專利名稱：植株栽培用支持體及植株育成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類可適用于組織培養(yǎng)或苗圃栽培中種子的發(fā)芽乃至發(fā)芽后的生長(zhǎng)以及植株育成的植株育成(以下包括“發(fā)芽乃至發(fā)芽后的生長(zhǎng)”之含義)用容器或片材、植株栽培用支持體、土壤改性劑；并涉及一種基本上直接使用用于人工培養(yǎng)的膠狀支持體，可以在通氣非限制環(huán)境下進(jìn)行栽培(例如苗圃栽培)的植株育成(本說明書中，“育成”一詞包括“發(fā)芽乃至發(fā)芽后的生長(zhǎng)”之含義)方法。
更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及一種植株育成用容器或片材，可以很容易地進(jìn)行植株(以下包括“種子”之含義)的移植作業(yè)、能夠促進(jìn)植株的發(fā)芽乃至生長(zhǎng)、而且能夠大幅降低嚴(yán)格的水管理等的必要性；一種植株栽培用支持體，在植株栽培時(shí)用來支持或擔(dān)載植株；以及一種土壤改性劑，在栽培植株時(shí)可與其他植株支持用載體(例如土壤)組合在一起，用來支持或擔(dān)載植株(將這種土壤改性劑施用到土壤等載體中，可使載體的物理、化學(xué)和/或微生物學(xué)的性質(zhì)得到改良乃至改性)；以及一種植株育成方法，可以從培養(yǎng)到栽培連續(xù)地育成；特別地，從容器內(nèi)培養(yǎng)轉(zhuǎn)移到苗圃栽培時(shí)，可將培養(yǎng)中使用的支持體(栽種材料)原封不動(dòng)地用于栽培，由此可省去或簡(jiǎn)化移植工序，避免根的物理損傷，使栽培移植后的植株穩(wěn)定生長(zhǎng)的植株連續(xù)育成方法。
本說明書中，植株的“培養(yǎng)”是指在控制乃至限制向植株育成系內(nèi)通氣的條件下(主要在容器內(nèi))使植株發(fā)育乃至繁殖；“栽培”是指在不限制向植株育成系內(nèi)通氣的條件下(主要是在溫室內(nèi)、室外等)使植株發(fā)育乃至繁殖(關(guān)于這種培養(yǎng)的定義，可參照竹內(nèi)等編寫的《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》第1頁(1983年)朝倉書店；山田等編寫的《巖波生物學(xué)辭典》(第3版)第1006頁(1983年)巖波書店)。
背景技術(shù)：
近幾年來，開發(fā)合乎目的的具有遺傳特征的植株育成或再生技術(shù)受到人們的矚目。這種育成·再生技術(shù)中，植物組織培養(yǎng)技術(shù)，即，將植株的一部分從母體上切下來并在培養(yǎng)用容器中育成的技術(shù)，可以在短期內(nèi)使遺傳均勻的無性繁殖株大量繁殖，這一點(diǎn)特別引人注目(大川清《花卉園藝總論》第54頁(1995年)養(yǎng)賢堂)。
與過去相比，在利用植物組織培養(yǎng)的植株(主要是苗)生產(chǎn)中，可將瓊脂凝膠用作支持體。但是，瓊脂凝膠具有一旦被蒸發(fā)或植株吸收釋放出水分后，幾乎不再吸收水分的這種特性。特別地，在苗圃栽培等開放系的栽培環(huán)境下，瓊脂的水分保持功能和作為凝膠的植株保持功能迅速降低。因此，瓊脂凝膠完全不能用作開放系的苗圃栽培中的支持體(或栽種材料)。
因此，將苗從容器內(nèi)培養(yǎng)轉(zhuǎn)移到苗圃栽培時(shí)，瓊脂凝膠的除去是不可缺少的。但是，該瓊脂凝膠的除去工序不得不以手工作業(yè)1株1株地進(jìn)行，不僅需要很多的勞力和時(shí)間，而且該工序還存在著易傷根和引起根部腐爛等問題。
另一方面，在培養(yǎng)非常小的苗(微小苗)時(shí)，一般是將糖添加到培養(yǎng)液中。微小苗沒有類似通常種子的胚乳那樣的組織，而且進(jìn)行光合作用的莖葉部也不很發(fā)達(dá)，因此必須添加可被微小苗直接吸收的碳源。不光是組織培養(yǎng)苗如此，在例如蘭科植株那樣的無胚乳的種子的場(chǎng)合下，從同樣的意義上講，也要對(duì)在容器內(nèi)發(fā)芽的微小苗進(jìn)行有糖培養(yǎng)。但是，植株育成系中添加的糖促進(jìn)了各種細(xì)菌的繁殖，因此，實(shí)際上不可能將含糖的瓊脂凝膠原封不動(dòng)地用在苗圃栽培那樣的開放系的(非無菌的)環(huán)境下。
如上所述，采用過去用瓊脂凝膠培養(yǎng)的方法時(shí)，實(shí)際上不可能連續(xù)地進(jìn)行從培養(yǎng)到苗圃栽培(原封不動(dòng)地使用培養(yǎng)時(shí)的支持體)的植株育成，必須進(jìn)行瓊脂除去工序。而且，該瓊脂除去工序不得不以手工作業(yè)進(jìn)行而花費(fèi)時(shí)間，還存在著易傷根和殘存的瓊脂凝膠易繁殖各種細(xì)菌而引起根部腐爛的問題。
除了上述的從“培養(yǎng)”轉(zhuǎn)移到“栽培”的問題之外，控制植株生長(zhǎng)過程中的水分、養(yǎng)分等向植株的供給量也是一個(gè)重要課題。
在植株生理方面，“水”是對(duì)植株生長(zhǎng)影響最大的環(huán)境因素之一，特別地，是光合作用所必須的要素。對(duì)水分這種極其重要的環(huán)境因素的吸收，主要與植株葉片里面的開口“氣孔”的蒸發(fā)有關(guān)。
也就是說，一旦水分蒸發(fā)使構(gòu)成植株的細(xì)胞的含水率降低，則植株體內(nèi)的水分就處于不平衡狀態(tài)，基于“蒸發(fā)壓”具有使其保持平衡狀態(tài)的作用，植株從其根部吸收土壤中的水分。
上述氣孔還能夠從空氣中吸收光合作用所必須的CO2，該氣孔開口的存在使主要用來進(jìn)行光合作用的葉肉細(xì)胞內(nèi)的水分也蒸發(fā)掉，因此，必須迅速向葉肉細(xì)胞內(nèi)補(bǔ)給不足的水分?？傊?，為了使植株更有效地進(jìn)行光合作用，必須伴隨著太陽能和CO2的吸收，將水潤(rùn)澤地供給該植株。
假設(shè)在溫度高、日光光量多的晌午環(huán)境下，栽培土壤中可被植株利用的水分不足，或者植株根部的吸水能力降低，這種場(chǎng)合下，植株體內(nèi)的水分減少，主要進(jìn)行光合作用的葉肉細(xì)胞內(nèi)的水分也減少。其結(jié)果，不但顯著阻礙了光合作用，而且光合作用的產(chǎn)物顯著減少，也抑制了植株本身的生長(zhǎng)，存在著致使植株不久就會(huì)枯死的危險(xiǎn)性。而且，土壤中水分不足的場(chǎng)合下，該土壤中所含有的無機(jī)鹽類的濃度提高，相反，土壤中水分過多的場(chǎng)合下，植株根部的氧氣供給不足，因此，任何一種場(chǎng)合下都可能對(duì)植株有不良影響。
另一方面，“溫度”也是對(duì)植株生長(zhǎng)影響最大的環(huán)境因素之一。例如，根對(duì)無機(jī)鹽的吸收隨著溫度上升而增加，但升到一定溫度時(shí)達(dá)到最大值，高于此溫度時(shí)急速降低。已知多數(shù)植株在大約40℃附近對(duì)無機(jī)鹽的吸收達(dá)到最大值。在低溫范圍內(nèi)的養(yǎng)分吸收主要是單純的擴(kuò)散現(xiàn)象，隨著溫度上升，生物化學(xué)吸收過程的能動(dòng)的養(yǎng)分吸收所占的比例增加。在40℃以上的高溫范圍內(nèi)，與生物化學(xué)吸收過程有關(guān)的酶類的失活認(rèn)為是養(yǎng)分吸收速度急速降低的一個(gè)原因。因此可以說，根據(jù)溫度變化控制栽培土壤中的水和養(yǎng)分的量和濃度，對(duì)植株的栽培是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。
另一方面，從作物的生產(chǎn)技術(shù)觀點(diǎn)考慮，與谷類、野菜、花卉、果樹等作物有關(guān)，從很早以前就開始在自然環(huán)境下進(jìn)行室外栽培，但這種室外栽培時(shí)，季節(jié)的溫度劇烈變化和不穩(wěn)定的降雨條件等造成作物產(chǎn)量變動(dòng)很大，制約了作為產(chǎn)業(yè)的農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
近幾年來，為了克服上述室外栽培的問題，或者為了能夠全年(1年中的任何時(shí)期)發(fā)貨，溫室等的設(shè)施內(nèi)栽培得到普及，其結(jié)果，可以穩(wěn)定地供給農(nóng)產(chǎn)品。
但是，設(shè)施內(nèi)栽培時(shí)，不得不提高作物的生產(chǎn)成本。設(shè)施內(nèi)栽培時(shí)，溫室等設(shè)施本身的建設(shè)、該設(shè)施內(nèi)的澆水裝置等內(nèi)部設(shè)備或用于調(diào)節(jié)設(shè)施內(nèi)的溫度、養(yǎng)分濃度、光強(qiáng)度等所必須的環(huán)境控制機(jī)器等設(shè)備的投資費(fèi)用相當(dāng)大。另一方面，在上述的室外栽培時(shí)，為了克服因自然環(huán)境的劇烈變動(dòng)造成的影響，多數(shù)場(chǎng)合下，灌溉、澆水設(shè)備等需要很多投資。
一般地，支持近代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要原因，可以舉出施用代替有機(jī)肥料的化學(xué)肥料。但是，化學(xué)肥料實(shí)際被植株吸收的比例通常不足30％，因此近年來，化學(xué)肥料造成了世界性的土質(zhì)劣化、環(huán)境污染等問題，此外，恐怕還會(huì)造成制造化學(xué)肥料的原料的自然資源枯竭。
在解決如上所述的各種問題方面，人們強(qiáng)烈地要求一種對(duì)植株有效的肥料施用法，或者對(duì)可有效地給植株施用肥料的土壤等“植株支持用載體”進(jìn)行改良。
除上述的“載體”問題以外，近幾年，育成用“容器”的改良也成為植株育成領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題。
過去以來，植株的移植作業(yè)必須進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的繁雜的手工作業(yè)。另外，這種手工作業(yè)由于易傷害植株或者顯著損害移植后的植株初期生長(zhǎng)等各種問題而受到指責(zé)。從這種觀點(diǎn)考慮，強(qiáng)烈要求植株移植作業(yè)自動(dòng)化、減輕移植作業(yè)時(shí)的植株傷害、以及促進(jìn)移植后的植株初期生長(zhǎng)等。
而且，過去的植株育成用容器存在著易使根際的物理環(huán)境劣化的問題。一般多數(shù)場(chǎng)合下，如果植株的根伸長(zhǎng)到容器壁面，則沿著該壁面向下伸長(zhǎng)，如果達(dá)到容器底部，則沿著底部伸長(zhǎng)，團(tuán)團(tuán)卷繞。這種根須伸長(zhǎng)現(xiàn)象，是由于根須具有向重力方向伸長(zhǎng)的性質(zhì)和受到接觸面刺激而伸長(zhǎng)的性質(zhì)。另一方面，由于過去已特別重點(diǎn)地研究過哪些保持用載體(例如土壤)在用容器栽培植株時(shí)適于植株生長(zhǎng)，對(duì)容器內(nèi)壁的物理環(huán)境的研究尚不充分。
一般地，植株保持用載體的內(nèi)部與容器內(nèi)壁的物理環(huán)境完全不同。在后者的環(huán)境即容器內(nèi)壁附近，冷暖、干濕差異很大，因此特別容易引出與內(nèi)壁接觸的根的生長(zhǎng)點(diǎn)或伸長(zhǎng)到內(nèi)壁的根的中間部分發(fā)生褐變枯死等問題。
過去以來，作為可用于植株育成的容器或片材，可以舉出素瓷盆、塑料盆、聚乙烯花盆、花器(planter)、插苗用托盤、苗用托盤、紙花盆、聚乙烯片材等。這些容器中，在任一種容器的材質(zhì)(如通常的塑料原料)會(huì)阻斷水分或外部氣體流通的場(chǎng)合下，容器內(nèi)壁附近容易貯存水，引起根部腐爛。另一方面，容器的材質(zhì)為素瓷、紙等可使水分或外部氣體流通的材料時(shí)，在容器內(nèi)壁附近反而易使水分不足，顯著阻礙植株的生長(zhǎng)。
另外，苗圃栽培中使用的容器，通常上部和底部都是開放系，澆水之后，水通過植株支持用載體立即從容器下部排出去，因此，存在著必須過量澆水和養(yǎng)分流失的問題。而且，一般家庭中使用的容器必須有用于接收從容器底部排出的水等的“接水盤”。
而且，使用這種開放型容器的場(chǎng)合下，澆水之前水含量容易急速降低，使養(yǎng)分濃度急速上升，由此可能對(duì)植株造成不良影響。另一方面，為了改善這種狀況，增大澆水量和澆水頻率，或者選擇保水性高的過去的容器和土壤，這種場(chǎng)合下，澆水之后一直持續(xù)著的過量水分的滯留易阻礙氧氣對(duì)根的供給，使有不良影響的微生物繁殖而引起根部腐爛。相反地，為了促進(jìn)氧氣供給、抑制有不良影響的微生物的繁殖而使其干燥的場(chǎng)合下，由于上述的水含量降低、養(yǎng)分濃縮的問題更顯著，因此不能只供給比植株要求的施肥量還少的施肥量。
用現(xiàn)有植株育成用容器的植株栽培陷入到如上所述的不良循環(huán)或自相矛盾之中，植株難以最大限度地發(fā)揮出所具有的生長(zhǎng)力。
而且，上述的開放型容器的上部處于完全開放的狀態(tài)，因此，植株支持用載體的上部比下部更易干燥，容器內(nèi)的水分處于不均勻狀態(tài)，容易對(duì)植株產(chǎn)生不良影響。
另一方面，一般不使用下部封閉型的容器進(jìn)行栽培。這是由于僅在下部封閉的過去容器與過去的土壤組合使用的場(chǎng)合下，水顯著滯留，極易發(fā)生上述的氧氣供給不足以及病原菌繁殖造成的根部腐爛。
如上所述，過去的植株育成用容器或片材的根際環(huán)境不能說適于植株的育成(包括種子的發(fā)芽和發(fā)芽后的生長(zhǎng))。因此，使用這種過去的容器·片材的場(chǎng)合下，必須復(fù)雜地組合乃至調(diào)節(jié)澆水量、澆水頻率、以肥料為主的溶液濃度等，因此，對(duì)這些因素進(jìn)行嚴(yán)格管理需要很大成本。
通常，根據(jù)與各種植株有關(guān)的植株的種類、大小等，可憑經(jīng)驗(yàn)得知最適于各種植株的育成容器的容積?？梢赃@么說，根在土壤中生長(zhǎng)，到達(dá)育成容器內(nèi)壁時(shí)，機(jī)械的接觸刺激促進(jìn)了新根的生成，根據(jù)這一觀點(diǎn)，容器的容積越小，對(duì)植株生根越有利。另一方面，容器的容積與供給植株的水分·營(yíng)養(yǎng)素的貯藏量密切相關(guān)，植株的育成通常需要某種程度以上的容器體積。
以上敘述了一般的栽培農(nóng)業(yè)園藝的狀況，但最近幾年來，普通家庭也在所謂“家庭菜園”等內(nèi)使用各種各樣的植株育成用容器。與農(nóng)業(yè)栽培不同，普通家庭中不具有熟練的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，因此，與農(nóng)業(yè)栽培相比，更難以進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹仓暧伞?br> 本發(fā)明的目的在于，提供一種可解決先有技術(shù)中的上述問題的植株栽培用支持體或土壤改性劑。
本發(fā)明的其他目的在于，提供一種可根據(jù)溫度等外界環(huán)境因素的變化，合乎植株要求地適當(dāng)控制供給植株的水分量、養(yǎng)分量或植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)的量等的植株栽培用支持體或土壤改性劑。
本發(fā)明的其他目的在于，提供一種使室外栽培和設(shè)施內(nèi)栽培省力化、降低設(shè)備成本、由此可提高生產(chǎn)率的植株栽培用支持體或土壤改性劑。
本發(fā)明的其他目的在于，提供一種使用植株栽培用支持體或土壤改性劑有效地栽培植株的方法。
本發(fā)明的其他目的在于，提供一種可解決以往植株育成用容器的上述問題的植株育成用容器或片材。
本發(fā)明的其他目的在于，提供一種可使植株移植作業(yè)自動(dòng)化、且在移植作業(yè)時(shí)可減輕植株損傷的植株育成用容器或片材。
本發(fā)明的其他目的在于，提供一種可不必嚴(yán)格管理水分等而恰當(dāng)?shù)乜刂浦仓旮H環(huán)境的容器或片材。
本發(fā)明的其他目的在于，提供一種能夠貯藏植株發(fā)芽乃至生長(zhǎng)所必須的水分和/或營(yíng)養(yǎng)素的植株育成用容器或片材。
本發(fā)明的其他目的在于，提供一種可解決先有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)的植株育成方法。
本發(fā)明的其他目的在于，提供一種利用可在培養(yǎng)到栽培全過程中連續(xù)使用的支持體(或栽種材料)的植株育成方法。
發(fā)明的公開本發(fā)明者們進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)、且特定物性顯示出可逆變化的水凝膠形成性高分子，用作植株栽培時(shí)支持植株的介質(zhì)或其一部分(土壤改性劑)，在解決上述問題方面效果極佳。
本發(fā)明的土壤改性劑乃至一般的土壤改性劑是基于上述知識(shí)的產(chǎn)物，更詳細(xì)地說，其特征在于，含有一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
本發(fā)明還提供一種植株栽培用支持體，其特征在于，其中至少含有一種土壤改性劑和一種植株支持用載體，其中所說的土壤改性劑含有一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
本發(fā)明還提供一種植株的栽培方法，其特征在于，該方法是將植株栽培用支持體至少配置在植株的周圍，支持并栽培該植株；其中所說的植株栽培用支持體含有一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
本發(fā)明還提供一種植株的栽培方法，其特征在于，該方法是將含有植株支持用載體和以干燥時(shí)的重量百分比0.1～10重量％添加到該載體中的土壤改性劑的植株栽培用支持體至少配置在植株的周圍，支持并栽培該植株；所說的土壤改性劑中含有一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
本發(fā)明者們基于上述知識(shí)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在至少一部分容器內(nèi)壁(例如植株育成用容器的底面和/或側(cè)面)上配置具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子，在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題方面效果極佳。
本發(fā)明的植株育成用容器是基于上述知識(shí)形成的，更詳細(xì)地說，其特征在于，它是由可在其內(nèi)部容納植株至少一部分的容器狀基材和在該容器狀基材內(nèi)部配置的、具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子構(gòu)成的。
本發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)，將上述水凝膠形成性高分子配置在片材表面上，將這樣形成的片狀材料配置到過去的植株育成用容器的內(nèi)壁上，在這種場(chǎng)合下，也可獲得與上述“將水凝膠形成性高分子配置在內(nèi)部形成的植株育成用容器”相同的植株育成效果。
本發(fā)明的植株育成用片材是基于上述知識(shí)制成的，更詳細(xì)地說，其特征在于，它是由片狀基材和在該基材的至少一側(cè)表面上配置的、具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子構(gòu)成的。
上述的本發(fā)明容器或片材中，所說的“具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子”，優(yōu)選這樣一種高分子，在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，其平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率的變化相對(duì)于溫度是可逆的。
而且，本發(fā)明中，上述高分子為粉末或顆粒形態(tài)的場(chǎng)合下，該粉末或顆粒在干燥時(shí)的大小優(yōu)選為0.1μm～5μm左右。
本發(fā)明者們進(jìn)行了更深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，至少含有水和具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子的膠狀支持體，基于其交聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)配置的水的特性，不僅在通氣限制環(huán)境下(培養(yǎng)時(shí))，而且在通氣非限制環(huán)境下(栽培時(shí))皆發(fā)揮出一定的抑菌性。本發(fā)明者們基于這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了更深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，具有這種抑菌性的膠狀支持體，在從通氣限制環(huán)境到通氣非限制環(huán)境下的植株育成中，可以自始至終地連續(xù)用作為支持體(或栽種材料)。
本發(fā)明的植株育成方法是基于上述知識(shí)完成的，更詳細(xì)地說，其特征在于，(a)使用至少含有水和具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子的膠狀支持體，在通氣限制條件下培養(yǎng)植株，接著(b)基本上原封不動(dòng)地直接使用在上述培養(yǎng)之后與植株相接觸的膠狀支持體，在通氣非限制條件下栽培植株。
上述的本發(fā)明植株育成方法中，所說的“基本上原封不動(dòng)地”使用膠狀支持體，是指對(duì)在培養(yǎng)后的植株上附著的膠狀支持體來說，不采用可能會(huì)使植株受傷的手法或器具(例如用小鑷子等除去的方法)“積極地除去”該膠狀支持體。因此，本發(fā)明中，在從培養(yǎng)轉(zhuǎn)移到栽培時(shí)，允許膠狀支持體從植株上自然脫落乃至輕輕除掉植株根須等那種程度的膠狀支持體的脫落。
一般情況下，不僅在室外栽培而且在設(shè)施內(nèi)栽培時(shí)，植株在以晝夜24小時(shí)為周期的溫度變化和以春夏秋冬為周期的溫度變化下被太陽照射。如上所述，如果處于高溫下，則植株對(duì)水、營(yíng)養(yǎng)、植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)等的要求提高，另一方面，如果處于低溫下，則植株的這種要求就降低。因此，理想的是，隨著上述溫度的變化給植株進(jìn)行澆水、施肥或施用植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)等，但是，如上所述，對(duì)于室外栽培當(dāng)然是不用說了，即使對(duì)于設(shè)施內(nèi)栽培也需要根據(jù)上述的溫度變化來進(jìn)行澆水、施肥和施用植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，自然需要很大的費(fèi)用。
對(duì)此，具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的植株栽培用支持體或土壤改性劑，基于如下所述的特有功能，可以解決上述的問題。
本發(fā)明的植株栽培用支持體或土壤改性劑，由于含有一種在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)平衡吸水率隨著溫度上升而降低、且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化的水凝膠形成性高分子，因此在該規(guī)定溫度范圍(0℃～70℃的溫度范圍)內(nèi)，含該高分子的水凝膠隨著溫度的上升而體積收縮，由此將凝膠內(nèi)部所含有的水、營(yíng)養(yǎng)素和/或植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)等排出到凝膠外部(或由土壤等構(gòu)成的其他載體中)，由此可使這些物質(zhì)處于易被植株根部吸收的狀態(tài)。另一方面，溫度降低，植株對(duì)水、養(yǎng)分、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)的要求降低，這種場(chǎng)合下，在上述的水凝膠外部或其他載體(土壤等)中存在的這些物質(zhì)，被水凝膠(或水凝膠形成性高分子)吸收到內(nèi)部貯藏起來，因此，這些物質(zhì)不會(huì)過量地存在于水凝膠的外部(或土壤等其他載體中)，有效地抑制了由于物質(zhì)過量存在對(duì)植株造成的不良影響。
本發(fā)明的植株支持體和土壤改性劑在對(duì)植株的水分應(yīng)力(Stress)高的環(huán)境下(例如沙漠、地表剝離面、建筑物面和屋頂、建筑物內(nèi)部等)，可最佳地發(fā)揮施用效果。
本發(fā)明的支持體或土壤改性劑，由于與植株本身的生長(zhǎng)有關(guān)，可很好地應(yīng)用于鋪設(shè)草坪、中庭(建筑物內(nèi)部的露天中庭)綠化、沙漠綠化、邊坡坡面綠化、屋頂綠化、墻壁綠化等。即使在將本發(fā)明的支持體或土壤改性劑與種子一起噴播到邊坡坡面、墻壁壁面等的場(chǎng)合下，也可以根據(jù)種子周圍的上述溫度變化來適當(dāng)?shù)乜刂扑郑纱舜龠M(jìn)種子的發(fā)芽乃至發(fā)芽后的生長(zhǎng)，因此可極其平穩(wěn)地進(jìn)行邊坡坡面等的綠化。
而且，實(shí)際上，即使只將本發(fā)明的支持體或土壤改性劑(不含種子)噴播到壁面、坡面等的場(chǎng)合下，也可以促進(jìn)自然落到壁面等上的植株種子固定、發(fā)芽乃至發(fā)芽后的生長(zhǎng)，因此可平穩(wěn)地進(jìn)行壁面等的綠化。
以下敘述本發(fā)明的容器或片材。
如上所述，在組織培養(yǎng)和苗圃栽培中使用容器進(jìn)行植株的發(fā)芽乃至育成，大部分操作依賴于人力勞動(dòng)，特別是手工作業(yè)的移植，不僅需要的時(shí)間長(zhǎng)，而且也是使植株受傷的原因。
更具體地說，這種移栽時(shí)，植株繁茂的根須壓迫到容器壁面上產(chǎn)生摩擦，很多場(chǎng)合下，從容器中取出植株時(shí)要花時(shí)間，而且也會(huì)傷害植株本身。而且，在移栽前向容器中填入固態(tài)的植株支持用載體后移栽植株時(shí)，多數(shù)場(chǎng)合下，由于植株根須不能充分插入到載體中而使移栽效率降低，而且根須本身也會(huì)損傷。而且，在移栽根須伸長(zhǎng)了的植株時(shí)，即使預(yù)先用保持用載體(例如水苔)覆蓋植株而將其栽種到容器中，移栽時(shí)仍然需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。而且，采用預(yù)先將植株插入容器中，隨后向該容器中加入粒狀的植株支持用載體的方法，多數(shù)場(chǎng)合下，植株的初期生長(zhǎng)差。根據(jù)本發(fā)明者的知識(shí)，認(rèn)為這種初期生長(zhǎng)不良是由于植株根須與植株支持用載體的接觸面積少造成的。
對(duì)此，在使用具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明植株育成用容器或片材的場(chǎng)合下，基于如下所述的本發(fā)明容器或片材所特有的功能，可以解決上述先有技術(shù)中的問題。
即，由于采用涂布等將具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子配置到本發(fā)明植株育成用容器的內(nèi)壁(或者將本發(fā)明的片材配置到其他容器的內(nèi)壁上的場(chǎng)合下，在該片材應(yīng)配置植株的一側(cè))上，因此，將植株插入容器中之后，一旦填充了水或培養(yǎng)液，則上述水凝膠形成性高分子吸收水分，體積顯著膨脹，充滿了容器的內(nèi)腔，成為至少一部分的植株支持體(即，水凝膠形成性高分子發(fā)揮出乃至增進(jìn)了支持植株的功能)。
本發(fā)明中，基于上述那種“具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子”所特有的功能，解決了先有技術(shù)中植株移栽時(shí)出現(xiàn)的問題，即，解決了預(yù)先在容器內(nèi)填充固態(tài)的植株支持體載體后移栽植株時(shí)，由于根須未充分插入到載體內(nèi)而使作業(yè)性降低，并使根須自身損傷的問題；進(jìn)一步地，還解決了將植株預(yù)先插入容器中，然后加入過去的固態(tài)植株支持體載體時(shí)，由于植株根須與載體的接觸面積少而使初期生長(zhǎng)劣化的問題。
另外，本發(fā)明方案中，作為容器內(nèi)壁上涂布的水凝膠形成性高分子，使用在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)平衡吸水率隨著溫度上升而降低、且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化的水凝膠形成性高分子，例如，可以將植株插入該容器中，向容器中注入水或培養(yǎng)液，使高分子吸水膨潤(rùn)而充滿容器的內(nèi)腔，將高分子用作植株支持體(至少是支持體的一部分)進(jìn)行育成。在植株育成之后，通過提高支持體的溫度，使水凝膠形成性高分子脫膨潤(rùn)(或收縮)，由于其體積顯著減小，可很容易地從容器中取出育成的植株。
因此，根據(jù)本發(fā)明，可以解決上述的先有技術(shù)中的問題，即，可以解決因茂盛的根須壓迫容器壁面而需花時(shí)間從容器中取出且還損傷根須的問題。
如上所述，過去的植株育成用容器的另一個(gè)重大問題是，根際環(huán)境不適于植株育成。特別地，與容器的材質(zhì)密切相關(guān)，容器內(nèi)壁附近不僅易出現(xiàn)水分過多或不足，而且還受外部氣溫的影響，冷熱差異大。通常情況下，容器內(nèi)壁附近生長(zhǎng)的根須密度特別高，其附近惡劣的根際環(huán)境對(duì)植株育成有顯著的不利影響。而且，特別地，容器底部因澆水易形成水分過量的狀態(tài)，相反，容器上部易形成水分不足，這種水分不足乃至過剩的任一種狀態(tài)都對(duì)植株育成有不利影響。
對(duì)此，具有上述構(gòu)成的本發(fā)明植株育成用容器或片材，根據(jù)如下所述的特有功能，可以解決上述問題。
用涂布等手段將具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子配置到本發(fā)明育成用容器的內(nèi)壁或片材上，如果容器內(nèi)壁附近的支持體(土壤等)根據(jù)上述理由處于水分過量時(shí)，則該高分子吸水形成水凝膠狀態(tài)，另一方面，如果容器內(nèi)壁附近的支持體處于水分不足時(shí)，則水分從水凝膠顆粒中轉(zhuǎn)移到支持體中，由于具有這種功能，使容器內(nèi)壁附近的根際處的水分環(huán)境大體上維持恒定，由此解決了上述先有技術(shù)中的問題。
特別地，在作為上述的水凝膠形成性高分子，使用在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化的水凝膠形成性高分子的本發(fā)明方案中，支持體的溫度處于低溫時(shí)，該高分子從支持體中吸收水分，相反，處于高溫時(shí)，水分從高分子中釋放到支持體中。即，容器壁或片材附近的支持體中的水分含量隨著溫度升高而增加。一般情況下，植株在低溫(約5～20℃的溫度)時(shí)對(duì)水分的要求少，隨著溫度升高(約20～35℃的溫度)，對(duì)水分的要求增加，低溫時(shí)水分過量的場(chǎng)合會(huì)誘發(fā)根部腐爛，高溫時(shí)的水分不足會(huì)誘發(fā)生長(zhǎng)不良。因此，在使用上述的配置了水凝膠形成性高分子的容器或片材的場(chǎng)合下，可以更適當(dāng)?shù)鼐S持植株的根際環(huán)境，進(jìn)一步促進(jìn)植株生長(zhǎng)。
而且，植株育成用容器的內(nèi)壁(或應(yīng)設(shè)置在容器內(nèi)壁上的片材)上配置的水凝膠形成性高分子，如上所述，具有將水分和/或營(yíng)養(yǎng)成分貯藏于高分子的交聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)的功能，因此，可以將在過去育成用容器的“空間”內(nèi)完成的貯藏功能高效率地轉(zhuǎn)移到上述高分子中。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以顯著減小(在育成用容器的水分·營(yíng)養(yǎng)成分的貯藏能力一定的場(chǎng)合下)容器的容積。
根據(jù)本發(fā)明，可以顯著減小過去很“適當(dāng)”的容器體積，提高由于增大機(jī)械接觸的刺激機(jī)會(huì)形成的生根能力。而且，作為容器容積減小本身的效果是可以降低植株育成用面積，降低育成用容器的材料量，降低搬運(yùn)成本等，另外，可以使上述那種水管理等省力而顯著降低成本。
而且，過去的家庭用容器是底部開放的體系，澆水等時(shí)，過量的水從底部的開放部位排出，因此必須同時(shí)使用“托盤”。該托盤不僅繁雜，而且也容易影響美觀。
對(duì)此，在本發(fā)明的植株育成用容器中，由于容器的壁面具有貯水能力，因此容器底部不需要設(shè)置開放部位。即，本發(fā)明中可以省略容器底部的開放部位。使用這種底部封閉的容器的場(chǎng)合下，可以容易地解決過去家庭用容器(底部為開放系)中存在的上述問題。
上面主要敘述了發(fā)芽后的植株育成，但本發(fā)明的容器或片材可適用于發(fā)芽前的種子發(fā)芽乃至發(fā)芽后的生長(zhǎng)。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)單說明


圖1的截面示意圖示出本發(fā)明植株栽培用支持體使用方法的一種形態(tài)。
圖2的截面示意圖示出本發(fā)明土壤改性劑使用方法的一種形態(tài)。
圖3的截面示意圖示出本發(fā)明土壤改性劑使用方法的其他形態(tài)。
圖4的截面示意圖示出本發(fā)明土壤改性劑使用方法的其他形態(tài)。
圖5的截面示意圖示出本發(fā)明植株育成用容器的一種形態(tài)。
圖6的斜視圖示出本發(fā)明植株育成用片材的一個(gè)形態(tài)。
圖7的斜視圖示出本發(fā)明植株體育成用片材的其他形態(tài)。
圖8A～B的斜視示意圖示出本發(fā)明植株育成用片材的其他形態(tài)(隔板狀)。
圖9的平面示意圖示出形成圖8A～B形態(tài)的隔板狀片材與其他容器組合使用的場(chǎng)合。
圖10A～B的平面示意圖示出將水凝膠形成性高分子以斷續(xù)的層狀配置到基材上的場(chǎng)合的形態(tài)實(shí)例。
圖11A～C的截面示意圖示出本發(fā)明中將水凝膠形成性高分子配置到容器或片材的基材上的形態(tài)例。
圖12的截面示意圖示出膠狀支持體作為植株育成用支持體的使用方法的一種形態(tài)。
圖13的截面示意圖示出膠狀支持體與多孔體的混合物作為植株育成用支持體的使用方法的一種形態(tài)。
圖14的截面示意圖示出植株根部附著的膠狀支持體與多孔體一起使用的方法的一種形態(tài)。
圖15的截面示意圖示出在多孔體表面上配置膠狀支持體的使用方法的一種形態(tài)。
圖16的截面示意圖示出膠狀支持體在培養(yǎng)用容器內(nèi)作為植株育成用支持體的使用方法的一種形態(tài)。
圖17的截面示意圖示出膠狀支持體與多孔體的混合物在培養(yǎng)用容器內(nèi)作為植株育成用支持體的使用方法的一種形態(tài)。
圖18的截面示意圖示出植株根部附著的膠狀支持體與多孔體一起在培養(yǎng)用容器內(nèi)的使用方法的一種形態(tài)。
圖19的截面示意圖示出在多孔體表面上配置膠狀支持體、在培養(yǎng)用容器內(nèi)的使用方法的一種形態(tài)。
圖20的截面示意圖示出膠狀支持體在栽培用容器內(nèi)作為植株育成用支持體的使用方法的一種形態(tài)。
圖21的截面示意圖示出膠狀支持體與多孔體的混合物在栽培用容器內(nèi)作為植株育成用支持體的使用方法的一種形態(tài)。
圖22的截面示意圖示出植株根部附著的膠狀支持體與多孔體一起在栽培用容器內(nèi)的使用方法的一種形態(tài)。
圖23的截面示意圖示出在多孔體表面上配置膠狀支持體、在栽培用容器內(nèi)的使用方法的一種形態(tài)。
圖24的曲線圖示出實(shí)施例中采用的溫室內(nèi)1天中平均溫度隨時(shí)間的變化。
圖25的截面示意圖示出實(shí)施例中制成的本發(fā)明植株育成用容器。
圖26的斜視示意圖示出實(shí)施例中制成的本發(fā)明植株育成用片材(隔板狀)。
圖27為從上方觀察圖26的隔板狀片材的一個(gè)格子時(shí)的平面示意圖。
圖28的截面示意圖示出圖25的植株育成用容器中配置支持體和植株并供給水分時(shí)的一種形態(tài)。
圖29為示出實(shí)施例中生長(zhǎng)的蘭苗根部截面的放大顯微鏡照片(倍率×100倍)。
圖30示出比較例中生長(zhǎng)的蘭苗根部截面的放大顯微鏡照片(倍率×100倍)。
圖31的截面示意圖示出設(shè)置培養(yǎng)液的供給/排出口和用于空氣流通的過濾部的植株育成用容器的一種形態(tài)。
圖32的截面示意圖示出在圖31的過濾部上配置密封材料的植株育成用容器的一種形態(tài)。
實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以下根據(jù)需要，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明。
(通氣性)本發(fā)明中植株育成系的通氣性，可以用育成體系的“水分蒸發(fā)率”恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行評(píng)價(jià)。本說明書中，將以下測(cè)定的“水分蒸發(fā)率”在每24小時(shí)3％以下(優(yōu)選2％以下，特別優(yōu)選1％以下)的植株育成系稱作“通氣限制條件(或培養(yǎng)體系)”。該“通氣限制條件”包括所謂的封閉體系和半封閉體系任一種。
另一方面，將“水分蒸發(fā)率”超過每24小時(shí)3％(優(yōu)選5％以上，特別優(yōu)選10％以上)的植株育成系稱作“通氣非限制條件(或開放系)”。
<水分蒸發(fā)率的測(cè)定方法>
將構(gòu)成植株育成系的固體成分(例如，下述實(shí)施例3的體系中，苗木盒和干燥高分子，重量W1(g))用精密天平(例如，(株)島津制作所的電子天平，商品名LIBROR-EB-3200D)測(cè)定。接著，向該固體成分中加入液體成分(實(shí)施例3的體系中的海波奈斯(ハィポネックス)培養(yǎng)液)，同樣用精密天平測(cè)定總重量(W2)。上述液體成分的精確重量以(X＝W2-W1)計(jì)算。將植株移栽到上述育成體系中后，同樣用精密天平測(cè)定包括植株、固體成分和液體成分的育成體系總重量Y。
稱量上述總重量Y之后，將準(zhǔn)備評(píng)價(jià)通氣性的植株育成系總體在25℃、溫度30％的環(huán)境下放置一定時(shí)間，然后測(cè)定該育成體系總體的重量Z(例如，1天(24小時(shí))后的Zd、1周(7天)后的重量Zw和/或1個(gè)月(30天)后的重量Zm)。用這樣求出的重量Z由下述計(jì)算式求出水分蒸發(fā)率。
水分蒸發(fā)率(％/24小時(shí))＝100×(Y-Zd)/X水分蒸發(fā)率(％/24小時(shí))＝100×(Y-Zw)/(X×7)，或水分蒸發(fā)率(％/24小時(shí))＝100×(Y-Zm)/(X×30)(水凝膠形成性高分子)在本發(fā)明的容器內(nèi)部配置的“水凝膠形成性高分子”是指具有交聯(lián)(crosslinking)結(jié)構(gòu)或網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可將水保持在其內(nèi)部的具有可形成水凝膠的性質(zhì)的高分子。而且，“水凝膠”是指至少含有由高分子構(gòu)成的交聯(lián)或網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)以及在結(jié)構(gòu)中支持乃至保持的水(分散液體)的凝膠。
交聯(lián)或網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)中保持的“分散液體”，只要是含有以水為主要成分的液體，則沒有特別的限制。更具體地說，例如，分散液體可以是水本身，而且也可以是水溶液和/或含水液體(例如水與一元醇或多元醇等的混合液體)的任一種。
本發(fā)明中，作為上述水凝膠形成性高分子，優(yōu)選使用使水溶性或親水性的高分子化合物交聯(lián)而獲得的高分子。這種交聯(lián)高分子具有在水溶液中吸水膨潤(rùn)但不溶解的性質(zhì)。通過改變上述水溶性或親水性的高分子化合物的種類和/或交聯(lián)率，可以改變下述的平衡吸水率。
(水溶性或親水性高分子化合物)本發(fā)明中，作為可獲得構(gòu)成支持體的水凝膠的水溶性或親水性高分子化合物，可以舉出甲基纖維素、葡聚糖、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚乙烯醇、聚N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡啶、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚N-甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸羥甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸以及它們的鹽、聚N，N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯、聚N，N-二乙基氨乙基甲基丙烯酸酯、聚N，N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺以及它們的鹽等。
本發(fā)明中，作為構(gòu)成上述水凝膠形成性高分子的高分子，特別優(yōu)選使用對(duì)水溶解度的溫度系數(shù)為負(fù)的高分子，和/或使具有LCST(下部臨界會(huì)溶溫度，Lower Critical Solution Temperature)的高分子化合物進(jìn)一步化學(xué)交聯(lián)形成的高分子。此處，LCST是指在隨著溫度上升高分子從水溶性變成疏水性的過程中，高分子最終不溶于水而沉淀的溫度。此時(shí)的水溶性-疏水性變化的這種現(xiàn)象與溫度是可逆的(Haskins，M.等人，J.Macromol.Sci.Chem.A2(8)；1441，1968)。
作為上述“具有LCST的高分子化合物”，典型的例子可以舉出聚-N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)。PNIPAAm的水溶液中，在低溫范圍內(nèi)，PNIPAAm分子與水分子之間通過氫鍵形成水合物(oxonium hydroxide)，因此PNIPAAm顯示出水溶性。另一方面，在高溫范圍內(nèi)，上述PNIPAAm分子-水分子之間的氫鍵弱，上述水合物傾向于分解而脫水合，因此，PNIPAAm分子變成疏水性。
一旦使上述的“具有LCST的高分子化合物”中化學(xué)交聯(lián)，則在水溶液中，即使在低于該LCST的溫度下也不溶解而僅發(fā)生膨潤(rùn)。在這種膨潤(rùn)狀態(tài)下，如果提高溫度，則該高分子化合物變成疏水性，水從膨潤(rùn)的交聯(lián)體(水凝膠)分離出來。
如上所述，上述水凝膠的平衡吸水率，隨著溫度的上升而顯著減小，而且，該平衡吸水率與溫度可逆地變化。因此，本發(fā)明中，將該水凝膠形成性高分子配置到容器內(nèi)使用的場(chǎng)合下，水凝膠中存在的水(根據(jù)不同場(chǎng)合，溶解在水中的營(yíng)養(yǎng)素和/或植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)等)隨著溫度的上升，被水凝膠擠到凝膠外面(或者下述的多孔體、土壤等其他載體中)。另一方面，如果溫度降低，則水從凝膠外部(或者下述的多孔體、土壤等其他載體中)被再次吸入到水凝膠中。
構(gòu)成本發(fā)明容器的水凝膠形成性高分子的LCST優(yōu)選為0℃～70℃(更優(yōu)選10℃～50℃)。LCST低于0℃的場(chǎng)合下，在低溫環(huán)境下(例如溫度低于10℃的環(huán)境下)，水凝膠形成性高分子的水分保持性容易降低。另一方面，如果LCST超過70℃時(shí)，則在高溫環(huán)境下(例如溫度高于30℃的環(huán)境下)，水凝膠形成性高分子的水分釋放性容易降低。
(平衡吸水率)<平衡吸水率Ea的測(cè)定>
在一定溫度下，使水凝膠形成性高分子在大量過量的水(去離子水)中浸漬至少3天，使其充分膨潤(rùn)，待高分子的膨潤(rùn)達(dá)到平衡之后，測(cè)定水凝膠(即高分子+水)的重量(W)(關(guān)于“膨潤(rùn)平衡”，可以參照例如T.Tanaka等人的文章，Phys.Rev.Lett.，55，2455(1985))。
接著，將水凝膠在100℃下真空干燥至少3天，然后測(cè)定干燥水凝膠(即高分子)的重量(P)。根據(jù)這樣測(cè)定的2個(gè)重量(W和P)，由下述公式定義平衡吸水率Ea。
平衡吸水率(Ea)＝{(W-P)/P}×100(％)(平衡吸水率Ea的溫度依賴性和鹽濃度依賴性)本發(fā)明中使用的水凝膠形成性高分子，從低溫環(huán)境下的水凝膠形成性高分子的水分保持性來看，低溫時(shí)(5℃)的平衡吸水率(EL)優(yōu)選高于1,000％，更優(yōu)選高于3,000％，特別優(yōu)選高于5,000％(例如，5,000～100,000％左右)。另一方面，從高分子在高溫環(huán)境下的水分釋放性來看，高分子在高溫時(shí)(50℃)的平衡吸水率(EH)優(yōu)選低于6,000％，更優(yōu)選低于3,000％，特別優(yōu)選低于1,000％(例如，1,000～500％左右)。
從上述高分子的水分保持性-水分吸收性平衡來看，高溫和低溫時(shí)的平衡吸水率之比(EL/EH)優(yōu)選高于2，更優(yōu)選高于5，特別優(yōu)選高于10(例如，10～200左右)。
本發(fā)明中的水凝膠形成性高分子，平衡吸水率對(duì)鹽濃度的依賴性小于一般的高吸水性聚合物(例如丙烯酸鈉系聚合物交聯(lián)形成的聚合物)。更具體地說，本發(fā)明中使用的水凝膠形成性高分子，在15℃下，把NaCl濃度為0％(去離子水)的平衡吸水率Ea作為EN，把NaCl濃度為3重量％的平衡吸水率Ea作為Es的場(chǎng)合下，其平衡吸水率之比(EN/Es)優(yōu)選低于20，更優(yōu)選低于10(特別優(yōu)選低于5)。
(具有LCST的高分子)本發(fā)明中作為“具有LCST的高分子化合物”，可根據(jù)需要優(yōu)選使用聚N-取代丙烯酰胺衍生物、聚N-取代甲基丙烯酰胺衍生物以及它們的聚N-取代丙烯酰胺衍生物/聚N-取代甲基丙烯酰胺共聚物、聚乙烯基甲基醚、聚環(huán)氧丙烷、聚環(huán)氧乙烷、醚化甲基纖維素、聚乙烯醇的部分乙酰化物等各種共聚物和/或混合物。其中，本發(fā)明中特別優(yōu)選使用聚N-取代丙烯酰胺衍生物或聚N-取代甲基丙烯酰胺衍生物、或者N-取代丙烯酰胺衍生物/聚N-取代甲基丙烯酰胺共聚物。
以下按LCST從低到高的順序列舉出本發(fā)明中優(yōu)選使用的高分子化合物的具體實(shí)例。
聚-N-丙烯酰哌啶；聚-N-正丙基甲基丙烯酰胺；聚-N-異丙基丙烯酰胺；聚-N，N-二乙基丙烯酰胺；聚-N-異丙基甲基丙烯酰胺；聚-N-環(huán)丙基丙烯酰胺；聚-N-丙烯酰吡咯烷；聚-N，N-乙基甲基丙烯酰胺；聚-N-環(huán)丙基甲基丙烯酰胺；聚-N-乙基丙烯酰胺；上述高分子可以是均聚物(homopolymer)，也可以是構(gòu)成上述聚合物的單體與其他單體的共聚物。作為構(gòu)成這種共聚物的其他單體，可以使用親水性單體、疏水性單體中的任一種。
作為上述親水性單體，可以舉出N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥甲酯、丙烯酸羥甲酯、具有酸性基團(tuán)的丙烯酸、甲基丙烯酸及其鹽、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸等，以及具有堿性基團(tuán)的N，N-二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯、N，N-二乙基氨乙基甲基丙烯酸酯、N，N-二甲基氨丙基丙烯酰胺及其鹽等，但不受這些化合物的限定。
另一方面，作為上述的疏水性單體，可以舉出丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甘氨酰酯等丙烯酸酯衍生物和甲基丙烯酸酯衍生物、N-正丁基甲基丙烯酰胺等N-取代烷基甲基丙烯酰胺衍生物、氯乙烯、丙烯腈、苯乙烯、醋酸乙烯酯等，但不受這些化合物的限定。
一般地，使親水性單體共聚成上述高分子化合物，可提高LCST，另一方面，使疏水性單體共聚，可降低LCST。
可將上述的LCST作為本發(fā)明水凝膠形成性高分子的平衡吸水率對(duì)溫度依賴性的決定因素之一。即，通過選擇上述的“共聚物成分”，可控制LCST或水凝膠平衡吸水率對(duì)溫度的依賴性。
(交聯(lián))作為在上述的高分子化合物中形成或引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)的方法，可以舉出在使可聚合成高分子化合物的單體聚合時(shí)引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)的方法，以及在單體聚合結(jié)束后引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)的方法，本發(fā)明中，可以使用這些方法中的任一種。
前者的(在單體聚合時(shí)引入交聯(lián))方法，通?？梢允苟倌苄詥误w(或者具有3個(gè)以上官能團(tuán)的單體)共聚來實(shí)施。例如，可以使用N，N-亞甲基二丙烯酰胺、二甲基丙烯酸羥乙酯、二乙烯基苯等二官能性單體。
后者的(在單體聚合結(jié)束后引入交聯(lián))方法，通?？梢杂霉狻㈦娮由渚€、γ射線照射等在分子間形成交聯(lián)來實(shí)施。
而且，后者的方法可以將例如在分子內(nèi)具有多個(gè)與高分子化合物中的官能團(tuán)(例如氨基)結(jié)合了的官能團(tuán)(例如異氰酸酯基)的多官能性分子用作交聯(lián)劑，使該高分子化合物交聯(lián)來實(shí)施。
本發(fā)明的水凝膠形成性高分子的平衡吸水率(特別是在低于LCST的低溫范圍內(nèi)的平衡吸水率)依賴于上述的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，特別是依賴于交聯(lián)密度，一般情況下，交聯(lián)密度越低，平衡吸水率越大。對(duì)于在高于LCST的高溫范圍內(nèi)的平衡吸水率，交聯(lián)密度的影響較小，交聯(lián)密度越低，平衡吸水率對(duì)溫度的依賴性也越大。
在前者的方法中采用例如改變二官能性單體的共聚比，在后者的方法中采用例如改變光、電子射線、γ射線等的照射量，由此可以將“交聯(lián)密度”任意地控制在所希望的程度。
本發(fā)明中，交聯(lián)密度按照相對(duì)于總單體的分支點(diǎn)的摩爾比，優(yōu)選為約0.02mol％～約10mol％，更優(yōu)選約0.05mol％～約4mol％。采用前者的(在聚合時(shí)引入交聯(lián))方法引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合下，與二官能性單體的總單體(也包括該二官能性單體)的共聚重量比，優(yōu)選約0.03重量％～約3重量％(更優(yōu)選約0.05重量％～約1.5重量％)。
當(dāng)本發(fā)明中的交聯(lián)密度超過約10mol％時(shí)，本發(fā)明的水凝膠形成性高分子的平衡吸水率對(duì)溫度的依賴性變小，因此，本發(fā)明的水凝膠形成性高分子的吸水-放水的效果減小。另一方面，當(dāng)交聯(lián)密度低于約0.02mol％時(shí)，水凝膠形成性高分子的機(jī)械強(qiáng)度減弱，在難以使用的同時(shí)，在隨著溫度的變化發(fā)生膨潤(rùn)、收縮的過程中，出現(xiàn)機(jī)械破損的可能性增大。
上述的交聯(lián)密度(相對(duì)于總單體的分支點(diǎn)的摩爾比)，例如，可以采用13C-NMR(核磁共振吸收)測(cè)定、IR(紅外吸收光譜)測(cè)定或元素分析來定量。
(水凝膠或高分子的形狀)在本發(fā)明的容器中配置的水凝膠或水凝膠形成性高分子的形狀沒有特別的限定，可根據(jù)植株的種類、育成方法等適宜地選擇。水凝膠或高分子的形狀可以是例如層狀、微珠狀、纖維狀、薄膜狀、不定形等各種形狀。
本發(fā)明中的水凝膠或高分子的大小，也可以根據(jù)植株的種類、栽培方法等適宜地選擇。從提高水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨溫度變化而變化的過程，即膨潤(rùn)和收縮的過程對(duì)溫度的隨動(dòng)性考慮，優(yōu)選增大水凝膠或高分子的每單位體積的表面積，即減小水凝膠或高分子每個(gè)物體(例如1粒)的大小。例如，本發(fā)明中的水凝膠或高分子在干燥時(shí)的大小優(yōu)選為0.1μm～1cm左右，更優(yōu)選為1μm～5mm左右(特別優(yōu)選10μm～1mm左右)。
本發(fā)明中，上述的水凝膠或高分子的“干燥時(shí)的大小”是指該水凝膠或高分子的平均最大直徑(最大尺寸)(至少10個(gè)以上測(cè)量值的平均值)。更具體地說，本發(fā)明中，例如可以將對(duì)應(yīng)于上述水凝膠或高分子形狀的如下尺寸用作“干燥時(shí)的大小”微珠狀粒徑(平均粒徑)纖維狀各纖維狀片的長(zhǎng)度平均值薄膜狀、不定形狀各片最大尺寸的平均值層狀高分子層的厚度本發(fā)明中，也可以用具有與各片體積平均值(至少10個(gè)以上測(cè)量值的平均值)等體積的“球”直徑代替上述的“平均最大值”用作上述水凝膠或高分子的“干燥時(shí)的大小”。
(水凝膠/高分子的成形方法)對(duì)于本發(fā)明的水凝膠乃至高分子成型的方法沒有特別的限制，可根據(jù)所希望的水凝膠或高分子的形狀，采用通常的高分子化合物的成型方法。
作為最簡(jiǎn)便的成型方法，可以將可聚合成水溶性或親水性高分子化合物的單體、上述多官能性單體(二官能性單體等)和聚合引發(fā)劑溶解到水中，用熱或光使該單體等聚合，生成水凝膠或高分子。將該水凝膠或高分子機(jī)械破碎，用水洗等方法除去未反應(yīng)的單體和殘存的引發(fā)劑等，然后干燥，獲得構(gòu)成本發(fā)明容器或片材的水凝膠形成性高分子。
而且，可聚合成水溶性或親水性高分子化合物的單體為液體的場(chǎng)合下，可以向該單體中加入多官能性單體和聚合引發(fā)劑，用熱或光使單體嵌段聚合，然后機(jī)械破碎，用水萃取等方法除去未反應(yīng)的單體和殘存的多官能性單體，經(jīng)干燥，獲得本發(fā)明中使用的水凝膠或高分子。
另一方面，獲得微珠狀的水凝膠或高分子的場(chǎng)合下，可以采用乳液聚合法、懸浮聚合法、沉淀聚合法等。本發(fā)明中，從控制粒徑考慮，特別優(yōu)選使用逆相懸浮聚合法。這種逆相懸浮聚合法中，作為分散劑，優(yōu)選使用不能溶解單體和生成的高分子的有機(jī)溶劑(例如己烷等飽和烴)。而且，可以將作為懸浮助劑的表面活性劑(例如脂肪酸山梨糖醇酯等非離子性表面活性劑)與上述有機(jī)溶劑共同使用。
獲得的微球粒徑，可以通過加入的表面活性劑的種類和用量、或者攪拌速度等來控制。作為聚合引發(fā)劑，可以使用水溶性引發(fā)劑、非水溶性引發(fā)劑的任一種。
本發(fā)明中，將水凝膠或高分子成型為纖維狀、薄膜狀等的場(chǎng)合下，可以使用例如用模具等將水溶性高分子化合物的水溶液擠出到不與水混合的有機(jī)溶劑中，使該高分子形成所希望的形狀，然后，照射光、電子射線、γ射線等，由此可以使高分子具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的方法。而且，例如將上述水溶性高分子化合物溶解于有機(jī)溶劑或水中，采用溶劑澆鑄法成型之后，照射光、電子射線、γ射線等，也可以使高分子具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
(添加劑)
本發(fā)明的植株栽培用支持體、土壤改性劑、構(gòu)成容器或片材的水凝膠形成性高分子，根據(jù)需要，其交聯(lián)結(jié)構(gòu)中至少保持水而形成水凝膠，也可以根據(jù)需要向該水凝膠或高分子中加入其他的添加劑。作為這種目的的水凝膠或高分子內(nèi)部中含有的添加劑沒有特別的限制，可以使用通常的室外或設(shè)施內(nèi)(溫室等)的植株栽培中通常使用的公知的添加劑。
作為這種公知的添加劑，可以舉出各種植株用營(yíng)養(yǎng)素、除營(yíng)養(yǎng)素以外的與植株栽培有關(guān)的物質(zhì)(植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)、植株生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)、植株矮化劑等)、或者農(nóng)藥(除草劑、殺蟲劑、殺菌劑等)。
(營(yíng)養(yǎng)素)作為根據(jù)需要可在本發(fā)明的水凝膠或高分子內(nèi)部含有的營(yíng)養(yǎng)素，可以舉出N、P、K、Ca、Mg、S等多量元素和/或Fe、Cu、Mn、Zn、Mo、B、Cl、Si等微量元素。
本發(fā)明的水凝膠或高分子，在其內(nèi)部含有包括上述元素的無機(jī)營(yíng)養(yǎng)素或有機(jī)營(yíng)養(yǎng)素的場(chǎng)合下，隨著溫度上升，將植株的需求性也提高的營(yíng)養(yǎng)素釋放到水凝膠或高分子的外部(例如土壤中等)，另一方面，在這種需求性降低的低溫下，營(yíng)養(yǎng)素被貯藏到水凝膠或高分子內(nèi)部，因此，可以顯著地改善營(yíng)養(yǎng)素的持續(xù)性。
作為使水凝膠或高分子內(nèi)部含有這些營(yíng)養(yǎng)素的方法，可以舉出例如將尿素、硝酸鈣、硝酸鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、硫酸亞鐵等的水溶液冷卻至低于LCST的溫度，將干燥的上述水凝膠或高分子本身浸漬到該水溶液中使其膨潤(rùn)，結(jié)果使生成的水凝膠或高分子中吸收了所希望的營(yíng)養(yǎng)素的方法等。
(植株生長(zhǎng)物質(zhì)等)作為除上述營(yíng)養(yǎng)素以外與植株栽培有關(guān)的物質(zhì)，也可以根據(jù)需要，使上述水凝膠或高分子中含有植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、植株生長(zhǎng)促進(jìn)劑、植株矮化劑等，或者農(nóng)藥(除草劑、殺蟲劑、殺菌劑等)。
一般地，高溫過濕條件下的作物栽培，易引起枝干瘋長(zhǎng)，或者分枝·開花不良等現(xiàn)象，易成為使農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)值降低的原因。而且，有的場(chǎng)合也會(huì)產(chǎn)生由品種特性造成的價(jià)值降低問題。這種場(chǎng)合下，可根據(jù)需要優(yōu)選使用矮化劑，它具有抑制枝干等的伸長(zhǎng)、促進(jìn)分枝或開花的效果。本發(fā)明中，使水凝膠或高分子內(nèi)部含有矮化劑的場(chǎng)合下，其中含有作為構(gòu)成要素的水凝膠或高分子的本發(fā)明植株栽培用支持體、土壤改性劑、容器或片材，高溫時(shí)該容器或片材將矮化劑釋放到外部(例如土壤中等)，從而抑制植株枝干伸長(zhǎng)。另一方面，在矮化劑需求性降低的低溫時(shí)，矮化劑不會(huì)被水凝膠或高分子釋放，由此可顯著地改善矮化劑效果的持續(xù)性。
一般地，在高溫下比低溫下更需要除草劑。因此，使本發(fā)明的水凝膠或高分子內(nèi)部含有除草劑的場(chǎng)合下，基于與上述同樣的貯藏-釋放機(jī)理，可顯著地改善除草劑的效果及其持續(xù)性。
(添加劑的含有方法)作為使水凝膠或高分子內(nèi)部含有上述的各種添加劑的方法，可以舉出在充分低于高分子的LCST的溫度下，將高分子浸漬到添加劑的水溶液中，使其吸收上述的水溶液，生成水凝膠或高分子的方法。而且，使用例如ィナベンフィド、ゥニコナゾ-ル等對(duì)水的溶解度非常低的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)(矮化劑等)的場(chǎng)合下，可以使用可溶解該生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)且可使水凝膠或高分子膨潤(rùn)的有機(jī)溶劑，使該水凝膠或高分子內(nèi)部含有實(shí)用濃度的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)。
(植株栽培用支持體的使用方法)本發(fā)明的植株栽培用支持體是由上述水凝膠或高分子構(gòu)成的，在一般的植株栽培中使用的溫度范圍(例如，15～35℃左右)內(nèi)，基于凝膠的結(jié)構(gòu)而具有適當(dāng)“硬度”或形狀保持性。更具體地說，例如如
圖1的截面示意圖所示，可以不與土壤或其他栽培用載體并用，單獨(dú)使用適宜容器1內(nèi)配置的本發(fā)明的植株栽培用支持體2來栽培植株3。
(土壤改性劑的使用方法)另一方面，考慮到植株的易栽培性或栽培成本等，也可以將上述水凝膠或高分子用作土壤改性劑。這種場(chǎng)合下，也可以將本發(fā)明的土壤改性劑適宜地添加到其他的植株栽培用載體中來使用。具體地說，例如如圖2的截面示意圖所示，也可以將本發(fā)明的土壤改性劑2a略微均勻地添加到其他的植株栽培用載體(土壤等)5中作為植株支持體4，將這樣得到的植株支持體4配置到適宜容器1內(nèi)來栽培植株3。
可以與上述的本發(fā)明土壤改性劑并用的“其他的植株栽培用載體”，其種類、使用比例等沒有特別的限制。作為這種植株栽培用載體，例如為土壤或礫石、砂子、浮石、碳化物、泥煤、蛭石、樹皮、珍珠巖、沸石、石絨、海綿、水苔、椰子碎渣、隱藻苔(クリプトモス)等，可以單獨(dú)使用或根據(jù)需要將2種以上混合使用。
使用本發(fā)明的土壤改性劑栽培植株的場(chǎng)合下，優(yōu)選按干燥重量百分比0.1～10重量％左右(更優(yōu)選0.3～3重量％左右)的混合比例，將由本發(fā)明的水凝膠或高分子構(gòu)成的土壤改性劑混合到上述土壤等“其他的植株栽培用載體”中。
而且，將植株3移植到土壤等通常的植株栽培用載體中時(shí)，如圖3的截面示意圖所示，也可以將本發(fā)明的土壤改性劑2a物理附著到植株3的根部3a上，然后埋植到上述的植株栽培用載體(土壤等)5中(將根部3a埋在植株栽培用載體5中)進(jìn)行栽培。
而且，如圖4的截面示意圖所示，也可以在將植株3埋植到通常的植株栽培用載體(土壤等)5中之后，撒上本發(fā)明的土壤改性劑2a進(jìn)行栽培。
(植株)可適用本發(fā)明的植株栽培用支持體或土壤改性劑的植株，如果可以在室外栽培或在設(shè)施(溫室等)內(nèi)栽培則沒有特別的限制，既可以是植株(例如苗)，也可以是植株的一部分(例如莖)。從室外栽培或設(shè)施(溫室等)內(nèi)栽培時(shí)的效率或合格率考慮，優(yōu)選將培養(yǎng)室(通常在無菌條件下)中生長(zhǎng)到某種程度的植株適用在用本發(fā)明的植株栽培用支持體或土壤改性劑的栽培中。
(栽培條件)本發(fā)明的植株栽培用支持體或土壤改性劑，雖然可以用在“培養(yǎng)”條件下，但不如用在“栽培”條件下。
本說明書中，植株的“培養(yǎng)”通常在玻璃器內(nèi)(in vitro)，在無菌的條件下，使植株的一部分乃至全部育成、再生乃至繁殖(關(guān)于這種“培養(yǎng)”的一種狀態(tài)，可以參照例如農(nóng)學(xué)大事典編集委員會(huì)編寫的《農(nóng)學(xué)大事典》，1024頁(1991年)，養(yǎng)賢堂)。多數(shù)場(chǎng)合下，這種“培養(yǎng)”是在植株生長(zhǎng)條件基本上保持一定(例如溫度25℃、照度3000 Lux、16小時(shí)日長(zhǎng))的培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行的。
另一方面，植株的“栽培”通常在非無菌的條件下，使植株的一部分乃至全部生長(zhǎng)。這種“栽培”中，植株的生長(zhǎng)條件通常隨著外界環(huán)境因素(溫度、濕度、日照量、光強(qiáng)度等)的變動(dòng)而變動(dòng)。
而且，以馴化植株等為目的，有些場(chǎng)合下，使“培養(yǎng)”條件接近“栽培”條件(例如采用有晝夜溫差的溫室或設(shè)定白天25℃、夜間19℃、溫差6℃的培養(yǎng)室等)。進(jìn)一步地，也有些場(chǎng)合下，為了恰當(dāng)?shù)乜刂浦仓甑摹霸耘唷睏l件而使其接近“培養(yǎng)”條件(例如在培養(yǎng)室內(nèi)在非無菌狀態(tài)下進(jìn)行容器栽培)。
本發(fā)明的“栽培”中，只要在非無菌條件下能讓植株生長(zhǎng)，則除了栽培植株的容器、栽培場(chǎng)所等，不管其他條件如何。更具體地，例如，栽培用容器的形狀沒有特別的限制，可適宜地使用花盆等公知形狀的容器。構(gòu)成該容器的材料也沒有特別的限制，可適宜地使用紙、塑料、陶瓷器、玻璃等公知材料。栽培場(chǎng)所也沒有特別的限制，可以適宜地使用室外等開放系(open-air)場(chǎng)所；以溫室、植物工廠、培養(yǎng)室為主的設(shè)施等。
本發(fā)明的植株栽培用支持體或土壤改性劑，可以在上述的無菌條件下和非無菌條件下通用，因此在使用本發(fā)明的植株栽培用支持體或土壤改性劑的場(chǎng)合下，從植株培養(yǎng)到栽培的過程中，可以使用共同的栽培用支持體或土壤改性劑。在從使用這種通用的栽培用支持體或土壤改性劑的培養(yǎng)移植到栽培的操作中，可根據(jù)需要，利用該水凝膠形成性高分子(任憑水凝膠形成性高分子本身附著在植株上)的上述溫度感應(yīng)性，更換水凝膠或高分子內(nèi)部保持或含有的全部或部分介質(zhì)(水分和/或其他的營(yíng)養(yǎng)素等成分)，因此，在移植時(shí)可有效地防止植株或其一部分(例如根)的損傷。
(容器/片材的形狀和材質(zhì))本發(fā)明的植株育成用容器，只要能將上述的“具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子”配置到其內(nèi)部，則其形狀沒有特別的限制，可以是過去公知的形狀，例如盆狀、花盆(pot)狀、花器(planter)狀、淺盤狀等各種形狀。
圖5的截面示意圖中示出了本發(fā)明育成用容器的一種形態(tài)(盆型)。參照?qǐng)D5，在有底部11a和側(cè)壁11b的盆型容器11的內(nèi)部，配置著“具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子”層12。底部11a或側(cè)壁11b上，也可以根據(jù)需要設(shè)置1個(gè)以上的孔(圖中未示出)，這就不用說了。
同樣，本發(fā)明的植株片材，只要能將上述的“具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子”配置在其表面的至少部分表面上，則其形狀沒有特別的限制，可以是過去公知的各種形狀。
圖6的截面示意圖中示出了本發(fā)明育成用片材的一種形態(tài)。參照?qǐng)D6，在片材基材21a的一側(cè)表面上，配置有“具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子”層12a?？筛鶕?jù)需要，在該片材基材21a的與高分子層12a配置面相反的一面(里面)上，設(shè)置粘合劑或接合劑層13(由羧甲基纖維素(CMC)等構(gòu)成)。進(jìn)一步地，如圖7所示，也可以根據(jù)需要，在該粘合劑/接合劑層13上，配置具有脫模性的片材14。使用圖7所示形態(tài)的片材21的場(chǎng)合下，剝掉脫模性片材14，將該片材21配置到過去常用的容器(圖中未示出)內(nèi)，由此可容易地在過去常用的容器所希望的位置上配置片材21。
本發(fā)明的片材也可以根據(jù)需要形成隔板(partition)形狀。
圖8A～B的斜視示意圖中示出隔板形的本發(fā)明片材的形態(tài)例。圖8A示出單格型(帶有延長(zhǎng)部分)隔板形狀的例子，圖8B示出4-格型隔板形狀的例子。由這些隔板形成的“格”的數(shù)目沒有特別的限制，從有效利用栽培面積考慮，優(yōu)選為1～10000個(gè)左右(更優(yōu)選10～1000個(gè)左右)。這些隔板型的本發(fā)明片材22上，將“具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子”層(圖中未示出)配置到該隔板應(yīng)配置植株的一側(cè)表面15的至少部分表面上。
如圖9的平面示意圖所示，將隔板形的本發(fā)明片材22與“其他容器”16(也可以是過去常用的容器)組合使用的場(chǎng)合下，利用該片材22與“其他容器”16的裝卸，植株移植時(shí)的“取出”變得非常容易。也就是說，將生長(zhǎng)的植株(圖中未示出)從容器6或片材12中取出時(shí)，預(yù)先從容器6中拔出隔板22，這樣就能非常容易地取出植株。上述“其他容器”16可以是過去常用的容器，而且，根據(jù)需要，也可以是其內(nèi)部配置了“水凝膠形成性高分子”層12的植株育成用容器(即，本發(fā)明的容器)。
本發(fā)明的容器或片材的材質(zhì)也沒有特別的限制，可以適宜地使用過去公知的材質(zhì)，例如陶瓷或陶器(素瓷等)、金屬、木材、塑料、紙等各種材質(zhì)。
(高分子的配置方式)本發(fā)明中，只要將水凝膠形成性高分子配置到育成用容器內(nèi)，則其位置、面積、形狀(例如為連續(xù)層或斷續(xù)層)、配置手段等沒有特別的限制。
上述高分子在容器內(nèi)的配置位置，可以是例如容器的底面11a或側(cè)面11b(圖5)的任一位置，從高分子因膨潤(rùn)而易保持植株方面考慮，優(yōu)選將高分子配置在容器的側(cè)面11b上。
本發(fā)明中，從有效發(fā)揮水凝膠形成性高分子的功能考慮，在將容器內(nèi)表面面積(或片材的一側(cè)表面面積)作為Sa、將配置水凝膠形成性高分子的面積作為Sp的場(chǎng)合下，其面積之比(Sp/Sa)×100優(yōu)選約為10％以上，更優(yōu)選約為50％以上(特別優(yōu)選約70％以上)。
本發(fā)明中，水凝膠形成性高分子層12或12a，可以是連續(xù)層，也可以是斷續(xù)層。這種斷續(xù)層可采用絲網(wǎng)印刷等任意的手段容易地形成。為斷續(xù)層的場(chǎng)合下，其平面形狀可以是如
圖10A所示的格子島狀、如
圖10B所示的斑點(diǎn)狀等任意形狀。
將水凝膠形成性高分子層12或12a配置到容器或片材的基材11上的場(chǎng)合下，其配置形態(tài)沒有特別的限制。從易配置性考慮，優(yōu)選使用例如在基材11上直接配置高分子層12的狀態(tài)(
圖11A)、在基材11上配置的粘合劑或接合劑層17之上配置高分子層12的狀態(tài)(
圖11B)、在基材1上配置的粘合劑或接合劑層17之上配置顆粒狀、不定型狀等任意形狀的高分子12的狀態(tài)(
圖11C)中的任一種。上述的
圖11A的狀態(tài)中，從使高分子層12具有與基材11的接合性或使其接合性增強(qiáng)的方面考慮，也可以根據(jù)需要，將水凝膠形成性高分子與粘合劑或接合劑混合或分散在其中，然后形成上述高分子層12。該場(chǎng)合下，相對(duì)于水凝膠形成性高分子10重量份，優(yōu)選使用粘合劑或接合劑0.01～10重量份左右(更優(yōu)選0.1～2重量份左右)。
上述的“粘合劑或接合劑”沒有特別的限制，可以使用公知的接合劑、粘合劑等，但該物質(zhì)優(yōu)選使用實(shí)際上對(duì)栽培的植株無毒或是低毒性的材料。作為這種接合劑·粘合劑的具體實(shí)例，可以舉出例如橡膠或膠乳系(天然橡膠系、異丁烯膠乳系等)、丙烯酸樹脂系(丙烯酸系、異氰酸酯系等)、環(huán)氧樹脂系、聚氨酯樹脂系、蛋白質(zhì)系(大豆蛋白系、面筋系等)、淀粉系(淀粉系、糊精系)、纖維素系(CMC系、硝基纖維素系等)接合劑或粘合劑。
上述的容器或片材的任一種形態(tài)中，從有效發(fā)揮水凝膠形成性高分子的功能考慮，在將容器的內(nèi)表面面積(或片材一側(cè)表面面積)作為Sa、將配置的水凝膠形成性高分子的重量作為Mp的場(chǎng)合下，高分子的涂布量(Mp/Sa)優(yōu)選為0.0001g/cm2(0.1mg/cm2)以上，更優(yōu)選為0.001g/cm2(1mg/cm2)～0.2g/cm2左右(特別優(yōu)選0.002g/cm2(2mg/cm2)～0.1g/cm2左右)。
(植株育成用容器或片材的制造方法)將水凝膠固定到基材表面上的成型物(容器或片材)的制造方法沒有特別的限制，可以使用例如以下2個(gè)方法中的任一種。
第一種方法是將基材材料預(yù)先成型為花盆、花器等容器或片材的形狀，然后在該成型物的內(nèi)表面上涂布接合劑、粘合劑等能夠固定水凝膠形成性高分子或水凝膠的物質(zhì)，在這樣涂布的物質(zhì)之上固定水凝膠形成性高分子或水凝膠。
第二種方法是在基材材料的片材或薄膜表面上，涂布接合劑、粘合劑等能夠固定水凝膠形成性高分子或水凝膠的物質(zhì)，在這樣涂布的物質(zhì)之上固定水凝膠形成性高分子或水凝膠，然后采用中空成型法等成型為花盆或花器等形狀。
使用上述第一種方法的場(chǎng)合下，可采用注射成型法、中空成型法、吹塑成型法等各種成型方法，將基材材料成型為花盆或花器等形狀。用于將水凝膠形成性高分子或水凝膠固定到成型物內(nèi)表面上的物質(zhì)沒有特別的限制，可以使用一般市售的接合劑、粘合劑等，但優(yōu)選使用實(shí)際上對(duì)栽培的植株無毒或低毒性的物質(zhì)。作為這種接合劑·粘合劑的具體實(shí)例，可以舉出例如橡膠系、膠乳系、丙烯酸樹脂系、環(huán)氧樹脂系、聚氨酯樹脂系、蛋白質(zhì)系、淀粉系、纖維素系等接合劑或粘合劑。
可以采用噴霧法、澆鑄法、浸漬法等將這些接合劑·粘合劑涂布到上述成型物的內(nèi)表面上，在這樣涂布的接合劑·粘合劑之上，固定水凝膠形成性高分子或水凝膠。而且，也可以用預(yù)先涂布了上述粘合劑等形成的兩面膠帶代替上述接合劑、粘合劑等，貼到上述成型物的內(nèi)表面上，在其上固定水凝膠形成性高分子或水凝膠。
上述第一種方法中，可以先用注射成型法等將基材成型為花盆或花器等形狀，然后將水凝膠形成性高分子或水凝膠分散到熱塑性彈性體等中，用雙色成型法將由此形成的分散材料注射成型為該成型物的內(nèi)面，由此將水凝膠形成性高分子或水凝膠固定到基材成型物的內(nèi)面上。
另一方面，上述第二種方法中，可以用噴霧法、澆鑄法等，將上述接合劑、粘合劑等能夠固定水凝膠形成性高分子或水凝膠的物質(zhì)涂布到作為基材的片材或薄膜的表面上，或者貼上上述的兩面膠帶，并在其上固定水凝膠形成性高分子或水凝膠，然后用中空成型法等使基材成型。而且，也可以用多層擠出法，將水凝膠形成性高分子或水凝膠在熱塑性彈性體等中的分散材料與基材同時(shí)成型為多層片材或多層薄膜，將水凝膠形成性高分子或水凝膠固定到基材片材或基材薄膜上，然后用中空成型法等使基材成型。
(植株育成用容器或片材的使用方法)為了用配置有本發(fā)明的水凝膠形成性高分子的容器或片材有效地移植植株(栽種植株)，其使用方法優(yōu)選采用如下所述的使用方法。
(1)使用按照水凝膠吸收水分時(shí)充分充滿容器程度的量配置了水凝膠形成性高分子顆粒的容器或成型為容器狀的片材，在該容器中放入植株的至少一部分之后，加入(肥料)溶液等，使水凝膠形成性高分子顆粒膨潤(rùn)從而使植株固定的方法。
(2)向按照水凝膠吸收水分時(shí)充分充滿容器程度的量配置了水凝膠形成性高分子顆粒的容器或成型為容器狀的片材中加入溶液等，使水凝膠充滿容器。接著，將植株的至少一部分插入凝膠中從而使植株固定的方法。
采用上述(1)和(2)的方法，由于含有水分而膨潤(rùn)的水凝膠顆粒有適度的流動(dòng)性，可以不傷害植株而平穩(wěn)地進(jìn)行移植作業(yè)。而且，微細(xì)組織(例如種子或在組織培養(yǎng)中獲得的不定胚、蘭科的PLB(Protocorm Like Body與種子發(fā)芽時(shí)形成的球形組織類似的組織培養(yǎng)中獲得的組織體)等)的場(chǎng)合下，也可以采用只將該組織等載置于水凝膠上的方法。
(3)使用按照水凝膠吸收水分時(shí)未充滿容器程度的量配置了水凝膠形成性高分子顆粒的容器或成型為容器狀的片材，將植株的至少一部分與植物支持用載體一起加入該容器中，然后加入溶液等，使水凝膠形成性高分子膨潤(rùn)從而使植株固定的方法。
(4)用涂布了水凝膠形成性高分子顆粒的片材(本發(fā)明的片材)將植株卷起來，栽種到通常的容器或支持體中，然后加入溶液等，使水凝膠形成性高分子膨潤(rùn)從而使植株固定的方法。
使用上述的(1)至(4)任一種方法的場(chǎng)合下，很容易地不傷害植株且迅速地將植株接種乃至固定到支持體上。
(移植方法)另一方面，用配置有本發(fā)明的水凝膠形成性高分子的本發(fā)明的容器或片材有效地移植植株(取出植株)，其方法優(yōu)選使用如下的方法。
(1)向容器或片材中供給大量過剩的水，提高水凝膠的流動(dòng)性，不傷害植株而將其取出的方法。
(2)使用配置了具有LCST的水凝膠形成性高分子的容器或片材的場(chǎng)合下，在對(duì)植株無不良影響的溫度下溫?zé)崛萜骰蚱模古驖?rùn)的水凝膠顆粒釋放出水分而收縮，不傷害植株而將其取出的方法。
(3)向容器或片材中供給對(duì)植株無不良影響的溫水，使膨潤(rùn)的水凝膠顆粒釋放出水分而收縮，并且提高凝膠顆粒的流動(dòng)性，不傷害植株而將其取出的方法。上述溫水的溫度，根據(jù)植株的種類等而有若干差異，優(yōu)選低于約45℃(更優(yōu)選低于約40℃)。
使用上述(1)至(3)任一種方法的場(chǎng)合下，很容易地不傷害植株且迅速地將植株從容器中取出。
(水分等液態(tài)物質(zhì)的除去方法)
在用配置有本發(fā)明的水凝膠形成性高分子的容器或片材栽培植株時(shí)，因某些理由(例如如下理由)不需要容器或片材內(nèi)的水分或肥料溶液等液體的場(chǎng)合下，可以采用如下方法將液體除去。
在移動(dòng)(發(fā)貨等)時(shí)，盡可能減輕栽培容器的重量，在提高作業(yè)性、減少輸送費(fèi)用等方面是很重要的。而且移動(dòng)時(shí)，很多場(chǎng)合是將植株放置在封閉的環(huán)境下(例如，植株連同容器一起處于用玻璃紙包裝放入瓦楞紙箱的狀態(tài))。在這種環(huán)境下，處于濕潤(rùn)狀態(tài)又不放壞植株，盡可能地減少栽培容器內(nèi)的水分，這是很重要的。
(1)使用配置有水凝膠形成性高分子的本發(fā)明的容器或片材的場(chǎng)合下，可以采用使其干燥而使水凝膠顆粒釋放出水分從而減輕重量的方法。但是，該方法會(huì)產(chǎn)生“養(yǎng)分濃縮”的結(jié)果，必須在實(shí)際上對(duì)植株無不良影響的范圍內(nèi)進(jìn)行。
(2)作為更優(yōu)選的方法，可以舉出使用配置了具有LCST的水凝膠形成性高分子的本發(fā)明的容器或片材，在對(duì)植株無不良影響的溫度下溫?zé)嵩撊萜骰蚱?，使高分子?gòu)成的水凝膠顆粒收縮，使膨潤(rùn)的水凝膠顆粒釋放出水分從而減輕重量，并且減少容器或片材內(nèi)的水分的方法。
過去，在發(fā)貨前供給植株的水可能會(huì)使耐干燥性降低、生花耐活性等變差，而且使果實(shí)的糖度降低。從解決這種問題的方面來看，也希望采用上述(1)和(2)的方法(優(yōu)選(2)的方法)，在發(fā)貨前預(yù)先除去水分等。
(膠狀支持體的使用方法)本發(fā)明的植株育成方法中使用的膠狀支持體，是由上述的水凝膠或高分子構(gòu)成的，在一般的植株育成中使用的溫度范圍(例如15～35℃左右)內(nèi)，基于凝膠的結(jié)構(gòu)而具有適當(dāng)“硬度”或形狀保持性。更具體地說，例如如
圖12的截面示意圖所示，可以不與多孔體等其他育成用載體并用，單獨(dú)使用適宜容器31內(nèi)配置的用于本發(fā)明的膠狀支持體32來育成植株33。
如
圖12所示，在植株33的培養(yǎng)階段中，為了控制育成體系的通氣性，優(yōu)選在容器31的上部配置蓋41。可以根據(jù)需要，在蓋41的頂部等處設(shè)置如圖所示的孔43。設(shè)置孔43的這種形態(tài)中，還可根據(jù)需要配置能覆蓋住孔43的過濾部件42。該過濾部件42的配置在防止塵埃、細(xì)菌等的污染方面是優(yōu)選的。該過濾部件42沒有特別的限制，可以優(yōu)選使用公知的物質(zhì)，例如濾紙(渡邊泰(株)制“濾紙過濾器”(帶有粘合劑)等)、膜過濾器(ミリポァ社制，ミリシ-ル等)等。蓋41的孔43可以有1個(gè)，也可以根據(jù)需要開多個(gè)孔?？?3的大小通常優(yōu)選數(shù)mm～數(shù)cm左右(更優(yōu)選5mm～1cm左右)。
上述容器31和蓋41的材質(zhì)、厚度、大小等沒有特別的限制，考慮到滅菌時(shí)的耐熱性和透明性，優(yōu)選使用數(shù)mm左右(例如1mm左右)厚的聚碳酸酯。
在培養(yǎng)階段時(shí)，如
圖12所示，優(yōu)選在容器31上配置蓋41，而在栽培階段(溫度、苗圃等)時(shí)，從通氣性考慮，優(yōu)選不配置蓋41(參照后述的
圖13)。
(多孔體)可以將上述的膠狀支持體本身單獨(dú)用作植株育成用支持體或栽種材料，而且，考慮到植株的易育成性或育成成本等，也可以與其他的多孔體一起使用。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在栽培(例如苗圃栽培)時(shí)，使用100％水凝膠作為支持體的場(chǎng)合下，根據(jù)凝膠種類的不同，可能會(huì)使地下部分的氧氣不足，從而阻礙根的生長(zhǎng)。
考慮到有效防止這種地下部分的氧氣不足，優(yōu)選將上述的膠狀支持體適宜地添加到其他多孔體中來使用。更具體地說，例如如
圖13的截面示意圖所示，可以將本發(fā)明中使用的膠狀支持體32a略微均勻地添加到其他的多孔體35中成為植株支持體34，將這樣獲得的植株支持體34配置到適宜容器31內(nèi)來育成植株33。
圖13示出栽培階段的狀態(tài)。在培養(yǎng)階段時(shí)，通常如
圖12所示那樣，在容器31的上部配置蓋41(后述的
圖14和15中也同樣)。
上述的可與本發(fā)明中使用的膠狀支持體并用的“其他多孔體”的種類、使用比例等，只要是有孔隙的多孔體則沒有特別的限制。膠狀支持體與多孔體的混合比，可以根據(jù)凝膠和/或多孔體的種類等適宜地調(diào)整，從有效發(fā)揮膠狀支持體的功能考慮，通常以高分子凝膠的“表觀體積”為基準(zhǔn)(100％)，應(yīng)混合的多孔體的“表觀體積”優(yōu)選為1％～80％左右(更優(yōu)選10～70％左右，特別優(yōu)選30～50％左右)。
此處，上述“表觀體積”是指在將處于平衡吸水狀態(tài)的高分子凝膠平穩(wěn)地注入量筒中的場(chǎng)合下，與凝膠表面對(duì)應(yīng)的量筒“刻度”所示體積。而且，應(yīng)混合的多孔體的表觀體積也是指用相同方法測(cè)定的體積。
作為這種多孔體，優(yōu)選使用例如珍珠巖、蛭石、浮石、陶瓷、沸石、海綿、絲瓜纖維、石絨、椰子碎渣、樹皮、泥煤苔(ピ-トモス)、麥飯石、碳化物、羊毛等，可以單獨(dú)使用，也可以根據(jù)需要兩種以上混合使用。
而且，將植株33移植到多孔體等通常的植株育成用載體時(shí)，如
圖14的截面示意圖所示，可以先將本發(fā)明中使用的膠狀支持體32a附著在植株33的根33a上，然后埋植到上述的植株育成用載體(多孔體等)35中(將根33a埋到植株育成用載體35中)進(jìn)行育成(培養(yǎng)后的栽培)。
而且，如
圖15的截面示意圖所示，可以先將植株33埋植到通常的多孔體35中，然后將本發(fā)明中使用的膠狀支持體32a散布到多孔體35的表面上進(jìn)行育成(培養(yǎng)后的栽培)。
上述的
圖12～15的狀態(tài)中，可以將用于培養(yǎng)階段的膠狀支持體32和容器31直接用于栽培階段，根據(jù)需要，用于培養(yǎng)階段的容器與用于栽培階段的容器也可以不同。
圖16的截面示意圖示出后者的狀態(tài)。參照
圖16，在這種狀態(tài)下，使用培養(yǎng)專用的容器45代替
圖12所示的可用于培養(yǎng)/栽培雙方的容器31和蓋41，除此之外，與
圖12的狀態(tài)相同。
圖17～19(這些圖中省去了容器45的孔43和過濾部件42)的截面示意圖的各狀態(tài)中，使用培養(yǎng)專用的容器45代替上述
圖13～15中所示的可用于培養(yǎng)/栽培雙方的容器31和蓋41，除此之外，與
圖13～15的狀態(tài)相同。
圖20～23的截面示意圖分別示出與
圖16～19狀態(tài)(培養(yǎng)階段)相對(duì)應(yīng)的栽培階段的狀態(tài)。
參照?qǐng)D20，在這種狀態(tài)下，從
圖16的培養(yǎng)容器45取出的植株33和支持體22，與栽培用栽種材料46(可根據(jù)需要使用)一起配置到容器31內(nèi)。圖20狀態(tài)下的栽培用栽種材料46沒有特別的限制，可以使用公知的栽種材料(上述的多孔體、土壤等)。例如，可以使用上述的膠據(jù)植株33的種類，也可以將通常的土壤用作栽培用栽種材料46。
(植株)可適用于本發(fā)明中使用的膠狀支持體的植株沒有特別的限制，可以是植株本身(例如苗、種子等)，也可以是植株的一部分(例如不定胚、愈傷組織、莖等)。從室外栽培或設(shè)施(溫室等)內(nèi)栽培時(shí)的效率或合格率考慮，優(yōu)選在培養(yǎng)室(通常在無菌條件下)中生長(zhǎng)到某種程度之后直接轉(zhuǎn)移到栽培。
(育成條件)本發(fā)明中使用的膠狀支持體可以適用于“培養(yǎng)”條件下或者“栽培”條件下。而且，該膠狀支持體可以適用于無菌/非無菌的條件下和/或無糖/有糖條件下的任何條件下。從培養(yǎng)轉(zhuǎn)移到栽培的過程中，基于培養(yǎng)液或肥料溶液的組成差異(例如無糖/有糖)而希望更換該溶液，在這種場(chǎng)合下，如后述的實(shí)施例所示，優(yōu)選根據(jù)需要使上述膠狀支持體隨溫度變化等而收縮，從而除去或洗凈膠狀支持體中的培養(yǎng)液。
從植株育成的再現(xiàn)性考慮，本發(fā)明的“培養(yǎng)”優(yōu)選在植株生長(zhǎng)條件基本上保持一定(例如溫度25℃、照度3000 Lux、16小時(shí)日長(zhǎng))的培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行。
另一方面，本發(fā)明的“栽培”中，植株的生長(zhǎng)條件通常隨著外界環(huán)境因素(溫度、濕度、日照量、光強(qiáng)度等)的變動(dòng)而變動(dòng)。
而且，以馴化植株等為目的，有些場(chǎng)合下，使“培養(yǎng)”條件接近“栽培”條件(例如采用有晝夜溫差的溫室或設(shè)定為白天25℃、夜間19℃、溫差6℃的培養(yǎng)室等)。進(jìn)一步地，也有些場(chǎng)合下，為了恰當(dāng)?shù)乜刂浦仓甑摹霸耘唷睏l件而使其接近“培養(yǎng)”條件(例如在培養(yǎng)室內(nèi)在非無菌狀態(tài)下進(jìn)行容器栽培)。
本發(fā)明的“栽培”中，只要能讓植株在非無菌條件下生長(zhǎng)，則除了栽培植株的容器、栽培場(chǎng)所等，不管其他條件如何。更具體地說，例如，栽培用容器的形狀沒有特別的限制，可適宜地使用花盆等公知形狀的容器。構(gòu)成該容器的材料也沒有特別的限制，可適宜地使用紙、塑料、陶瓷器、玻璃等公知材料。栽培場(chǎng)所也沒有特別的限制，可以適宜地使用室外等開放(open-air)場(chǎng)所；以溫室、植物工廠、培養(yǎng)室為主的設(shè)施等。
本發(fā)明中使用的膠狀支持體，可以在上述的無菌條件下和非無菌條件下通用，因此在本發(fā)明的從植株培養(yǎng)到栽培的過程中，可以使用共同的栽培用支持體或膠狀支持體。在從使用這種通用的栽培用支持體或膠狀支持體的培養(yǎng)移植到栽培的操作中，可根據(jù)需要，利用該水凝膠形成性高分子(水凝膠形成性高分子附著在植株上)的上述溫度感應(yīng)性，更換水凝膠或高分子內(nèi)部保持或含有的全部或部分介質(zhì)(水分和/或其他的營(yíng)養(yǎng)素等成分)，因此，在移植時(shí)可有效地防止植株或其一部分(例如根)的損傷。
(容器)在植株育成中供給培養(yǎng)液的場(chǎng)合下，如圖31的截面示意圖所示，優(yōu)選在植株33a培養(yǎng)用容器的上部(蓋部)41上設(shè)置培養(yǎng)液供給口50。同樣，在除去培養(yǎng)液的場(chǎng)合下，優(yōu)選在容器下部31上設(shè)置培養(yǎng)液排出口52。向植株無菌地供給培養(yǎng)液的場(chǎng)合下，通過使用這2個(gè)(以上)口，可以容易地進(jìn)行培養(yǎng)液的供給/排出操作。
上述的供給口50也可以設(shè)置在蓋41的頂部，考慮到防止來自空氣的污染，以及考慮到在“重疊放置”圖31所示的容器時(shí)可照樣供給培養(yǎng)液，優(yōu)選如圖31所示那樣設(shè)置在蓋41的側(cè)面。供給口50和排出口52可以根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)。
優(yōu)選在這些供給口50和排出口52處，分別配置通常用橡膠、硅橡膠、海綿等軟質(zhì)或多孔質(zhì)材料制成的塞子51和53。配置這種塞子的場(chǎng)合下，可以采用注射器(圖中未示出)等供給/排出培養(yǎng)液的手段，通過塞子51或53將培養(yǎng)液無菌地供給/排出。
而且，考慮到向植株增加CO2供給并提高植株的耐干燥性，優(yōu)選在蓋41上設(shè)置用于使空氣流通的孔54，并在孔54上配置過濾部件55。
隨著植株的伸長(zhǎng)，優(yōu)選增大育成容器的通氣性，在這種場(chǎng)合下，例如如圖32的將過濾部部分放大的截面示意圖所示，優(yōu)選在過濾部件55上配置用于密封該過濾部件55的密封部件56。這樣，隨著時(shí)間的經(jīng)過(植株的伸長(zhǎng))，緩緩地剝掉密封部件56，由此可以增大容器內(nèi)的空氣流通，更容易地馴化植株。
上述的過濾器55也可以設(shè)置在蓋41的頂部，考慮到防止來自空氣的污染，以及考慮到在“重疊放置”圖31所示的容器時(shí)可照樣使空氣流通，優(yōu)選如圖31所示那樣設(shè)置在蓋41的側(cè)面。過濾器55也可以根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)。
(凝膠在容器內(nèi)的配置方法)本發(fā)明中，可以在一個(gè)容器中配置并育成一株植物(苗等)，但從減少空間、勞動(dòng)時(shí)間或成本考慮，優(yōu)選在1個(gè)容器內(nèi)配置多株植物。
在1個(gè)容器內(nèi)配置多株植物的這種場(chǎng)合下，植株在生長(zhǎng)過程中，許多苗的根須纏繞在一起，特別是對(duì)根毛發(fā)達(dá)的植株，可能會(huì)使纏繞程度增大。這種場(chǎng)合下，向苗圃栽培移植時(shí)，通常需要將植物一株一株地分開(單苗化作業(yè))。
考慮到防止多株植物的根糾纏在一起、在單苗化作業(yè)中避免損傷根而簡(jiǎn)便容易地進(jìn)行單苗化，優(yōu)選在容器內(nèi)配置的多株植物之間配置障礙物(隔板)。這種障礙物或隔板的配置方法，只要能減少多株植物的根須“纏繞”而容易進(jìn)行單苗化，則沒有特別的限制，可以使用公知的方法。從盡可能減少根須“纏繞”考慮，優(yōu)選在培養(yǎng)基表面(膠狀支持體的上端)直到容器底部配置“隔板”，更具體地說，例如可以使用本身就被隔斷的容器，或者也可以在以后用格子狀隔板等將容器內(nèi)隔斷。在前者的場(chǎng)合下，優(yōu)選使用公知的帶有隔板的容器，例如用塑料或發(fā)泡聚苯乙烯等制成的所謂插入用托盤、復(fù)合材料等。
另一方面，在后者的場(chǎng)合下，隔板的形狀、原料(例如塑料、紙、布、無紡布等制成的薄膜或片材)等沒有特別的限制，可以使用公知的材料。
在植株培養(yǎng)前用高壓滅菌器等進(jìn)行高溫滅菌的場(chǎng)合下，上述的容器和/或隔板優(yōu)選具有一定的耐熱性。
以下示出實(shí)施例，更具體地說明本發(fā)明。
實(shí)施例實(shí)施例1將N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm，(株)興人制)15g、丙烯酸0.47g、N，N′-亞甲基二丙烯酰胺(Bis)0.1g、過硫酸銨0.2g、1N NaOH 6.6ml、和N，N，N′，N′-四甲基乙二胺0.1ml溶解于蒸餾水90ml中，在室溫下聚合4小時(shí)，由此合成具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚-N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝膠。
將該凝膠用混合器機(jī)械粉碎，制成不定形狀的塊(C-PNIPAAm-H)。使該C-PNIPAAm-H分散于1升蒸餾水中，一旦冷卻至4℃后，加熱至50℃，由此使C-PNIPAAm-H收縮，去掉上清液。將該水洗操作重復(fù)2次，除去未反應(yīng)的單體和殘存的引發(fā)劑。再將該C-PNIPAAm-H真空干燥(100℃，24小時(shí))，獲得粉末狀的C-pNIPAAm-H(水凝膠形成性高分子)。
按上述方法分別測(cè)定上述獲得的C-PNIPAAm-H粉末在19℃和26℃下對(duì)市售粉末園藝用肥料(商品名海波萘斯(ハィポネックス)20-20-20、ハィポネックスジャパン(株)制，1g/L)的平衡吸水率，19℃下約為7200％，26℃下約為5200％。此處使用的19℃和26℃，與后述實(shí)施例中栽培植株的溫室內(nèi)的最低和最高溫度相對(duì)應(yīng)(參照后述圖24的曲線圖)。
實(shí)施例2(水凝膠形成性高分子作為植物栽培用支持體的使用)向三角燒瓶(柴田ハリォ硝子(株)制，容量500ml)中注入200ml市售的粉末狀園藝用肥料(商品名海波萘斯(ハィポネックス)7-6-19、ハィポネックスジャパン(株)制，3.5g/L，含有鞋用織物20g/L、香蕉100g/L、瓊脂6g/L)，高壓滅菌(121℃，1.2kg/cm2，20分鐘)后，在室溫下放置使其固化。
在上述滅菌后的培養(yǎng)基上，將伸長(zhǎng)約2cm的蘭苗YT57(Cym.LOVELY ANGEL′The Two Vergins′)按每燒瓶25株的比例移植，在培養(yǎng)室(25℃，3000 Lux、16小時(shí)日長(zhǎng))內(nèi)無菌培養(yǎng)4個(gè)月。將獲得的YT57苗連帶著培養(yǎng)基一起從燒瓶中取出，在流水下除去苗根上附著的含有培養(yǎng)液的瓊脂，然后選擇10株新鮮重2.4g的苗。
接著，將實(shí)施例1中制成的干燥C-PNIPAAm-H粉末8g混合分散到500ml粉末狀園藝用肥料溶液(商品名海波萘斯20-20-20、ハィポネックスジャパン(株)制，1g/L)中，在室溫下放置，使上述C-PNIPAAm-H粉末完全吸收該海波萘斯溶液，制成水凝膠。
將這樣獲得的水凝膠配置到直徑12cm的黑乙烯樹脂花盆(兼彌商店制)中，在1個(gè)花盆內(nèi)，將上述10株YT57苗插入該水凝膠中(移植)，在溫室(溫度18～30℃)內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。這種在溫室內(nèi)栽培的過程中，每3～4天澆一次水，使盆的整體重量與初期重量值相同。圖24的曲線示出在上述溫室內(nèi)栽培的實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，1天之內(nèi)的平均溫度隨時(shí)間的變化。
從上述的溫室內(nèi)栽培開始50天后，測(cè)量每株苗的新鮮重，平均為4.1g/株(參照下述(表1))。獲得的苗從外觀上看，多數(shù)可看到根很好地伸長(zhǎng)，從基部生出新根。莖葉部葉色深，葉片數(shù)平均增加2片以上，地上部的生長(zhǎng)也非常好。
實(shí)施例3在苗木盒(柴田ハリォ(株)，聚碳酸酯制，上部尺寸75×75mm，下部尺寸65×65mm，高100mm)中，將實(shí)施例1中制成的干燥c-PNIPAAm-H粉末1.7g混合分散于實(shí)施例2中使用的海波奈斯培養(yǎng)基105ml中。用小紙盒(日本甜菜制糖株式會(huì)社制)隔成9個(gè)范圍，將獲得的分散液高壓滅菌(121℃，1.2kg/cm2，20分鐘)后，在室溫下放置，該高分子C-PNIPAAm-H粉末完全吸收了上述海波奈斯培養(yǎng)基形成凝膠。
在這樣形成的苗木盒內(nèi)，在小紙盒隔成的9個(gè)范圍內(nèi)配置的凝膠中，分別移植9株葉片伸長(zhǎng)約2cm的YT57苗，在培養(yǎng)室(25℃，3000Lux、16小時(shí)日照)內(nèi)進(jìn)行無菌培養(yǎng)。
上述培養(yǎng)開始3個(gè)月后，YT57苗伸長(zhǎng)約10cm，此時(shí)，在非無菌的條件下，將上述苗木盒在35℃溫水中浸漬20分鐘，使上述高分子C-PNIPAAm-H收縮并完全凝集，海波奈斯培養(yǎng)液幾乎全部從完全凝集的載體中釋放出來。
將上述苗木盒上事先設(shè)置的直徑5mm的開孔上的塞子(硅橡膠制)取下，使上述釋放出的培養(yǎng)基流出到苗木盒之外而除去，然后將上述塞子再次裝到苗木盒的孔上。
在該苗木盒內(nèi)，加入16℃的自來水約100ml，使上述(完全凝集的)C-PNIPAAm-H吸收后，將該苗木盒浸漬到40℃溫水中，由此使水溫再次上升到約35℃，使C-PNIPAAm-H收縮完全成為凝集體，使自來水從該珠狀載體中釋放出來。這樣，將上述培養(yǎng)中使用的海波奈斯培養(yǎng)基從C-PNIPAAm-H的凝集載體中完全除去。
在C-PNIPAAm-H的凝集載體和小紙盒附著在根上的狀態(tài)下，將實(shí)施例2中使用的凝膠用作支持體，將上述獲得的培養(yǎng)后的YT57移栽到直徑12cm的黑乙烯樹脂花盆(兼彌商店制)中。用這樣移栽的YT57，在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。在溫室內(nèi)栽培的過程中，每3～4天澆一次水，使各花盆(盆)的整體重量與初期重量值相同。圖24的曲線示出在上述溫室內(nèi)栽培的實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，1天之內(nèi)的平均溫度隨時(shí)間的變化。
從溫室內(nèi)栽培開始50天后，觀察YT57苗的外觀，多數(shù)可看到根很好地伸長(zhǎng)，從基部生出新根。而且，YT57的莖葉部的葉色變深，葉片數(shù)平均每株苗增加2片以上，而且，地上部的生長(zhǎng)也非常好。
比較例1與實(shí)施例2同樣地，將選定的10株新鮮重2.4g的YT57苗，移植到以最常用的市售水苔(新西蘭產(chǎn))作為蘭苗支持體的直徑12cm的黑乙烯樹脂花盆(兼彌商店制)中，在溫室(1天內(nèi)的溫度變化示于圖24的曲線圖中。以下的溫室栽培中同樣)內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。
從栽培開始50天后，上述YT57的新鮮重平均為3.4g/株(參照下述表1)，與實(shí)施例2中使用本發(fā)明水凝膠或高分子構(gòu)成的栽培用支持體的場(chǎng)合相比，苗的生長(zhǎng)緩慢。上述栽培后的苗從外觀上看，根伸長(zhǎng)了，但莖葉部的葉色淡，每株苗僅增加1片葉子，而且苗的地上部的生長(zhǎng)緩慢。
比較例2與實(shí)施例2同樣地，將選定的10株新鮮重2.4g的YT57苗，移植到以市售的土壤グロ-ゥェルMO-2(有限會(huì)社 向山蘭園，新西蘭產(chǎn)樹皮)作為支持體的直徑12cm的黑乙烯樹脂花盆(兼彌商店制)中，在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。
從栽培開始50天后，苗的新鮮重平均為3.2g/株(參照表1)。栽培后的苗從外觀上看，根伸長(zhǎng)了，但多數(shù)可見到受傷的根。莖葉部的葉色淡，每株苗僅增加1片葉子，苗本身的生長(zhǎng)緩慢。
下表1中歸納示出上述實(shí)施例2和比較例1、2中獲得的YT57的生長(zhǎng)結(jié)果。
<表1>
<各種支持體對(duì)YT57生長(zhǎng)的影響>
支持體名 新鮮重(g/株)C-PNIPAAm-H4.1水苔 3.4樹皮 3.2上述表1中，移栽前的苗重全都是2.4g，“新鮮重”是作為全部10株苗的平均值求出的數(shù)值(YT57＝Cym.LOVELY ANGEL′The TwoVergins′)。
比較例3與實(shí)施例2同樣地，選擇10株新鮮重2.4g的YT57苗。接著，將市售的吸水性聚合物、干燥ァクァリックCA-H((株)日本觸媒制，聚丙烯酸交聯(lián)體，不定形塊狀，大小為1～3mm)8g混合分散于500ml的粉末狀園藝用肥料溶液(商品名海波奈斯20-20-20、ハィポネックスジャパン(株)制，1g/L)中，然后在室溫下放置，使ァクァリックCA-H載體完全吸收海波奈斯溶液，制成凝膠。
將這樣獲得的凝膠用作支持體，將上述YT57苗移栽到直徑12cm的黑乙烯樹脂花盆(兼彌商店制)中，在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。
但是，每3～4天澆一次水，使盆的整體重量與初期重量值相同。從栽培開始50天后觀察苗的狀態(tài)，從外觀上看，根幾乎不伸長(zhǎng)，而且根尖壞死。莖葉部的葉色淡，葉數(shù)未增加，苗本身也幾乎未伸長(zhǎng)。
實(shí)施例4(水凝膠形成性高分子作為土壤改性劑使用)將與實(shí)施例2相同的條件下無菌培養(yǎng)的蘭苗MBDB(Cym.MUSICBOX DANCER′Ballerina′)從用于培養(yǎng)的三角燒瓶中取出，在流水下除去根部附著的含有培養(yǎng)液的瓊脂后，選擇10株新鮮重2.0g的苗。
將實(shí)施例1中制成的干燥C-PNIPAAm-H粉末分別按0.5重量％、1.0重量％、1.5重量％和2.0重量％的比例混合到比較例2中使用的市售土壤“グロ-ゥェルMO-2”中，將這些混合物用作支持體，將上述選擇的10株苗移栽到直徑12cm的黑乙烯樹脂花盆(兼彌商店制)中。將市售的液體園藝用肥料海波奈斯20-20-20溶液(0.5g/L)充分灌注(irrigation)到上述土壤中，然后在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。
圖24的曲線示出實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，1天之內(nèi)的平均溫度隨時(shí)間的變化。
從栽培開始到30天后考察根的狀態(tài)，植株損傷(因移植引起的根部損傷)少，多數(shù)可看到粗根很好地伸長(zhǎng)，從基部生出新根。而且，觀察到本發(fā)明的水凝膠或高分子構(gòu)成的土壤改性劑的添加量越多，在根的生長(zhǎng)點(diǎn)附近的組織的存活率有一定提高(參照下表2)。
比較例4與實(shí)施例4同樣地，將選定的10株新鮮重2.0g的MBDB苗，移植到以グロ-ゥェルMO-2作為支持體的直徑12cm的黑乙烯樹脂花盆中，將0.5g/L的海波奈斯20-20-20溶液充分灌注到土壤中，然后在暖房?jī)?nèi)進(jìn)行通常的栽培。從栽培開始30天后觀察苗的狀態(tài)，根的生長(zhǎng)點(diǎn)附近的組織多出現(xiàn)壞死(參照表2)。
<表2>
<土壤改性劑C-PNIPAAm-H的添加濃度對(duì)MBDB根的影響>
(包含海波奈斯20-20-20溶液的場(chǎng)合)C-PNIPAAm-H的添加量 根尖存活率
(重量％)(％)0 67.50.5 74.51 73.11.5 81.62 93.4上表2中，“根尖存活率”表示10株MBDB苗的根尖存活的根數(shù)占總根數(shù)的比例。根尖“存活”與否，通過目視觀察整個(gè)根尖是否“褐變”來判斷(MBDB＝Cym.MUSIC BOX DANCER′Ballerina′)。
比較例5與實(shí)施例4同樣地，選擇10株新鮮重2.0g的MBDB苗。另外，將市售的吸水性聚合物、干燥スミカグルS-50(住友化學(xué)工業(yè)(株)制，聚(丙烯酸-乙烯醇)共聚物，球形，直徑180～290μm)按2重量％的比例混合到比較例2中使用的市售土壤グロ-ゥェルMO-2中，將該混合物用作支持體，將上述10株MBDB苗移植到直徑12cm的黑乙烯樹脂花盆(兼彌商店制)中。
向這樣移植的花盆中，將市售的粉末狀園藝用肥料ハィポネックス20-20-20溶液(0.5g/L)充分灌注到土壤中，然后在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。
從溫室內(nèi)栽培開始30天后考察上述苗根的狀態(tài)，從外觀上看，與實(shí)施例4同樣，植株根部的損傷少。但是，與實(shí)施例4中獲得的栽培后的苗相比，大部分的根非常細(xì)。
實(shí)施例5將作為植株用矮化劑一般使用的市售矮化劑スミセブン原液(ゥニコナゾ-ル濃度250ppm，株式會(huì)社ァグロス制)稀釋至10倍的溶液1000ml用實(shí)施例1中制成的干燥C-PNIPAAm-H粉末50g吸收，在常溫下干燥后破碎，制成包含ゥニコナゾ-ル的C-PNIPAAm-H粉末。
接著，在溫室內(nèi)栽培1年、葉(reed)長(zhǎng)23cm的蘭苗YN74(Cym.SYLVAN STAR′Venus′)的黑乙烯樹脂花盆(直徑12cm，支持體為グロ-ゥェルMO-2)中，在支持體表面上撒上上述C-PNIPAAm-H粉末(包含ゥニコナゾ-ル)0.5g，噴霧澆水5分鐘之后，在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。
從栽培實(shí)驗(yàn)開始50天后，測(cè)定上述蘭苗的葉長(zhǎng)，為29.0cm，以最初的葉長(zhǎng)(23cm)為基準(zhǔn)，伸長(zhǎng)了6.0cm。也就是說，確認(rèn)上述C-PNIPAAm-H粉末中包含的ゥニコナゾ-ル發(fā)揮出矮化效果(參照下表3)。
比較例6采用與實(shí)施例5相同的栽培方法，將葉長(zhǎng)16.5cm的YN74(黑乙烯樹脂花盆內(nèi))移植到矮化劑未添加區(qū)，繼續(xù)進(jìn)行通常的栽培。
從栽培實(shí)驗(yàn)開始50天后，測(cè)定上述蘭苗的葉長(zhǎng)，為30.5cm。也就是說，以最初的葉長(zhǎng)(16.5cm)為基準(zhǔn)，該葉片伸長(zhǎng)了14.0cm(參照下表3)。
比較例7將實(shí)施例5中使用的スミセブン原液稀釋至100倍的溶液100ml，灌注到由與實(shí)施例5同樣的栽培獲得的葉長(zhǎng)21cm的YN74(黑乙烯樹脂花盆內(nèi))的土壤中，然后進(jìn)行通常的栽培。
從栽培實(shí)驗(yàn)開始50天后，測(cè)定葉長(zhǎng)，為27.5cm。也就是說，以最初的葉長(zhǎng)(21cm)為基準(zhǔn)，該葉片伸長(zhǎng)了6.0cm，確認(rèn)上述矮化劑有矮化效果(參照下表3)。
<表3>
<包含矮化劑的C-PNIPAAm-H對(duì)葉片生長(zhǎng)的影響>矮化劑添加方法 矮化劑處理前(A) 矮化劑處理后(B) (B-A)(添加量) 葉長(zhǎng)(cm) 葉長(zhǎng)(cm) (cm)C-PNIPAAm-H 23.0 29.0 6.0(0.5g)土壤灌注21.0 27.0 6.0未添加 16.5 30.5 14.0上述表3中，“C-PNIPAAm-H 0.5g”中含有ゥニコナゾ-ル0.25mg?！巴寥拦嘧ⅰ笔褂孟♂屩?00倍的溶液100ml(含有ゥニコナゾ-ル0.25mg)(YN74＝Cym.SYLVAN STAR′Venus′)。
實(shí)施例6在聚乙烯制花盆(直徑φ9cm×高7cm)的大致全部?jī)?nèi)表面(底面和側(cè)面)上，貼上兩面膠帶((株)寺岡制作所制，商品名兩面テ-プ)，然后，將實(shí)施例1中制成的干燥PNIPAAm顆粒注入該花盆中，用手充分搖動(dòng)，使顆粒大致均勻地粘到上述的兩面貼膠帶上。將上述花盆翻轉(zhuǎn)過來，除去未粘上的PNIPAAm顆粒，制成通過兩面貼膠帶18將PNIPAAm顆粒12b涂布到花盆基材11c的內(nèi)表面上形成的花盆(圖25)。上述聚乙烯制花盆的內(nèi)表面面積(計(jì)算值)為261cm2，花盆內(nèi)附著的PINPPAm顆粒的重量為3.0g，因此，PNIPAAm顆粒的涂布量為0.0115g/cm2(11.5mg/cm2)。
實(shí)施例7在厚度為0.5mm的聚乙烯片材(タキロン社制)上，將橡膠系粘合劑(商品名スリ-ポンド No.1500，スリ-ポンド社制)用涂布機(jī)(安田精機(jī)社制)涂布成約0.1mm厚，在該粘合劑涂層之上，將實(shí)施例1中制作的干燥PNIPAAm顆粒用涂布機(jī)涂布成厚度約0.1mm。PNIPAAm顆粒的涂布量為0.005g/cm2(5mg/cm2)。
將這樣獲得的具有3層結(jié)構(gòu)的片材(干燥PNIPAAm顆粒/粘合劑/聚乙烯)用作成型材料，用中空成型機(jī)(住友重機(jī)社制)制成內(nèi)面涂布PNIPAAm顆粒的花盆(直徑φ9cm×7cm，圖25)。
實(shí)施例8在厚度為0.15mm的濾紙(商品名Filterpaper，WhatmanInternational Co.制)上，將淀粉系粘合劑(商品名YAMATO糊，YAMATO株式會(huì)社制)用涂布機(jī)涂布成約0.1mm厚，在其上將實(shí)施例1中制成的干燥PNIPAAm顆粒用涂布機(jī)涂布成厚度約0.1mm。PINPPAm顆粒的涂布量為0.005g/cm2(5mg/cm2)。
接著，將具有上述3層結(jié)構(gòu)的片材(干燥PINPPAm顆粒/粘合劑/濾紙)用作成型材料，制成一個(gè)格子(mass)的尺寸為長(zhǎng)2cm×寬2×高4cm、共有3×3＝9個(gè)格子的格子狀片材(參照?qǐng)D26)。圖27為從上方觀察此處獲得的1個(gè)格子時(shí)的平面示意圖。
實(shí)施例9向三角燒瓶(柴田ハリォ硝子(株)制，容量500ml)中，注入海波奈斯培養(yǎng)基(商品名海波奈斯7-6-19，ハィポネックスジャパン(株)制，3.5g/L，含有鞋用織物20g/L、香蕉100g/L、瓊脂6g/L)200ml，高壓滅菌(121℃，1.2kg/cm2，20分鐘)后，在室溫下放置使其固化。
將伸長(zhǎng)約2cm的蘭幼苗SJIC(Cym.SARAH JEAN“Icecascade”)按每個(gè)三角燒瓶25株的比例移植到上述滅菌后的海波奈斯培養(yǎng)基上，在培養(yǎng)室(25℃，3000Lux，16小時(shí)日長(zhǎng))中無菌培養(yǎng)4個(gè)月。將獲得的SJIC苗連帶著培養(yǎng)基一起從燒瓶中取出，在流水下除去苗根上附著的含有培養(yǎng)液的瓊脂，然后選擇多個(gè)新鮮重為2.8～3.2g(平均3.0g)的苗。
將上述9株苗移植到以市售的グロ-ゥェルMO2(有限會(huì)社 向山蘭園，新西蘭產(chǎn)樹皮)與バポ(有限會(huì)社 向山蘭園，北歐產(chǎn)泥煤苔(ピ-トモス))按8∶2(體積比)混合的混合物250ml作為支持體的實(shí)施例6中制成的花盆型容器中。
移植時(shí)，先在花盆底部鋪上約5mm厚的支持體，然后在花盆內(nèi)的空間內(nèi)，用一只手扶著SJIC苗，用另外一只手將混合支持體加入花盆內(nèi)，直到使支持體的上部至花盆底部約4cm厚，裝滿花盆。將裝滿了花盆的支持體用手壓實(shí)，這樣一方面使植株固定，而且也不會(huì)使根損傷。
向這樣形成的裝有SJIC苗和支持體的上述花盆中，加入175ml的粉末園藝用肥料的溶液(商品名海波奈斯20-20-20，ハィポネックスジャパン(株)制，1g/L)，如圖28(圖28中只示出1株苗)的截面示意圖所示，容器壁上的PNIPAAm顆粒12b一邊吸收溶液，一邊向著容器中心膨潤(rùn)，壓迫內(nèi)側(cè)的支持體(グロ-ゥェルMO-2/バポ的混合物)64，由此不傷根地適度固定植株65，并且間接地與支持體64粘結(jié)在一起。
將這樣移植到花盆內(nèi)的苗配置到溫室內(nèi)(平均最低溫度19℃，平均最高溫度26℃)，進(jìn)行通常的栽培。在栽培過程中，每2～3天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從栽培開始36天后，從容器中取出苗，測(cè)量新鮮重，平均為4.5g/株。
上述育成后的苗從外觀上看，多數(shù)觀察到根的生育順利，特別是到達(dá)容器壁的根生長(zhǎng)非常好，還從基部生出新根。而且，在顯微鏡下觀察到達(dá)容器壁的根的橫截面(從根尖起約2cm的基部側(cè))，看到PNIPAAm顆粒之間生長(zhǎng)著無數(shù)的根毛。而且，莖葉部的葉色深，苗整體的生長(zhǎng)順利。
圖24的曲線示出在上述溫室內(nèi)栽培的實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，1天之內(nèi)的平均溫度隨時(shí)間的變化。
比較例8用實(shí)施例6中使用的市售花盆按原樣(未涂布PNIPAAm顆粒)代替實(shí)施例9中使用的PNIPAAm顆粒涂層的花盆，除此之外，與實(shí)施例9同樣地，將選定的9株平均新鮮重3.0g的SJIC苗，移植到以グロ-ゥェルMO 2與バポ按8∶2(體積比)混合的混合物400ml作為支持體的上述花盆中。此時(shí)，光是裝滿花盆的支持體很難使植株固定，要用手將支持體輕輕向下壓，使植株固定。向這樣固定植株的花盆內(nèi)，加入實(shí)施例9中使用的粉末園藝用肥料的溶液175ml。
使用這樣固定的花盆，除此之外，與實(shí)施例9同樣地進(jìn)行，在溫室內(nèi)(平均最低溫度19℃，平均最高溫度26℃)進(jìn)行通常的栽培。在栽培過程中，與實(shí)施例9同樣，每2～3天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從栽培開始36天后，從容器中取出苗，測(cè)量新鮮重，平均為3.5g/株。從外觀上觀察到莖葉部的下方葉子干枯，而且根尖和側(cè)面也褐變枯死(根據(jù)本發(fā)明人的知識(shí)，推測(cè)其原因之一是容器內(nèi)過量的水分對(duì)根有不利影響)。而且，在顯微鏡下觀察到達(dá)容器壁的根的橫截面(從根尖起約2cm的基部側(cè))，幾乎觀察不到根毛。
比較例9使用直徑9cm的市售黑乙烯樹脂花盆(兼彌商店制，容器底部有直徑1cm的開孔)代替實(shí)施例9中使用的PNIPAAm顆粒涂層的花盆，除此之外，與實(shí)施例9同樣地，將選定的9株平均新鮮重3.0g的SJIC苗，移植到以グロ-ゥェルMO 2與バポ按8∶2(體積比)混合的混合物400ml作為支持體的花盆中。此時(shí)，與比較例8相同，將裝滿花盆的支持體向下壓，使植株固定。而且，在該支持體上充分澆灌實(shí)施例9中使用的粉末園藝用肥料的溶液，直到該溶液從花盆底部的孔中流出為止。
使用這樣固定的花盆，除此之外，與實(shí)施例9同樣地進(jìn)行，在溫室內(nèi)(平均最低溫度19℃，平均最高溫度26℃)進(jìn)行通常的栽培。在栽培過程中，每2～3天澆一次水，直到使水從花盆底部的孔中流出為止(直到使容器內(nèi)的支持體達(dá)到平衡吸水率)。
從栽培開始36天后，從花盆中取出苗，測(cè)量新鮮重，平均為3.9g/株。這樣獲得的苗從外觀上看，與實(shí)施例9中用涂布了PNIPAAm顆粒的容器育成的苗相比，生育明顯劣化。在顯微鏡下觀察到達(dá)容器壁的根和伸長(zhǎng)到支持體中的根的橫截面，幾乎觀察不到根毛。
比較例10用市售的吸水性聚合物干燥ァクァリックCA-H((株)日本觸媒制，聚丙烯酸交聯(lián)體，不定形塊狀，大小為1mm)代替實(shí)施例9中使用的PNIPAAm顆粒，除此之外，按與實(shí)施例6同樣的方法制成花盆。
使用這樣獲得的花盆，除此之外，與實(shí)施例9同樣地，將選定的9株平均新鮮重3.0g的SJIC苗，移植到以グロ-ゥェルMO 2與バポ按8∶2(體積比)混合的混合物250ml作為支持體的花盆中，再加入實(shí)施例9中使用的粉末園藝用肥料的溶液175ml。
使用這樣固定的花盆，在溫室內(nèi)(平均最低溫度19℃，平均最高溫度26℃)進(jìn)行通常的栽培。在栽培過程中，每2～3天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從栽培開始36天后，從外觀上看，莖葉部、地下部幾乎都不伸長(zhǎng)，根尖褐變枯死。而且，在顯微鏡下觀察，幾乎觀察不到根毛。
實(shí)施例10將1株以通常的溫室栽培育成的葉長(zhǎng)16cm的SFBB(Cym.SUNSHINE FALLES“Butterball”)苗，移植到以市售的グロ-ゥェルMO 2(400ml)作為支持體的實(shí)施例7中制成的花盆狀容器中(此時(shí)，壓實(shí)支持體的操作雖然有使植株固定的效果，但是可能會(huì)損傷根，因此不進(jìn)行該操作)。再向該花盆內(nèi)加入實(shí)施例9中使用的粉末園藝用肥料的溶液175ml，容器壁上的PNIPAAm顆粒一邊吸收該溶液，一邊向著容器中心部膨潤(rùn)，壓迫內(nèi)側(cè)的支持體(グロ-ゥェルMO 2/バポ的混合物)，由此不傷根地適度固定植株，并且間接地與支持體粘結(jié)在一起。
使用這樣固定的花盆，在溫室內(nèi)(平均最低溫度19℃，平均最高溫度28℃)進(jìn)行通常的栽培。在栽培過程中，每2～3天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從栽培開始100天后，從容器中取出苗，測(cè)量新鮮重，平均為18.2g/株。該育成后苗的取出操作，可將苗連帶著育成用花盆一起浸漬到溫水(38℃)中，使容器壁上的PNIPAAm顆粒2b收縮而容易地進(jìn)行。
上述的育成后的苗從外觀上看，根的生育順利，特別是到達(dá)容器壁的根生長(zhǎng)旺盛。而且，在顯微鏡下觀察伸長(zhǎng)到容器壁的根的橫截面(從根尖起約2cm的基部側(cè))，看到PNIPAAm顆粒之間根毛密密麻麻地非常繁茂(參照?qǐng)D29的顯微鏡照片，倍率×100倍)。莖葉部的葉色深，苗整體的生長(zhǎng)順利。
比較例11使用市售的黑乙烯樹脂花盆(兼彌商店制，直徑φ9cm×7cm)代替實(shí)施例10中使用的PNIPAAm顆粒涂層的花盆，除此之外，與實(shí)施例10同樣地，將1株以通常的溫室栽培育成的葉長(zhǎng)16cm的SFBB苗，移植到以市售的グロ-ゥェルMO 2(400ml)作為支持體的黑乙烯樹脂花盆中(此時(shí)，將支持體用手輕輕地向下壓，使植株固定)。再在該支持體上充分灌溉實(shí)施例10中使用的粉末園藝用肥料的溶液，直到使溶液從花盆底部的孔中流出為止。
使用這樣固定的花盆，在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。在栽培過程中，每2～3天澆一次水，直到使水從花盆底部的孔中流出為止(直到使容器內(nèi)的支持體達(dá)到平衡吸水率)。
從栽培開始100天后，從容器中取出苗，測(cè)量新鮮重，平均為12.6g/株。從外觀上看，根的生育順利，但到達(dá)容器壁的根的生長(zhǎng)明顯比實(shí)施例10的苗差，根毛幾乎不伸長(zhǎng)(參照?qǐng)D30的顯微鏡照片，倍率×100倍)。莖葉部的葉色淡，苗的整體生長(zhǎng)差。
實(shí)施例11在苗木盒(柴田ハリォ(株)，聚碳酸酯制，上部尺寸75×75mm，下部尺寸65×65cm，高100mm)中，配置實(shí)施例8中制成的格子狀片材，然后高壓滅菌(121℃，1.2kg/cm2，20分鐘)。
接著，將9株無菌培養(yǎng)的葉長(zhǎng)約4cm、根長(zhǎng)約5cm的蘭苗SJKH(Cym.SARAH JEAN“Koihime”)苗1株1株地分別配置到上述格子狀片材的9個(gè)格子中。
另外，將實(shí)施例9中使用的海波奈斯培養(yǎng)基(105ml)高壓滅菌(121℃，1.2kg/cm2，20分鐘)，注入上述容器中的格子狀片材的9個(gè)格子中，該片材上附著的PNIPAAm顆粒吸收該培養(yǎng)基，膨脹，使上述植株(蘭苗)完全固定。
將這樣固定的蘭苗在培養(yǎng)室(25℃，3000Lux，16小時(shí)日長(zhǎng))內(nèi)無菌培養(yǎng)2個(gè)月。約2個(gè)月后，當(dāng)葉長(zhǎng)約10cm時(shí)，在非無菌的條件下，將上述苗木盒在35℃的溫水中浸漬20分鐘，使上述PNIPAAm的顆粒收縮完全凝集，使幾乎全部的海波奈斯溶液從完全凝集的載體(PNIPAAm顆粒)中釋放出來。
將上述苗木盒上事先設(shè)置的直徑5mm的開孔上的塞子(硅橡膠制)取下，使上述釋放出的培養(yǎng)基流出到苗木盒之外而除去，然后將上述塞子再次裝到苗木盒的孔上。
在該苗木盒內(nèi)，加入16℃的自來水約100ml，使吸收到上述(完全凝集的)PNIPAAm顆粒中后，將該苗木盒浸漬到40℃溫水中，再次使水溫上升到約35℃，使PNIPAAm顆粒收縮完全成為凝集體，使自來水從該珠狀載體中釋放出來。這樣，將上述培養(yǎng)中使用的海波奈斯培養(yǎng)基從PNIPAAm顆粒的凝集載體中完全除去。
使含有PNIPAAm顆粒的凝集載體的格子狀片材按原樣附著在根上，除了以グロ-ゥェルMO 2作為支持體以外，與實(shí)施例9同樣地將上述獲得的培養(yǎng)后的SJKH 1株1株地移植到涂布了PNIPAAm顆粒的花盆中(實(shí)施例6中制成的容器)，再加入實(shí)施例9中使用的粉末園藝用肥料的溶液200ml。此時(shí)，格子狀片材和植株上附著的PNIPAAm顆粒吸收該肥料溶液，而且容器壁上的PNIPAAm顆粒一邊吸收該溶液，一邊向著容器中心部膨潤(rùn)，壓迫內(nèi)側(cè)的支持體(グロ-ゥェルMO 2)，由此不傷根地適度固定該植株，并且間接地與支持體粘結(jié)在一起。
用這樣移植的SJKH在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。在溫室內(nèi)栽培過程中，每3～4天澆一次水，使花盆(盆)各自的整體重量與初期重量值相同。
從溫室內(nèi)栽培開始50天后，觀察SJKH苗的外觀，多數(shù)可看到根很好地伸長(zhǎng)，從基部生出新根。而且，在顯微鏡下觀察到達(dá)容器壁的根的橫截面(從根尖起約2cm的基部側(cè))，在PNIPAAm顆粒之間生長(zhǎng)著無數(shù)根毛。再有，莖葉部的葉色深，植株的生長(zhǎng)非常好。
比較例12在苗木盒(柴田ハリォ(株)，聚碳酸酯制，上部尺寸75×75mm，下部尺寸65×65cm，高100mm)中，加入實(shí)施例7中使用的海波奈斯培養(yǎng)基(加有瓊脂7g/L)105ml，高壓滅菌(121℃，1.2kg/cm2，20分鐘)。
與實(shí)施例11同樣地，將9株無菌培養(yǎng)的葉長(zhǎng)約4cm、根長(zhǎng)約5cm的SJKH苗用小鑷子栽種。此時(shí)，苗的移植需要不少時(shí)間，而且，不能避免根折斷等物理損傷。
在培養(yǎng)室(25℃，3000 Lux，16小時(shí)日長(zhǎng))內(nèi)無菌培養(yǎng)2個(gè)月，當(dāng)葉長(zhǎng)約10cm時(shí)，從容器中取出苗，在流水下除去苗上附著的培養(yǎng)基。此時(shí)，手工作業(yè)除去瓊脂培養(yǎng)基需要不少時(shí)間，而且也會(huì)傷害到根。
將由上述育成方法獲得的SJKH苗1株1株地移植到以グロ-ゥェルMO 2作為支持體的黑乙烯樹脂花盆(直徑φ9cm×7cm)中(此時(shí)，壓實(shí)支持體以固定植株)。再向該容器內(nèi)充分灌溉實(shí)施例9中使用的粉末園藝用肥料的溶液，直到使溶液從花盆底部的孔流出為止。
除了使用上述移植到黑乙烯樹脂花盆中的苗以外，與實(shí)施例11同樣地在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。但是，在栽培過程中，每3～4天澆一次水，直到使水從花盆底部的孔流出為止(直到使容器內(nèi)的支持體達(dá)到平衡吸收率)。
從溫室內(nèi)栽培開始50天后，觀察苗的外觀，移植時(shí)傷害的根褐變枯死。而且，在顯微鏡下觀察伸長(zhǎng)中的根的橫截面(從根尖起約2cm的基部側(cè))，根毛幾乎不伸長(zhǎng)。莖葉部的葉色淡，苗的整體生長(zhǎng)緩慢。
實(shí)施例12(水分蒸發(fā)率的測(cè)定)用精密天平((株)島津制作所制電子天平，商品名LIBROREB-3200-D)分別測(cè)定下述的構(gòu)成植株育成系的固體成分(培養(yǎng)用容器和干燥高分子，重量W1(g))。接著，向該固體成分中加入液體成分(培養(yǎng)溶液)，同樣地用精密天平測(cè)定整體重量(W2)。該液體成分的精確重量按(X＝W2-W1)計(jì)算。
將植株移植到上述育成系之后，與上述同樣地精確測(cè)定包括該植株的育成系的整體重量Y。
稱量上述重量Y之后，將要評(píng)價(jià)通氣性的植株育成系整體在25℃、濕度30％的環(huán)境下放置，然后分別測(cè)定植株育成系的整體重量Z(1天(24小時(shí))后的Zd、1周后的重量Zw、和1個(gè)月(30天)后的重量Zm)，根據(jù)下述計(jì)算式求出水分蒸發(fā)率。
水分蒸發(fā)率(％/24小時(shí))＝100×(Y-Zd)/X水分蒸發(fā)率(％/24小時(shí))＝100×(Y-Zw)/(X×7)，或水分蒸發(fā)率(％/24小時(shí))＝100×(Y-Zm)/(X×30)<條件-1>過去的有糖瓊脂培養(yǎng)(有糖瓊脂培養(yǎng)條件)容器的大小、材質(zhì)直徑9cm、高18cm、容積950ml；玻璃蓋的大小、材質(zhì)直徑7cm、TPX樹脂瓊脂的重量0.12g過濾器的材質(zhì)濾紙過濾器的總面積0.5cm2糖的量4重量％X＝200g、Y＝532g、Zm＝528.4g(Zd和Zw的重量變化微小，在電子天平的誤差范圍內(nèi)。)水分蒸發(fā)率(24小時(shí))＝100×(532-528.4)/(200×30)＝0.06％<條件-2>
無糖培養(yǎng)基，過濾器面積為<條件-1>的7.6倍，除此之外，與<條件-1>相同。
X＝200g、Y＝532g、Zw＝525g(Zd的重量變化微小，在電子天平的誤差范圍內(nèi)。)水分蒸發(fā)率(24小時(shí))＝100×(532-525)/(200×7)＝0.5％<條件-3>
最初的水分量X＝100g，除此之外，與<條件-2>相同。
X＝100g、Y＝432g、Zw＝425g(Zd的重量變化微小，在電子天平的誤差范圍內(nèi)。)水分蒸發(fā)率(24小時(shí))＝100×(432-425)/(100×7)＝1.0％<條件-4>
最初的水分量X＝50g，除此之外，與<條件-2>相同。
X＝50g、Y＝382g、Zw＝375g(Zd的重量變化微小，在電子天平的誤差范圍內(nèi)。)水分蒸發(fā)率(24小時(shí))＝100×(382-375)/(50×7)＝2.0％<條件-5>
取掉容器上部的蓋，除此之外，與<條件-2>相同。
X＝200g、Y＝525g、Zd＝515g水分蒸發(fā)率(24小時(shí))＝100×(525-51)/(200)＝5.0％<條件-6>在培養(yǎng)室內(nèi)，在種植池中育苗，地上部開放(培養(yǎng)條件)容器的大小、材質(zhì)上部2×2cm(略呈四角形)、下部1×1cm、高4cm、10個(gè)連接在一起(2×5個(gè))；耐沖擊聚苯乙烯蓋無瓊脂的重量0.06g糖的量0X＝100g、Y＝170g、Zd＝138.8g水分蒸發(fā)率(24小時(shí))＝100×(170-138.8)/(100)＝31.2％<條件-7>在溫室內(nèi)，在花盆中育苗，地上部分開放由于在溫室內(nèi)，溫度在18～28℃的范圍內(nèi)變動(dòng)，濕度在50～99％的范圍內(nèi)變動(dòng)。
(培養(yǎng)條件)容器的大小、材質(zhì)直徑11cm、高7.2cm；聚苯乙烯蓋無瓊脂的重量0.15g糖的量0X＝250g、Y＝265g、Zd＝245g水分蒸發(fā)率(24小時(shí))＝100×(265-245)/(250)
實(shí)施例13在苗木盒(柴田ハリォ(株)，聚碳酸酯制，上部75×75mm，下部65×65mm，高100mm)中，將實(shí)施例1中制成的干燥C-PNIPAAm-H 3g混合分散于海波奈斯培養(yǎng)液(海波奈斯7-6-19(ハィポネックスジャパン(株)制)3.5g/L，含有活性炭2g/L)150ml中。將獲得的分散液高壓滅菌(121℃，1.2kg/cm2，20分鐘)后，在室溫下放置，使該C-PNIPAAm-H完全吸收培養(yǎng)液形成凝膠。
將蘭苗MFMM(Cym.MELODY FAIR′Marilyn Monroe′)按苗與苗之間的間隔大致相等地移植(4列×4行)到這樣形成的配置于苗木盒內(nèi)的凝膠表面上，在培養(yǎng)室(25℃，3000 Lux，16小時(shí)日長(zhǎng))內(nèi)無菌培養(yǎng)。
從上述培養(yǎng)開始70天后，打開苗木盒的蓋子，加入75ml海波奈斯溶液(ハィポネックス7-6-19 1g/L)，一旦培養(yǎng)中的水分蒸發(fā)出來，則因植株吸收水分而收縮的C-PNIPAAm-H就再次吸收，打開該容器的蓋子在溫室內(nèi)連續(xù)地栽培苗。每3～4天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從溫室內(nèi)栽培開始60天后，為了轉(zhuǎn)移到單盆栽培，從該容器中1株1株地取出苗。地上部的生長(zhǎng)順利，但苗相互間的根很多纏繞在一起，苗的取出需要一些時(shí)間。而且，與下述實(shí)施例14的場(chǎng)合相比，轉(zhuǎn)移到溫室栽培后，根的伸長(zhǎng)有一定的劣化。
不必除去附著在這樣成長(zhǎng)的苗的根上的上述凝膠而直接將グロ-ゥェルMO-2(新西蘭產(chǎn)樹皮，(有)向山蘭園)配置在其外側(cè)，移植到3號(hào)黑乙烯樹脂花盆(直徑9cm，兼彌商店制)內(nèi)，在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。60天后苗的生長(zhǎng)順利。
比較例13在與實(shí)施例13中使用的同樣的苗木盒中，將瓊脂0.9g混合分散于實(shí)施例13中使用的海波奈斯培養(yǎng)液150ml中。與實(shí)施例13同樣地將該分散液高壓滅菌后，在室溫下放置，使該培養(yǎng)基完全形成凝膠。
將16株與實(shí)施例13同樣的蘭苗MFMM移植到這樣形成的配置于苗木盒內(nèi)的凝膠表面上，在培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)。
70天后，打開苗木盒的蓋子，加入實(shí)施例13中使用的海波奈斯溶液75ml。但是，一旦培養(yǎng)中的水分蒸發(fā)，則因植株吸收水分而收縮的瓊脂凝膠幾乎不再吸收該溶液。
打開苗木盒的蓋子與實(shí)施例3同樣地在溫室內(nèi)連續(xù)地栽培苗。每3～4天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從栽培開始30天后，各種細(xì)菌在支持體上繁殖，苗的下部葉子和大部分的根腐爛，其后不能進(jìn)行栽培。
實(shí)施例14在與實(shí)施例13中使用的同樣的苗木盒中，將實(shí)施例1中制成的干燥C-PNIPAAm-H 2.31g和多孔體ASANO珍珠巖(ァサノパ-ラィト)(商品名，日本セメント株式會(huì)社)7.2g混合分散于實(shí)施例13中使用的海波奈斯培養(yǎng)液150ml中。將獲得的分散液用格子狀聚酯制片材(厚0.15mm，高25mm，東レ社制)分割成16格，高壓滅菌后，在室溫下放置，使C-PNIPAAm-H吸收培養(yǎng)液形成凝膠。在室溫(25℃)下，高分子凝膠與ASANO珍珠巖的“表觀體積比”約為1∶1。
如圖26的斜視示意圖所示，在這樣形成的苗木盒內(nèi)，用格子狀聚酯制片材分割成16格(圖26中示出分割成9格的例子)。將蘭苗MFMM按每格中1株(合計(jì)16株)移植到這樣分割的凝膠表面上，與實(shí)施例13同樣地在培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。
從培養(yǎng)開始70天后，打開苗木盒的蓋子，加入實(shí)施例13中使用的海波奈斯溶液75ml，一旦培養(yǎng)中的水分蒸發(fā)出來，則因植株吸收水分而收縮的C-PNIPAAm-H就再次吸收，然后，打開該容器的蓋子與實(shí)施例13同樣地在溫室內(nèi)連續(xù)地栽培苗。每3～4天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從溫室內(nèi)栽培開始60天后，為了轉(zhuǎn)移到單盆栽培，1株1株地取出苗。此時(shí)，格子狀片材有效地防止了苗相互間的根纏繞在一起，很容易取出苗。苗的地上部生長(zhǎng)很順利，而且，轉(zhuǎn)移到溫室栽培后，根的伸長(zhǎng)也很順利。根據(jù)本發(fā)明者的知識(shí)，推測(cè)根能順利伸長(zhǎng)是由于預(yù)先在培養(yǎng)基中加入多孔體ASANO珍珠巖的原因。
不必除去附著在根上的支持體(凝膠+多孔體)直接與實(shí)施例13同樣地將グロ-ゥェルMO-2配置在其外側(cè)，移植到3號(hào)黑乙烯樹脂花盆內(nèi)，在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。單盆栽培60天后，苗的生長(zhǎng)順利。
比較例14在與實(shí)施例13中使用的同樣的苗木盒內(nèi)，將瓊脂0.7g和ASANO珍珠巖7.2g混合分散于實(shí)施例13中使用的海波奈斯培養(yǎng)液150ml中，再與實(shí)施例14同樣地用格子狀聚丙烯制片材分割成16格，然后高壓滅菌，在室溫下放置，使培養(yǎng)基完全形成凝膠。
與實(shí)施例14同樣地將16株蘭苗MFMM移植到這樣獲得的凝膠表面上，在培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)。從培養(yǎng)開始70天后，打開容器的蓋子，加入實(shí)施例13中使用的海波奈斯溶液75ml。但是，一旦培養(yǎng)中的水分蒸發(fā)，則因植株吸收水分而收縮的瓊脂凝膠幾乎不再吸收該溶液。
接著，打開苗木盒的蓋子與實(shí)施例14同樣地在溫室內(nèi)連續(xù)地栽培苗。每3～4天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從溫室內(nèi)栽培開始30天后，各種細(xì)菌在支持體上繁殖，苗的下部葉子和大部分的根腐爛，其后不能進(jìn)行栽培。因此，本比較例中，加入ASANO珍珠巖和用格子狀聚丙烯制片材分割成16格都毫無意義。
實(shí)施例15在與實(shí)施例13使用的同樣的苗木盒內(nèi)，將實(shí)施例1中制成的干燥C-PNIPAAm-H 3g混合分散于海波奈斯有糖培養(yǎng)液(海波奈斯7-6-19(ハィポネックスジャパン(株)制)3.5g/L，含有鞋面織物30g/L、活性炭2g/L)150ml中，高壓滅菌后，在室溫下放置，使該C-PNIPAAm-H完全吸收培養(yǎng)液形成凝膠。
與實(shí)施例13同樣地，將16株蘭苗RG310(Cym.ENZANSYMPHONY′RG310′)移植到這樣獲得的凝膠上，在培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)。
從培養(yǎng)開始70天后，將該苗木盒在35℃的溫水中浸漬20分鐘，使上述C-PNIPAAm-H載體顆粒收縮，使該載體中幾乎全部的培養(yǎng)液從載體中釋放出來。
打開苗木盒的蓋子，用橡皮球吸取釋放出的培養(yǎng)液，加入16℃的自來水約150ml，使C-PNIPAAm-H顆粒吸收后，再次使溫度上升到約35℃，使C-PNIPAAm-H顆粒收縮，釋放出自來水。重復(fù)該操作2次后，用糖度計(jì)((株)ァタゴ制，商品名N1)測(cè)定釋放出的自來水的糖度，低于檢測(cè)界限(0.2重量％)。
接著，向苗木盒中加入實(shí)施例13中使用的海波奈斯溶液150ml，使再次收縮了的C-PNIPAAm-H再次吸收形成凝膠，然后打開苗木盒的蓋子與實(shí)施例13同樣地在溫室內(nèi)進(jìn)行連續(xù)地栽培苗。每3～4天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從溫室內(nèi)栽培開始60天后，為了轉(zhuǎn)移到單盆栽培，從該容器中1株1株地取出苗。地上部的生長(zhǎng)順利，但苗相互間的根很多纏繞在一起，苗的取出需要一些時(shí)間。而且，與下述實(shí)施例16的場(chǎng)合相比，轉(zhuǎn)移到溫室栽培后，根的伸長(zhǎng)劣化。
不必除去附著在根上的上述凝膠而直接與實(shí)施例13同樣地將グロ-ゥェルMO-2配置在其外側(cè)，移植到3號(hào)黑乙烯樹脂花盆內(nèi)，在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。從上述的轉(zhuǎn)移到單盆栽培開始經(jīng)過60天后，苗的生長(zhǎng)順利。
比較例15在與實(shí)施例13同樣的苗木盒內(nèi)，將瓊脂0.9g混合分散于與實(shí)施例15中使用的同樣的海波奈斯有糖培養(yǎng)基150ml中，與實(shí)施例13同樣地高壓滅菌后，在室溫下放置，使培養(yǎng)基完全形成凝膠。
與實(shí)施例15同樣地，將16株蘭苗RG310移植到這樣獲得的凝膠表面上，在培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)。從培養(yǎng)開始70天后，打開容器的蓋子，在溫室內(nèi)連續(xù)地栽培，2天后瓊脂凝膠上繁殖了各種細(xì)菌，1周后苗本身上也繁殖了各種細(xì)菌而褐變枯死，其后不能進(jìn)行栽培。
實(shí)施例16
在與實(shí)施例13同樣的苗木盒內(nèi)，將實(shí)施例1中制成的干燥C-PNIPAAm-H 2.31g和多孔體ASANO珍珠巖7.2g混合分散于實(shí)施例15中使用的海波奈斯有糖培養(yǎng)液150ml中，再與實(shí)施例14同樣地用格子狀聚丙烯制片材分割成16格，然后高壓滅菌，在室溫下放置，使該C-PNIPAAm-H完全吸收培養(yǎng)液形成凝膠。在室溫(25℃)下，高分子凝膠與ASANO珍珠巖的“表觀體積比”約為1∶1。
將蘭苗RG310按每格中1株(合計(jì)16株)地移植到上述分割成16格的凝膠培養(yǎng)基表面上，與實(shí)施例15同樣地在培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。從培養(yǎng)開始70天后，將該苗木盒在35℃的溫水中浸漬20分鐘，使C-PNIPAAm-H載體收縮，使該載體中的幾乎全部的培養(yǎng)液從載體中釋放出來。接著，打開苗木盒的蓋子，用橡皮球吸取釋放出的培養(yǎng)液后，在常溫(25℃)下放置，使ASANO珍珠巖孔隙內(nèi)的培養(yǎng)液被收縮了的C-PNIPAAm-H吸收。
接著，加入16℃的自來水約150ml，使其被上述C-PNIPAAm-H吸收后，再次使溫度上升到約35℃，使C-PNIPAAm-H顆粒收縮，釋放出自來水。重復(fù)該操作3次后，用糖度計(jì)測(cè)定釋放出的自來水的糖度，低于檢測(cè)界限(0.2重量％)。
向苗木盒中加入實(shí)施例13中使用的海波奈斯溶液150ml，使再次收縮了的C-PNIPAAm-H再次吸收形成凝膠，打開苗木盒的蓋子開放與實(shí)施例13同樣地在溫室內(nèi)連續(xù)地栽培苗。每3～4天澆一次水，使容器的整體重量與初期重量值相同。
從溫室內(nèi)栽培開始60天后，為了轉(zhuǎn)移到單盆栽培，將該容器在35℃的溫水中浸漬20分鐘，使該C-PNIPAAm-H收縮后，1株1株地取出苗。此時(shí)，升溫使每個(gè)格子內(nèi)的支持體收縮，而且用格子狀片材分隔可有效地防止苗相互間的根纏繞在一起，很容易取出苗。地上部的生長(zhǎng)很順利，而且，轉(zhuǎn)移到溫室栽培后，根的伸長(zhǎng)也很順利。根能順利伸長(zhǎng)，推測(cè)是預(yù)先在培養(yǎng)基中添加了多孔體ASANO珍珠巖的原因。
不必除去附著在根上的支持體而直接將グロ-ゥェルMO-2配置在其外側(cè)，移植到3號(hào)黑乙烯樹脂花盆內(nèi)，在溫室內(nèi)進(jìn)行通常的栽培。從上述的轉(zhuǎn)移到單盆栽培開始60天后，苗的生長(zhǎng)順利。
比較例16在與實(shí)施例13中使用的同樣的苗木盒內(nèi)，將瓊脂0.7g和ASANO珍珠巖7.2g混合分散于實(shí)施例15中使用的海波奈斯有糖培養(yǎng)液150ml中，再用格子狀聚丙烯制片材分割成16格，高壓滅菌后，在室溫下放置，使培養(yǎng)基完全形成凝膠。
與實(shí)施例16同樣地，將16株RG310移植到這樣獲得的凝膠表面上，在培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)。從培養(yǎng)開始70天后，開放苗木盒的蓋子，照這樣在溫室內(nèi)連續(xù)地栽培，2天后支持體上繁殖了各種細(xì)菌，1周后苗本身上也繁殖了各種細(xì)菌而褐變枯死，其后不能進(jìn)行栽培。因此，本比較例中，加入ASANO珍珠巖和用格子狀聚丙烯制片材分割成16格都毫無意義。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性如上所述，本發(fā)明提供一種植株栽培用支持體或土壤改性劑，其特征在于，其中含有一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
本發(fā)明還提供一種植株栽培用支持體，其特征在于，其中至少含有一種土壤改性劑和一種植株支持用載體，其中所說的土壤改性劑含有一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
本發(fā)明還提供一種植株的栽培方法，其特征在于，該方法是將植株栽培用支持體至少配置在植株的周圍，支持并栽培該植株；其中所說的植株栽培用支持體含有一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
本發(fā)明還提供一種植株的栽培方法，其特征在于，該方法是將含有植株支持用載體和以干燥時(shí)的重量百分比0.1～10重量％添加到該載體中的土壤改性劑的植株栽培用支持體至少配置在植株的周圍，支持并栽培該植株；所說的土壤改性劑中含有一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
通過使用由顯示出一定溫度感應(yīng)性的上述本發(fā)明的水凝膠或水凝膠形成性高分子構(gòu)成的植株栽培用支持體或土壤改性劑，可以在栽培植株或作物(谷類、野菜、花卉、果樹等)時(shí)，與外界環(huán)境因子(溫度、濕度、日照量、光強(qiáng)度等)的變化連動(dòng)，合乎植株對(duì)水分、養(yǎng)分、植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)等成分的需求性，在上述水凝膠或高分子中吸入或放出這些成分。也就是說，通過向植株合適地供給這些成分，可以很好地發(fā)揮出調(diào)節(jié)植株生長(zhǎng)和/或緩和上述外界環(huán)境因素的不利影響以及促進(jìn)植株生長(zhǎng)的功能。
因此，根據(jù)本發(fā)明，可以恰當(dāng)?shù)乜刂葡蛑参锕┙o水分、養(yǎng)分等與植物生長(zhǎng)有關(guān)的成分，其結(jié)果不僅解決了過去技術(shù)中存在的室外栽培或設(shè)施內(nèi)園藝等中的各種栽培問題(栽培條件的調(diào)整復(fù)雜，裝置投資高)，而且可以降低栽培所需的勞力和能量，從而降低栽培用的設(shè)備投資，還可以提高生產(chǎn)率。
本發(fā)明還提供一種植株育成用容器，其特征在于，它是由可在其內(nèi)部容納植株至少一部分的容器狀基材和在該容器狀基材內(nèi)部配置的、具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子構(gòu)成的。
本發(fā)明還提供一種植株育成用片材，其特征在于，它是由片狀基材和在該基材的至少一側(cè)表面上配置的、具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子構(gòu)成的。
使用本發(fā)明的植株育成用容器或片材的場(chǎng)合下，基于在該容器或片材栽種植株一側(cè)的表面上配置的、具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子的特性(對(duì)水分或營(yíng)養(yǎng)素的貯藏能力，乃至其溫度依賴性)，可以顯著減小植株育成用容器的體積，從而使提高生根效率、縮小育成面積、減少育成用容器的材料量、降低搬運(yùn)成本等成為可能。還使由于水管理等的省力化而大幅降低成本成為可能。
本發(fā)明還提供一種植株育成方法，其步驟為(a)使用至少含有水和具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子的膠狀支持體，在通氣限制條件下培養(yǎng)植株，(b)基本上原封不動(dòng)地直接使用在上述培養(yǎng)之后與植株相接觸的膠狀支持體，在通氣非限制條件下栽培植株。
根據(jù)本發(fā)明的植株育成方法，通過有效地利用水凝膠的抑菌性，在從培養(yǎng)(通氣限制條件下)轉(zhuǎn)移到栽培(通氣非限制條件下)時(shí)，可以不必更換支持體或栽種材料而連續(xù)地育成植株。
權(quán)利要求
1.一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性的植株支持用高分子。
2.一種植株栽培用支持體，其特征在于，含有權(quán)利要求1中所述的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
3.權(quán)利要求2中所述的植株栽培用支持體，其中，在上述水凝膠形成性高分子的交聯(lián)結(jié)構(gòu)中至少保持有水，形成含有該高分子的水凝膠。
4.權(quán)利要求2中所述的植株栽培用支持體，其中，在上述交聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)保持有營(yíng)養(yǎng)素。
5.權(quán)利要求2中所述的植株栽培用支持體，其中，在上述交聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)保持有植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)。
6.權(quán)利要求2～4任一項(xiàng)中所述的植株栽培用支持體，其干燥時(shí)的大小為0.1μm～1cm，形狀為微珠狀、纖維狀、薄膜狀、海綿狀或不定形中的任一種。
7.一種土壤改性劑，其特征在于，其中含有權(quán)利要求1中所述的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
8.權(quán)利要求7中所述的土壤改性劑，其中，在上述水凝膠形成性高分子的交聯(lián)結(jié)構(gòu)中至少保持有水，形成含有該高分子的水凝膠。
9.權(quán)利要求7中所述的土壤改性劑，其中，在上述交聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)保持有營(yíng)養(yǎng)素。
10.權(quán)利要求7中所述的土壤改性劑，其中，在上述交聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)保持有植株生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)。
11.權(quán)利要求7～10任一項(xiàng)中所述的土壤改性劑，其干燥時(shí)的大小為0.1μm～1cm，形狀為微珠狀、纖維狀、薄膜狀、海綿狀或不定形中的任一種。
12.一種植株栽培用支持體，其特征在于，至少含有土壤改性劑和植株支持用載體，其中，土壤改性劑含有權(quán)利要求1中所述的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
13.權(quán)利要求12中所述的植株栽培用支持體，其中，上述植株支持用載體選自土壤、礫石、砂石、浮石、碳化物、泥煤、蛭石、樹皮、珍珠巖、沸石、石絨、海綿、水苔、椰子碎渣和隱藻苔中的至少1種。
14.權(quán)利要求12中所述的植株栽培用支持體，其中，相對(duì)于植株支持用載體，上述水凝膠形成性高分子按干燥時(shí)的重量百分比0.1～10重量％添加。
15.一種植株的栽培方法，其特征在于，該方法是將一種植株栽培用支持體至少配置在植株的周圍，支持并栽培該植株；其中所說的植株栽培用支持體含有權(quán)利要求1中所述的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
16.權(quán)利要求15中所述的植株栽培方法，其中，在底部封閉的容器內(nèi)進(jìn)行上述栽培。
17.一種植株的栽培方法，其特征在于，該方法是將含有一種植株支持用載體和一種以干燥時(shí)的重量百分比0.1～10重量％添加到該載體中的土壤改性劑的植株栽培用支持體至少配置在植株的周圍，支持并栽培該植株；所說的土壤改性劑含有權(quán)利要求1中所述的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子；在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，該水凝膠形成性高分子的平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
18.權(quán)利要求16或17中所述的植株栽培方法，其中，在非無菌的條件下進(jìn)行上述栽培。
19.權(quán)利要求17中所述的植株栽培方法，其中，在室外或設(shè)施內(nèi)進(jìn)行上述在非無菌條件下的栽培。
20.權(quán)利要求17中所述的植株栽培方法，其中，在底部封閉的容器內(nèi)進(jìn)行上述栽培。
21.一種植株育成用容器，其特征在于，它是由可在其內(nèi)部容納植株至少一部分的容器狀基材和在該容器狀基材內(nèi)部配置的如權(quán)利要求1中所述的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子構(gòu)成的。
22.權(quán)利要求21中所述的植株育成用容器，其中，上述水凝膠形成性高分子被固定并保持在容器的內(nèi)部。
23.權(quán)利要求22中所述的植株育成用容器，其中，上述水凝膠形成性高分子以連續(xù)的層狀被保持在容器內(nèi)部。
24.權(quán)利要求22中所述的植株育成用容器，其中，上述水凝膠形成性高分子以不連續(xù)的狀態(tài)被保持在容器內(nèi)部。
25.權(quán)利要求21中所述的植株育成用容器，其中，上述水凝膠形成性高分子的形態(tài)為粉狀或粒狀，且干燥時(shí)的大小為0.1μm～5mm。
26.權(quán)利要求22中所述的植株育成用容器，其中，上述水凝膠形成性高分子通過粘合劑或接合劑層被保持在容器的內(nèi)部。
27.權(quán)利要求1中所述的植株育成用容器，其中，上述水凝膠形成性高分子，在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，其平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
28.權(quán)利要求21中所述的植株育成用容器，其底部被封閉。
29.一種植株育成用片材，其特征在于，它是由片狀基材和在該基材的至少一側(cè)表面上配置的如權(quán)利要求1中所述的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子構(gòu)成的。
30.權(quán)利要求29中所述的植株育成用片材，其中，上述水凝膠形成性高分子被固定并保持在基材表面上。
31.權(quán)利要求29中所述的植株育成用片材，其中，上述水凝膠形成性高分子以連續(xù)的層狀被保持在基材表面上。
32.權(quán)利要求29中所述的植株育成用片材，其中，上述水凝膠形成性高分子以不連續(xù)的狀態(tài)被保持在基材表面上。
33.權(quán)利要求29中所述的植株育成用片材，其中，上述水凝膠形成性高分子的形態(tài)為粉狀或粒狀，且干燥時(shí)的大小為0.1μm～5mm。
34.權(quán)利要求29中所述的植株育成用片材，其中，上述水凝膠形成性高分子通過粘合劑或接合劑層被保持在基材表面上。
35.權(quán)利要求29中所述的植株育成用片材，其中，在與上述基材配置水凝膠形成性高分子一側(cè)相反的另一側(cè)表面上，配置粘合劑或接合劑層。
36.權(quán)利要求29中所述的植株育成用片材，具有可形成一個(gè)以上格子的隔板形狀。
37.權(quán)利要求29中所述的植株育成用片材，其中，上述水凝膠形成性高分子，在0℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，其平衡吸水率隨著溫度上升而降低，且該平衡吸水率相對(duì)于溫度可逆地變化。
38.一種植株育成方法，其步驟為(a)使用至少含有水和具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子的膠狀支持體，在通氣限制條件下培養(yǎng)植株，(b)基本上原封不動(dòng)地直接使用在上述培養(yǎng)之后與植株相接觸的膠狀支持體，并在通氣非限制條件下栽培植株。
39.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，上述水凝膠形成性高分子的形態(tài)為粉狀或粒狀。
40.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，上述步驟(a)中的水構(gòu)成培養(yǎng)液的一個(gè)組分。
41.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，上述膠狀支持體是使上述水凝膠形成性高分子吸收上述水而獲得的。
42.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，在上述步驟(a)和步驟(b)之間，使上述膠狀支持體收縮，放出上述培養(yǎng)液。
43.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，在上述步驟(a)和步驟(b)之間，使上述膠狀支持體再次吸收液體。
44.權(quán)利要求6中所述的植株育成方法，其中，上述液體為栽培用的肥料。
45.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，在上述步驟(a)和步驟(b)之間，使上述膠狀支持體收縮放出培養(yǎng)液，然后再使該凝膠吸收液體。
46.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，上述培養(yǎng)液中含有糖。
47.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，在無菌條件下進(jìn)行上述步驟(a)的培養(yǎng)。
48.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，在劃分為多個(gè)部分的容器內(nèi)，對(duì)各個(gè)部分中配置的多株植物進(jìn)行上述步驟(a)的培養(yǎng)。
49.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，上述膠狀支持體以與其他多孔體混合的狀態(tài)使用。
50.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，上述多孔體選自珍珠巖、蛭石、浮石、陶瓷、沸石、海綿、絲瓜纖維、石絨、椰子碎渣、樹皮、泥煤苔、麥飯石、碳化物和羊毛中的至少一種。
51.權(quán)利要求38中所述的植株育成方法，其中，上述水凝膠形成性高分子是使具有下部臨界會(huì)溶溫度的高分子化合物交聯(lián)而成的。
全文摘要
一種植株育成用容器,是由可在其內(nèi)部容納植株至少一部分的容器狀基材11和在該容器狀基材11內(nèi)部配置的、具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠形成性高分子12構(gòu)成。使用該容器的場(chǎng)合下,可以使植株的移植作業(yè)自動(dòng)化,且可以減少植株在移植作業(yè)時(shí)的植株損傷。
文檔編號(hào)A01H4/00GK1199320SQ96197537
公開日1998年11月18日 申請(qǐng)日期1996年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月5日
發(fā)明者小保內(nèi)康弘, 向山武彥 申請(qǐng)人:有限會(huì)社向山蘭園