攪拌短纖維的同時每次少量地投入樹 脂乳液，從而進行造粒。由此，形成纖維塊狀體IOb的短纖維彼此通過一部分固定化，能夠 形成牢固的基部10。此外，也可在短纖維中先加水后進行造粒，其后，在控制層20中添加乳 液從而完成纖維塊狀體IOb的制作。
[0079] 控制層20的材質(zhì)優(yōu)選為水不溶性、且難以被氧化的材質(zhì)，例如，可舉出樹脂材料。 作為這種樹脂材料，例如可列舉聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴類樹脂；聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯 等氯乙烯類樹脂；聚對苯二甲酸乙二醇等聚酯類樹脂；聚苯乙烯等苯乙烯類樹脂。其中，優(yōu) 選為聚乙烯。另外，也可使用聚乙二醇等合成高分子類的凝膠化劑、或海藻酸鈉等天然凝膠 化劑來代替樹脂材料。
[0080] 也可賦予纖維塊狀體IOb及控制層20離子交換能力。通過賦予纖維塊狀體IOb 及控制層20中的至少任意一方離子交換能力，能夠使人工土壤粒子50b持有植物培養(yǎng)所必 需的肥料成分，從而可實現(xiàn)具備與天然土壤同等的植物培養(yǎng)能力的人工土壤培養(yǎng)基。
[0081] 具有聚集如上所述構(gòu)成的纖維而形成的纖維塊狀體IOb作為基部10的人工土壤 粒子5〇b具有容易從外部環(huán)境吸收相對的水分、且容易將相對的水分釋放到外部環(huán)境的特 性，從而作為水分吸收釋放速度快的早期吸收釋放型人工土壤粒子（第二人工土壤粒子 50b)發(fā)揮作用。第二人工土壤粒子50b具有比上述第一人工土壤粒子50a更加快速的水分 釋放特性。
[0082] <人工土壤培養(yǎng)基>
[0083] 本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基100由多種人工土壤粒子50構(gòu)成，所述多種人工土壤粒 子50以水分吸收釋放特性各自不同的方式設(shè)定。圖3是示出人工土壤培養(yǎng)基100的一例 的說明圖，所述人工土壤培養(yǎng)基100是通過將圖2(a)中示出的水分吸收釋放速度慢的（水 分吸收釋放特性緩慢的）后期吸收釋放型第一人工土壤粒子50a、與圖2(b)中示出的水分 吸收釋放速度快的（水分吸收釋放特性快速的）早期吸收釋放型第二人工土壤粒子50b以 約50 : 50的比例混合而構(gòu)成的。在這種情況下，在人工土壤培養(yǎng)基100中，第一人工土壤 粒子50a與第二人工土壤粒子50b處于互相接觸狀態(tài)的可能性高。本發(fā)明者們經(jīng)過認(rèn)真 研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：若對處于第一人工土壤粒子50a與第二人工土壤粒子50b接觸的狀態(tài)、或 即將接觸的狀態(tài)下的人工土壤培養(yǎng)基進行灑水，則水分及養(yǎng)分在兩粒子間表現(xiàn)出特異的行 為。下面，對在人工土壤培養(yǎng)基100中的植物栽培所必需的水分及養(yǎng)分的行為機制進行說 明。
[0084]圖4是示出作為第一人工土壤粒子50a及第二人工土壤粒子50b的水分吸收釋放 特性的含水率與PF值的關(guān)系的圖表。pF值是指用水柱的高度表示的土壤水分的吸引壓的 常用對數(shù)值，是表示土壤中水分由土壤的毛細(xì)管力吸引的強度的程度值。PF值為2. 0時，相 當(dāng)于IOOcm水柱的壓力。pF值表示土壤的濕潤程度，若土壤含有充足的水分，則pF值低，為 植物的根容易吸收水分的狀態(tài)。另一方面，若土壤干燥，則PF值高，植物的根需要很大的力 來吸收水分。在土壤中的縫隙不存在空氣，被水全部充滿的狀態(tài)下PF值為0 ;而100°C的熱 干狀態(tài)下的土壤中僅存在與土壤化合的水的狀態(tài)下pF值為7。一般地，可栽培植物的土壤 的PF值為1. 5-2. 7的范圍，在本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基中，若將pF值設(shè)定為1. 5-2. 7的范 圍，則可以使植物生長。本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基中優(yōu)選的PF值為1. 7-2. 7的范圍，更加 優(yōu)選的PF值為1. 7-2. 3的范圍。如圖4中的圖表所示，在pF值為1. 5-2. 7的范圍時，第一 人工土壤粒子50a的含水率為約5-27 %，第二人工土壤粒子50b的含水率為約0-25 %。若 比較第一人工土壤粒子50a與第二人工土壤粒子50b，則在pF值為1. 5-2. 7的范圍內(nèi)，在第 一人工土壤粒子50a的含水率與第二人工土壤粒子50b的含水率相等的條件下，第一人工 土壤粒子50a的pF值總是高于第二人工土壤粒子50b的pF值。因此，在混合了第一人工 土壤粒子50a與第二人工土壤粒子50b的土壤環(huán)境中，水分會從第二人工土壤粒子50b向 第一人工土壤粒子50a移動。
[0085] 圖5是分階段示出第一人工土壤粒子50a與第二人工土壤粒子50b之間的水分的 行為的說明圖。在圖5中，省略第一人工土壤粒子50a及第二人工土壤粒子50b的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)，用斜線表示粒子內(nèi)部的水分的狀態(tài)。此外，該水分的狀態(tài)（斜線區(qū)域）是為容易理解水 分量而不出的，并不是不出實際的粒子內(nèi)中的水分分布。
[0086] 若對人工土壤培養(yǎng)基100進行灑水，如圖5 (a)所示，則水分吸收釋放速度慢的第 一人工土壤粒子50a還未完全吸收水分，而水分吸收釋放速度快的第二人工土壤粒子50b 處于基本上完全吸收了水分的狀態(tài)。灑水完成后，第二人工土壤粒子50b將吸收的水分釋 放到外部。若水分的釋放導(dǎo)致第二人工土壤粒子50b的pF值遠低于第一人工土壤粒子50a 的PF值（即，若第二人工土壤粒子50b的含水率為約20-25% )，則水分容易從pF值低的 第二人工土壤粒子50b向pF值高的第一人工土壤粒子50a移動，如圖5(b)所示，從第二人 工土壤粒子50b釋放的水分使處于第一人工土壤粒子50a接近滿水狀態(tài)。此外，由于從第 二人工土壤粒子50b釋放的水分的一部分也會直接供應(yīng)給植物，因此在此期間不會導(dǎo)致植 物水分不足。如圖5(c)所示，若第二人工土壤粒子50b幾乎釋放完水分，則充分吸收了水 分的第一人工土壤粒子50a緩慢地向植物放水。另外，若在從第一人工土壤粒子50a釋放 水分的期間，對人工土壤培養(yǎng)基1〇〇進行灑水，則會重復(fù)進行圖5 (a)-圖5 (c)的階段，從而 可向植物持久地供應(yīng)水分。這樣，就本發(fā)明的人工土壤培養(yǎng)基100而言，通過水分在第一人 工土壤粒子50a與第二人工土壤粒子50b之間移動，兩者的水分吸收釋放特性相互補充，進 一步地，混合后的人工土壤粒子50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， 與由單一的人工土壤粒子構(gòu)成的以往的人工土壤培養(yǎng)基相比，可得到寬泛的水分吸收釋放 特性，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。此外，如果改 變構(gòu)成人工土壤培養(yǎng)基100的多種人工土壤粒子50的水分吸收釋放特性的設(shè)定，則能夠任 意地調(diào)整水分釋放量或水分釋放時刻，因此可實現(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。
[0087] 圖6是分階段示出第一人工土壤粒子50a與第二人工土壤粒子50b之間的養(yǎng)分的 行為的說明圖。圖6也與圖5同樣地，省略第一人工土壤粒子50a及第二人工土壤粒子50b 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，用點表示粒子內(nèi)部的養(yǎng)分的狀態(tài)。此外，該養(yǎng)分的狀態(tài)（點區(qū)域）是為容易理 解養(yǎng)分量而不出的，并不直接反映實際的粒子內(nèi)中的養(yǎng)分分布。
[0088] 由于養(yǎng)分是溶解于水的狀態(tài)下被植物吸收，因此養(yǎng)分移動的方式基本上由在第一 人工土壤粒子50a與第二人工土壤粒子50b之間的水分的行為支配。這里，由于賦予第一 人工土壤粒子50a離子交換能力，如圖6 (a)所示，因此使第一人工土壤粒子50a預(yù)先持有 植物的成長所必需的養(yǎng)分。作為養(yǎng)分，除了作為三大要素的氮、磷、鉀等各成分，還可列舉作 為中量元素的鎂、鈣、硫的各成分；作為微量元素的鐵、銅、鋅、錳、鉬、硼、氯、硅酸的各成分 等。若對人工土壤培養(yǎng)基100進行灑水，則如上所述，水分吸收釋放速度慢的第一人工土壤 粒子50a中還未完全吸收水分，而水分吸收釋放速度快的第二人工土壤粒子50b處于幾乎 完全吸收水分的狀態(tài)。灑水完成后，如圖6(b)所示，第一人工土壤粒子50a所持有的養(yǎng)分 溶解于第一人工土壤粒子50a所吸收的水分中，第一人工土壤粒子50a使養(yǎng)分的一部分與 水分一起釋放到外部的植物。另外，第一人工土壤粒子50a的養(yǎng)分的一部分，一旦釋放到外 部后，也會被第二人工土壤粒子50b吸收。此外，即使第二人工土壤粒子50b的水分含有量 處于幾乎飽和的狀態(tài)，由于存在養(yǎng)分的濃度差，養(yǎng)分也可從第一人工土壤粒子50a向第二 人工土壤粒子50b移動。其后，若第一人工土壤粒子50a及第二人工土壤粒子50b中的養(yǎng) 分濃度大致相等，則如圖6 (c)所示，養(yǎng)分從第一人工土壤粒子50a及第二人工土壤粒子50b 以依賴于各個水分釋放速度的速度向植物釋放。通過水分在第一人工土壤粒子50a與第二 人工土壤粒子50b之間移動，從而人工土壤培養(yǎng)基100發(fā)揮寬泛的水分吸收釋放特性，所以 也可長期對栽培對象的植物持續(xù)地供應(yīng)養(yǎng)分。
[0089] 圖7是示出對于第一人工土壤粒子50a、第二人工土壤粒子50b、以及第一人工土 壤粒子50a及第二人工土壤粒子50b的混合物，水分保持時間與保水量的關(guān)系的圖表。各 圖表示出，給各自人工土壤粒子灌水后的保水量隨時間的變化。如圖7的圖表所示，混合第 一人工土壤粒子50a與第二人工土壤粒子50b而成的人工土壤培養(yǎng)基（點劃線），與單獨 使用第一人工土壤粒子50a的人工土壤培養(yǎng)基（實線）、或單獨使用第二人工土壤粒子50b 的人工土壤培養(yǎng)基（虛線）相比，水分保持時間顯著地延長，可理解為得到寬泛的水分吸收 釋放特性。如上所述，可以認(rèn)為，其原因在于水分在第一人工土壤粒子50a與第二人工土壤 粒子50b之間具有特異的移動方式。因此，若混合第一