がほぼ中心になるように、植物体７の下の当該フィルムを巾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、当該フィルムが離れる（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７と当該フィルムとが「一体化」しているか否か試験することができる。
【００１６】
親水性フィルムは当該フィルムを介した植物体７の水または養液の摂取および植物体７の根の当該フィルムとの一体化を促進すべく、以下の物理的特性を有するものが好ましい。
【００１７】
親水性フィルムは、当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日後の栽培温度において測定した水側および塩水側のＥＣ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（特許第4142725号公報）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、ざる上に試験すべき親水性フィルム（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。
【００１８】
親水性フィルムは、当該フィルム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糖度（Ｂｒｉｘ％）の差が４以下であることが好ましい。この糖度（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。この糖度（Ｂｒｉｘ％）の差は、当業者に公知の手法（特許第4142725号公報）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、ざる上に試験すべき親水性フィルム（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。
【００１９】
親水性フィルムは、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ＪＩＳ Ｌ１０９２（Ｂ法）に準じた方法によって測定することができる。
【００２０】
このような親水性フィルムは、各種イオン、アミノ酸、糖などの栄養素は吸収および維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。そのため親水性フィルムが保持する水または養液は汚染されることはなく、当該フィルム上の植物体を安全に栽培することができる。
【００２１】
親水性フィルムには必要に応じて、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フィルム表面への密着性が向上し、親水性フィルム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。
【００２２】
上述の性質を具備する限り、親水性フィルムはいかなる材料から形成されていても良く、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、親水性フィルムを形成する材料としては、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。好ましくはハイメックフィルム（メビオール株式会社）を用いる。また、親水性フィルムは上記親水性材料により皮膜された材料（好ましくはプレート状、例えば、特に限定されないが繊維、木材、金属、ガラス、セラミック、石材および樹脂など）であっても良い。
【００２３】
親水性フィルムの厚さは、特に限定されることなく適宜選択することが可能である。好ましくは、親水性フィルムの厚さは、３００μｍ以下程度である。親水性フィルムの形状は、特に限定されることなく例えば、丸型、角型などいずれの形状であっても良い。
【００２４】
親水性部３に定植される植物体７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。
【００２５】
「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。
【００２６】
疎水性部４は疎水性材料より構成され、上記親水性フィルムと異なり水との親和性が低く水または養液をその内部へと吸収せず、その表面にて植物体７の根（特に根毛）を密着させ実質的に一体化させることできず、したがって、原則的にその表面に植物体７の根が成長し固着することはない。
【００２７】
疎水性部４は、疎水性材料、例えば、特に限定されないが金属材料、セラミック材料、防水材料・止水材料（木材プラスチック・ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）シート・フッ素系シート・ポリ塩化ビニルシート・ゴムシート・樹脂系シート・加硫ゴム系シート・塩化ビニル系シート・エチレン酢ビニル系シートなどから構成される。
【００２８】
疎水性部４は、シート状、フィルム状、またはプレート状であり、厚さは、３００μｍ以下程度である。疎水性部４の形状は、特に限定されることなく例えば、丸型、角型などいずれの形状であっても良い。
【００２９】
疎水性部４は、植物栽培部材５の少なくとも植物の定植面２において複数の親水性部３をそれぞれ隔てるように配置される。
【００３０】
植物栽培部材５における「植物の定植面」とは、植物体７が定植される親水性部３の表面を備える面を指す。
「複数」とは2、3、4、5、またはそれ以上の数を指す。
【００３１】
本明細書において「隔てる」とは、少なくとも一の親水性部３の表面に定植された植物体７の根域が隣接する親水性部３の表面に定植された植物体７の根域と重ならない状態を指し、必ずしも親水性部３のそれぞれが完全に独立している状態に限定することを意図しない。したがって、隣接する親水性部３の表面に定植された別の植物体７の根域が重ならない限り、親水性部３はその上面および／または下面において隣接する親水性部３と連通している場合も、本明細書における「隔てる」に含まれる場合がある。
【００３２】
疎水性部４は、少なくとも植物栽培部材５における植物の定植面２において、複数の親水性部３をそれぞれ隔てるように配置されていればよく、当該植物の定植面２以外の面、すなわち、植物栽培部材５の側面および下面においては、必ずしも疎水性部４が親水性部３をそれぞれ隔てるように配置されていなくても良い。好ましくは、植物栽培部材５における植物の定植面２以外の面においても、当該植物の定植面２と同様に疎水性部４は親水性部３をそれぞれ隔てるように配置される。
【００３３】
特に限定されないが、植物栽培部材５における植物の定植面２において疎水性部４を図２に示すように親水性部３に対して配置することができる。詳細には、疎水性部４を親水性部３の周囲全体に配置しても良いし（図２（Ａ）および（Ｂ））、一部に配置してもよい（図２（Ｃ）および（Ｄ））。
【００３４】
疎水性部４により、植物体７が定植される一の親水性部３を別の親水性部３と隔てることによって、植物体７の根域を一の親水性部３内に制限することができ、一の親水性部３内に複数の植物体の根が混在することを回避することができる。また、一の親水性部３を別の親水性部３と隔てることによって、植物体７を親水性部３ごとに管理することができるために、一の親水性部３にて親水性フィルムの破損やウイルスや細菌等の病気が発生した場合に、その影響がシステム内の他の植物体に広く及ぶことを回避することがでる。さらに、一の親水性部３を別の親水性部３と隔てることによって、各親水性部３に独自の給水および／または給肥条件を適用することができ、各植物体７の品種や生育状況に応じて個別に管理することができる。
【００３５】
親水性部３には、図２（Ｂ）に示すように複数の植物体７を一の親水性部３内に定植しても良い。ここで「複数」とは、２、３、４、５またはそれ以上を指す。また、一の親水性部３内に定植される複数の植物体は、植物体同士の根が混在してかまわないような、同一条件下にて栽培される植物体が好ましい。
【００３６】
植物栽培部材５は、上記の配置にある親水性部３と疎水性部４から成るシート状、フィルム状、またはプレート状の形状を有する。
【００３７】
植物栽培部材５は、親水性部３と疎水性部４が上記の配置をとるように一体的に形成されていても良いし、親水性部３と疎水性部４をそれぞれ独立に形成し、その後上記の配置にそれぞれ組み合わせる（例えば、接着する）ことによって形成されていても良い。その際に、親水性部３と疎水性部４は必ずしも同一平面上に組み合わせて配置されていなくても良く、例えば、疎水性部４の表面上に親水性部３が配置されていても良いし、逆に親水性部３の表面上に疎水性部４が配置されていても良い。
【００３８】
好ましくは植物栽培部材５は、疎水性部４をベースとして親水性部３を適宜配置して組み合わせることによって形成される。例えば、疎水性部４に所定の間隔をもって設けられた親水性部３を規定する複数の開口部に上記親水性フィルムを配置して組み合わせることによって形成することができる。開口部は疎水性部４の上面から下面にわたって貫通し親水性部３の位置および範囲を規定する。一の親水性部３に対して、一の開口部が設けられても良いし、複数の開口部が設けられても良い。開口部の大きさは親水性部３の面積と同程度〜親水性部３の面積よりも小さい範囲で適宜決定することができる。当該開口部に親水性フィルムを適宜配置して組み合わせることによって、疎水性部４によりそれぞれ隔てられた親水性部３を備える植物栽培部材５を形成することができる。この場合、親水性部３の下面（すなわち、植物体７が定植されない面）は、疎水性部４により完全に覆われていないために、下記にて詳述するように、親水性部３の下面より水または養液を親水性部３へ供給することができ有利である。また、疎水性部４をベースとすることにより、疎水性部４の物理的強度が親水性部３より高い場合は、植物栽培部材５に親水性部だけから構成される場合よりも高い物理的強度を付与することができ、植物のメンテナンス作業等における落下物による破損を低減することができ有利である。
【００３９】
親水性部３および／または疎水性部４には必要に応じて、上面から下面にわたる貫通孔を設けても良い。当該貫通孔により、植物栽培部材５の上方から下方および／または下方から上方への通気を行うことができ、および／または植物栽培部材５上面上の余分な水を植物栽培部材５の下方へ排水することができる。「植物栽培部材５上面上の余分な水」とは、植物栽培部材５上方からの潅水および結露水などにより植物栽培部材５の上面に溜まった水滴および／または水たまりを指す。当該余分な水はウイルスや細菌などが繁殖する温床となるだけでなく、疎水性部４上に水分が溜まると疎水性部４上でも植物体の根の成長が可能となり根域を制限することが困難となる。
【００４０】
「貫通孔」は通気および／または排水を効率的かつ簡易に行えるように少なくとも水の表面張力により開口部が塞がれない大きさの孔であり、目視により認識できる程度の大きさの孔を指し、毛細管の管径程度の微小孔は当該貫通孔に含まれない。貫通孔の形状および数は特に限定されず、適宜選択することができる。ただし、下記にて詳述するような植物栽培部材５の下方からの親水性部３への給水および／または給肥により、貫通孔より植物栽培部材５の上面に水または養液が流出してしまうことが予測される場合には、親水性部３および／または疎水性部４に貫通孔を設けることはできない。「貫通孔」より水または養液が植物栽培部材５上面に流出してしまうと、ウイルスや細菌などが繁殖する温床となるだけでなく、疎水性部４上に水分が溜まると、疎水性部４上でも植物体の根の成長が可能となり根域を制限することが困難となるためである。
【００４１】
親水性部３に水または養液を供給する手段６は、親水性部３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、例えば植物栽培部材５上、植物栽培部材５中、または植物栽培部材５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、植物栽培部材５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などが挙げられる。
【００４２】
あるいは、親水性部３に水または養液を供給する手段６は、水または養液を貯水可能な貯水部８の形態である。
【００４３】
貯水部８は少なくとも内底面および内側面に防水性を備える容器またはトレー状の形状を有し、水または養液をその内側に貯水することができる。貯水部８は水または養液を貯水し得る限りどのような形態であってもよく、例えば、防水性を有する木材、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から形成されていても良いし、あるいは本発明の植物栽培システム１の設置面に設けられた穴、くぼみ、溝などの表面を防水性を有する材料（例えば、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）によって覆うことによって形成されていても良い。
【００４４】
貯水部８から親水性部３への水または養液の供給は、親水性部３を構成する親水性フィルムの少なくとも一部が貯水部８の水または養液９と接することによって達成される。あるいは、親水性部３の下面に密着して配置された親水性部材３’または高親水性部材３”の少なくとも一部が貯水部８の水または養液９と接することによって達成される。「親水性部材」とは、上記親水性フィルムと同様に親水性材料からなり、上記親水性フィルムと同等の水または養液の吸収能および拡散能を示す、すなわち、上記親水性フィルムと同等のＥＣの差、糖度（Ｂｒｉｘ％）の差、および耐水圧の値を示し、上記親水性フィルムと同様に水または養液を吸収し、そして密着している親水性部３の下面に水または養液を拡散することができる。「高親水性部材」とは、上記親水性フィルムと同様に親水性材料からなり、上記親水性フィルムよりも優れた水または養液の吸収能および拡散能を示す、すなわち、上記親水性フィルムよりも、ＥＣの差、糖度（Ｂｒｉｘ％）の差、および耐水圧の値が小さく、上記親水性フィルムよりも大量の水または養液を吸収し、そして密着している水性部２の下面に水または養液を拡散することができる。「親水性部材」および「高親水性部材」については、水または養分の吸水性や拡散性に優れたものであれば良く、根の生育に対しては限定的なものであっても良い。
【００４５】
親水性フィルムまたは親水性部材３’もしくは高親水性部材３”の「少なくとも一部が貯水部８の水または養液９と接する」とは、親水性フィルムまたは親水性部材３’もしくは高親水性部材３”の一端が延長して貯水部８の水または養液９に浸漬している状態（図３（Ａ））、あるいは親水性部３の下面または親水性部３の下面に配置された親水性部材もしくは高親水性部材の下面の全体または一部が露出し、当該下面の全体または一部が貯水部８の水または養液９に接している状態（図３（Ｂ））などを指す。好ましくは、親水性部３の下面または親水性部３の下面に密着して配置された親水性部材３’もしくは高親水性部材３”の下面の全体または一部が露出し、当該下面の全体または一部が貯水部８の水または養液９に接している状態である。
【００４６】
貯水部８は親水性フィルムまたは親水性部材３’もしくは高親水性部材３”が親水性部３に水または養液を供給し得る限り、植物栽培部材５に対してどのように配置されても良く、例えば、植物栽培部材５の上方、側方または下方のいずれの位置に配置されても良い。
【００４７】
好ましくは、貯水部８は植物栽培部材５の直下（少なくとも親水性部３の直下）に配置され、親水性部３の下面の全体または一部、あるいは、親水性部３が親水性部材３’もしくは高親水性部材３”を備える場合にはその下面の全体または一部が露出しており、当該親水性部３の下面の全体または一部が直接的に、または親水性部材もしくは高親水性部材を介して間接的に貯水部８の水または養液９に接し、親水性部３に水または養液を供給する。貯水部８を植物栽培部材５の直下（少なくとも親水性部３の直下）に配置することによって、親水性部３に水または養液を拡散により効率的に供給することが可能となる。またこの際、親水性部３および疎水性部４は無孔であることが好ましい。「無孔」とは、植物栽培部材５の直下に配置された貯水部８の水または養液が親水性部３および疎水性部４の上面に流出することを可能とする孔、例えば上記「貫通孔」を有さないことを指す。親水性部３および疎水性部４が無孔であることによって、植物栽培部材５の直下（少なくとも親水性部３の直下）に配置された貯水部８より水または養液が植物栽培部材５上面に流出することを防ぐことができる。貯水部８より水または養液が植物栽培部材５上面に流出してしまうと、疎水性部４上に水または養液が溜まり、疎水性部４上でも植物体の根の成長が可能となり根域を制限することが困難となる。したがって親水性部３および疎水性部４が無孔であることによって、植物体７が水または養液を摂取できる場を親水性部３に制限することが可能となり根域を制限することができる。
【００４８】
親水性部３に水または養液を供給する手段６は、親水性部３ごとに、詳細には疎水性部４により規定される親水性部３ごとに、供給する水または養液の組成が異なっていても良い。すなわち、本発明の植物栽培システム１は、供給する水または養液の組成が異なっている複数の当該手段６を備えていても良い（図４）。複数の当該手段６を備えることによって、定植される植物体７の品種、生育状況、時期、栽培条件などの要因応じて、各植物体７に最適な給水量、肥料の組成および量を制御し管理することができる。
【００４９】
本発明の植物栽培システム１は、親水性部３の上面に土壌資材１０を配置しても良い（図５）。親水性部３の上面に土壌資材１０を配置することによって、親水性部３の上面へ植物体７を定植する際に植物体７を支持することができる。また親水性部３の上面に土壌資材１０を配置することによって、親水性部３の上面に定植された植物体７の根に当たる光を遮ることができ、また給水時に（特に植物栽培部材５の上方からの潅水による）親水性部３の上面の保水性を高めることができ、結果として植物体７の生育を促すことができる。
【００５０】
土壌資材１０は、土または土に類する培地から構成され、例えば、土、鹿沼土、腐葉土、真砂土、赤玉土、ゼオライト、れき、パミスサンド、籾殻くん炭、ピートモス、バーミキュライト、パーライト、セラミック、ロックウール、ココヤシ繊維、樹皮培地、籾殻、やしがら、ニータン、ソータン、粒状フェノール樹脂、ハイドロボール、布、不織布（これらに限定されない）およびこれらの組み合わせから構成される。
【００５１】
本発明の植物栽培システム１は、植物栽培部材５と植物栽培システムの設置面の間に防水層１１を備えても良い。当該システム１の設置面は、特に限定されないが土壌、コンクリート、アスファルト、石、金属、木材、布、樹脂、セラミックよりなるか、またはそれらにより覆われている。防水層１１は水を通さない適当な材料から形成され、例えば木材、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。防水層１１の形状はフィルム状、シート状、プレート状、および有底容器の形状であっても良い。
【００５２】
防水層１１は当該システム１内部の水分が外部、特に植物栽培システム１の設置面へと漏出することを防ぎ、かつ外部、特に植物栽培システム１の設置面の水分が当該システム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）が当該システム１の設置面に流出しないために、当該設置面の汚染を防ぐことができ、また逆に当該設置面の汚染（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を保護することが可能である。例えば、図６に示すように植物栽培部材５の下に防水層１１を備えることによって、植物栽培部材５の上方にある水または養液を供給する手段６（図示せず）より供給された水または養液が、植物栽培システムの外部へ漏出することを防ぐことができる。また、防水層１１は親水性部３に供給された水または養液の排水を再利用のために回収および貯水することを可能とする。
【００５３】
なお、上記貯水部８を植物栽培部材５の直下に備え、防水層１１としての機能を果たしても良い。また、植物栽培システム１の設置面が防水性を備える場合、防水層１１に代えて当該植物栽培システム１の設置面が防水層１１の機能を果たしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の植物栽培システムは、植物体が定植される親水性部がそれぞれ疎水性部により隔てられた植物栽培用部材を備え、疎水性部により一の植物体の根域を一の親水性部に限局させることができるために、定植された植物体を個別に管理することができる。故に、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。
【符号の説明】
【００５５】
１植物栽培システム
２植物の定植面
３親水性部
４疎水性部
５植物栽培部材
６水または養液を供給する手段
７植物体
８貯水部
９貯水部の水または養液
１０土壌資材
１１防水層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも植物の定植面において複数の親水性部と当該親水性部をそれぞれ隔てるように配置された疎水性部を備える植物栽培部材と該親水性部に水または養液を供給する手段とを少なくとも備える植物栽培システムに関する。詳細には、本発明は当該疎水性部により隔てられた各親水性部上面上で個別に植物を栽培することを可能とする植物栽培システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
そこでこれらの問題点を解決すべく、親水性フィルム上で植物体を栽培する新たな植物栽培システムが開発されている（特許文献１、２）。当該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、従来の水耕栽培や養液土耕栽培と比べて低コストで安全な農作物を生産することができる。
【０００４】
しかしながら、上記の従来の親水性フィルムを利用した植物栽培システムにおいては、当該フィルム上に定植した複数の植物体の根が混在した状態で存在しており、システム内の一部にて生じた問題（フィルムの破損やウイルスや細菌などによる病気の発生）をその一部分に留めて対処・処理することは困難であった。また、複数の植物体の根が混在した状態にあるために、各植物体にそれぞれ給水および／または給肥を行うことは困難であり、各植物体に栽培条件を管理することができない状況にあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第4142725号公報
【特許文献２】特開2008-52号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、定植された植物体を個別に管理および制御して栽培することができる、親水性フィルムを備えた植物栽培システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、一の植物体が定植される親水性フィルムを別の植物体が定植される親水性フィルムと疎水性部材で隔てることによって、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］ 植物の定植面において親水性フィルムからなる複数の親水性部と該親水性部をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部とを備える植物栽培部材と、該親水性部に水または養液を供給する手段とを少なくとも備える植物栽培システム。
［２］ 水または養液を供給する手段を複数備え、該水または養液を供給する手段の各々が成分構成の異なる水または養液を親水性部ごとに供給することができる、［１］の植物栽培システム。
［３］ 親水性部の上面に土壌資材を備える、［１］または［２］の植物栽培システム。
［４］ 植物栽培部材と植物栽培システムの設置面の間に防水層を備える、［１］〜［３］のいずれかの植物栽培システム。
［５］ 植物の定植面において親水性フィルムからなる複数の親水性部と該親水性部をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部とを備える植物栽培部材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の植物栽培システムは、少なくとも植物の定植面においてそれぞれが疎水性部により隔てられた親水性フィルムからなる親水性部を複数備え、疎水性部により一の植物体の根域を一の親水性部に限局させることができるために、定植された植物体を個別に制御および管理して栽培することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、複数の親水性部３と当該親水性部３をそれぞれ隔てるように配置された疎水性部４からなる植物栽培部材５と当該親水性部３に水または養液を供給する手段６（貯水部８の形態）を備える植物栽培システム１の斜視図を示す。
【図２】図２は、植物栽培部材５における親水性部３と疎水性部４の配置を示す模式図である。（Ａ）および（Ｂ）親水性部３の周囲全体に疎水性部４が配置されている植物栽培部材５；（Ｃ）および（Ｄ）親水性部３の周囲の一部に疎水性部４が配置されている植物栽培部材５。
【図３】図３は、貯水部８を備える植物栽培システムの模式断面図を示す。（Ａ）貯水部８を植物栽培部材５の側方に備え、親水性フィルムの下面に密接して配置される親水性部材３’または高親水性部材３”の一端が延長して貯水部８の水または養液９に浸漬し、親水性部３に水または養液を供給する。（Ｂ）貯水部８を植物栽培部材５の直下に備え、親水性フィルムの下面に密接して配置される親水性部材３’または高親水性部材３”が貯水部８の水または養液９に接し、親水性部３に水または養液を供給する。
【図４】図４は、各親水性部３に配置される複数の水または養液を供給する手段６（貯水部８の形態）を備える植物栽培システムの斜視図を示す。
【図５】図５は、親水性部３の上面に土壌資材１０を備える植物栽培システムの斜視図を示す。
【図６】図６は、植物栽培部材５の直下に防水層１１を備える植物栽培システムの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明の植物栽培システム１（図１）は、少なくとも植物の定植面２において複数の親水性部３と当該親水性部３をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部４からなる植物栽培部材５と当該親水性部３に水または養液を供給する手段６とを少なくとも備える。
【００１３】
親水性部３は親水性フィルムからなり、当該親水性フィルムの表面に植物体７の根を密着させて、当該植物体７を栽培することができる。
【００１４】
親水性フィルムは親水性材料より構成されるためにそ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７はその根（特に根毛）を当該フィルムの表面へ密着させ実質的に一体化させて、当該フィルム中の水または養液を摂取し成長することができる。
【００１５】
「実質的に一体化」とは、植物体７の根毛細胞が親水性フィルム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定義することができる（特許第4142725号公報）。当該フィルムの表面上に植物体７を定植し、３５日間後、植物体７の根元で茎葉を切断する。植物体７の茎がほぼ中心になるように、植物体７の下の当該フィルムを巾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、当該フィルムが離れる（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７と当該フィルムとが「一体化」しているか否か試験することができる。
【００１６】
親水性フィルムは当該フィルムを介した植物体７の水または養液の摂取および植物体７の根の当該フィルムとの一体化を促進すべく、以下の物理的特性を有するものが好ましい。
【００１７】
親水性フィルムは、当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日後の栽培温度において測定した水側および塩水側のＥＣ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（特許第4142725号公報）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、ざる上に試験すべき親水性フィルム（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。
【００１８】
親水性フィルムは、当該フィルム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糖度（Ｂｒｉｘ％）の差が４以下であることが好ましい。この糖度（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。この糖度（Ｂｒｉｘ％）の差は、当業者に公知の手法（特許第4142725号公報）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、ざる上に試験すべき親水性フィルム（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。
【００１９】
親水性フィルムは、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ＪＩＳ Ｌ１０９２（Ｂ法）に準じた方法によって測定することができる。
【００２０】
このような親水性フィルムは、各種イオン、アミノ酸、糖などの栄養素は吸収および維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。そのため親水性フィルムが保持する水または養液は汚染されることはなく、当該フィルム上の植物体を安全に栽培することができる。
【００２１】
親水性フィルムには必要に応じて、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フィルム表面への密着性が向上し、親水性フィルム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。
【００２２】
上述の性質を具備する限り、親水性フィルムはいかなる材料から形成されていても良く、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、親水性フィルムを形成する材料としては、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。好ましくはハイメックフィルム（メビオール株式会社）を用いる。また、親水性フィルムは上記親水性材料により皮膜された材料（好ましくはプレート状、例えば、特に限定されないが繊維、木材、金属、ガラス、セラミック、石材および樹脂など）であっても良い。
【００２３】
親水性フィルムの厚さは、特に限定されることなく適宜選択することが可能である。好ましくは、親水性フィルムの厚さは、３００μｍ以下程度である。親水性フィルムの形状は、特に限定されることなく例えば、丸型、角型などいずれの形状であっても良い。
【００２４】
親水性部３に定植される植物体７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。
【００２５】
「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。
【００２６】
疎水性部４は疎水性材料より構成され、上記親水性フィルムと異なり水との親和性が低く水または養液をその内部へと吸収せず、その表面にて植物体７の根（特に根毛）を密着させ実質的に一体化させることできず、したがって、原則的にその表面に植物体７の根が成長し固着することはない。
【００２７】
疎水性部４は、疎水性材料、例えば、特に限定されないが金属材料、セラミック材料、防水材料・止水材料（木材プラスチック・ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）シート・フッ素系シート・ポリ塩化ビニルシート・ゴムシート・樹脂系シート・加硫ゴム系シート・塩化ビニル系シート・エチレン酢ビニル系シートなどから構成される。
【００２８】
疎水性部４は、シート状、フィルム状、またはプレート状であり、厚さは、３００μｍ以下程度である。疎水性部４の形状は、特に限定されることなく例えば、丸型、角型などいずれの形状であっても良い。
【００２９】
疎水性部４は、植物栽培部材５の少なくとも植物の定植面２において複数の親水性部３をそれぞれ隔てるように配置される。
【００３０】
植物栽培部材５における「植物の定植面」とは、植物体７が定植される親水性部３の表面を備える面を指す。
「複数」とは2、3、4、5、またはそれ以上の数を指す。
【００３１】
本明細書において「隔てる」とは、少なくとも一の親水性部３の表面に定植された植物体７の根域が隣接する親水性部３の表面に定植された植物体７の根域と重ならない状態を指し、必ずしも親水性部３のそれぞれが完全に独立している状態に限定することを意図しない。したがって、隣接する親水性部３の表面に定植された別の植物体７の根域が重ならない限り、親水性部３はその上面および／または下面において隣接する親水性部３と連通している場合も、本明細書における「隔てる」に含まれる場合がある。
【００３２】
疎水性部４は、少なくとも植物栽培部材５における植物の定植面２において、複数の親水性部３をそれぞれ隔てるように配置されていればよく、当該植物の定植面２以外の面、すなわち、植物栽培部材５の側面および下面においては、必ずしも疎水性部４が親水性部３をそれぞれ隔てるように配置されていなくても良い。好ましくは、植物栽培部材５における植物の定植面２以外の面においても、当該植物の定植面２と同様に疎水性部４は親水性部３をそれぞれ隔てるように配置される。
【００３３】
特に限定されないが、植物栽培部材５における植物の定植面２において疎水性部４を図２に示すように親水性部３に対して配置することができる。詳細には、疎水性部４を親水性部３の周囲全体に配置しても良いし（図２（Ａ）および（Ｂ））、一部に配置してもよい（図２（Ｃ）および（Ｄ））。
【００３４】
疎水性部４により、植物体７が定植される一の親水性部３を別の親水性部３と隔てることによって、植物体７の根域を一の親水性部３内に制限することができ、一の親水性部３内に複数の植物体の根が混在することを回避することができる。また、一の親水性部３を別の親水性部３と隔てることによって、植物体７を親水性部３ごとに管理することができるために、一の親水性部３にて親水性フィルムの破損やウイルスや細菌等の病気が発生した場合に、その影響がシステム内の他の植物体に広く及ぶことを回避することがでる。さらに、一の親水性部３を別の親水性部３と隔てることによって、各親水性部３に独自の給水および／または給肥条件を適用することができ、各植物体７の品種や生育状況に応じて個別に管理することができる。
【００３５】
親水性部３には、図２（Ｂ）に示すように複数の植物体７を一の親水性部３内に定植しても良い。ここで「複数」とは、２、３、４、５またはそれ以上を指す。また、一の親水性部３内に定植される複数の植物体は、植物体同士の根が混在してかまわないような、同一条件下にて栽培される植物体が好ましい。
【００３６】
植物栽培部材５は、上記の配置にある親水性部３と疎水性部４から成るシート状、フィルム状、またはプレート状の形状を有する。
【００３７】
植物栽培部材５は、親水性部３と疎水性部４が上記の配置をとるように一体的に形成されていても良いし、親水性部３と疎水性部４をそれぞれ独立に形成し、その後上記の配置にそれぞれ組み合わせる（例えば、接着する）ことによって形成されていても良い。その際に、親水性部３と疎水性部４は必ずしも同一平面上に組み合わせて配置されていなくても良く、例えば、疎水性部４の表面上に親水性部３が配置されていても良いし、逆に親水性部３の表面上に疎水性部４が配置されていても良い。
【００３８】
好ましくは植物栽培部材５は、疎水性部４をベースとして親水性部３を適宜配置して組み合わせることによって形成される。例えば、疎水性部４に所定の間隔をもって設けられた親水性部３を規定する複数の開口部に上記親水性フィルムを配置して組み合わせることによって形成することができる。開口部は疎水性部４の上面から下面にわたって貫通し親水性部３の位置および範囲を規定する。一の親水性部３に対して、一の開口部が設けられても良いし、複数の開口部が設けられても良い。開口部の大きさは親水性部３の面積と同程度〜親水性部３の面積よりも小さい範囲で適宜決定することができる。当該開口部に親水性フィルムを適宜配置して組み合わせることによって、疎水性部４によりそれぞれ隔てられた親水性部３を備える植物栽培部材５を形成することができる。この場合、親水性部３の下面（すなわち、植物体７が定植されない面）は、疎水性部４により完全に覆われていないために、下記にて詳述するように、親水性部３の下面より水または養液を親水性部３へ供給することができ有利である。また、疎水性部４をベースとすることにより、疎水性部４の物理的強度が親水性部３より高い場合は、植物栽培部材５に親水性部だけから構成される場合よりも高い物理的強度を付与することができ、植物のメンテナンス作業等における落下物による破損を低減することができ有利である。
【００３９】
親水性部３および／または疎水性部４には必要に応じて、上面から下面にわたる貫通孔を設けても良い。当該貫通孔により、植物栽培部材５の上方から下方および／または下方から上方への通気を行うことができ、および／または植物栽培部材５上面上の余分な水を植物栽培部材５の下方へ排水することができる。「植物栽培部材５上面上の余分な水」とは、植物栽培部材５上方からの潅水および結露水などにより植物栽培部材５の上面に溜まった水滴および／または水たまりを指す。当該余分な水はウイルスや細菌などが繁殖する温床となるだけでなく、疎水性部４上に水分が溜まると疎水性部４上でも植物体の根の成長が可能となり根域を制限することが困難となる。
【００４０】
「貫通孔」は通気および／または排水を効率的かつ簡易に行えるように少なくとも水の表面張力により開口部が塞がれない大きさの孔であり、目視により認識できる程度の大きさの孔を指し、毛細管の管径程度の微小孔は当該貫通孔に含まれない。貫通孔の形状および数は特に限定されず、適宜選択することができる。ただし、下記にて詳述するような植物栽培部材５の下方からの親水性部３への給水および／または給肥により、貫通孔より植物栽培部材５の上面に水または養液が流出してしまうことが予測される場合には、親水性部３および／または疎水性部４に貫通孔を設けることはできない。「貫通孔」より水または養液が植物栽培部材５上面に流出してしまうと、ウイルスや細菌などが繁殖する温床となるだけでなく、疎水性部４上に水分が溜まると、疎水性部４上でも植物体の根の成長が可能となり根域を制限することが困難となるためである。
【００４１】
親水性部３に水または養液を供給する手段６は、親水性部３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、例えば植物栽培部材５上、植物栽培部材５中、または植物栽培部材５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、植物栽培部材５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などが挙げられる。
【００４２】
あるいは、親水性部３に水または養液を供給する手段６は、水または養液を貯水可能な貯水部８の形態である。
【００４３】
貯水部８は少なくとも内底面および内側面に防水性を備える容器またはトレー状の形状を有し、水または養液をその内側に貯水することができる。貯水部８は水または養液を貯水し得る限りどのような形態であってもよく、例えば、防水性を有する木材、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から形成されていても良いし、あるいは本発明の植物栽培システム１の設置面に設けられた穴、くぼみ、溝などの表面を防水性を有する材料（例えば、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）によって覆うことによって形成されていても良い。
【００４４】
貯水部８から親水性部３への水または養液の供給は、親水性部３を構成する親水性フィルムの少なくとも一部が貯水部８の水または養液９と接することによって達成される。あるいは、親水性部３の下面に密着して配置された親水性部材３’または高親水性部材３”の少なくとも一部が貯水部８の水または養液９と接することによって達成される。「親水性部材」とは、上記親水性フィルムと同様に親水性材料からなり、上記親水性フィルムと同等の水または養液の吸収能および拡散能を示す、すなわち、上記親水性フィルムと同等のＥＣの差、糖度（Ｂｒｉｘ％）の差、および耐水圧の値を示し、上記親水性フィルムと同様に水または養液を吸収し、そして密着している親水性部３の下面に水または養液を拡散することができる。「高親水性部材」とは、上記親水性フィルムと同様に親水性材料からなり、上記親水性フィルムよりも優れた水または養液の吸収能および拡散能を示す、すなわち、上記親水性フィルムよりも、ＥＣの差、糖度（Ｂｒｉｘ％）の差、および耐水圧の値が小さく、上記親水性フィルムよりも大量の水または養液を吸収し、そして密着している水性部２の下面に水または養液を拡散することができる。「親水性部材」および「高親水性部材」については、水または養分の吸水性や拡散性に優れたものであれば良く、根の生育に対しては限定的なものであっても良い。
【００４５】
親水性フィルムまたは親水性部材３’もしくは高親水性部材３”の「少なくとも一部が貯水部８の水または養液９と接する」とは、親水性フィルムまたは親水性部材３’もしくは高親水性部材３”の一端が延長して貯水部８の水または養液９に浸漬している状態（図３（Ａ））、あるいは親水性部３の下面または親水性部３の下面に配置された親水性部材もしくは高親水性部材の下面の全体または一部が露出し、当該下面の全体または一部が貯水部８の水または養液９に接している状態（図３（Ｂ））などを指す。好ましくは、親水性部３の下面または親水性部３の下面に密着して配置された親水性部材３’もしくは高親水性部材３”の下面の全体または一部が露出し、当該下面の全体または一部が貯水部８の水または養液９に接している状態である。
【００４６】
貯水部８は親水性フィルムまたは親水性部材３’もしくは高親水性部材３”が親水性部３に水または養液を供給し得る限り、植物栽培部材５に対してどのように配置されても良く、例えば、植物栽培部材５の上方、側方または下方のいずれの位置に配置されても良い。
【００４７】
好ましくは、貯水部８は植物栽培部材５の直下（少なくとも親水性部３の直下）に配置され、親水性部３の下面の全体または一部、あるいは、親水性部３が親水性部材３’もしくは高親水性部材３”を備える場合にはその下面の全体または一部が露出しており、当該親水性部３の下面の全体または一部が直接的に、または親水性部材もしくは高親水性部材を介して間接的に貯水部８の水または養液９に接し、親水性部３に水または養液を供給する。貯水部８を植物栽培部材５の直下（少なくとも親水性部３の直下）に配置することによって、親水性部３に水または養液を拡散により効率的に供給することが可能となる。またこの際、親水性部３および疎水性部４は無孔であることが好ましい。「無孔」とは、植物栽培部材５の直下に配置された貯水部８の水または養液が親水性部３および疎水性部４の上面に流出することを可能とする孔、例えば上記「貫通孔」を有さないことを指す。親水性部３および疎水性部４が無孔であることによって、植物栽培部材５の直下（少なくとも親水性部３の直下）に配置された貯水部８より水または養液が植物栽培部材５上面に流出することを防ぐことができる。貯水部８より水または養液が植物栽培部材５上面に流出してしまうと、疎水性部４上に水または養液が溜まり、疎水性部４上でも植物体の根の成長が可能となり根域を制限することが困難となる。したがって親水性部３および疎水性部４が無孔であることによって、植物体７が水または養液を摂取できる場を親水性部３に制限することが可能となり根域を制限することができる。
【００４８】
親水性部３に水または養液を供給する手段６は、親水性部３ごとに、詳細には疎水性部４により規定される親水性部３ごとに、供給する水または養液の組成が異なっていても良い。すなわち、本発明の植物栽培システム１は、供給する水または養液の組成が異なっている複数の当該手段６を備えていても良い（図４）。複数の当該手段６を備えることによって、定植される植物体７の品種、生育状況、時期、栽培条件などの要因応じて、各植物体７に最適な給水量、肥料の組成および量を制御し管理することができる。
【００４９】
本発明の植物栽培システム１は、親水性部３の上面に土壌資材１０を配置しても良い（図５）。親水性部３の上面に土壌資材１０を配置することによって、親水性部３の上面へ植物体７を定植する際に植物体７を支持することができる。また親水性部３の上面に土壌資材１０を配置することによって、親水性部３の上面に定植された植物体７の根に当たる光を遮ることができ、また給水時に（特に植物栽培部材５の上方からの潅水による）親水性部３の上面の保水性を高めることができ、結果として植物体７の生育を促すことができる。
【００５０】
土壌資材１０は、土または土に類する培地から構成され、例えば、土、鹿沼土、腐葉土、真砂土、赤玉土、ゼオライト、れき、パミスサンド、籾殻くん炭、ピートモス、バーミキュライト、パーライト、セラミック、ロックウール、ココヤシ繊維、樹皮培地、籾殻、やしがら、ニータン、ソータン、粒状フェノール樹脂、ハイドロボール、布、不織布（これらに限定されない）およびこれらの組み合わせから構成される。
【００５１】
本発明の植物栽培システム１は、植物栽培部材５と植物栽培システムの設置面の間に防水層１１を備えても良い。当該システム１の設置面は、特に限定されないが土壌、コンクリート、アスファルト、石、金属、木材、布、樹脂、セラミックよりなるか、またはそれらにより覆われている。防水層１１は水を通さない適当な材料から形成され、例えば木材、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。防水層１１の形状はフィルム状、シート状、プレート状、および有底容器の形状であっても良い。
【００５２】
防水層１１は当該システム１内部の水分が外部、特に植物栽培システム１の設置面へと漏出することを防ぎ、かつ外部、特に植物栽培システム１の設置面の水分が当該システム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）が当該システム１の設置面に流出しないために、当該設置面の汚染を防ぐことができ、また逆に当該設置面の汚染（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を保護することが可能である。例えば、図６に示すように植物栽培部材５の下に防水層１１を備えることによって、植物栽培部材５の上方にある水または養液を供給する手段６（図示せず）より供給された水または養液が、植物栽培システムの外部へ漏出することを防ぐことができる。また、防水層１１は親水性部３に供給された水または養液の排水を再利用のために回収および貯水することを可能とする。
【００５３】
なお、上記貯水部８を植物栽培部材５の直下に備え、防水層１１としての機能を果たしても良い。また、植物栽培システム１の設置面が防水性を備える場合、防水層１１に代えて当該植物栽培システム１の設置面が防水層１１の機能を果たしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の植物栽培システムは、植物体が定植される親水性部がそれぞれ疎水性部により隔てられた植物栽培用部材を備え、疎水性部により一の植物体の根域を一の親水性部に限局させることができるために、定植された植物体を個別に管理することができる。故に、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。
【符号の説明】
【００５５】
１植物栽培システム
２植物の定植面
３親水性部
４疎水性部
５植物栽培部材
６水または養液を供給する手段
７植物体
８貯水部
９貯水部の水または養液
１０土壌資材
１１防水層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の定植面において親水性フィルムからなる複数の親水性部と該親水性部をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部とを備える植物栽培部材と、該親水性部に水または養液を供給する手段とを少なくとも備える植物栽培システム。
【請求項２】
水または養液を供給する手段を複数備え、該水または養液を供給する手段の各々が成分構成の異なる水または養液を親水性部ごとに供給することができる、請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項３】
親水性部の上面に土壌資材を備える、請求項１または２記載の植物栽培システム。
【請求項４】
植物栽培部材と植物栽培システムの設置面の間に防水層を備える、請求項１〜３のいずれか１項記載の植物栽培システム。
【請求項５】
植物の定植面において親水性フィルムからなる複数の親水性部と該親水性部をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部とを備える植物栽培部材。
【請求項１】
植物の定植面において親水性フィルムからなる複数の親水性部と該親水性部をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部とを備える植物栽培部材と、該親水性部に水または養液を供給する手段とを少なくとも備える植物栽培システム。
【請求項２】
水または養液を供給する手段を複数備え、該水または養液を供給する手段の各々が成分構成の異なる水または養液を親水性部ごとに供給することができる、請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項３】
親水性部の上面に土壌資材を備える、請求項１または２記載の植物栽培システム。
【請求項４】
植物栽培部材と植物栽培システムの設置面の間に防水層を備える、請求項１〜３のいずれか１項記載の植物栽培システム。
【請求項５】
植物の定植面において親水性フィルムからなる複数の親水性部と該親水性部をそれぞれ隔てるように配置されている疎水性部とを備える植物栽培部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１２０５２１（Ｐ２０１１−１２０５２１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８０３５１（Ｐ２００９−２８０３５１）
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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