JP3891590B2 - ミネラルウール植生基体 - Google Patents

Description

本発明はミネラルウール植生基体（plant substrate）、特に特性改良のための異物を含むミネラルウール植生基体に関する。
植物栽培用のミネラルウール植生基体は、当業者において公知であり、ミネラルウールの凝集性マトリックス（coherent matrix）で構成される。この凝集性マトリックスは、硬化結合材（curable binder）を備えたミネラルウール繊維の層を集めることによって形成され、これにより硬化後にミネラルウール繊維が互いに実質的に移動不能になる。水の迅速な吸収のために、ミネラルウールの凝集性マトリックスは湿潤剤（wetting agent）を備えることができる。
ミネラルウールとして、ガラス綿、石綿、ロックウール、スラグウール、および／またはそれらの組み合わせを使用できる。
繊維は１−１０μｍの平均径を有する。ロックウールの繊維径は平均約４μｍである。
ミネラルウールの凝集性マトリックスの密度は、１０−２００ｋｇ／ｍ³、一般には３０−８０ｋｇ／ｍ³である。
このようなミネラルウールの凝集性マトリックスは、形状保持特性を有し、使用される無機開始材料により固有のものである。さらに、このミネラルウール植生基体の水保持能力は、良好に管理することができるうえ、予測が可能である。
植物を栽培する間、マトリックスが最初にアルカリ性に反応する結果、ＰＨが増加するという問題がある。
前記問題を軽減し、栄養カチオンの交換を管理する可能性を有することは、栽培者の望むところである。
このような特性はミズゴケ（sphagnum）や泥炭（peat）のような有機物質に固有のものである。しかしながら、これらの材料はミネラルウール植生基体に使用するには不適切である。なぜなら、それらの材料は、培養中に組成（structure）を失い、有機物質の生物学的分解（biological degradation）により含水容量が変化し、これにより材料中に少量の空気が含まれる結果、植生基体が酸性化するからである。
本発明は、ミネラルウールと有機物質との有益な特性を組合わせる一方、これら２つの材料の欠点を実質的に回避するミネラルウール植生基体を提供する。
本発明によると、９９．９から７５重量％のミネラルウールと、０．１から２５重量％の有機物質を備えたミネラルウールの凝集性マトリックスからなるミネラルウール植生基体が提供される。
ミネラルウールの凝集性マトリックスに２５重量％以下の有機物質を含めることによって、有機物質の分解による組成および含水容量の変化と酸性化が生じるのが実質的に回避される。さらに、有機物質の存在により、その緩衝特性のためにＰＨ低下が克服される。
有機物質の生物学的分解の影響を実質的に回避するために、基体は９９．５から９０重量％のミネラルウールと０．５から１０重量％の有機物質、好ましくは９９．５から９５重量％のミネラルウールと０．５から５重量％の有機物質とからなることが好ましい。
適切な有機物質は、実質的に生物学的非分解有機物質としてのミズゴケと圧縮泥炭、および生物学的分解有機物質としての泥炭である。生物学的分解有機物質を使用すると、炭素源の供給により、ミネラルウール植生物質は有機物質に関連したさらに有利な特性を与える。さらに、有機物質の分解により、植物栽培に有益な成長ホルモン、フミン酸およびビタミン、さらに培養溶液中の微量要素を僅かにすなわち不溶性に維持するキレート（chelate）形成化合物が放出される。したがって、植物の成長が最適に促進される。
さらに強調されることは、泥炭の使用によりカチオン交換能力が最適に向上されることである。
ミネラルウールと有機物質の間の特性を有するミネラルウール植生基体を提供することが望まれるとき、有機物質を自然粘土である無機物質で部分的に置換（substitute）することは価値がある。この粘土は、炭素源または成長ホルモンと、キレート化合物を与えないが、中間カチオン交換能力を与える。したがって、粘土は有機物質を９９％まで、一般には５０％まで、好ましくは２５％まで置換してもよい。これは、粘土が０．０１から９．９重量％、一般には０．２から３重量％、例えば０．２から１重量％の範囲で存在してもよいことを意味する。
有機物質の置換である粘土は、親水性粒子（hydrofilic particle）を有する土材料からなっていてもよい。例えば、侵食鉱物（eroded minerals）の分類に属する２０μｍ以下のサイズの粒子であって、粘土、少なくとも２０％の泥として除去可能な粘土分を有する粘土とシルト（silt）または砂との混合物、ベントナイト、および陶土等である。ヤングシー粘土（young see clay）のような自然発生型の粘土の混合物が特に適切である。実施例としては、０−１００％、好ましくは１０−５０％の粘土、最も好ましくは２０μｍ以下の粒子である。
粘土の使用は、有機物質が小球（pellet）の形でマトリックスに含まれるときに、他の利点がある。粘土は潤滑材として機能するとともに、小球の圧縮性を減少する材料として機能する。したがって、粘土の量は、使用された有機物質の生物学的特性を変更するために使用することができる。したがって、通常生物学的に還元可能な泥炭は、粘土を加えることにより、実質的に生物学的非分解に部分的に変更することができる。したがって、粘土は無機物質の生物学的分解を禁止または遅延させる。小粒は約２−１０ｍｍのサイズを有していてもよい。
粘土と泥炭の存在により、有機物質および／または粘土内に一時的に貯蔵されたカチオンが放出されて、ミネラルウールマトリックス内に存在する水中の胞子要素（spore element）の濃度が管理される。
本発明のミネラルウール植生基体の実施例は次の通りである。
約５０ｋｇ／ｍ³の密度と４μｍの平均繊維径を有するミネラルウールの凝集性マトリックスを準備する。植生基体の製造中、泥炭の形態の有機物質を結合剤硬化に先立ってミネラルウールのマトリックスの形成中に加える。硬化炉を通過すると、凝集性マトリックスが得られる。
５，１０，および２０重量％の泥炭と、残りのミネラルウールとからなる本発明の植生基体を準備した。
１５重量％の泥炭と、５重量％の粘土と、８０重量％のミネラルウールとからなる植生基体を準備した。
１重量％のミズゴケと、４重量％の粘土と、９５重量％のミネラルウールとからなる本発明の他の植生基体を準備した。
前記植生基体を植物の栽培に使用すると、ＰＨ緩衝、微量要素（trace element）の持続放出（sustained release）、および水分布の最適管理を示した。培養中、泥炭とミズゴケの生物学的分解により、ミネラル組織体（mineral organisms）が成長し、成長促進化合物が植物に与えられた。

Claims (7)

1. ９９．５から９０重量％のミネラルウールと０．５から１０重量％の有機物質とを有し、前記有機物質がミズゴケ、圧縮泥炭、生物学的に分解可能な泥炭からなる群から選ばれる、ミネラルウールの凝集性マトリックスからなるミネラルウール植生基体。
2. ９９．５から９５重量％のミネラルウールと０．５から５重量％の有機物質とを有する請求項１に記載の基体。
3. 前記有機物質を９９％まで置換する粘土を有する請求項１に記載の基体。
4. 前記有機物質を５０％まで置換する自然粘土を有する請求項１に記載の基体。
5. 前記有機物質を２５％まで置換する自然粘土を有する請求項４に記載の基体。
6. 前記有機物質と粘土が小粒の形態でマトリックスに含まれる請求項４又は５に記載の基体。
7. 前記有機物質と粘土が小粒内に混合された状態でマトリックスに含まれる、請求項６に記載の基体。