植物栽培系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)的栽培方法及該系統(tǒng)的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及植物栽培系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)的栽培方法及該系統(tǒng)的制造方法。
【背景技術】
[0002] 對于栽培植物的系統(tǒng)，迄今為止有大量報道。例如有能自動供給水、營養(yǎng)液的壟 間灌溉、噴灌裝置（sprinkler);能減少水、營養(yǎng)液的供給量的滴灌系統(tǒng)（專利文獻1)、 Developmental Technologies公司制的Eco - Ag(專利文獻2);在植物工廠等中利用的水 栽栽培系統(tǒng)（專利文獻3)、噴霧栽培系統(tǒng)（專利文獻4)。
[0003] 然而，對于壟間灌溉、噴灌裝置而言，由于將超出必要的大量的水、營養(yǎng)液釋放到 環(huán)境中，所以不僅造成水資源的浪費，而且由于土壤污染而導致環(huán)境負擔增大。另外，對于 滴灌系統(tǒng)、Eco-Ag而言，由于能控制水、營養(yǎng)液的供給量，所以與壟間灌溉、噴灌裝置相 比，能減少水、營養(yǎng)液的使用量，但還不充分，而且由于通過土壤來供給水、營養(yǎng)液，所以還 存在土壤污染等環(huán)境負擔增大的危險性。
[0004] 另一方面，在植物工廠等中利用的水栽栽培系統(tǒng)使水、營養(yǎng)液循環(huán)而進行再利用， 從而實現(xiàn)了水、營養(yǎng)液的高效利用，但植物生長所必需的空氣的供給不充分，另外，對于噴 霧栽培系統(tǒng)而言，水、營養(yǎng)液的供給仍然不充分，無法提供適于植物生長的栽培環(huán)境。
[0005] 為了解決上述問題，發(fā)現(xiàn)了利用陶瓷的植物栽培系統(tǒng)（專利文獻5、6)，但存在植 物生長所必需的水、營養(yǎng)液的供給能力仍不充分的情況，無法提供能夠在必要時以必要量 供給植物生長所必需的要素的栽培環(huán)境。
[0006] 現(xiàn)有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] [專利文獻1]以色列專利公開第0053463號說明書 [0009][專利文獻2]美國專利第7198431號說明書 [0010][專利文獻3]日本專利第49035539號公報
[0011][專利文獻4]日本特開平06 - 197647號公報 [0012][專利文獻5]日本專利第3044006號公報
[0013] [專利文獻6]日本特開平09 - 308396號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明所要解決的課題
[0015] 本發(fā)明所要解決的課題在于，為了促進植物的生長，提供一種植物栽培系統(tǒng)，所述 植物栽培系統(tǒng)向種子種苗一體型植物栽培用材料高效地供給植物生長要素，所述種子種苗 一體型植物栽培用材料是將植物栽培用材料和植物的種子及/或種苗一體化而得到的，所 述植物栽培用材料提供植物栽培環(huán)境，所述植物栽培環(huán)境能使植物在必要時以必要量吸收 植物生長所必需的要素、即植物生長要素；并且提供利用該系統(tǒng)的栽培方法及該系統(tǒng)的制 造方法。
[0016] 用于解決課題的手段
[0017] 本發(fā)明的發(fā)明人們對上述課題進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將下述植物栽培 系統(tǒng)用于植物栽培，從而植物能夠在其生長過程中在必要時以必要量吸收植物生長要素， 促進植物的生長，所述植物栽培系統(tǒng)能向植物栽培用材料高效地供給植物生長要素，所述 植物栽培用材料具有保液性和液轉(zhuǎn)移性，并具有可提供適合于植物的呼吸環(huán)境的結(jié)構(gòu)。
[0018] 解決上述課題的本發(fā)明記載如下。
[0019] (1)植物栽培系統(tǒng)，所述植物栽培系統(tǒng)向種子種苗一體型植物栽培用材料高效地 供給植物生長所必需的要素，所述種子種苗一體型植物栽培用材料是將植物栽培用材料和 植物的種子及/或種苗一體化而得到的，植物能夠在必要時以必要量從所述植物栽培用材 料吸收生長所必需的要素，并且所述植物栽培用材料能提供促進植物生長的栽培環(huán)境。
[0020] (2)植物栽培系統(tǒng)，所述植物栽培系統(tǒng)向種子種苗一體型植物栽培用材料高效地 供給植物生長所必需的要素，所述種子種苗一體型植物栽培用材料是將植物栽培用材料、 和植物及/或種子、種苗一體化而得到的，所述植物栽培用材料具有保液性和液轉(zhuǎn)移性，植 物能夠在必要時以必要量從所述植物栽培用材料吸收生長所必需的要素，并且所述植物栽 培用材料能提供促進植物生長的栽培環(huán)境。
[0021] (3)植物栽培系統(tǒng)，所述植物栽培系統(tǒng)向種子種苗一體型植物栽培用材料高效地 供給植物生長所必需的要素，所述種子種苗一體型植物栽培用材料是將植物栽培用材料、 和植物的種子及/或種苗一體化而得到的，所述植物栽培用材料保持包含水、營養(yǎng)液及農(nóng) 藥中的至少1種的液體、具有用于使該液體順利轉(zhuǎn)移的孔隙，植物能夠在必要時以必要量 從所述植物栽培用材料吸收生長所必需的要素，所述植物栽培用材料能提供促進植物生長 的栽培環(huán)境。
[0022] (4)植物栽培系統(tǒng)，所述植物栽培系統(tǒng)向種子種苗一體型植物栽培用材料高效地 供給植物生長所必需的要素，所述種子種苗一體型植物栽培用材料是將植物栽培用材料、 和植物的種子及/或種苗一體化而得到的，所述植物栽培用材料保持包含水、營養(yǎng)液及農(nóng) 藥中的至少1種的液體、具有用于使該液體順利轉(zhuǎn)移的孔隙，采用能控制根的生成的層狀 結(jié)構(gòu)，植物能夠在必要時以必要量從所述植物栽培用材料吸收生長所必需的要素，所述植 物栽培用材料能提供促進植物生長的栽培環(huán)境。
[0023] (5)植物栽培系統(tǒng)，所述植物栽培系統(tǒng)向種子種苗一體型植物栽培用材料高效地 供給植物生長所必需的要素，所述種子種苗一體型植物栽培用材料是將植物栽培用材料、 和植物的種子及/或種苗一體化而得到的，所述植物栽培用材料保持包含水、營養(yǎng)液及農(nóng) 藥中的至少1種的液體、具有用于使該液體順利轉(zhuǎn)移的孔隙，采用能控制根的生成從而使 根能吸收充足空氣的層狀結(jié)構(gòu)，植物能夠在必要時以必要量從所述植物栽培用材料吸收生 長所必需的要素，所述植物栽培用材料能提供促進植物生長的栽培環(huán)境。
[0024] (6)植物栽培方法，其為利用⑴~（5)中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)的植物栽培 方法。
[0025] (7)制造（1)~（5)中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)的方法。
[0026] (8)植物生長要素供給系統(tǒng)，具有：
[0027] 植物栽培用材料，植物能夠在必要時以必要量從所述植物栽培用材料吸收生長所 必需的要素，所述植物栽培用材料能提供促進植物生長的栽培環(huán)境；和
[0028] 向該材料高效地供給該要素的器材及/或裝置及/或設備。
[0029] (9)植物生長要素供給系統(tǒng)，包括：
[0030] 植物栽培用材料，其具有保液性和液轉(zhuǎn)移性，植物能夠在必要時以必要量從所述 植物栽培用材料吸收生長所必需的要素，所述植物栽培用材料能提供促進植物生長的栽培 環(huán)境；和
[0031] 向該材料高效地供給該要素的器材及/或裝置及/或設備。
[0032] (10)植物生長要素供給系統(tǒng)，包括：
[0033] 植物栽培用材料，其保持包含水、營養(yǎng)液及農(nóng)藥中的至少1種的液體，具有用于使 該液體順利轉(zhuǎn)移的孔隙，通過供給植物生長所必需的要素，從而提供促進植物生長的栽培 環(huán)境；和
[0034] 向該材料高效地供給該要素的器材及/或裝置及/或設備。
[0035] (11)植物生長要素供給系統(tǒng)，包括：
[0036] 植物栽培用材料，其保持含有水、營養(yǎng)液及農(nóng)藥中的至少1種的液體，具有用于使 該液體順利轉(zhuǎn)移的孔隙，采用能控制根的生成的層狀結(jié)構(gòu)，植物能夠在必要時以必要量從 所述植物栽培用材料吸收生長所必需的要素，所述植物栽培用材料能提供促進植物生長的 栽培環(huán)境；和
[0037] 向該材料高效地供給該要素的器材及/或裝置及/或設備。
[0038] (12)植物生長要素供給系統(tǒng)，包括：
[0039] 植物栽培用材料，其保持含有水、營養(yǎng)液及農(nóng)藥中的至少1種的液體，具有用于使 該液體順利轉(zhuǎn)移的孔隙，采用能控制根的生成從而使根能吸收充足空氣的層狀結(jié)構(gòu)，植物 能夠在必要時以必要量從所述植物栽培用材料吸收生長所必需的要素，所述植物栽培用材 料能提供促進植物生長的栽培環(huán)境；和
[0040] 向該材料高效地供給該要素的器材及/或裝置及/或設備。
[0041] (13)植物栽培方法，其為利用（8)~（12)中任一項所述的植物生長要素供給系統(tǒng) 的植物栽培方法。
[0042] (14)植物生長要素供給方法，其為利用（8)~（12)中任一項所述的植物生長要素 供給系統(tǒng)的植物生長要素供給方法。
[0043] (15)制造⑶~（12)中任一項所述的植物生長要素供給系統(tǒng)的方法。
[0044] 發(fā)明效果
[0045] 通過利用本發(fā)明的植物栽培系統(tǒng)和利用該植物栽培系統(tǒng)的栽培方法及該系統(tǒng)的 制造方法，植物能在必要時以必要量吸收生長所必需的要素，因此，可促進植物的生長，實 現(xiàn)植物的增收及品質(zhì)提高。并且，可將植物生長所必需的要素的供給量控制在所需最小限 度
【附圖說明】
[0046] [圖1]為本發(fā)明中的由植物栽培用材料和容器的組合形成的植物栽培系統(tǒng)的示 意圖。
[0047] [圖2]為本發(fā)明中的由已加工成圓柱狀的植物栽培用材料和管（tube)的組合形 成的植物栽培系統(tǒng)的示意圖。圖2(a)為以相對于其長軸方向正交的面的截面圖來表示插 入有管的狀態(tài)的已加工成圓柱狀的植物栽培用材料的主視圖，圖2(b)為側(cè)視圖，圖2(c)是 表示本發(fā)明的要素的供給口的側(cè)視圖，圖2(d)是表示設置用構(gòu)件為拆裝自如狀態(tài)的結(jié)構(gòu) 的側(cè)視圖，圖2(e)是表示將設置用構(gòu)件拆下后的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0048] [圖3]為本發(fā)明中的由已加工成圓柱狀的植物栽培用材料和管及供液罐的組合 形成的植物栽培系統(tǒng)的示意圖。圖3(a)為以相對于其長軸方向正交的面的截面圖來表示 插入有管的狀態(tài)的已加工成圓柱狀的植物栽培用材料的主視圖，圖3(b)為側(cè)視圖。
[0049] [圖4]為本發(fā)明中的由片狀的植物栽培用材料和管及供液罐的組合形成的植物 栽培系統(tǒng)的示意圖。圖4(a)為以與所述片狀的面正交的面的截面圖來表示將管插入到疊 合的2片片狀的植物栽培用材料之間的狀態(tài)的主視圖，圖4(b)為側(cè)視圖。
[0050] [圖5]為本發(fā)明中的由已加工成三棱柱狀的植物栽培用材料和管及供液罐的組 合形成的植物栽培系統(tǒng)的示意圖。圖5(a)為以相對于其長軸方向正交的面的截面圖來表 示插入有管的已加工成三棱柱狀的植物栽培用材料的主視圖，圖5(b)為側(cè)視圖。
[0051] [圖6]為本發(fā)明中的由已加工成長方體狀的植物栽培用材料和管及供液罐的組 合形成的植物栽培系統(tǒng)的示意圖。圖6(a)為以相對于其長軸方向正交的面的截面圖來表 示插入有管的已加工成長方體狀的植物栽培用材料的主視圖，圖5(b)為側(cè)視圖。
[0052] [圖7]為本發(fā)明中的可與自來水的水龍頭直接連接的、由植物栽培用材料和管的 組合形成的植物栽培系統(tǒng)的示意圖。
[0053] [圖8]為本發(fā)明中的可與井水及/或地下水汲水口直接連接的、由植物栽培用材 料和管的組合形成的植物栽培系統(tǒng)的示意圖。
[0054] [圖9]為本發(fā)明中的并用被裝入到供液罐中的水、營養(yǎng)液、農(nóng)藥等液體和自來水 的、由植物栽培用材料和管的組合形成的植物栽培系統(tǒng)的示意圖。
[0055] [圖10]為本發(fā)明中的并用被裝入到供液罐中的水、營養(yǎng)液、農(nóng)藥等液體和井水及 /或地下水的、由植物栽培用材料和管的組合形成的植物栽培系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0056] 以下詳細說明本發(fā)明。
[0057] 本發(fā)明提供一種植物栽培系統(tǒng)和利用該植物栽培系統(tǒng)的栽培方法及該系統(tǒng)的制 造方法，所述植物栽培系統(tǒng)向植物栽培用材料高效地供給植物生長所必需的要素，所述植 物栽培用材料為了促進植物的生長而具有保液性及液轉(zhuǎn)移性從而能在必要時以必要量供 給植物生長所必需的要素，并且具有能提供適于植物的呼吸環(huán)境的結(jié)構(gòu)。
[0058] 本發(fā)明中使用的植物栽培用材料優(yōu)選為由從聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴等制造的合 成漿料（pulp)、天然漿料、聚酯等單獨構(gòu)成的材料、或以任意比例混合它們中的多種而構(gòu)成 的材料。關于合成漿料，可舉出日本專利第3913421號說明書、日本特開2007-077519號 公報等中記載的合成漿料，利用日本特開昭53-1260號公報等中記載的方法制造的合成漿 料，但不限于此。
[0059] 以下，對本發(fā)明實施方式中使用的術語進行說明。
[0060] (植物）
[0061] 可舉出棉花等錦葵科植物、甜菜等藜科植物、油菜、卷心菜、蕪菁等十字花科植物、 玉米、小麥、稻、高粱等禾本科植物、黃瓜、南瓜等萌蘆科植物、萵苣、紅花、牛蒡等菊科植物、 胡蘿卜、芹菜、芫荽等傘形科植物、蓖麻、木薯等大戟科植物、茄子、西紅柿、馬鈴薯等茄科植 物、草莓、蘋果、山櫻等薔薇科植物、大豆等豆科植物、橙、檸檬等蕓香科植物、紅薯等旋花 科、日本山藥、山藥等薯蕷科植物、三色堇等堇菜科植物、姜等姜科植物、勿忘草等紫草科植 物、虞美人等罌粟科植物、樟樹等樟科植物、合歡等含羞草科植物、紅紫蘇等唇形科植物、紅 瞿麥等石竹科植物、Nigella(黑種草（N. damascena)、果黑種草（N. sativa))等毛茛科植物 等各種植物，但不限于此。
[0062] (種子）
[0063] 是指通過種子植物的有性生殖而形成的傳播體，在內(nèi)部包含由受精卵發(fā)育而成的 幼小植物體、即胚。另外，也指將由組織培養(yǎng)等得到的不定胚包埋在明膠、樹脂等中而得到 的人工種子。
[0064] (種苗）
[0065] 是指具有根、莖、葉的植物體，或通過以缺少根、莖、葉中一種或兩種的狀態(tài)進行培 育而能再生出完整的植物體的狀態(tài)的植物體片段和種子。
[0066] (栽培）
[0067] 是指在從植物的播種至成熟期的任意階段以人工方式使植物生長。例如是在從播 種至成熟期的全部或一部分期間以人工方式使植物生長，可舉出利用以下各階段及它們中 2個以上的組合進行的栽培。
[0068] (1)從播種至成熟期
[0069] (2)從苗至成熟期
[0070] (3)從種子至苗
[0071] (4)經(jīng)過苗的階段直到目標成熟期前在其他場所栽培，從該階段至成熟期
[0072] (5)從苗至目標成熟期前的階段（直到成熟期為止在其他場所栽培）
[0073] 直到成熟期為止的栽培包括：使植物體生長至目標植物體或該植物體的果實、花、 葉、芽、枝、干、根、球根等中的一部分的至少1種成為可收獲的狀態(tài)的成熟期，或生長至成 為能從該植物體采集種子、種苗的狀態(tài)。
[0074] (栽培環(huán)境）
[0075] 是指適合用于使植物生長、或促進植物的生長的環(huán)境。
[0076] (發(fā)芽）
[0077] 是指從種子、小鱗莖、球根等的內(nèi)部、表面長出葉、莖及/或根等。
[0078] (促進）
[0079] 是指與現(xiàn)有技術相比，生長快、發(fā)芽率高、生存率高、植物體的量或收獲量多、及品 質(zhì)（糖度等）高等，植物優(yōu)勢性生長。
[0080] (植物生長所必需的植物生長要素）
[0081] 是指水、肥料及空氣等對于植物的生長必不可少的要素、農(nóng)藥等為了防除成為植 物生長的障礙的害蟲、疾病等所必需的要素，但不限于此。
[0082] (在必要時以必要量吸收）
[0083] 是指在植物的生長過程中，植物在想要吸收植物生長要素時便吸收想要吸收的 量。即，是指該要素的吸收取決于植物，這是指能向植物供給恰好適量的該要素。
[0084] (保液性）
[0085] 是指在植物栽培用材料中保持包含植物生長要素的液體的性質(zhì)，對于其保持率而 言，包含液體的該材料中的液體含有率（以重量為基準）優(yōu)選為30%以上95%以下，更優(yōu) 選為40%以上80%以下。
[0086] (液轉(zhuǎn)移性）
[0087] 是指包含植物生長要素的液體容易在植物栽培用材料中轉(zhuǎn)移的性質(zhì)，對于其轉(zhuǎn)移 速度而言，優(yōu)選每lcm3的該材料每小時為0.0 lmL以上，更優(yōu)選每lcm3的該材料每小時為 0. lmL以上。
[0088] (肥料）
[0089] 是對于植物的生長必不可少的營養(yǎng)。是指包含至少1種以上的被稱為肥料三要素 的氮、磷酸及鉀等、為液狀的物質(zhì)或?qū)⒐虘B(tài)物質(zhì)溶解于水中制成液狀（包括乳化狀、懸浮狀 等）而得到的物質(zhì)（本說明書中記載為"營養(yǎng)液"）
[0090] 作為營養(yǎng)液的種類，例如，可舉出硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、尿素及石灰氮等氮肥 料、過磷酸鈣、重過磷酸鈣及熔融磷肥等磷酸肥料、氯化鉀、硫酸鉀等鉀肥料、及單質(zhì)肥料 (mono-fertilizers)、化學合成肥料及配合肥料等化學肥料、生石灰、消石灰及碳酸媽肥料 等石灰質(zhì)肥料、礦渣硅酸肥料等硅酸肥料、硫酸錳肥料、礦渣錳肥料等錳肥料、硼酸鹽肥料 等硼酸肥料、熔融微量要素復合肥料等微量要素復合肥料等、及它們的混合肥料或