特開 2024-53161 水耕栽培用スポンジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024053161

(43)【公開日】2024-04-15

(54)【発明の名称】水耕栽培用スポンジ

(51)【国際特許分類】

   A01G 24/48 20180101AFI20240408BHJP

【ＦＩ】

A01G24/48

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022159236

(22)【出願日】2022-10-03

(71)【出願人】

【識別番号】520311053

【氏名又は名称】株式会社皆川組

(71)【出願人】

【識別番号】304021288

【氏名又は名称】国立大学法人長岡技術科学大学

(74)【代理人】

【識別番号】110003063

【氏名又は名称】弁理士法人牛木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 高臣

【テーマコード（参考）】

2B022

【Ｆターム（参考）】

2B022BA11

2B022BA22

2B022BB02

(57)【要約】

【課題】コストを掛けずに製造でき、かつ、野菜の収穫後に良好な生分解性を示す、新たな水耕栽培用スポンジを提供する。
【解決手段】本発明の水耕栽培用スポンジは、セルロースとアガロースとを含む。セルロースを含む材料が段ボールであり、段ボールの破砕物とアガロースとからなる。あるいは、アガロースを含む材料が寒天であり、セルロースと寒天とからなる。セルロースはバイオセルロースであってもよく、セルロースとしてさらに綿を含んでもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

セルロースとアガロースとを含む水耕栽培用スポンジ。

【請求項2】

前記セルロースを含む材料が段ボールであり、段ボールの破砕物とアガロースとからなる請求項１に記載の水耕栽培用スポンジ。

【請求項3】

前記アガロースを含む材料が寒天であり、セルロースと寒天とからなる請求項１に記載の水耕栽培用スポンジ。

【請求項4】

前記セルロースがバイオセルロースである請求項３に記載の水耕栽培用スポンジ。

【請求項5】

前記セルロースとしてさらに綿を含む請求項４に記載の水耕栽培用スポンジ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水耕栽培用スポンジに関する。

【背景技術】

【0002】

レタスなどの野菜の水耕栽培においては、スポンジの上で種を発芽させ、そのまま収穫するまでスポンジの上で栽培することが行われている。このときに用いられる水耕栽培用スポンジは、野菜の収穫後は廃棄物となるため、大規模な植物工場においては、大量の廃棄物が発生してしまうという問題があった。

【0003】

なお、この分野の従来技術としては、生分解性を有するセルローススポンジを用いることが特許文献１に開示されており、これによれば廃棄物を減らすことができる。しかし、この文献に開示されたセルローススポンジは、植物の栽培中にセルローススポンジが腐ってしまうことを防ぐために、多孔質無機物で被覆された炭化物を含有させるものであり、製造する際に多種の材料を準備しなければならず、炭化物を得るために高温での焼結が必要であるなど、コストが掛かるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－２１１７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明は、コストを掛けずに製造でき、かつ、野菜の収穫後に良好な生分解性を示す、新たな水耕栽培用スポンジを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の水耕栽培用スポンジは、セルロースとアガロースとを含む。

【0007】

また、前記セルロースを含む材料が段ボールであり、段ボールの破砕物とアガロースとからなる。

【0008】

また、前記アガロースを含む材料が寒天であり、セルロースと寒天とからなる。

【0009】

また、前記セルロースがバイオセルロースである。

【0010】

また、前記セルロースとしてさらに綿を含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、コストを掛けずに製造でき、かつ、野菜の収穫後に良好な生分解性を示す、水耕栽培用スポンジを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１による水耕栽培用スポンジを用いて栽培したレタスの葉の数と葉の長さを示すグラフである。

【図2】実施例２による水耕栽培用スポンジを用いて栽培したレタスの葉の数と葉の長さを示すグラフである。

【図3】実施例２による水耕栽培用スポンジを用いて栽培したレタスの重さを示すグラフである。

【図4】実施例３による水耕栽培用スポンジを用いて栽培したレタスの葉の数と葉の長さを示すグラフである。

【図5】実施例３による水耕栽培用スポンジを用いて栽培したレタスの重さを示すグラフである。

【図6】実施例４における使用済みの水耕栽培用スポンジの生分解性試験の方法を示す模式図である。

【図7】実施例４における使用済みの水耕栽培用スポンジの生分解性試験の結果を示すグラフである。

【図8】実施例５による水耕栽培用スポンジを用いて栽培したレタスの葉の数と葉の長さを示すグラフである。

【図9】実施例５による水耕栽培用スポンジを用いて栽培したレタスの葉の数と葉の長さを示すグラフである。

【図10】実施例５による水耕栽培用スポンジを用いて栽培したレタスの重さを示すグラフである。

【図11】実施例６における使用済みの水耕栽培用スポンジの生分解性試験の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の水耕栽培用スポンジは、セルロースとアガロースとを含むものである。

【0014】

ここで、セルロースとしては、植物由来のもの、微生物由来のものを用いることができる。植物由来のものとしては、木材、パルプ、紙、綿に含まれるものが挙げられる。なお、木材や木材由来のパルプ、紙は、セルロースのほかにリグニン、ヘミセルロースなどを含むが、綿は、ほとんどがセルロースからなる。微生物由来のものは、バイオセルロース、または、バクテリアセルロースと呼ばれ、その１００％がセルロースである。セルロースを含む材料としては、例えば、廃棄物としての段ボールの破砕物が安価で好適に用いられる。

【0015】

また、アガロースは、寒天由来の多糖類であり、寒天は、アガロースのほかにアガロペクチンなどの多糖類を含む。アガロースは、親水性が高く、水をよく吸収する。

【0016】

本発明の水耕栽培用スポンジは、以下のようにして調製することができる。

【0017】

例えば、原料として段ボールとアガロースを用いる場合は、はじめに、段ボールの破砕物をミキサーで均質化する。また、アガロースの１～５質量％水溶液を調製する。つぎに、アガロース水溶液に均質化後の段ボールの破砕物を１～３質量％になるように加えて、均一に混合液にする。その後、この混合液を型に注ぎ、凍結乾燥することにより、本発明の水耕栽培用スポンジが得られる。なお、段ボールの代わりに、板紙などの紙類を用いてもよい。

【0018】

例えば、原料としてバイオセルロースと寒天を用いる場合は、はじめに、バイオセルロースを水に懸濁させ、２～１０質量％のバイオセルロース懸濁液を調製する。また、寒天の２～１０質量％水溶液を調製する。つぎに、バイオセルロース懸濁液に寒天水溶液を１：１～１：５の質量比で混合し、これに任意選択で綿を浸し、型に注ぎ、凍結乾燥することにより、本発明の水耕栽培用スポンジが得られる。

【0019】

本発明によれば、安価な材料から少ない工程でコストを掛けずに製造でき、かつ、野菜の収穫後に良好な生分解性を示す、水耕栽培用スポンジを提供することができる。

【0020】

以下、具体的な実施例に基いて、本発明について説明する。

【実施例0021】

［水耕栽培用スポンジの調製］
原料として段ボールとアガロースを用いて水耕栽培用スポンジを調製した。

【0022】

はじめに、梱包用の段ボール（紙８０％、ポリエチレン２０％；メーカー不明）をフードミキサー（ワンダーブレンダー（大阪ケミカル）を用いて２５０００ｒｐｍで３０秒間、粉砕処理することによって均質化した。

【0023】

また、アガロース（ナカライテスク、高温培養用寒天）を水に溶解させ、１．０質量％、２．０質量％、３．０質量％、４．０質量％、５．０質量％のアガロース溶液をそれぞれ調製し、その後、オートクレーブで殺菌した。

【0024】

つぎに、上記で調製した１．０質量％、２．０質量％、３．０質量％、４．０質量％、５．０質量％のアガロース溶液のそれぞれに均質化後の段ボールの破砕物を２．５質量％になるように加えて、均一な混合液になるまでマグネチックスターラーを用いて攪拌した。その後、この混合液１００ｇを大きさ２７ｃｍ×１３ｃｍ×３ｃｍの型に注ぎ、凍結乾燥（日本ビュレット、温度－５５℃、圧力０．３ｈＰａ）を２日間行うことにより、大きさ２．５ｃｍ×２．５ｃｍ×２ｃｍの水耕栽培用スポンジを得た。

【0025】

［調製した水耕栽培用スポンジを用いたレタスの栽培］
調製した水耕栽培用スポンジの中央に直径０．３ｃｍ、深さ０．３ｃｍの穴をあけて、この穴にレタス（スマシャキ、ＣｒｉｓｐｉｔａＩＩ）の種を入れ、水耕栽培用スポンジを水に浸し、温度２５℃、湿度５９％の室内に置いた。水に浸してから３日後に発芽し、その後、水耕栽培器（株式会社ユーイング、グリーンファーム）に入れ、液体肥料（株式会社ハイポネックスジャパン、ハイポネックス原液を水で１０００倍に希釈したもの）を供給（１週間に１回、４Ｌ）し、温度２５℃で生育させた。そして、発芽後、１週間ごとにレタスの葉の数、葉の長さを測定した。

【0026】

また、比較例として、従来の水耕栽培用スポンジを用いて、同様にレタスを栽培した。

【0027】

それぞれのサンプル数は５個ずつ準備し、種の個体によるばらつきはなかった。

【0028】

［栽培結果］
栽培結果を図１に示す。なお、図１において、Ａ１．０、Ａ２．０、Ａ３．０、Ａ４．０、Ａ５．０は、水耕栽培用スポンジの調製に用いたアガロースの濃度が１．０質量％、２．０質量％、３．０質量％、４．０質量％、５．０質量％であったことを示すものである。従来品は、従来の水耕栽培用スポンジを示す。

【0029】

図１に示すように、葉の数、葉の長さについては、水耕栽培用スポンジの調製に用いたアガロースの濃度によって大きな差は見られなかったが、３．０質量％のアガロース溶液を用いて調製した水耕栽培用スポンジの場合（Ａ３．０）に、葉の数が約１６枚と最も多くなり、３．０質量％、５．０質量％のアガロース溶液を用いて調製した水耕栽培用スポンジの場合（Ａ３．０、Ａ５．０）に、葉の長さが約１６ｃｍと最も長くなった。この結果より、いずれの場合も大差はないものの、水耕栽培用スポンジを調製するときに用いるアガロース溶液中のアガロース濃度は、３．０質量％が最も好ましいことが分かった。

【実施例0030】

［水耕栽培用スポンジの調製］
実施例１により、水耕栽培用スポンジを調製するときに用いるアガロース溶液中のアガロース濃度は、３．０質量％が最も好ましいことが分かった。そこで、アガロース濃度を３．０質量％に固定し、段ボールの量を変化させて、水耕栽培用スポンジを調製した。

【0031】

実施例１と同様に段ボールを粉砕し、均質化した。つぎに、実施例１と同様に調製した３．０質量％のアガロース溶液に均質化後の段ボールの破砕物を１．０質量％、１．５質量％、２．０質量％、２．５質量％、３．０質量％になるようにそれぞれ加えた。そして、実施例１と同様にして水耕栽培用スポンジを得た。

【0032】

［調製した水耕栽培用スポンジを用いたレタスの栽培］
実施例１と同様にしてレタスを栽培した。発芽後、１週間ごとにレタスの葉の数、葉の長さを測定し、６週間後にレタスの重さを測定した。

【0033】

［栽培結果］
栽培結果を図２、図３に示す。なお、図２、図３において、Ｃ１．０、Ｃ１．５、Ｃ２．０、Ｃ２．５、Ｃ３．０は、水耕栽培用スポンジの調製に用いた段ボールの濃度が１．０質量％、１．５質量％、２．０質量％、２．５質量％、３．０質量％であったことを示すものである。従来品は、従来の水耕栽培用スポンジを示す。

【0034】

図２に示すように、葉の数、葉の長さについては、水耕栽培用スポンジの調製に用いた段ボールの濃度によって大きな差は見られなく、いずれも葉の数は約１２枚、葉の長さは約１３ｃｍであった。段ボールの粉砕物を１．５質量％、３．０質量％になるように加えて調製した水耕栽培用スポンジの場合（Ｃ１．５、Ｃ３．０）に、葉の長さが最も長くなった。なお、本実施例は、ほかの実施例よりも栽培温度が低くなってしまったことにより、全体的にレタスの生育に影響を受けた。

【0035】

また、図３に示すように、段ボールの粉砕物を１．５質量％、３．０質量％になるように加えて調製した水耕栽培用スポンジの場合（Ｃ１．５、Ｃ３．０）に、約３０ｇとなり、ほかの場合よりも重くなった。

【0036】

このように、段ボールの粉砕物を１．０質量％とした場合に生育がやや劣ったものの、いずれの場合も良好な結果が得られ、特に、１．５質量％、３．０質量％のときに最良の結果が得られた。