JP4060033B2 - 水性人工培地 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、鉢植えや切り花等の植物のための、土壌に代わる培地として好適な水性の人工培地に関する。
背景技術
吸水性ポリマーを植物の培地に用いることは既に知られている。これは例えば架橋ポリアクリル酸塩系、でんぷん／ポリアクリル酸塩系等のポリマーを土壌の一部に混合して培地とするものであるが、植物の栽培に適した培地とするためには、吸水性ポリマーにより提供される保水性と給水性のバランスがとれていること等が特に必要である。最近はこうした観点から、改良された性能を有する吸水性ポリマーが提案されるに至っている。
例えば特開平８−２５６５９２号は、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系の架橋ホモポリマー又はコポリマーを０．３〜１０重量％配合した人工培地を教示している。これらのポリマーは保水能力と植物に対する水の供給能力のバランスがとれ、植物の生育にも影響を与えないとされる。また特開平８−２６６１４７号は、ポリＮ−置換（メタ）アクリルアミド誘導体等の、温度依存型の平衡吸水率を有する架橋ポリマーを０．１〜１０重量％程度の量で培地に含有させることにより、温度変化に応じて給水量を調節することを開示している。
人工培地に吸水性ポリマー、特にポリアクリル酸系の陰イオン性吸水性ポリマーを用いた場合、一般に可溶性として残存するポリアクリル酸が植物体へ悪影響を及ぼし、生育不良になる傾向がある。また、植物体由来の老廃物や水道水中のコロイド粒子、菌体の増殖が切り花の生育を阻害することが知られているが、吸水性ポリマーのみから構成した人工培地は、このような問題に対して十分とはいえず、土壌並の育成性を得ることは困難であった。
発明の開示
本発明は、吸水性ポリマー０．０１〜１０重量％と、カチオン性ポリマー０．００１〜１０重量％とを含んでなる水性人工培地及びポリマー組成物を提供する。更に、連通孔を有する多孔性水供給支持体とを含んでなる水性人工培地及びポリマー組成物を提供する。残部が水の場合は、通常は水道水が用いられるが、純水やイオン交換水等を用いることもできる。
好ましくは、吸水性ポリマーが、陰イオン性重合体、非イオン性重合体、及びこれらの混合物より選ばれる。連通孔を有する多孔性水供給支持体を含有してよい。重量比で吸水性ポリマー：カチオン性ポリマーが１：０．０１〜１：１０であってよい。更に肥料を含むことがある。
本発明は、吸水性ポリマー０．０１〜１０重量％と、カチオン性ポリマー０．００１〜１０重量％とを含む水性人工培地にて、植物を育成する方法、及び吸水性ポリマーと、カチオン性ポリマーとを含むポリマー組成物を水性人工培地へ用いる用途を提供する。
本発明は、吸水性ポリマーとカチオン性ポリマーとを重量比１：０．０１〜１：１０で含む水性人工培地用ポリマー組成物であり、吸水性ポリマーとカチオン性ポリマーとを重量比１：０．０１〜１：１０で含む水性人工培地用ポリマー組成物及び、連通孔を有する多孔性水供給支持体を含有する水性人工培地材料である。
発明を実施するための形態
本発明に用いられる吸水性ポリマーは、水溶性樹脂を僅かに架橋（三次元化）して水不溶化したものであり、陰イオン性重合体又は非イオン性重合体が一般的である。しかしこのことは、４級アンモニウム塩系等の陽イオン性重合体や、両性イオン性重合体の使用を排除するものではない。しかしながら汎用性等の点からして、陰イオン性重合体又は非イオン性重合体、或いはこれらの混合物が好ましい。
陰イオン性重合体としては、例えばポリアクリル酸塩系、イソブチレン／マレイン酸塩系、でんぷん／ポリアクリル酸塩系、ビニルアルコール／アクリル酸塩系、カルボキシメチルセルロース系、アクリル酸塩／アクリルアミド系、酢酸ビニル／アクリル酸塩系、ポリアクリロニトリル系ケン化物、でんぷん／アクリロニトリルグラフト重合体系ケン化物、多糖類／アクリル酸塩系、アルギン酸エステル系、ポリスルホン酸塩系、及び酢酸ビニル／アクリル酸エステル共重合体系ケン化物が挙げられる。これらの重合体は、１種以上を混合して用いることができる。これらは一般に粉末状又は繊維状であり、ポリアクリロニトリル内芯／ポリアクリル酸塩外皮のような複合繊維の形態を取る場合もある。
非イオン性重合体としては、ポリビニルアルコール系、でんぷん／ポリアクリロニトリル系、ポリオキシエチレン系、酢酸ビニル／無水マレイン酸系、ポリ−Ｎ−ビニルアセトアミド系、及びポリアクリルアミド系が挙げられる。これらも１種以上を混合して用いることができ、一般に粉末状又は繊維状の製品形態を有する。
以上のような吸水性ポリマーの中でも、ポリアクリル酸塩系、イソブチレン／マレイン酸塩系、でんぷん／ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、酢酸ビニル／無水マレイン酸系、ポリＮ−アセトアミド系のものが好ましい。より好ましくは、吸水性、保水性、通水性等の面から、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、酢酸ビニル／無水マレイン酸系、ポリＮ−アセトアミド系の吸水性ポリマーが使用される。
吸水性ポリマーの使用量は、水を保持できる最小量、即ち０．０１重量％から、１０重量％の範囲である。０．０１重量％を下回ると、吸水性ポリマーは固まらずに液状となる。また１０重量％を超えると吸水性が強すぎ、放水性が弱く、植物が生育しにくくなる。好ましくは、吸水性ポリマーの使用量は０．１〜１０重量％である。
カチオン性ポリマーとしては、水溶液又は塩水溶液に可溶性、非可溶性、何れのカチオン性ポリマーを用いることができる。可溶性のものとしては、カチオン化セルロース、カチオン化デンプン、カチオン化キトサン、カチオン化ポリビニルアルコール、カチオン化グアーガム等が挙げられ、非可溶性のものとしては第４級アンモニウム塩を有する基で修飾されたアクリルアミド重合体、第４級アンモニウム塩を有する基で修飾されたアクリルアミド／アクリル酸エステル共重合体、第４級アンモニウム塩を有する基で修飾されたアクリル酸エステル重合体（例えばアンバーライトＩＲＡ−４５８：オルガノ株式会社製）、第４級アンモニウム塩を有する基で修飾されたスチレン重合体、第４級アンモニウム塩を有する基で修飾されたスチレン／ジビニルベンゼン共重合体（例えばダイヤイオンシリーズ：三菱化成社製、アンバーライトシリーズ：オルガノ株式会社製、ダウエックスシリーズ：Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製、デュオライトシリーズ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏ．製）、第４級アンモニウム塩を有する基で修飾されたジアリルアミン重合体、第４級アンモニウム塩を有する基で修飾されたアルキルアミン／エピクロルヒドリン縮合物等が挙げられる。
カチオン性ポリマーとして陰イオン交換樹脂を用いる場合、その構造はゲル型、ＭＲ（巨大網目構造体）型の何れでも良い。また、対イオンはＯＨ型、Ｃｌ型どちらでもよい。総イオン交換容量は２．０ｍｇ当量／乾燥樹脂１ｇを超えることが好ましい。また、多孔性の陰イオン交換樹脂が好ましい。陰イオン交換樹脂としては、アンバーライトＩＲＡ−６７（オルガノ株式会社製、総イオン交換容量５．６ｍｇ当量／乾燥樹脂１ｇ）、ダウエックスＭＳＡ−１（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製、総イオン交換容量４．２ｍｇ当量／乾燥樹脂１ｇ）、デュオライトＡ−１０１Ｄ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏ．製、総イオン交換容量４．１ｍｇ当量／乾燥樹脂１ｇ）、アンバーライトＩＲＡ−９０４、アンバーライトＸＴ５００７（共にオルガノ株式会社製、多孔性）、ダイヤイオン（三菱化成社製、多孔性）の商品名で市販されているものが使用できる。
カチオン性ポリマーの使用量は０．００１〜１０重量％である。０．００１重量％を下回ると、吸水性ポリマーが持つ毒性を取り除くことができず、添加効果は得られない。１０重量％を超えると、逆に植物の生育に悪影響を及ぼす可能性がある。添加効果が充分に発揮され、植物の生育性が向上する観点からカチオン性ポリマーの使用量は０．０１〜７重量％が好ましく、特に０．１〜５重量％が好ましい。
吸水性ポリマーとカチオン性ポリマーとの添加比率は、重量比で吸水性ポリマー：カチオン性ポリマーが１：０．０１〜１：１０の範囲が好ましい。より好ましくは、１：０．１〜１：５、特に好ましくは、１：０．１〜１：２であり、この範囲内であればカチオン性ポリマーの添加効果が充分に発揮され、植物の生育性が著しく向上する。
本発明の水性人工培地は、吸水性ポリマーとカチオン性ポリマーに所要量の水を添加することによって調製することができる。水の添加に際しては、緩やかに攪拌を行うことが好ましい。
本発明によれば、水性人工培地はさらに界面活性剤を含有することができる。界面活性剤としては、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤または両性界面活性剤、或いはそれらの混合物を用いることができる。界面活性剤は０．０００１〜２０重量％、特に０．００１〜１重量％の量で使用されるのが好ましい。
非イオン界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキル又はアルケニルエーテル；ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル；ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルホルムアルデヒド縮合物；ポリオキシアルキレンアリールエーテル；ソルビタン脂肪酸エステル；ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル；ポリオキシアルキレンソルビトール脂肪酸エステル；グリセリン脂肪酸エステル；ポリオキシアルキレングリセリン脂肪酸エステル；ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル；ポリオキシアルキレンブロック共重合体；ポリオキシアルキレンブロック共重合体グリセリン脂肪酸エステル；ポリオキシアルキレンアルキルスルホンアミド；ポリオキシアルキレンロジンエステル；アルキルポリグリコシド；ポリオキシアルキレンアルキルポリグリコシド；ポリオキシエチレンアルキルアミン；ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油；アルキルアルカノールアミド等；及びこれらのうち２種以上の混合物が挙げられる。以下に説明するものを含めて、アルキル基及びアルケニル基としては、炭素数８から２４の直鎖又は分岐鎖構造のものが好ましい。
陽イオン界面活性剤の例としては、モノアルキル１級アミン；モノアルキルジ低級アルキルアミン；ジアルキルモノ低級アルキルアミン；タローアミンエチレンオキサイド付加物、オレイルアミンエチレンオキサイド付加物、ソイアミンエチレンオキサイド付加物、ココアミンエチレンオキサイド付加物、合成アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、オクチルアミンエチレンオキサイド付加物等のアルキルアミンエチレンオキサイド付加物；アルキルアミンプロピレンオキサイド付加物；トリエタノールアミンジ脂肪酸エステル等のアルカノールアミン脂肪酸エステル；アルカノールアミン脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物；エーテルアミン；エーテルアミンアルキレンオキサイド付加物；これらの酸塩（例えば塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、又は酢酸、乳酸、クエン酸等の有機酸による塩）及び４級化物（例えばメチルクロライド、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、ベンジルクロライド等による４級化物）；及びこれらのうち２種以上の混合物が挙げられる。
陰イオン界面活性剤のうち、典型的なものは水溶液或いは固体状態で入手され得るが、その例としては、カプリル酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸及びこれらの塩等の脂肪酸及びその塩；ポリカルボン酸塩；アルキルベンゼンスルホン酸塩；アルキルナフタレンスルホン酸塩；ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物；アルキルスルホコハク酸塩；ヒドロキシアルカンスルホン酸塩；アルケンスルホン酸塩；α−オレフィンスルホン酸塩；Ｎ−アシル−Ｎ−メチルタウレート；ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン等のモノ又はジアルキル硫酸エステル塩；ポリオキシアルキレンモノ又はジアルキルエーテル硫酸塩；ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル硫酸塩；アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩；アルキルリン酸塩；ポリオキシアルキレンアルキルリン酸塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩；ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルリン酸塩；ポリオキシアルキレンエーテル酢酸又はその塩；直鎖又は分岐鎖アルキルアミドポリオキシアルキレンエーテル酢酸又はその塩；これらのうち２種以上の混合物等（ナトリウム、カリウム、アンモニウム及びアミン塩を含む）が挙げられる。
また、適当な両性界面活性剤の例としては、ラウリルジメチルアミンオキサイド、商品名アルモックス（Ａｒｍｏｘ）Ｃ／１２、イミダゾリニウムベタイン（商品名ミラノール（Ｍｉｒａｎｏｌ））、アルキルベタイン、商品名ロンザイン（Ｌｏｎｚａｉｎｅ）、これらの混合物等がある。
本発明においては、以上の界面活性剤の中で陽イオン界面活性剤及び非イオン性界面活性剤が好ましく用いられ、より好ましくは陽イオン性界面活性剤が用いられる。
本発明によれば水性人工培地は更に「連通孔を有する多孔性水供給支持体」を含有することができる。「連通孔を有する多孔性水供給支持体」とは、水の包含能と徐放能とを有し、植物体を差して固定し支持し得る強度を有するものであり、天然物又は合成物のいずれでもよく、特に樹脂の発泡体が好ましい。樹脂は、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ユリア樹脂等が挙げられ、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。ウレタン樹脂は、連通孔を有する連続気泡発泡体（例えば特開昭４９−６３７９６号の連続気泡発泡体、特開昭５６−１４３２２７号の同一方向に連通化したウレタンフォーム等）が好ましい。ウレタンフォームは硬質、半硬質、軟質の何れでも良いが、連通孔を有する硬質ウレタンフォームが好ましい。また、特開昭４８−９４７９７号の親水性ウレタンフォーム等の親水化処理されたウレタンが好ましい。また、特開平９−１２５８８号のポリウレタン等の生分解性に優れたウレタンが好ましい。また、フェノール樹脂としては、特開平８−１５７６３４号、特開平７−２０７０５８号等の吸水性フェノール樹脂発泡体が好ましい。ポリエステル樹脂としては繊維状のものを用いるのが好ましく、例えば特開昭５３−３３８３６号で使用される植物栽培用の保水性、通気性のあるポリエステル繊維が挙げられる。また、ユリア樹脂としては、特開平９−１７６３６０号記載の吸水性発泡体用ユリア樹脂組成物等が挙げられる。
水供給支持体の使用量は、０．０１〜５０重量％、好ましくは０．０５〜２０、特に好ましくは０．１〜１０重量％の範囲である。この範囲において植物体の支持効果と水供給効果の両方に優れる。
本発明の植物支持体は、吸水性ポリマー及び水供給支持体の両方が水を保持するため、水分の蒸発を防ぎ、水分のトータル含量が維持でき、植物体が水供給支持体より水を吸水した際、更に吸水性ポリマーから水供給支持体へ水分が移行するという、従来の知見からは予期できない機構が確認された。ここで、吸水性ポリマー及び水供給支持体は、それぞれ水を含浸させた状態で体積比で１／９〜９／１程度とする。植物体に対する水の供給は、吸水性ポリマーからよりも水供給支持体からの方が容易であるため、本発明の植物支持体によれば、吸水性ポリマーのみもしくは吸水性ポリマーを主体とする従来の人工培地に比べて良好な生育が可能となる。しかも、水供給支持体により植物体の支持を十分に行うことができ、植物が生長したり、大型の植物に対しても充分に効果を発揮する。
ポリマー組成物と支持体を含有する場合、両者の関係は例えば（ａ）２層型で上層部がポリマー組成物で下層部が支持体、（ｂ）ポリマー組成物と支持体が均一に分散等が挙げられる。
本発明によれば、水性人工培地はさらに肥料成分を含有することができる。肥料成分としては、窒素質肥料、リン酸質肥料、カリ質肥料、有機質肥料、複合肥料、石灰質肥料、ケイ酸質肥料、苦土肥料、マンガン質肥料、ホウ素質肥料、微量要素複合肥料等の普通肥料と、その他の特殊肥料を挙げることができる。これらの肥料成分は液状又は粉末等の固体状であり、カチオン性ポリマーと共に吸水性ポリマーに対して添加することによって、或いは吸水性ポリマーに注水する水に含有させることによって、水性人工培地中に存在させることができる。
本発明の水性人工培地は、さらに鮮度保持剤、活力剤、防腐剤、殺虫剤、土壌改質剤、植物ホルモン剤、ポリマー分解抑制剤等の１種以上を含有することができる。これらの成分も、カチオン性ポリマーの添加に際して吸水性ポリマーに添加すること、或いは吸水性ポリマーに注水する水に含有させることができる。これらのうち、防腐剤としては、無機系としてオゾン等のオゾン系、次亜塩素酸ナトリウム等の塩素化合物、ヨウ素等のヨウ素化合物、過酸化水素水等の過酸化物、ホウ酸ナトリウム等のホウ素系、硫酸銅等の銅系、硫酸亜鉛等の亜鉛系、多硫化石灰等のイオウ系、酸化カルシウム等のカルシウム系、シリコフルオリドナトリウム、チオスルファイト銀錯体等の銀系等がある。天然抽出系としてはヒノキチオール、孟宗竹、クレオソート油等がある。有機系、脂肪族化合物としては、有機スズ化合物、シクロペンタン誘導体、ハロゲン誘導体、一価アルコール、二価アルコール誘導体、飽和アルデヒド、飽和モノカルボン酸、不飽和モノカルボン酸、不飽和エーテル、ラクトン、第二級アミン、アミノ酸誘導体、スルホン酸誘導体、ヒドロキサム酸誘導体、シアヌール酸誘導体、シアン酸誘導体、チオカルバミド誘導体、グアニジン誘導体、ヒダントイン、ジチオール、アルシン誘導体、リン酸エステル等がある。有機系、芳香族化合物としては、カーボネート類、第４級アンモニウム塩、モノアミン誘導体、ジアミン誘導体、ヒドロキシルアミン誘導体、アニリド誘導体、ニトリル誘導体、イミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、イソチアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアジン誘導体、グアニジン誘導体、ピリジン誘導体、ピラゾロピリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、単環炭化水素誘導体、ハロゲノベンゼン誘導体、スルホン誘導体、ベンゼンスルホン酸誘導体、メルカプトカルボン酸誘導体、ヒドロキシカルボン酸誘導体、一価フェノール誘導体、二価フェノール誘導体、フェノールエーテル誘導体、フェノールエステル誘導体、ハロゲノフェノール誘導体、フェニル誘導体、ビフェニル、一価ナフトール、ナフタリン誘導体、ピロール誘導体、キノン誘導体、キノリン誘導体、イソキノリン誘導体、有機リン酸エステル誘導体等がある。また、防腐剤としては、植物に害がないものであれば何でも用いることができる。具体的には、次亜塩素酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、チオスルファイト銀錯体、塩化ベンザルコニウム等の第四級アンモニウム塩、１、２−ベンズイソチアゾリン−３−オン等のベンゾチアゾール誘導体、およびヒドロキシキノリン塩等のキノリン誘導体等を挙げることができる。また、ポリマー分解抑制剤としては、ラジカル捕捉剤としてフェノール系、芳香族アミン系、ヒンダードアミン系、酸化防止剤として、チオエーテル系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチレート系、シアノアクリルレート系、消光剤としてニッケル錯体系、光遮蔽剤として酸化チタン、アルミナ等がある。
本発明の水性人工培地は、土壌、砂、無機物、支持体等の１種以上と混合した形態の人工培地とすることができる。こうした場合でも、本発明の水性人工培地は従来の吸水性ポリマーよりも植物に対して良好な影響を有することから、従来の吸水性ポリマー含有培地よりも植物にとって好ましいものとなる。こうした場合の本発明の水性人工培地と土壌等との配合割合は特に限定されるものではないが、鉢植え植物の栽培等の場合、例えば土壌／水性人工培地＝０．１〜１．０程度の体積比率で用いることができる。
土壌としては、赤玉土、黒土、ビートモス、培養土、腐葉土、石灰、鹿沼土、山苔、日向土、水苔、ケト土等がある。砂や無機物としては、川砂、山砂、矢作砂、桐生砂、富士砂、朝明砂、多孔性鉱物として砕石、バーミキュライト、パーライト、ゼオライト、オスマンダ、鉱さい、軽石、苦土石灰、ドリームボール、くん灰、火山灰等が挙げられるがこの限りではない。支持体とは肥料や鮮度保持剤その他の添加剤の支持体となり得る基体であり、例えば鋸屑、パルプ、紙、腐食土壌、チップ、ダスト、バーク、稲わら、麦わら、バーミキュライト、ロックウール、石膏、多孔質セラミック等を挙げることができる。
産業上の利用可能性
以上のように本発明によれば、植物の生育に有用な水性人工培地が提供される。この水性人工培地は鉢植え植物の生育、種子の発芽、発根、生育、及び切り花の鮮度保持や延命に有用なものであり、土壌栽培又は水耕栽培可能な全ての植物に対して適用可能である。
実施例
（１）水性人工培地の調製
水耕栽培容器に下記ａ〜ｇから選ばれる吸水性ポリマーを、水道水を添加した時にそれぞれについてに示す吸水倍率（重量比）になる量だけ入れた。
ａ．架橋ポリアクリル酸Ｎａ〔花王（株）製〕：１５０倍（０．６７％）
ｂ．イソブチレン／マレイン酸塩〔（株）クラレ製商品名ＫＩゲル〕：１２０倍（０．８３％）
ｃ．デンプン／ポリアクリル酸塩〔三洋化成（株）製商品名サンフレッシュＳＴ１００〕：２５０倍（０．４０％）
ｄ．酢酸ビニル／マレイン酸塩〔日本合成化学（株）製商品名アクアリザーブ〕：５０倍（２．００％）
ｅ．ポリ−Ｎ−ビニルアセトアミド〔昭和電工（株）製〕：３０倍（３．３０％）
ｆ．架橋ポリアクリル酸Ｎａ〔花王（株）製〕：３００倍（０．３３％）及び酢酸ビニル／マレイン酸塩〔日本合成化学（株）製商品名アクアリザーブ〕：１００倍（１．００％）の混合物
ｇ．架橋ポリアクリル酸Ｎａ〔花王（株）製〕：３００倍（０．３３％）及びポリ−Ｎ−ビニルアセトアミド〔昭和電工（株）製〕：３０倍（３．３０％）の混合物。
次に、カチオン性ポリマーとして、１．カチオン化セルロース（アマコール社製、ポリマーＪＲ−４００）、２．四級化スチレン〔オルガノ（株）製 商品名アンバーライトＸＴ５００７〕、３．カチオン化セルロース（アマコール社製、ポリマーＪＲ−４００）及び四級化スチレン〔オルガノ（株）製 商品名アンバーライトＸＴ５００７〕重量比として１：１の混合物をそれぞれ最終濃度５０００ｐｐｍになるように添加した（３は２５００ｐｐｍずつ）。
さらに花の生育試験及び根の発根性試験には肥料成分として、市販液体肥料（Ｎ：Ｐ：Ｋ＝５：１０：５）を、１０００倍希釈（０．１％）になるように添加した。また全ての試験に防腐剤としてプロキセルＢＤＮ、ポリマー分解抑制剤としてベンゾフェノン系紫外線吸収剤〔シプロ化成（株）製、ＳＥＥＳＯＲＢ１００〕を、それぞれ最終濃度２００ｐｐｍ及び１０００ｐｐｍになるように添加した。その後、所定量の水道水により緩やかに攪拌しながら希釈し、数分間攪拌した後、２時間程度静置し、合計１８種類のゲル状の水性人工培地を得た。これらを表１に実施例１〜１８として示す。
また、吸水性ポリマーａ〜ｆに対してカチオン性ポリマーを添加せずに、６種類のゲル状の水性人工培地を同様に調製した。これらも表１に比較例１〜６として併せて示す。

（２）花の生育維持試験
実施例１〜１８及び比較例１〜６で得た水性人工培地を用い、それぞれについて根付き植物（市販鉢物ポリアンサ）の生育維持試験を行った。根を傷めないように土壌を丁寧に流水にて洗い流し、水性人工培地を入れた３００ｍｌの水耕栽培容器に移植した。その後、温度２０℃、湿度６０％、照度１万ｌｕｘの条件下で栽培した。水が植物以外から蒸発しないように、植物体の周りをシールし、植物と栽培容器全体重量を経時的に測定し、植物による蒸散量を測定した。蒸散量測定は毎日行い、蒸散量分の水道水を随時補給することで、容器内の溶質濃度を一定に維持した。生育維持評価は、目視と蒸散量の双方により行った。栽培１０日目の目視評価と全蒸散量の結果を表２に示した。比較例１〜６の吸水性ポリマー単独系と比較して、実施例の吸水性ポリマーにカチオン性ポリマーを添加した水性人工培地を用いた系では、全ての実施例において花勢が良好で、蒸散量も多く、生育維持効果が高いことが観察された。

（３）種子発芽後、発根性、生育性試験
実施例１〜１８及び比較例１〜６で得た水性人工培地をそれぞれ３００ｍｌの水耕栽培容器に入れ、アサガオの種子〔タキイ種苗（株）〕を２０粒播種した。その後、温度２０℃、湿度６０％、遮光という条件下（但し発芽後は照度１万ｌｕｘ）で栽培した。容器の重量を毎日測定し、蒸散、蒸発した水分量を随時水道水により補給した。評価は発芽率、２０日目における発根性、上部生育性の目視観察により行った。結果を表３に示した。比較例１〜６の吸水性ポリマー単独を培地として栽培した場合と比較して、実施例の吸水性ポリマーにカチオン性ポリマーを添加した水性人工培地を用いた系では、全ての実施例において発芽率が向上し、発根性、生育性も良好であった。

（４）切り花の鮮度保持、延命試験
切り花は、開花直後の市販のミニバラ（リトルマーベル）を用いた。実施例１〜１８及び比較例１〜６で得た水性人工培地をそれぞれ３０ｍｌの試験管に入れ、花下部１５ｃｍのところで導管をふさがないように鋭利に切断した切り花を人工培地に直接挿した。その後、温度２０℃、湿度６０％、照度１万ｌｕｘの条件下で栽培した。鮮度保持、延命効果は花勢の目視観察により評価した。栽培５日目の結果を表４に示した。比較例１〜６の吸水性ポリマーを培地として栽培した場合と比較して、実施例の吸水性ポリマーにカチオン性ポリマーを添加した水性人工培地を用いた系では、全ての実施例において花勢は良好であった。

（５）支持体を含有した人工培地の調製
（５−１）切り花用人工培地の調製
硬質ウレタンフォームの調製
５００ｍｌの容器に１０ｇの水と市販の瞬間発泡ウレタンフォーム〔エーピーシー商会（株）：商品名ダッシュワン（１液タイプ）〕を約４００ｍｌ噴射し、ハンドミキサーにより攪拌後、３０分静置して、硬質ウレタンフォームを得た。
下記の水供給支持体３ｇ（最終濃度１％）を３００ｍｌ水耕栽培容器の下部から約半分の高さまで水耕栽培容器の型に成型して充填した。
ａ．フェノール樹脂〔松村工芸（株）〕
ｂ．硬質ウレタンフォーム（上記で作成したもの）
更に下記の吸水性ポリマーを、水道水を添加したときにそれぞれ吸水倍率（重量比）になる量を添加した。
ａ．架橋ポリアクリル酸Ｎａ〔花王（株）製〕：１５０倍（０．６７％）
ｂ．ポリ−Ｎ−ビニルアセトアミド〔昭和電工（株）製〕：３０倍（０．３３％）
ｃ．酢酸ビニル／マレイン酸塩〔日本合成化学（株）〕：１００倍（１．００％）
次に下記のカチオン性ポリマーを水道水を添加したときに０．５％（重量濃度）になるように添加した。
ａ．カチオン化セルロース（アマコール社製）
ｂ．四級化スチレン〔オルガノ（株）〕
また全ての切り花用人工水性培地に防腐剤としてプロキセルＢＤＮを最終濃度２００ｐｐｍになるように添加した。その後全体量が３００ｍｌになる量の水道水により緩やかに攪拌しながら希釈し、数分後攪拌した後、２時間程度静置し、合計１２種類の上層が吸水性ポリマー層、下層が水供給支持体層である、切り花人工培地を得た。
尚、カチオン性ポリマーを添加しない系を比較例とした。以上の試験条件を表５に示す。

（５−２）鉢物用人工培地の調製
市販の鉢物植物プリムラ・ポリアンサの根を痛めないように土壌を丁寧に流水にて洗い流し、表５に示す水供給支持体を適度に粉砕し、それぞれ３ｇずつ（最終濃度１％）を３００ｍｌ水耕栽培容器に半分くらいの高さまで敷き詰めた。水供給支持体により根を覆うようにして植物を移植した。次に水供給支持体の上部に表５に示す吸水性ポリマーをそれぞれの吸水倍率になるように添加した。更に表５に示すカチオン性ポリマーを所定の濃度になるように添加した。更に肥料成分として、市販液体肥料（Ｎ：Ｐ：Ｋ＝５：１０：５）を、１０００倍希釈（０．１％）になるように添加した。その後所定量の水道水により緩やかに攪拌しながら希釈し、数分間攪拌した後、２時間程度静置し、合計１２種類の上層が吸水性ポリマー層、下層が水供給支持体層からなる鉢物用人工培地を得た。
尚、カチオン性ポリマーを添加しない系を比較例とした。
（６）切り花の鮮度保持、延命試験
切り花は、開花直後のミニバラ（リトルマーベル）を用いた。（５−１）で調製した切り花用人工培地の水供給支持体部分に、花下部２０ｃｍのところで導管をふさがないように鋭利に切断した切り花を挿した。その後、温度２０℃、湿度６０％、照度１万ｌｕｘの条件下で栽培した。鮮度保持、延命効果は花勢の目視観察により評価した。栽培８日目の結果を表６に示した。比較例７〜１２の吸水性ポリマーと水供給支持体を培地として栽培した場合と比較して、本発明により吸水性ポリマーと水供給支持体とカチオン性ポリマーからなる人工培地を用いた系は全ての実施例において花勢は良好であった。
（７）花（根付き植物）の生育維持試験
（５−２）で調製した鉢物用人工培地について根付き植物の生育維持試験を行った。上記の鉢物用人工培地の調製後、温度２０℃、湿度６０％、照度１万ｌｕｘの条件下で栽培した。水が植物以外から蒸発しないように、植物体の周りをシールし、植物と栽培容器全体重量を経時的に測定し、植物による蒸発量を測定した。蒸発量測定は毎日行い、蒸発量分の水道水を随時補給することで、容器内の溶質濃度を一定に維持した。
生育維持評価は、目視評価により花勢が良好な場合を１００ポイントとして評価した。栽培３０日目の目視評価の結果を表７に示した。比較例７〜１２の吸水性ポリマーと水供給支持体の系と比較して、カチオン性ポリマーを添加した系は、全ての実施例において花勢が良好で、生育維持効果が高いことが観察された。

上記に示される本発明において、ポリマー組成物を水性人工培地に用いる場合、実施例１〜３が、ポリマー組成物を植物支持体とともに用いる場合、実施例１９、２２、２５及び２８が、それぞれ好ましい。尚、本発明は根付植物及び切り花の両方に適用し得る。

Claims (8)

1. 吸水性ポリマー0.01〜10重量％と水溶液または塩水溶液に非可溶性であるカチオン性ポリマー0.001〜10重量％とを含む水性人工培地。
2. 吸水性ポリマーが、陰イオン性重合体、非イオン性重合体、及びこれらの混合物より選ばれる請求項１記載の水性人工培地。
3. 更に、連通孔を有する多孔性水供給支持体を含有する請求項１又は２記載の水性人工培地。
4. 重量比で吸水性ポリマー：カチオン性ポリマーが１：0.01〜１：10である請求項１記載の水性人工培地。
5. 更に肥料を含む請求項１記載の水性人工培地。
6. 吸水性ポリマー0.01〜10重量％と水溶液または塩水溶液に非可溶性であるカチオン性ポリマー0.001〜10重量％とを含む水性人工培地にて植物を育成する方法。
7. 吸水性ポリマーと水溶液または塩水溶液に非可溶性であるカチオン性ポリマーとを重量比１：0.01〜１：10で含む水性人工培地用ポリマー組成物。
8. 吸水性ポリマーと水溶液または塩水溶液に非可溶性であるカチオン性ポリマーとを重量比１：0.01〜１：10で含む水性人工培地用ポリマー組成物及び、連通孔を有する多孔性水供給支持体を含有する水性人工培地材料。