人工土壤培養(yǎng)基的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可在植物工廠等利用的人工土壤培養(yǎng)基。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來,在生長條件得到控制的環(huán)境下栽培蔬菜等植物的植物工廠增多。以往的 植物工廠以萵苣等葉菜類蔬菜的水耕栽培為主,但在最近,對于不適于水耕栽培的根菜類 也有嘗試在植物工廠栽培的行為。為了在植物工廠栽培根菜類,需要開發(fā)作為土壤的基本 性能優(yōu)異、品質(zhì)高、并且容易使用的人工土壤。于是,人工土壤要求具有能夠減少對植物的 澆水次數(shù)等、用天然土壤難以實現(xiàn)的獨特的功能。
[0003] 作為迄今為止開發(fā)的人工土壤相關(guān)的技術(shù),有使泥炭苔等植物質(zhì)天然有機物和沸 石等礦物性材料分散混合的土壤改良劑(例如,參照專利文獻1)。專利文獻1的土壤改良 劑由于與單獨使用植物質(zhì)天然有機物或礦物性材料的土壤改良劑相比,保水性優(yōu)異,因此 能夠改良保水性差的土壤。
[0004] 另外,有在多孔性物質(zhì)和非多孔性物質(zhì)構(gòu)成的載體上附著表面活性劑的土壤浸透 劑(例如,參照專利文獻2)。就專利文獻2的土壤浸透劑而言,由于非多孔性物質(zhì)上附著的 表面活性劑通過灌水迅速地脫離并擴散到土壤中,因此能夠馬上發(fā)揮水的浸透效果,另一 方面,由于多孔性物質(zhì)的細孔中保持有表面活性劑,因此表面活性劑不因灌水馬上脫離。因 此,能夠長期發(fā)揮穩(wěn)定的水的浸透效果。
[0005] 另外,出于減少灌水次數(shù)的目的,有包含酸改性熱塑性樹脂發(fā)泡體和吸水性樹脂 的栽植基材(例如,參照專利文獻3)。就專利文獻3的栽植基材而言,由于將不具有過度的 親水性的酸改性熱塑性樹脂和保水性優(yōu)異的吸水性樹脂組合,因此具有充分的吸水性,并 且能夠大幅地減少灌水次數(shù)。
[0006] 另外,具有將赤玉土等增量劑與吸水性高分子組合的栽培用土(例如,參照專利 文獻4)。就專利文獻4的栽培用土而言,由于保水性及吸氣性(通氣性)優(yōu)異,因此即使長 時間不澆水,植物也不會枯萎,并且不會引起根腐。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻:
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本國特開平11-209760號公報(特別是,參照權(quán)利要求1)
[0010] 專利文獻2 :日本國特開平11-256160號公報(特別是,參照第0011段)
[0011] 專利文獻3 :日本國特開2002-272266號公報(特別是,參照第0048段)
[0012] 專利文獻4 :日本國特開2003-250346號公報(特別是,參照第0017段)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013] 發(fā)明要解決的課題
[0014] 在開發(fā)人工土壤時,在達到與天然土壤同等的植物培養(yǎng)能力的同時,例如,還需要 能夠?qū)υ耘鄬ο蟮闹参镞m當(dāng)?shù)毓?yīng)水分或養(yǎng)分的控制功能。特別是,就水分供應(yīng)量的控制 功能而言,對于減少對植物的澆水次數(shù)、或?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)于植物種類的最合適的栽培計劃至關(guān) 重要。若能夠控制從人工土壤向外部釋放水分、以及從外部將水分吸收至人工土壤的水分 吸收釋放特性,則能夠?qū)崿F(xiàn)具有天然土壤所不具有的獨特功能的附加價值高的人工土壤。
[0015] 但是,專利文獻1-4的人工土壤所涉及的技術(shù)為,用任意一種人工土壤粒子單位 進行土壤設(shè)計的技術(shù)。僅通過微細的一種人工土壤粒子內(nèi)的改良來實現(xiàn)作為人工土壤培養(yǎng) 基的大幅度的功能改變或改良是有限的。對于保水性等與水分有關(guān)的功能,僅通過在單一 的人工土壤粒子內(nèi)的改良來提高功能也是困難的。例如,如專利文獻2或?qū)@墨I3所述, 即使通過使一種人工土壤粒子中含有不同種類的物質(zhì)從而使人工土壤粒子單體中水分釋 放特性存在差異,在聚集人工土壤粒子而構(gòu)成人工土壤培養(yǎng)基的情況下,由于人工土壤粒 子的特性被平均化,因此在單一的人工土壤粒子內(nèi)的功能差異難以在人工土壤培養(yǎng)基整體 中顯現(xiàn),未必能發(fā)揮如設(shè)計所述的功能。
[0016] 本發(fā)明是鑒于上述問題點而作出的,其目的在于,提供一種在聚集人工土壤粒子 而構(gòu)成的人工土壤培養(yǎng)基中,可長期對栽培對象的植物持續(xù)地供應(yīng)水分,并且可根據(jù)栽培 對象的植物高度地控制水分供應(yīng)量的技術(shù)。
[0017] 解決課題的方法
[0018] 用于解決上述課題的本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基的特征結(jié)構(gòu)為,一種人工土壤培養(yǎng) 基,其含有具備可吸收/釋放水分的基部的多個人工土壤粒子,
[0019] 所述多個人工土壤粒子由多種人工土壤粒子構(gòu)成,所述多種人工土壤粒子以水分 吸收釋放特性各自不同的方式設(shè)定,所述水分吸收釋放特性表示所述基部吸收水分的狀態(tài) 或從所述基部釋放水分的狀態(tài)。
[0020] 根據(jù)本結(jié)構(gòu)的人工土壤培養(yǎng)基,由于通過以水分吸收釋放特性各自不同的方式設(shè) 定的多種人工土壤粒子構(gòu)成人工土壤培養(yǎng)基,因此各種人工土壤粒子的水分吸收釋放特性 疊加,各人工土壤粒子的水分吸收釋放特性相互補充。另外,在混合后的人工土壤粒子的水 分吸收釋放特性方面表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。例如,在一種人工土壤粒子的水分吸收釋放特性為 早期吸收釋放型、另一種人工土壤粒子的水分吸收釋放特性為后期吸收釋放型的情況下, 兩者的水分吸收釋放特性相互補充,或者在水分吸收釋放特性方面表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),從而 得到在植物的整個栽培期間可釋放水分的人工土壤培養(yǎng)基。這樣,本結(jié)構(gòu)的人工土壤培養(yǎng) 基與由單一的人工土壤粒子構(gòu)成的人工土壤培養(yǎng)基相比,由于可得到寬泛的水分吸收釋放 特性,因此可以長期對栽培對象的植物持續(xù)地供應(yīng)水分,能夠減少澆水的頻率。另外,通過 改變?nèi)斯ね寥懒W拥乃治蔗尫盘匦缘脑O(shè)定,能夠任意地調(diào)整從人工土壤粒子的水分釋 放量或水分釋放時刻,因此可以實現(xiàn)根據(jù)栽培對象的植物高度地控制水分供應(yīng)量(即,設(shè) 定最合適的水分釋放計劃)的人工土壤培養(yǎng)基。
[0021] 在本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基中,
[0022] 優(yōu)選地,所述多種人工土壤粒子以水分可在不同種類的人工土壤粒子之間移動的 方式構(gòu)成。
[0023] 根據(jù)本結(jié)構(gòu)的人工土壤培養(yǎng)基,由于水分可在不同種類的人工土壤粒子之間移 動,因此通過設(shè)定各人工土壤粒子的水分吸收釋放特性,能夠更加高度地控制從人工土壤 粒子的水分釋放量或水分釋放時刻等。其結(jié)果可以實現(xiàn)設(shè)定了最合適的水分釋放計劃的人 工土壤培養(yǎng)基。
[0024] 在本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基中,
[0025] 所述多種人工土壤粒子包括所述水分吸收釋放特性以各自不同的方式設(shè)定的第 一人工土壤粒子和第二人工土壤粒子,
[0026] 優(yōu)選地,所述第一人工土壤粒子具有比所述第二人工土壤粒子更為緩慢的水分吸 收釋放特性。
[0027] 根據(jù)本結(jié)構(gòu)的人工土壤培養(yǎng)基,由于第一人工土壤粒子具有比第二人工土壤粒子 更為緩慢的水分吸收釋放特性,因此第二人工土壤粒子釋放水分后,還會從第一人工土壤 粒子繼續(xù)釋放水分。其結(jié)果為可以長期對栽培對象的植物持續(xù)地供應(yīng)水分,從而能夠減少 澆水的頻率。
[0028] 在本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基中,
[0029] 所述多種人工土壤粒子優(yōu)選包括:
[0030] (a)第一人工土壤粒子,其以主要對栽培植物供應(yīng)水分的方式設(shè)定所述水分吸收 釋放特性;
[0031] (b)第二人工土壤粒子,其以主要給所述第一人工土壤粒子補充水分的方式設(shè)定 所述水分吸收釋放特性。
[0032] 根據(jù)本結(jié)構(gòu)的人工土壤培養(yǎng)基,第一人工土壤粒子作為后期吸收釋放型的人工土 壤粒子而構(gòu)成,其以主要對栽培植物供應(yīng)水分的方式設(shè)定水分吸收釋放特性;第二人工土 壤粒子作為早期吸收釋放型的人工土壤粒子而構(gòu)成,其以主要給第一人工土壤粒子補充水 分的方式設(shè)定水分吸收釋放特性。因此,通過水分從早期吸收釋放型的第二人工土壤粒子 移動到后期吸收釋放型的第一人工土壤粒子,始終向后期吸收釋放型的第一人工土壤粒子 補充水分。這樣,若設(shè)定水分吸收釋放特性以使水分在第一人工土壤粒子與第二人工土壤 粒子之間采取特異的移動方式,則混合后的人工土壤粒子的水分吸收釋放特性表現(xiàn)出顯著 的協(xié)同效應(yīng)。其結(jié)果,可長期對栽培對象的植物持續(xù)地供應(yīng)水分,從而能夠減少澆水的頻 率。另外,也可根據(jù)栽培對象的植物高度地控制水分供應(yīng)量。
[0033] 在本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基中,
[0034] 作為所述多種人工土壤粒子,優(yōu)選地包括:
[0035] (a)第一人工土壤粒子,其具有多孔質(zhì)體作為所述基部,所述多孔質(zhì)體是通過具有 細孔的多個填料造粒而成;
[0036] (b)第二人工土壤粒子,其具有纖維塊狀體作為所述基部,所述纖維塊狀體通過聚 集纖維而成。
[0037] 根據(jù)本結(jié)構(gòu)的人工土壤培養(yǎng)基,第一人工土壤粒子作為具有多孔質(zhì)體作為基部的 后期吸收釋放型的人工土壤粒子而構(gòu)成,所述多孔質(zhì)體通過具有細孔的多個填料造粒而 成;第二人工土壤粒子作為具有纖維塊狀體作為基部的早期吸收釋放型的人工土壤粒子而 構(gòu)成,所述纖維塊狀體通過聚集纖維而成。因此,與上述同樣地,混合后的人工土壤粒子的 水分吸收釋放特性表現(xiàn)出顯著的協(xié)同效應(yīng)。其結(jié)果為可長期對栽培對象的植物持續(xù)地供應(yīng) 水分,從而能夠減少澆水的頻率。另外,也可根據(jù)栽培對象的植物高度地控制水分供應(yīng)量。
[0038] 在本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基中,
[0039] 優(yōu)選地將所