述第一人工土壤粒子與所述第二人工土壤粒子的混合比例調(diào)整為 30 ： 70-70 ： 30〇
[0040] 根據(jù)本結(jié)構(gòu)的人工土壤培養(yǎng)基，通過將第一人工土壤粒子與第二人工土壤粒子的 混合比例調(diào)整為30 : 70-70 : 30,第一人工土壤粒子和第二人工土壤粒子均衡良好地配 合，且兩者的水分吸收釋放特性相互補(bǔ)充，或者在水分吸收釋放特性方面表現(xiàn)出協(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。
[0041] 在本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基中，
[0042] 優(yōu)選地對所述多種人工土壤粒子中的至少一種賦予離子交換能力。
[0043] 根據(jù)本結(jié)構(gòu)的人工土壤培養(yǎng)基，通過對多種人工土壤粒子中的至少一種賦予離子 交換能力，能夠使人工土壤粒子持有植物培養(yǎng)所必需的肥料成分。因此，可實(shí)現(xiàn)具備與天然 土壤相同的植物培養(yǎng)能力的人工土壤培養(yǎng)基。
[0044] 在本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基中，
[0045] 優(yōu)選地所述多個(gè)人工土壤粒子具有0. 2-10mm的粒徑。
[0046] 根據(jù)本結(jié)構(gòu)的人工土壤培養(yǎng)基，通過將人工土壤粒子的粒徑設(shè)定為0. 2-10mm，能 夠?qū)崿F(xiàn)特別適于根菜類的栽培、且容易使用的人工土壤。
【附圖說明】
[0047] 圖1是示出含有多個(gè)人工土壤粒子的本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基的示意圖。
[0048] 圖2是構(gòu)成本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基的人工土壤粒子的示意圖。
[0049] 圖3是示出將后期吸收釋放型的第一人工土壤粒子與早期吸收釋放型的第二人 工土壤粒子以約50 : 50的比例混合而構(gòu)成的人工土壤培養(yǎng)基的說明圖。
[0050] 圖4是示出作為第一人工土壤粒子及第二人工土壤粒子的水分吸收釋放特性的 含水率與PF值的關(guān)系的圖表。
[0051] 圖5是分階段示出第一人工土壤粒子與第二人工土壤粒子之間的水分的行為的 說明圖。
[0052] 圖6是分階段示出第一人工土壤粒子與第二人工土壤粒子之間的養(yǎng)分的行為的 說明圖。
[0053] 圖7是示出對于第一人工土壤粒子、第二人工土壤粒子、以及第一人工土壤粒子 和第二人工土壤粒子的混合物，水分保持時(shí)間與保水量的關(guān)系的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0054] 下面，基于圖1-圖7對本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基所涉及的實(shí)施方案進(jìn)行說明。但 是，本發(fā)明并非意在限定于以下說明的實(shí)施方案或附圖中記載的結(jié)構(gòu)。
[0055] <人工土壤粒子>
[0056] 圖1是示出含有多個(gè)人工土壤粒子50的本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基100的示意圖。 人工土壤粒子50具備作為可吸收/釋放水分的基體的基部10?；?0具有保水性材料。 保水性材料從外部環(huán)境吸收并保持水分，并且可將保持的水分釋放到外部環(huán)境。這里，"外 部環(huán)境"是指人工土壤粒子50的外側(cè)的環(huán)境。圖1所示的多個(gè)人工土壤粒子50聚集的狀 態(tài)下的人工土壤培養(yǎng)基100中，在多個(gè)人工土壤粒子50之間形成的空隙S相當(dāng)于外部環(huán) 境。在外部環(huán)境可存在植物P的培養(yǎng)所必需的水分。就人工土壤粒子50而言，通過控制基 部10從外部環(huán)境吸收水分的狀態(tài)（水分吸收特性）、或?qū)⒒?0保持的水分釋放到外部環(huán) 境的狀態(tài)（水分釋放特性），能夠調(diào)整向栽培對象的植物P的水分供應(yīng)時(shí)期或水分供應(yīng)量。 這里，"水分吸收特性"及"水分釋放特性"是指由水分吸收量、水分吸收時(shí)刻、水分釋放量、 水分釋放時(shí)刻、保水量、含水量等與水分相關(guān)的物理量或時(shí)間表示的狀態(tài)，在本說明書中， 將該"水分吸收特性"及"水分釋放特性"與后述的濕潤性或PF值等水分關(guān)聯(lián)特性合并規(guī) 定為"水分吸收釋放特性"。
[0057] 〔第一人工土壤粒子〕
[0058] 圖2是示出構(gòu)成本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基100的人工土壤粒子50的示意圖，舉例 示出基部10的結(jié)構(gòu)為不同的兩個(gè)類型。圖2(a)中的人工土壤粒子50a為第一類型的人工 土壤粒子，具備作為基部10的多孔質(zhì)體l〇a。多孔質(zhì)體IOa以聚集多個(gè)填料3的方式構(gòu)成 粒狀?？梢钥紤]，在多孔質(zhì)體IOa中，多個(gè)填料3彼此不必互相接觸，只要在一種粒子內(nèi)介 由粘合劑等維持一定范圍內(nèi)的相對的位置關(guān)系，聚集多個(gè)填料3而形成為粒狀即可。構(gòu)成 多孔質(zhì)體IOa的填料3的表面至內(nèi)部具有多個(gè)細(xì)孔4。細(xì)孔4包括各種形態(tài)。例如，在填 料3為沸石的情況下，在該沸石的晶體結(jié)構(gòu)中存在的空隙為細(xì)孔4,在填料3為水滑石的情 況下，在該水滑石的層結(jié)構(gòu)中存在的層間隙為細(xì)孔4。即，在本發(fā)明中"細(xì)孔"意指在填料3 的結(jié)構(gòu)中存在的空隙部、層間隙部、空間部等，這些不限定于"孔狀"的形態(tài)。此外，在多個(gè) 填料3之間，形成有可保持水分的亞ym級至亞mm級的連通孔5。細(xì)孔4分散配置在連通 孔5的周圍。由于在連通孔5主要含有水分，因此能夠使人工土壤粒子50a具有一定的保 水性。人工土壤粒子50a的粒徑為0? 2-10mm，優(yōu)選調(diào)整到0? 5-10mm。
[0059] 填料3的細(xì)孔4的尺寸為亞nm級至ym級。例如，細(xì)孔4的尺寸可設(shè)定為 0. 2-800nm左右，在填料3為沸石的情況下，在該沸石的晶體結(jié)構(gòu)中存在的空隙的尺寸（直 徑）為0.3-1. 3nm左右。在填料3為水滑石的情況下，在該水滑石的層結(jié)構(gòu)中存在的層間 隙的尺寸（距離）為0.3-3. Onm左右。此外，作為填料3也能夠使用有機(jī)多孔材料，這種情 況下的細(xì)孔徑為〇. 1-0. 8 y m左右。填料3的細(xì)孔4的尺寸可根據(jù)測量對象，使用氣體吸附 法、水銀壓入法、小角X射線衍射法、圖像處理法等或組合使用這些方法，從而通過最合適 的方法進(jìn)行測量。
[0060] 填料3優(yōu)選使用對細(xì)孔4賦予離子交換能力的材料，以使人工土壤粒子50a具有 充分的保肥力。在這種情況下，作為賦予離子交換能力的材料，可以使用賦予陽離子交換能 力的材料、賦予陰離子交換能力的材料或兩者的混合物。再有，也可另外還準(zhǔn)備不具有離子 交換能力的多孔材料（例如，高分子發(fā)泡體、玻璃發(fā)泡體等），并通過壓入或浸漬等將賦有 上述離子交換能力的材料導(dǎo)入到該多孔材料的細(xì)孔，從而將其作為填料3使用。作為賦有 陽離子交換能力的材料，可列舉陽離子交換性礦物、腐殖質(zhì)、及陽離子交換樹脂。作為賦有 陰離子交換能力的材料，可列舉陰離子交換性礦物、及陰離子交換樹脂。
[0061] 陽離子交換性礦物，例如可列舉蒙脫石（montmorillonite)、膨潤土、貝得石、水輝 石、皂石、硅鎂石（stevensite)等蒙皂石（smectite)類礦物；云母類礦物、蛭石、沸石等。 陽離子交換樹脂，例如可列舉弱酸性陽離子交換樹脂、強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。其中，優(yōu)選 為沸石或膨潤土。陽離子交換性礦物及陽離子交換樹脂也可以組合兩種以上使用。陽離 子交換性礦物及陽離子交換樹脂的陽離子交換容量設(shè)定為10-700meq/100g，優(yōu)選設(shè)定為 20-700meq/100g，更加優(yōu)選設(shè)定為30-700meq/100g。在陽離子交換容量不足10meq/100g的 情況下，有不能夠充分地吸收養(yǎng)分，吸收的養(yǎng)分也通過灌水等早期流失的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面， 即使令陽離子交換容量大于700meq/100g而保肥力過大，效果也不會大幅度提高，因而不 經(jīng)濟(jì)。
[0062] 陰離子交換性礦物，例如可列舉具有雙氫氧化物作為主要成份的天然層狀雙氫氧 化物，如水滑石、水鎂鋁石、鱗鎂鐵礦、水鎂鐵石（sjogrenite，シ王一夕U >石）、銅綠等； 合成水滑石及水滑石類物質(zhì)；粘土礦物，如水鋁英石、伊毛縞石、高嶺土等。陰離子交換樹 月旨，例如可列舉弱堿性陰離子交換樹脂、強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。其中，優(yōu)選為水滑石。陰 離子交換性礦物及陰離子交換樹脂可以組合兩種以上使用。陰離子交換性礦物及陰離子交 換樹脂的陰離子交換容量設(shè)定為5-500meq/100g，優(yōu)選設(shè)定為20-500meq/100g，更優(yōu)選設(shè) 定為30-500meq/100g。在陰離子交換容量不足5meq/100g的情況下，有不能夠充分地吸收 養(yǎng)分，吸收的養(yǎng)分也通過灌水等早期流失的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，即使令使陰離子交換容量大于 500meq/100g而保肥力過大，效果也不會大幅度提高，因而不經(jīng)濟(jì)。
[0063] 在填料3為無機(jī)天然礦物如沸石或水滑石的情況下，優(yōu)選利用高分子凝膠化劑的 凝膠化反應(yīng)，以聚集多個(gè)填料3而構(gòu)成粒狀物（人工土壤粒子50a)。作為高分子凝膠化劑 的凝膠化反應(yīng)，例如可列舉海藻酸鹽、海藻酸丙二醇酯、結(jié)冷膠、葡糖甘露聚糖、果膠或羧甲 基纖維素（CMC)與多價(jià)金屬離子的凝膠化反應(yīng)；通過卡拉膠、瓊脂、黃原膠、刺槐豆膠、他拉 膠等多糖類的雙螺旋結(jié)構(gòu)化反應(yīng)的凝膠化反應(yīng)。其中，對海藻酸鹽與多價(jià)金屬離子的凝膠 化反應(yīng)進(jìn)行說明。作為海藻酸鹽之一的海藻酸鈉是海藻酸的羧基與Na離子結(jié)合形態(tài)的中 性鹽。海藻酸不溶于水，但海藻酸鈉是水溶性的。若將海藻酸鈉水溶液添加至多價(jià)金屬離 子（例如，Ca離子）的水溶液中，則在海藻酸鈉的分子間引起離子交聯(lián)從而凝膠化。在本 實(shí)施方案的情況下，能夠通過以下的步驟進(jìn)行凝膠化反應(yīng)。首先，使海藻酸鹽溶解于水中， 調(diào)制海藻酸鹽水溶液，在海藻酸鹽水溶液中添加填料3,將其充分?jǐn)嚢?，從而形成填?分 散于海藻酸鹽水溶液中的混合液。接著，將混合液滴入多價(jià)金