人工土壤培养基的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可在植物工厂等中利用的人工土壤培养基。
【背景技术】
[0002] 近年来，在控制生长条件的环境下栽培蔬菜等植物的植物工厂增加。迄今为止的 植物工厂以莴苣等叶菜类蔬菜的水耕栽培为中心，但在最近，关于不适于水耕栽培的根菜 类也有尝试在植物工厂栽培的动向。
[0003] 在根菜类等栽培中，需要对应作物的成长阶段改变养分的种类及施肥量，并对应 各个作物的施肥时期，直到作物的收获为止，分数次进行基肥、追肥等施肥。因此，要求用于 在植物工厂栽培根菜类等的人工土壤具备与天然土壤相同的基本性能，并且将施肥次数等 减少等用天然土壤难以实现的独特的功能。
[0004] 作为与迄今为止开发的人工土壤相关的技术，有通过含有生物分解性粉体的被膜 包覆肥料粒子的包覆粒状肥料（例如，参照专利文献1)。专利文献1的包覆粒状肥料由于 被膜在土壤中缓慢分解，因此能够调整养分的溶出模式。
[0005] 另外，还有用含有萜烯树脂和热可挠性树脂的被膜包覆的包覆粒状肥料（例如， 参照专利文献2)。专利文献2的包覆粒状肥料通过使用萜烯树脂及热可挠性树脂作为被膜 提高肥料的力学强度，并且抑制养分的初期的溶出。
[0006] 另外，还有含有肥料依赖于温度溶出的两种包覆粒状肥料的肥料组合物（例如， 参照专利文献3)。专利文献3的肥料组合物即使在存在温度差异的栽培环境，也能够适时、 适量地供给养分。
[0007] 现有技术文献：
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:特开平6-144981号公报
[0010] 专利文献2:特开平11-60369号公报
[0011] 专利文献3:特开2009-234811号公报
【发明内容】
[0012] 发明要解决的课题
[0013] 在开发人工土壤时，在达到与天然土壤相同的植物培养能力的同时，例如，需要能 够对栽培对象植物适当地供给养分和水分的控制功能。特别是，养分供给量的控制功能对 于实现减少对植物的施肥次数、栽培生产率高的作物、根据植物的种类进行最适的栽培计 划很重要。如果能够通过在植物所需的时期以所需的量将养分从人工土壤释放到外部的方 式控制养分的释放特性，则能够实现具有天然土壤没有的独特的功能的、付加价值高的人 工土壤。
[0014] 但是，专利文献1及专利文献2的与人工土壤有关的技术均是用肥料粒状体单位 进行设计，混合到土壤中使用。仅仅通过微细的肥料粒状体单位的改良难以实现大幅度的 功能改变或改良，提高养分的释放特性。例如，如专利文献1和专利文献2所述，通过在一 个肥料粒状体上包覆不同种类的被膜，即使肥料粒状体单体中在养分释放特性方面存在程 度差异，在将肥料粒状体混合到土壤中的情况下，由于肥料粒状体的特性被平均化，因此作 为肥料粒状体单体的功能的差异也难以在土壤整体上表现出来，从而未必能够发挥如设计 所述的功能。
[0015] 另外，专利文献3中，将肥料依赖于温度而溶出的多种肥料粒状体组合，从而构成 肥料组合物，就植物所必需的养分而言，由于植物的种类和在成长阶段中的种类及施肥量 不同，因此常常难以最适地进行养分供给，改善的空间大。
[0016] 本发明鉴于上述问题点而做出，其目的在于，提供一种在人工土壤粒子集合而成 的人工土壤培养基中，可对应栽培对象植物的成长阶段释放适当种类的养分、或根据栽培 对象植物可高度地控制养分的施肥量的技术。
[0017] 解决课题的方法
[0018] 用于解决上述课题的本发明的人工土壤培养基的特征结构为，
[0019] 一种人工土壤培养基，其为含有可释放养分的多个人工土壤粒子的人工土壤培养 基，
[0020] 所述多个人工土壤粒子由多种人工土壤粒子构成，所述多种人工土壤粒子以在植 物的栽培期间的不同阶段各自释放养分的方式设定。
[0021] 根据本结构的人工土壤培养基，由于由以在植物的栽培期间的不同阶段各自释放 养分的方式设定的多种人工土壤粒子构成人工土壤培养基，因此各种人工土壤粒子的养分 的释放特性重叠，各自的人工土壤粒子的养分的释放特性相互补充。进一步地，通过混合的 人工土壤粒子的养分的释放特性的不同，可在不同的时期释放不同的养分。即，能够得到可 在植物的整个栽培期间的最适的时期以最适的量释放不同的养分的人工土壤培养基。这 样，与添加单一的肥料粒状体的人工土壤培养基相比，本结构的人工土壤培养基由于能够 根据植物的成长阶段控制必需的种类的养分及释放量，因此能够减少施肥的频率。另外，因 为通过改变人工土壤粒子的养分的释放特性能够任意地调整养分从人工土壤粒子的释放 的时期和养分的释放量，所以可实现根据栽培对象植物高度地控制适当的养分的供给时期 及养分的供给量（即，设定了最适的养分的释放计划）的人工土壤培养基。
[0022] 在本发明的人工土壤培养基中，
[0023] 所述多种人工土壤粒子优选以根据外部环境的变化释放养分的方式设定。
[0024] 根据本结构的人工土壤培养基，由于多种人工土壤粒子以根据外部环境的变化释 放养分的方式设定，因此能够以根据植物的栽培环境在最适的时机以最适的量对植物供给 必需的养分的方式设定。
[0025] 在本发明的人工土壤培养基中，
[0026] 所述多种人工土壤粒子的至少一种优选用具有分解性的树脂包覆。
[0027] 根据本结构的人工土壤培养基，由于多种人工土壤粒子的至少一种用具有分解性 的树脂包覆，因此树脂根据外部环境的变化分解，从而从人工土壤粒子释放养分。因此，能 够根据植物的栽培环境在最适的时机以最适的量对植物供给必需的养分。
[0028] 在本发明的人工土壤培养基中，
[0029] 所述具有分解性的树脂优选为从由水溶性树脂、生物分解性树脂、及酸分解性树 脂组成的组中选择的至少一种。
[0030] 根据本结构的人工土壤培养基，因为具有分解性的树脂为从由水溶性树脂、生物 分解性树脂、及酸分解性树脂组成的组中选择的至少一种，所以树脂根据外部环境的变化， 例如对人工土壤培养基供给的水分量、微生物的存在量、从植物的根分泌的根酸的量、磷酸 等肥料成分的浓度等分解。因此，能够根据植物的栽培环境在最适的时机以最适的量对植 物供给必需的养分。
[0031] 在本发明的人工土壤培养基中，
[0032] 所述具有分解性的树脂优选为从由淀粉、纤维素、果胶、明胶、琼脂、海藻酸盐、卡 拉胶、黄原胶、刺槐豆胶、他拉胶、车前籽胶、糊精、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、乙酸乙 烯酯、聚乙烯亚胺、聚环氧烷、聚乙二醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、改性淀 粉、及氧化淀粉组成的组中选择的至少一种。
[0033] 根据本结构的人工土壤培养基，由于具有分解性的树脂为从上述树脂组成的组中 选择的至少一种，因此能够确实地根据外部环境的变化而分解。因此，能够确实地根据植物 的栽培环境在最适的时机以最适的量对植物供给必需的养分。另外，由于上述材料在分解 后也是无害的，因此没有环境污染的风险。
[0034] 在本发明的人工土壤培养基中，
[0035] 所述多种人工土壤粒子优选为使用具有不同的分解性的树脂进行造粒而成。
[0036] 根据本结构的人工土壤培养基，由于多种人工土壤粒子是使用具有不同的分解性 的树脂进行造粒而成，因此树脂根据外部环境的变化在不同的时机分解，从各个人工土壤 粒子释放养分。因此，能够确实地根据植物的栽培环境在最适的时机以最适的量对植物供 给必需的养分。
[0037] 在本发明的人工土壤培养基中，
[0038] 所述多种人工土壤粒子优选在不同的干燥条件下干燥。
[0039] 根据本结构的人工土壤培养基，由于所述多种人工土壤粒子是在不同的干燥条件 下干燥而成，因此干燥条件不同，人工土壤粒子的强度也不同，其结果为，各个人工土壤粒 子根据外部环境的变化在不同的时机解体，并释放养分。因此，能够根据植物的栽培环境在 最适的时机以最适的量对植物供给必需的养分。
[0040] 在本发明的人工土壤培养基中，
[0041] 优选地，对所述多种人工土壤粒子的至少一种提供离子交换能力。
[0042] 根据本结构的人工土壤培养基，通过对多种人工土壤粒子的至少一种提供离子交 换能力，能够在人工土壤粒子中负载植物的培养所必需的养分。因此，可以实现具备与天然 土壤相同的植物培养能力的人工土壤培养基。
[0043] 在本发明的人工土壤培养基中，
[0044] 所述多种人工土壤粒子优选包括具备阳离子交换能力的人工土壤粒子、具备阴离 子交换能力的人工土壤粒子、及具备阳离子及阴离子交换能力的人工土壤粒子。
[0045] 根据本结构的人工土壤培养基，由于多种人工土壤粒子包括具备阳离子交换能力 的人工土壤粒子、具备阴离子交换能力的人工土壤粒子、和具备阳离子及阴离子交换能力 的人工土壤粒子，因此在人工土壤粒子中能够在各个人工土壤粒子中负载植物的培养所必 需的养分。因此，可以实现具备与天然土壤同等以上的植物培养能力的人工土壤培养基。
[0046] 在本发明的人工土壤培养基中，
[0047] 所述多种人工土壤粒子优选具有0. 2-10mm的粒径。
[0048] 根据本结构的人工土壤培养基，通过将人工土壤粒子的粒径设定为0. 2-10mm，能 够作成特别适合根菜类的栽培的、容易处理的人工土壤。
【附图说明】
[0049] 图1是含有多种人工土壤粒子的本发明的人工土壤培养基的示意图。
[0050] 图2是构成本发明的人工土壤培养基的人工土壤粒子的示意图。
[0051] 图3是第一实施方案的人工土壤培养基的说明图。
[0052] 图4是第二实施方案的人工土壤培养基的说明图。
[0053] 图5是第三实施方案的人工土壤培养基的说明图。
[0054] 图6是第四实施方案的人工土壤培养基的说明图。
[0055] 图7是第五实施方案的人工土壤培养基的说明图。
【具体实施方式】
[0056] 以下，基于图1-图7对本发明的人工土壤培养基所涉及的实施方案进行说明。但 是，本发明并非意在限定于以下说明的实施方案或附图中记载的结构。
[0057] 图1是含有多种人工土壤粒子50的本发明的人工土壤培养基100的示意图。这 里，例示人工土壤培养基100,其由作为多种人工土壤粒子50的养分释放特性不同的两种 人工土壤粒子构成。人工土壤粒子50具备用于负载养分的基部10,并根据有无用于包覆基 部10的外表面部的包覆层20来改变养分的释放特性。基部10中所含有的养分溶解于培 养存在于外部环境的植物P所必需的水分（还包括碱性水、酸性水等）或溶解于从植物的 根分泌的根酸，或用作为养分负载的磷酸等溶解，并从基部10释放到外部环境。这里，"外 部环境"是指人工土壤粒子50的外侧的环境。另外，本说明书中，将释放养分的状态规定为 "养分的释放特性"。在图1中示出的人工土壤粒子50呈集合状态的人工土壤培养基100 中，在人工土壤粒子50之间形成的空隙S相当于外部环境。人工土壤粒子50能够通过控 制养分在基部10内负载的状态及养分从基部10向外部环境的释放特性