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JP6231805B2 - Artificial soil particles and plant growth medium - Google Patents

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JP6231805B2
JP6231805B2 JP2013159904A JP2013159904A JP6231805B2 JP 6231805 B2 JP6231805 B2 JP 6231805B2 JP 2013159904 A JP2013159904 A JP 2013159904A JP 2013159904 A JP2013159904 A JP 2013159904A JP 6231805 B2 JP6231805 B2 JP 6231805B2
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Description

本発明は、植物育成用の人工土壌粒子、及び当該人工土壌粒子を用いた植物育成培地に関する。   The present invention relates to artificial soil particles for plant growth and a plant growth medium using the artificial soil particles.

近年、生育条件がコントロールされた環境下で野菜等の植物を栽培する植物工場が増加している。これまでの植物工場は、レタス等の葉物野菜の水耕栽培が中心であったが、最近では水耕栽培には向かない根菜類についても栽培が試みられている。   In recent years, plant factories that grow plants such as vegetables in an environment where growth conditions are controlled are increasing. Until now, plant factories have mainly focused on hydroponics of leafy vegetables such as lettuce, but recently, root vegetables that are not suitable for hydroponics have also been tried.

植物工場において天然土壌を用いた根菜類の栽培を行う場合、植物工場への病害虫の持ち込みが問題となるため、人工土壌を用いた根菜類等の栽培を実施する動きがある。根菜類の栽培では、土壌を根菜類の成長にとって最適な水素イオン濃度(pH)領域に維持することが必要になる。しかし、人工土壌は、天然土壌と比較すると一般にpHの緩衝作用が少ないため、植物が分泌する根酸等により人工土壌のpHが変化することがある。その結果、土壌中に保持されている肥料成分が流出したり、植物の成長に障害が現れたりすることがある。このため、人工土壌を用いて植物を栽培する場合、土壌中のpHを適切に管理する必要がある。   When cultivating root vegetables using natural soil in a plant factory, since there is a problem of bringing in pests to the plant factory, there is a movement to cultivate root vegetables and the like using artificial soil. In the cultivation of root vegetables, it is necessary to maintain the soil in a hydrogen ion concentration (pH) region that is optimal for the growth of root vegetables. However, since artificial soil generally has less pH buffering action than natural soil, the pH of artificial soil may change due to root acid or the like secreted by plants. As a result, the fertilizer component retained in the soil may flow out, or the growth of the plant may be disturbed. For this reason, when cultivating a plant using artificial soil, it is necessary to manage pH in soil appropriately.

これまで開発された人工土壌のpH調整に関連する技術としては、pH調整剤を含有する土壌改良資材を用いた培養土が知られている(例えば、特許文献1を参照)。   As a technique related to pH adjustment of artificial soil developed so far, cultured soil using a soil improving material containing a pH adjuster is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−38027号公報JP 2003-38027 A

特許文献1の土壌のpHを調整する技術は、天然土壌を含む培養土にpH調整剤を添加して、土壌のpH緩衝能を高めるものである。ところが、この技術を、人工土壌を用いた植物体の栽培にそのまま適用したとしても、人工土壌のpHを十分維持できるとは限らない。また、特許文献1は、あくまで土壌のpH緩衝能を高めるだけのものであり、人工土壌のpHを適切に管理するためには、人工土壌のpHを経時的にモニタリングする必要がある。   The technique of adjusting the pH of the soil of patent document 1 adds a pH adjuster to the culture soil containing natural soil, and raises the pH buffer capacity of soil. However, even if this technology is directly applied to cultivation of a plant body using artificial soil, the pH of the artificial soil cannot always be maintained sufficiently. Patent Document 1 merely increases the pH buffering capacity of the soil, and in order to appropriately manage the pH of the artificial soil, it is necessary to monitor the pH of the artificial soil over time.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、植物を栽培する植物育成培地のpHの変化を容易に判断し、管理することができる人工土壌粒子、及び当該人工土壌粒子を用いた植物育成培地を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and uses artificial soil particles that can easily determine and manage changes in the pH of a plant growth medium for growing plants, and the artificial soil particles. An object is to provide a plant growth medium.

上記課題を解決するための本発明に係る人工土壌粒子の特徴構成は、
水素イオン濃度に応じて変色するpH指示薬を含有する人工土壌粒子であって、
前記pH指示薬は、複数種のpH指示薬を含み、夫々のpH指示薬は、水素イオン濃度が5〜7.5の領域で同じ色相を呈するように組み合わされることにある。
The characteristic configuration of the artificial soil particles according to the present invention for solving the above problems is as follows:
Artificial soil particles containing a pH indicator that changes color according to the hydrogen ion concentration ,
The pH indicator includes a plurality of types of pH indicators, and each pH indicator is combined so as to exhibit the same hue in a region where the hydrogen ion concentration is 5 to 7.5 .

本構成の人工土壌粒子によれば、水素イオン濃度に応じて変色するpH指示薬を含有することから、人工土壌粒子から構成される植物育成培地のpHの変化を目視で判断することができる。従って、植物育成培地のpHを適切に管理することができるとともに、目視で確認しながら植物育成培地のpHを、栽培植物の成長にとって最適なpHに容易に調整することも可能となる。さらに、観葉植物等を屋内で栽培する場合、植物育成培地を透明の鉢などに入れると、人工土壌粒子の色がpHの変化に応じて変化することから、インテリア性にも優れた植物育成培地とすることができる。
ここで、pH指示薬は、複数種のpH指示薬を含み、夫々のpH指示薬は、水素イオン濃度が5〜7.5の領域で同じ色相を呈するように組み合わされるため、pH5〜7.5の領域における色相が強調される。従って、pHが5〜7.5の領域とそれ以外のpH領域との色相の違いが明確になるため、特に植物の育成に重要な中性付近の植物育成培地のpHの変化をより確実に目視で判断することができる。その結果、植物育成培地のpHの管理や調整をより確実に行うことができる。
According to the artificial soil particle of this structure, since the pH indicator which changes color according to a hydrogen ion concentration is contained, the change of pH of the plant growth medium comprised from an artificial soil particle can be judged visually. Accordingly, the pH of the plant growth medium can be appropriately managed, and the pH of the plant growth medium can be easily adjusted to an optimum pH for growing the cultivated plant while visually confirming. Furthermore, when cultivating foliage plants indoors, when the plant growth medium is placed in a transparent pot etc., the color of the artificial soil particles changes according to the change in pH, so the plant growth medium also has excellent interior properties It can be.
Here, the pH indicator includes a plurality of types of pH indicators, and each pH indicator is combined so as to exhibit the same hue in the region where the hydrogen ion concentration is 5 to 7.5. The hue at is emphasized. Therefore, since the difference in hue between the pH range of 5 to 7.5 and the other pH ranges is clarified, the change in pH of the plant growth medium near neutral, which is particularly important for plant growth, can be more reliably confirmed. It can be judged visually. As a result, it is possible to more reliably manage and adjust the pH of the plant growth medium.

本発明に係る人工土壌粒子において、
前記複数種のpH指示薬は、コンゴーレッドとニュートラルレッドとの組み合わせ、メチルレッドとブロモチモールブルーとの組み合わせ、又はメチルレッドとクレゾールレッドとの組み合わせの中から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
Said plurality of kinds of pH indication agents, combination of the Congo red and neutral red, be at least one selected from the combinations of the combination of methyl red and bromothymol blue, or methyl red and cresol red preferable.

本構成の人工土壌粒子によれば、複数種のpH指示薬として、コンゴーレッドとニュートラルレッドとの組み合わせ、メチルレッドとブロモチモールブルーとの組み合わせ、又はメチルレッドとクレゾールレッドとの組み合わせの中から選択される少なくとも一つであるため、中性付近のpHが6〜7の領域において赤色又は黄色が強調される。従って、pHが6〜7の領域とそれ以外のpH領域との色相の違いがさらに明確になるため、植物育成培地のpHの変化をさらに確実に目視で判断することができる。その結果、植物育成培地のpHをさらに適切に管理し、調整することができる。 According to the artificial soil particles of this configuration, as a plurality of kinds of pH indication agents, combination of the Congo red and neutral red, a combination of methyl red and bromothymol blue, or in a combination of methyl red and cresol red Therefore, red or yellow is emphasized in the region where the pH near neutral is 6-7. Accordingly, since the difference in hue between the pH range of 6 to 7 and the other pH range is further clarified, the change in pH of the plant growth medium can be more reliably judged visually. As a result, the pH of the plant growth medium can be more appropriately managed and adjusted.

本発明に係る人工土壌粒子において、
細孔を有するフィラーを当該フィラーの間に連通孔が形成されるように複数集合してなる基部を備え、少なくとも前記連通孔の内部から前記基部の表面に亘る領域に前記pH指示薬を担持させてあることが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
A base portion formed by collecting a plurality of fillers having pores so that a communication hole is formed between the fillers, and the pH indicator is carried at least in a region extending from the inside of the communication hole to the surface of the base portion. Preferably there is.

本構成の人工土壌粒子によれば、上記構造を備えるため、水分が連通孔に保持されると、連通孔内部から基部の表面に亘る領域に坦持されたpH指示薬が水分に溶解し、植物育成培地のpHの変化に伴う色の変化が反映される。その結果、植物育成培地のpHを適切に管理することができるとともに、目視で確認しながら植物育成培地のpHを、栽培植物の成長にとって最適な状態に調整することができる。   According to the artificial soil particle of this configuration, since the above structure is provided, when water is held in the communication hole, the pH indicator carried in the region extending from the inside of the communication hole to the surface of the base is dissolved in the water, and the plant The change in color associated with the change in pH of the growth medium is reflected. As a result, the pH of the plant growth medium can be properly managed, and the pH of the plant growth medium can be adjusted to an optimum state for the growth of the cultivated plant while visually confirming.

本発明に係る人工土壌粒子において、
前記細孔にイオン交換能を付与してあることが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
It is preferable that ion exchange capacity is imparted to the pores.

本構成の人工土壌粒子によれば、細孔にイオン交換能が付与されていることから、人工土壌粒子に肥料を坦持させることができる。イオン交換能が付与された人工土壌粒子は、植物育成培地のpHの変化により、肥料成分を坦持したり、放出したりすることができる。本構成の人工土壌粒子は、色の変化で植物育成培地のpHを認識することができるため、目視で植物育成培地のpHを確認しながら、pH調整を行うことにより、人工土壌粒子に坦持された肥料を栽培植物の成長にとって最適な時期に効果的に放出させることが可能となる。   According to the artificial soil particle of this structure, since the ion exchange ability is provided to the pore, the fertilizer can be carried on the artificial soil particle. Artificial soil particles imparted with ion exchange ability can carry or release fertilizer components by changing the pH of the plant growth medium. Since the artificial soil particles of this configuration can recognize the pH of the plant growth medium by a color change, the artificial soil particles are supported on the artificial soil particles by adjusting the pH while visually checking the pH of the plant growth medium. It is possible to effectively release the fertilizer that has been used at the optimal time for the growth of cultivated plants.

本発明に係る人工土壌粒子において、
繊維を集合した基部と、前記基部を被覆する被覆層とを備え、少なくとも前記被覆層に前記pH指示薬を担持させてあることが好ましい。
In the artificial soil particles according to the present invention,
It is preferable that a base portion in which fibers are gathered and a coating layer covering the base portion are provided, and at least the pH indicator is supported on the coating layer.

本構成の人工土壌粒子によれば、上記構造を備えるため、植物育成培地の水分が基部に吸収される際に、被覆層を通過する水分にpH指示薬が溶解し、植物育成培地のpHの変化に伴う色の変化が反映される。その結果、植物育成培地のpHを適切に管理することができるとともに、目視で確認しながら植物育成培地のpHを、栽培植物の成長にとって最適な状態に調整することができる。   According to the artificial soil particle of this configuration, since the above structure is provided, when the moisture of the plant growth medium is absorbed by the base, the pH indicator dissolves in the moisture passing through the coating layer, and the pH of the plant growth medium changes. The color change that accompanies is reflected. As a result, the pH of the plant growth medium can be properly managed, and the pH of the plant growth medium can be adjusted to an optimum state for the growth of the cultivated plant while visually confirming.

上記課題を解決するための本発明に係る植物育成培地の特徴構成は、
上記何れか一つの人工土壌粒子を使用したことにある。
The characteristic configuration of the plant growth medium according to the present invention for solving the above problems is as follows:
The use of any one of the above artificial soil particles.

本構成の人工土壌粒子を使用した植物育成培地によれば、水素イオン濃度に応じて変色するpH指示薬を含有する人工土壌粒子により構成されていることから、植物育成培地のpHの変化に応じて人工土壌粒子の色が変化する。このため、植物育成培地のpHの変化を目視で判断することができる。その結果、植物育成培地のpHを適切に管理することができるとともに、目視で確認しながら植物育成培地のpHを、栽培植物の成長にとって最適なpHに調整することができる。   According to the plant growth medium using the artificial soil particles of this configuration, since it is composed of artificial soil particles containing a pH indicator that changes color according to the hydrogen ion concentration, according to the change in pH of the plant growth medium The color of the artificial soil particles changes. For this reason, the change of pH of a plant growth medium can be judged visually. As a result, the pH of the plant growth medium can be appropriately managed, and the pH of the plant growth medium can be adjusted to an optimum pH for the growth of the cultivated plant while visually confirming.

図1は、二種類の人工土壌粒子を概念的に示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing two types of artificial soil particles. 図2は、フィラーを集合してなる人工土壌粒子を概念的に示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory view conceptually showing artificial soil particles formed by gathering fillers.

以下、本発明に係る人工土壌粒子、及び当該人工土壌粒子を用いた植物育成培地に関する実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。   Hereinafter, the embodiment regarding the artificial soil particle which concerns on this invention, and the plant growth culture medium using the said artificial soil particle is described based on FIG.1 and FIG.2. However, the present invention is not intended to be limited to the configurations described in the embodiments and drawings described below.

<人工土壌粒子>
図1は、本発明の実施形態である二種類の人工土壌粒子50を概念的に示した説明図である。図1(a)は、複数のフィラー1を集合して粒状物(基部)を構成し、フィラー1同士の間にpH指示薬2を坦持させた人工土壌粒子50aを例示したものである。図1(b)は、繊維3が集合した繊維塊状体10(基部)を構成し、当該繊維塊状体10の外表にpH指示薬2を含有させた被覆層20を形成した人工土壌粒子50bを例示したものである。これら人工土壌粒子50に担持されたpH指示薬2は、人工土壌粒子50内に侵入した水の水素イオン濃度に反応して変色するため、当該人工土壌粒子50を用いた植物育成培地のpHを目視により容易に判断することができる。従って、植物育成培地にpH調整剤等を添加すると、目視で確認しながら、植物育成培地のpHを、栽培植物の成長にとって最適なpHに調整することができる。また、本発明の人工土壌粒子50を透明の鉢等に入れて屋内で観葉植物等を栽培すると、人工土壌粒子50の色がpHの変化に応じて変化し、インテリア性にも優れた植物育成培地となる。植物育成培地は、人工土壌粒子50を用いて植物を栽培できる形態であればよい。例えば、人工土壌粒子50を単に天然土壌の代わりに使用したものでもよく、人工土壌粒子50をバインダー等で固めてシート状に形成したものでもよく、人工土壌粒子50をバインダー等で固めてブロック状に形成したものでもよい。
<Artificial soil particles>
FIG. 1 is an explanatory view conceptually showing two types of artificial soil particles 50 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A illustrates an artificial soil particle 50a in which a plurality of fillers 1 are aggregated to form a granular material (base), and a pH indicator 2 is carried between the fillers 1. FIG. 1B illustrates an artificial soil particle 50b that forms a fiber lump 10 (base) in which fibers 3 are aggregated, and that has a coating layer 20 containing a pH indicator 2 on the outer surface of the fiber lump 10. It is a thing. Since the pH indicator 2 carried on these artificial soil particles 50 changes color in response to the hydrogen ion concentration of water that has entered the artificial soil particles 50, the pH of the plant growth medium using the artificial soil particles 50 is visually checked. Can be easily determined. Therefore, when a pH adjusting agent or the like is added to the plant growth medium, the pH of the plant growth medium can be adjusted to an optimum pH for the growth of the cultivated plant while visually confirming. In addition, when the artificial soil particles 50 of the present invention are put in a transparent pot or the like and a houseplant is grown indoors, the color of the artificial soil particles 50 changes according to the change in pH, and the plant grows with excellent interior properties. It becomes a medium. The plant growth medium should just be a form which can grow a plant using the artificial soil particle 50. FIG. For example, the artificial soil particles 50 may be simply used instead of natural soil, or the artificial soil particles 50 may be formed into a sheet by solidifying with a binder, or the artificial soil particles 50 may be solidified with a binder or the like to form a block. It may be formed.

本発明で用いるpH指示薬2は、栽培する植物の生育可能なpH領域と植物の生育に悪影響を及ぼす虞があるpH領域とを区別できるものであればよい。pH指示薬2は、コチニールレッド、ラック色素、アントシアニン系赤色色素、コンゴーレッド、リトマス、フェノールレッド、ニュートラルレッド、ナフトールレッド、メチルレッド、クレゾールレッド、ブロモクレゾールパープル、ブロモクレゾールグリーン、メチルオレンジ、メチルイエロー、チモールブルー、ナフトールフタレイン、フェノールフタレイン、チモールフタレイン、ブロモチモールブルー等が挙げられ、好ましくはコチニールレッド、ラック色素、アントシアニン系赤色色素、コンゴーレッド、ニュートラルレッド、メチルレッド、クレゾールレッド、ブロモクレゾールパープル、ブロモチモールブルーである。   The pH indicator 2 used in the present invention is not limited as long as it can distinguish between a pH region where a plant to be grown can grow and a pH region which may adversely affect the growth of the plant. pH indicator 2 is cochineal red, lac dye, anthocyanin red dye, congo red, litmus, phenol red, neutral red, naphthol red, methyl red, cresol red, bromocresol purple, bromocresol green, methyl orange, methyl yellow, Examples include thymol blue, naphtholphthalein, phenolphthalein, thymolphthalein, and bromothymol blue, preferably cochineal red, lac dye, anthocyanin red dye, Congo red, neutral red, methyl red, cresol red, bromocresol. Purple, bromothymol blue.

コチニールレッドの変色範囲は、pH4以下で橙色、pH5〜7.5程度で赤色、pH8以上で赤紫色である。ラック色素の変色範囲は、pH4以下で橙色、pH5〜7.5程度で赤橙色、pH8以上で赤紫色である。アントシアニン系赤色色素の変色範囲は、pH4以下で赤〜赤紫色、pH5.5〜7程度で薄紫色、pH8以上で青紫色である。コンゴーレッドの変色範囲は、pH3以下で紫色、pH5以上で赤色である。ニュートラルレッドの変色範囲は、pH7以下で赤色、pH8以上で黄色である。メチルレッドの変色範囲は、pH4.4以下で赤色、pH6.2以上で黄色である。クレゾールレッドの変色範囲は、pH7.2以下で黄色、pH8.8以上で赤紫色である。ブロモクレゾールパープルの変色範囲は、pH5以下で黄色、pH7以上で紫色である。ブロモチモールブルーの変色範囲は、pH6以下で黄色、pH7.6以上で青色である。   The color change range of cochineal red is orange at pH 4 or less, red at pH 5 to 7.5, and reddish purple at pH 8 or more. The color change range of the rack dye is orange at pH 4 or less, reddish orange at pH 5 to 7.5, and reddish purple at pH 8 or more. The discoloration range of the anthocyanin-based red pigment is pH 4 or less, red to magenta, pH 5.5 to 7 is light purple, pH 8 or more is blue violet. The color change range of Congo red is purple at pH 3 or lower, and red at pH 5 or higher. The neutral red color change range is red at pH 7 or less and yellow at pH 8 or more. The color change range of methyl red is red at pH 4.4 or less and yellow at pH 6.2 or more. The color change range of cresol red is yellow at pH 7.2 or lower, and reddish purple at pH 8.8 or higher. The discoloration range of bromocresol purple is yellow at pH 5 or lower and purple at pH 7 or higher. The color change range of bromothymol blue is yellow at pH 6 or less and blue at pH 7.6 or more.

人工土壌粒子50に対するpH指示薬2の含有量は、0.1〜75重量%が好ましい。pH指示薬2の含有量が0.1重量%未満の場合、人工土壌粒子50が十分に着色せず植物育成培地のpHの変化を確認することができない虞がある。また、人工土壌粒子50に75重量%を超えてpH指示薬2を含有させても、人工土壌粒子50の色の変化に大きな違いが認められず、経済的にも不利である。   The content of the pH indicator 2 with respect to the artificial soil particles 50 is preferably 0.1 to 75% by weight. When the content of the pH indicator 2 is less than 0.1% by weight, the artificial soil particles 50 may not be sufficiently colored and the change in pH of the plant growth medium may not be confirmed. Further, even if the artificial soil particles 50 contain more than 75% by weight of the pH indicator 2, there is no significant difference in the color change of the artificial soil particles 50, which is economically disadvantageous.

pH指示薬2は、単独で人工土壌粒子50に含有させてもよいが、複数のpH指示薬2を組み合わせて人工土壌粒子50に含有させてもよい。複数のpH指示薬2を人工土壌粒子50に含有させると、植物育成培地のpHの変化に応じて人工土壌粒子50の色を明確に変化させることが可能になる。これにより、植物育成培地のpHを目視で確実に判断することができる。pH指示薬2の組み合わせは、多くの植物の栽培にとって最適なpH5〜7.5の領域で同じ色相を呈するように組み合わせることが好ましい。pH5〜7.5の領域で同じ色相を呈する複数のpH指示薬2を組み合わせることにより、pH5〜7.5における人工土壌粒子50の色相が強調されることになる。その結果、pH5〜7.5以外のpH領域との色相の違いが明確になり、植物育成培地のpHの変化をさらに確実に目視で判断することが可能となる。   The pH indicator 2 may be contained alone in the artificial soil particles 50, or a plurality of pH indicators 2 may be combined and contained in the artificial soil particles 50. When a plurality of pH indicators 2 are contained in the artificial soil particles 50, the color of the artificial soil particles 50 can be clearly changed according to the change in pH of the plant growth medium. Thereby, the pH of a plant growth culture medium can be judged reliably visually. The combination of the pH indicator 2 is preferably combined so as to exhibit the same hue in the region of pH 5 to 7.5 optimum for the cultivation of many plants. By combining a plurality of pH indicators 2 that exhibit the same hue in the pH range of 5 to 7.5, the hue of the artificial soil particles 50 at pH 5 to 7.5 is emphasized. As a result, a difference in hue from a pH region other than pH 5 to 7.5 becomes clear, and it becomes possible to more reliably visually determine a change in the pH of the plant growth medium.

具体的なpH指示薬2の組み合わせとしては、例えば、コンゴーレッドとニュートラルレッドとの組み合わせ、メチルレッドとブロモチモールブルーとの組み合わせ、又はメチルレッドとクレゾールレッドとの組み合わせ等が挙げられる。コンゴーレッドとニュートラルレッドとの組み合わせは、pH5〜7の領域で赤色が強調され、メチルレッドとブロモチモールブルーとの組み合わせは、pH5〜7の領域で黄色が強調され、メチルレッドとクレゾールレッドとの組み合わせは、pH6〜7の領域で黄色が強調される。コンゴーレッドとニュートラルレッドとの組み合わせによる植物育成培地の色の変化は、pH3以下で紫色、pH5〜7の領域で赤色、pH8以上で黄色に変色し、メチルレッドとブロモチモールブルーとの組み合わせによる植物育成培地の色の変化は、pH4以下で赤色、pH5〜7の領域で黄色、pH8以上で青緑色に変色し、メチルレッドとクレゾールレッドとの組み合わせによる植物育成培地の色の変化は、pH4以下で赤色、pH6〜7の領域で黄色、pH9以上で赤紫色に変色する。このような組み合わせにより、特定のpH領域の色相が強調され、他のpH領域の色相と明確に区別することができる。   Specific combinations of pH indicators 2 include, for example, a combination of Congo red and neutral red, a combination of methyl red and bromothymol blue, or a combination of methyl red and cresol red. The combination of Congo Red and Neutral Red highlights red in the pH 5-7 region, and the combination of methyl red and bromothymol blue highlights yellow in the pH 5-7 region. The combination is highlighted in yellow in the pH 6-7 region. Changes in the color of the plant growth medium due to the combination of Congo Red and Neutral Red change to purple at pH 3 or lower, red at pH 5-7, yellow at pH 8 or higher, and plant due to the combination of methyl red and bromothymol blue The change in the color of the growth medium is red at pH 4 or less, yellow in the region of pH 5 to 7, and blue-green at pH 8 or more. The change in the color of the plant growth medium by the combination of methyl red and cresol red is pH 4 or less. At red, yellow at pH 6-7, reddish purple at pH 9 or higher. By such a combination, the hue of a specific pH region is emphasized and can be clearly distinguished from the hues of other pH regions.

複数のpH指示薬2の組み合わせは、特定の植物の成長に最適なpH領域において同じ色相を呈するpH指示薬2を組み合わせてもよい。栽培する植物が野菜の場合、例えば、ニンジン、キュウリ、タマネギ、サツマイモ、カボチャ等はpH5.5〜7の領域において同じ色相を呈するpH指示薬2を組み合わせればよく(例えば、コンゴーレッドとニュートラルレッドとの組み合わせ)、大根、ホウレンソウ、アスパラ等はpH6〜7.5の領域において同じ色相を呈するpH指示薬2を組み合わせればよい(例えば、メチルレッドとクレゾールレッドとの組み合わせ)。栽培する植物が花卉の場合、例えば、バラ、アジサイ(赤)、チューリップ、マリーゴールド、カーネーション等はpH6〜7の領域において同じ色相を呈するpH指示薬2を組み合わせればよく、ラン、ベゴニア等はpH5〜6の領域において同じ色相を呈するpH指示薬2を組み合わせればよい。栽培する植物が観葉植物の場合、例えば、アイビー、アロエ、ドラセナ、ベンジャミン、ポトス等はpH5.5〜6.5の領域において同じ色相を呈するpH指示薬2を組み合わせればよく、アンスリューム、テーブルヤシ、ペペロミア等はpH5〜6.5の領域において同じ色相を呈するpH指示薬2を組み合わせればよい。   The combination of a plurality of pH indicators 2 may be a combination of pH indicators 2 that exhibit the same hue in a pH range optimal for the growth of a specific plant. When the plant to be cultivated is a vegetable, for example, carrots, cucumbers, onions, sweet potatoes, pumpkins and the like may be combined with a pH indicator 2 that exhibits the same hue in the pH 5.5-7 region (for example, Congo Red and Neutral Red). ), Radish, spinach, asparagus, and the like may be combined with pH indicator 2 that exhibits the same hue in the pH range of 6 to 7.5 (for example, a combination of methyl red and cresol red). When the plant to be cultivated is a flower bud, for example, rose, hydrangea (red), tulip, marigold, carnation and the like may be combined with pH indicator 2 exhibiting the same hue in the pH 6 to 7 region, and orchid, begonia and the like have pH 5 What is necessary is just to combine the pH indicator 2 which exhibits the same hue in the area | region of -6. When the plant to be cultivated is a foliage plant, for example, ivy, aloe, dracaena, benjamin, pothos and the like may be combined with pH indicator 2 exhibiting the same hue in the region of pH 5.5 to 6.5, anthrum, table palm, Peperomia and the like may be combined with a pH indicator 2 that exhibits the same hue in a pH range of 5 to 6.5.

<粒状物の構造>
図2は、フィラー1を集合してなる人工土壌粒子50aを概念的に示した説明図である。人工土壌粒子50aは、複数のフィラー1を集合させて粒状物(基部)にしたものである。図2(a)は、フィラー1として、多孔質天然鉱物であるゼオライト1aを使用した人工土壌粒子50aを例示したものである。図2(b)は、フィラー1として、層状天然鉱物であるハイドロタルサイト1bを使用した人工土壌粒子50aを例示したものである。
<Structure of granular material>
FIG. 2 is an explanatory diagram conceptually showing the artificial soil particles 50 a formed by assembling the fillers 1. The artificial soil particle 50a is obtained by assembling a plurality of fillers 1 into a granular material (base). FIG. 2A illustrates an artificial soil particle 50 a using a zeolite 1 a that is a porous natural mineral as the filler 1. FIG. 2B illustrates an artificial soil particle 50 a using a hydrotalcite 1 b that is a layered natural mineral as the filler 1.

人工土壌粒子50a中の複数のフィラー1は、それらが互いに接触していることは必須ではなく、一粒子内でバインダー等を介して一定範囲内の相対的な位置関係を維持していれば、複数のフィラー1が集合して粒状に構成したものと考えることができる。人工土壌粒子50aを構成するフィラー1は、表面から内部にかけて多数の細孔4を有する。細孔4は、種々の形態を含む。例えば、フィラー1が、図2(a)に示すゼオライト1aの場合、当該ゼオライト1aの結晶構造中に存在する空隙が細孔4aであり、図2(b)に示すハイドロタルサイト1bの場合、当該ハイドロタルサイト1bの層構造中に存在する層間が細孔4bである。つまり、本発明において「細孔」とは、フィラー1の構造中に存在する空隙部、層間部、空間部等を意図し、これらは「孔状」の形態に限定されるものではない。ゼオライト1a及びハイドロタルサイト1bは、イオン交換性鉱物であるため、細孔4に肥料成分を保持することができる。   It is not essential that the fillers 1 in the artificial soil particles 50a are in contact with each other, and if the relative positional relationship within a certain range is maintained through a binder or the like in one particle, It can be considered that a plurality of fillers 1 are aggregated to form a granular shape. The filler 1 constituting the artificial soil particle 50a has a large number of pores 4 from the surface to the inside. The pore 4 includes various forms. For example, when the filler 1 is the zeolite 1a shown in FIG. 2A, the voids present in the crystal structure of the zeolite 1a are the pores 4a, and the hydrotalcite 1b shown in FIG. The interlayer existing in the layer structure of the hydrotalcite 1b is the pore 4b. That is, in the present invention, “pores” mean voids, interlayers, spaces, etc. existing in the structure of the filler 1, and these are not limited to “pore-like” forms. Since the zeolite 1a and the hydrotalcite 1b are ion-exchangeable minerals, the fertilizer component can be held in the pores 4.

人工土壌粒子50aは、複数のフィラー1の間に連通孔5が形成されている。pH指示薬2は、当該連通孔5の内部から基部の表面に亘る領域に坦持されている。連通孔5は、主に水分を保持することができ、植物育成培地に含まれる水分を効率よく取り込むことができる。これにより、植物育成培地中のpHの変化に応じて人工土壌粒子50aに含まれているpH指示薬2を効率よく変色させることができる。その結果、植物育成培地のpHの変化を目視で確実に判断することができる。   In the artificial soil particles 50 a, communication holes 5 are formed between the plurality of fillers 1. The pH indicator 2 is carried in a region extending from the inside of the communication hole 5 to the surface of the base. The communication hole 5 can mainly retain moisture, and can efficiently take in moisture contained in the plant growth medium. Thereby, the pH indicator 2 contained in the artificial soil particle 50a can be efficiently discolored according to the change in pH in the plant growth medium. As a result, a change in pH of the plant growth medium can be reliably determined visually.

本発明の人工土壌粒子50aで用いるフィラー1は、例えば、パーライト、タルク、珪藻土、カオリン、ロックウール、イオン交換性鉱物等の無機鉱物、ピートモス、ウレタンフォーム、ヤシ殻、クリプトモス(登録商標)、セルロースファイバー等の有機素材等が挙げられる。この中でもイオン交換性鉱物は、人工土壌粒子50aに十分な保肥性を与えるため好適に用いられる。イオン交換性鉱物としては、陽イオン交換性鉱物、陰イオン交換性鉱物、及び腐植等が挙げられる。また、人工土壌粒子50aに保肥性を与えるために、イオン交換能を有さない多孔質材料(例えば、高分子発泡体、ガラス発泡体等)を別に用意し、当該多孔質材料の細孔にイオン交換能が付与された材料を圧入や含浸等によって導入し、これをフィラー1として使用することも可能である。また、イオン交換性樹脂を導入することも可能である。   The filler 1 used in the artificial soil particle 50a of the present invention includes, for example, inorganic minerals such as pearlite, talc, diatomaceous earth, kaolin, rock wool, and ion-exchange mineral, peat moss, urethane foam, coconut shell, Cryptomos (registered trademark), and cellulose. Examples thereof include organic materials such as fibers. Among these, the ion-exchange mineral is preferably used because it imparts sufficient fertilizer to the artificial soil particles 50a. Examples of the ion exchange mineral include a cation exchange mineral, an anion exchange mineral, and humus. Further, in order to provide fertilizer to the artificial soil particles 50a, a porous material (for example, a polymer foam, a glass foam, etc.) having no ion exchange ability is separately prepared, and the pores of the porous material It is also possible to introduce a material imparted with ion exchange capacity into the material by press-fitting or impregnation and use it as the filler 1. It is also possible to introduce an ion exchange resin.

上記イオン交換性鉱物等を用いた人工土壌粒子50aの保肥性は、植物育成培地のpHの変化により大きく影響を受ける。植物育成培地のpHが変化すると、イオン交換体に吸着していた肥料成分が流出し、人工土壌粒子50aが肥料成分を保持できなくなる虞がある。これを避けるために、人工土壌粒子50aの肥料を保持可能なpH領域に、植物育成培地のpHを維持する必要がある。人工土壌粒子50aは、pH指示薬2を含有していることから、目視で植物育成培地のpHを容易に判断することができる。従って、pH調整剤等を植物育成培地に添加することにより、目視で確認しながら植物育成培地のpHを、肥料を保持可能なpHに確実に調整することができる。また、植物育成培地に根酸の主成分であるクエン酸等を添加して目視で植物育成培地のpHを調整することにより、栽培している植物の成長に合わせて、植物の成長に必要な肥料成分を所定の時期に溶出させることも可能である。   The fertilizing ability of the artificial soil particles 50a using the ion exchange mineral or the like is greatly affected by the change in pH of the plant growth medium. If the pH of the plant growth medium changes, the fertilizer component adsorbed on the ion exchanger may flow out, and the artificial soil particles 50a may not be able to hold the fertilizer component. In order to avoid this, it is necessary to maintain the pH of the plant growth medium in a pH region where the fertilizer of the artificial soil particles 50a can be held. Since the artificial soil particles 50a contain the pH indicator 2, the pH of the plant growth medium can be easily determined visually. Therefore, by adding a pH adjuster or the like to the plant growth medium, the pH of the plant growth medium can be reliably adjusted to a pH at which the fertilizer can be retained while visually checking. In addition, by adding citric acid, which is the main component of root acid, to the plant growth medium and adjusting the pH of the plant growth medium visually, it is necessary for the growth of the plant according to the growth of the cultivated plant. It is also possible to elute the fertilizer component at a predetermined time.

陽イオン交換性鉱物は、例えば、モンモリロナイト、ベントナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト等のスメクタイト系鉱物、雲母系鉱物、バーミキュライト、ゼオライト等が挙げられる。陽イオン交換樹脂は、例えば、弱酸性陽イオン交換樹脂、強酸性陽イオン交換樹脂が挙げられる。これらのうち、ゼオライト、又はベントナイトが好ましい。陽イオン交換性鉱物及び陽イオン交換樹脂は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。陽イオン交換性鉱物及び陽イオン交換樹脂における陽イオン交換容量は、10〜700meq/100gに設定され、好ましくは20〜700meq/100gに設定され、より好ましくは30〜700meq/100gに設定される。陽イオン交換容量が10meq/100g未満の場合、十分に養分を取り込むことができず、取り込まれた養分も灌水等により早期に流失する虞がある。一方、陽イオン交換容量が700meq/100gを超えるように保肥力を過剰に大きくしても、効果は大きく向上せず、経済的ではない。   Examples of cation exchange minerals include smectite minerals such as montmorillonite, bentonite, beidellite, hectorite, saponite, and stevensite, mica minerals, vermiculite, and zeolite. Examples of the cation exchange resin include a weak acid cation exchange resin and a strong acid cation exchange resin. Of these, zeolite or bentonite is preferable. The cation exchange mineral and the cation exchange resin can be used in combination of two or more. The cation exchange capacity of the cation exchange mineral and the cation exchange resin is set to 10 to 700 meq / 100 g, preferably 20 to 700 meq / 100 g, and more preferably 30 to 700 meq / 100 g. When the cation exchange capacity is less than 10 meq / 100 g, the nutrients cannot be taken in sufficiently, and the taken-up nutrients may be lost early due to irrigation or the like. On the other hand, even if the fertilizer is excessively increased so that the cation exchange capacity exceeds 700 meq / 100 g, the effect is not greatly improved and it is not economical.

陰イオン交換性鉱物は、例えば、ハイドロタルサイト、マナセアイト、パイロオーライト、シェーグレン石、緑青等の主骨格として複水酸化物を有する天然層状複水酸化物、合成ハイドロタルサイト及びハイドロタルサイト様物質、アロフェン、イモゴライト、カオリン等の粘土鉱物が挙げられる。陰イオン交換樹脂は、例えば、弱塩基性陰イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂が挙げられる。これらのうち、ハイドロタルサイトが好ましい。陰イオン交換性鉱物及び陰イオン交換樹脂は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。陰イオン交換性鉱物及び陰イオン交換樹脂における陰イオン交換容量は、5〜500meq/100gに設定され、好ましくは20〜500meq/100gに設定され、より好ましくは30〜500meq/100gに設定される。陰イオン交換容量が5meq/100g未満の場合、十分に養分を取り込むことができず、取り込まれた養分も灌水等により早期に流失する虞がある。一方、陰イオン交換容量が500meq/100gを超えるように保肥力を過剰に大きくしても、効果は大きく向上せず、経済的ではない。   Anion-exchange minerals include, for example, natural layered double hydroxides that have double hydroxides as the main skeleton such as hydrotalcite, manaceite, pyroaulite, sjoglenite, patina, synthetic hydrotalcite and hydrotalcite-like Materials, clay minerals such as allophane, imogolite, kaolin and the like. Examples of the anion exchange resin include weakly basic anion exchange resins and strong basic anion exchange resins. Of these, hydrotalcite is preferred. An anion exchange mineral and an anion exchange resin can be used in combination of two or more. The anion exchange capacity of the anion exchange mineral and the anion exchange resin is set to 5 to 500 meq / 100 g, preferably 20 to 500 meq / 100 g, and more preferably 30 to 500 meq / 100 g. When the anion exchange capacity is less than 5 meq / 100 g, the nutrients cannot be taken in sufficiently, and the taken-up nutrients may be lost early due to irrigation or the like. On the other hand, even if the fertilizer is excessively increased so that the anion exchange capacity exceeds 500 meq / 100 g, the effect is not greatly improved and it is not economical.

<フィラーの粒状化法>
人工土壌粒子50aの形成にあたっては、複数のフィラー1を集合して粒状物(人工土壌粒子50a)を構成するために、バインダーを用いて粒状化を行うことができる。バインダーを用いた人工土壌粒子50aの形成は、フィラー1及びpH指示薬2にバインダーや溶媒等を加えて混合し、混合物を造粒機に導入し、転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒、圧縮造粒、押出造粒、破砕造粒、溶融造粒、噴霧造粒等の公知の造粒法により行うことができる。得られた粒状物は、必要に応じて乾燥及び分級が行われ、人工土壌粒子50aが完成する。これにより、フィラー1及びpH指示薬2が均一に分散した人工土壌粒子50aを得ることができる。また、フィラー1及びpH指示薬2にバインダーを加え、さらに必要に応じて溶媒等を加えて混練し、これを乾燥してブロック状にしたものを、乳鉢及び乳棒、ハンマーミル、ロールクラッシャー等の粉砕手段で適宜粉砕して粒状物とすることも可能である。この粒状物は、そのまま人工土壌粒子50aとして用いることもできるが、篩にかけて所望の粒径に調整することが好ましい。人工土壌粒子50aは、pH指示薬を含有することから、使用するフィラー1やバインダー等の材料のpHは、中性のもの又は中性に調整したものを使用することが好ましい。これにより、pH変化による人工土壌粒子50aの色の変化が明確になる。人工土壌粒子50aは、後述する被覆層を設けてもよい。これにより、人工土壌粒子50aの保水性及び保肥性をさらに制御することが可能となる。
<Filler granulation method>
In forming the artificial soil particles 50a, granulation can be performed using a binder in order to collect a plurality of fillers 1 to form a granular material (artificial soil particles 50a). The formation of artificial soil particles 50a using a binder is performed by adding a binder or a solvent to the filler 1 and the pH indicator 2 and mixing them, introducing the mixture into a granulator, rolling granulation, fluidized bed granulation, stirring granulation. It can be performed by a known granulation method such as granulation, compression granulation, extrusion granulation, crush granulation, melt granulation, spray granulation or the like. The obtained granular material is dried and classified as necessary to complete the artificial soil particle 50a. Thereby, the artificial soil particle 50a in which the filler 1 and the pH indicator 2 are uniformly dispersed can be obtained. In addition, a binder is added to the filler 1 and the pH indicator 2, and a solvent is added and kneaded as necessary. The resulting mixture is dried and then crushed into a mortar and pestle, hammer mill, roll crusher, etc. It is also possible to obtain a granular material by appropriately pulverizing by means. This granular material can be used as the artificial soil particle 50a as it is, but it is preferable to adjust to a desired particle size by sieving. Since the artificial soil particles 50a contain a pH indicator, it is preferable to use a neutral or neutralized pH of the material such as filler 1 and binder used. Thereby, the change of the color of the artificial soil particle 50a by pH change becomes clear. The artificial soil particles 50a may be provided with a coating layer to be described later. Thereby, it becomes possible to further control the water retention and fertilizer retention of the artificial soil particles 50a.

人工土壌粒子50aを造粒するためのバインダーとしては、有機バインダー又は無機バインダーの何れも使用可能である。有機バインダーは、例えば、ポリオレフィン系バインダー、ポリビニルアルコール系バインダー、ポリウレタン系バインダー、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル等の酢酸ビニル系バインダー、ウレタン樹脂、ビニルウレタン樹脂等のウレタン樹脂系バインダー、アクリル樹脂系バインダー、シリコーン樹脂系バインダー等の合成樹脂系バインダー;デンプン、カラギーナン、キサンタンガム、ジェランガム、アルギン酸塩等の多糖類、ポリアミノ酸、膠等のたんぱく質等の天然物系バインダーが挙げられる。無機バインダーは、例えば、水ガラス等のケイ酸塩系バインダー、リン酸アルミニウム等のリン酸塩系バインダー、ホウ酸アルミニウム等のホウ酸塩系バインダー、セメント等の水硬性バインダーが挙げられる。有機バインダー及び無機バインダーは、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。人工土壌粒子50aは、水素イオン濃度に応じて変色するpH指示薬を含有することから、使用されるバインダーは、無色又は白色系のバインダーが好ましい。これにより、pH変化による人工土壌粒子50aの色の変化が明確になる。   As a binder for granulating the artificial soil particles 50a, either an organic binder or an inorganic binder can be used. Organic binders include, for example, polyolefin binders, polyvinyl alcohol binders, polyurethane binders, vinyl acetate binders such as vinyl acetate and ethylene vinyl acetate, urethane resin binders such as urethane resins and vinyl urethane resins, acrylic resin binders, Examples include synthetic resin binders such as silicone resin binders; polysaccharides such as starch, carrageenan, xanthan gum, gellan gum, and alginates, and natural product binders such as proteins such as polyamino acids and glues. Examples of the inorganic binder include silicate binders such as water glass, phosphate binders such as aluminum phosphate, borate binders such as aluminum borate, and hydraulic binders such as cement. An organic binder and an inorganic binder can be used in combination of two or more. Since the artificial soil particles 50a contain a pH indicator that changes color according to the hydrogen ion concentration, the binder used is preferably a colorless or white binder. Thereby, the change of the color of the artificial soil particle 50a by pH change becomes clear.

人工土壌粒子50aの形成にあたっては、高分子ゲル化剤のゲル化反応を利用して粒状化させることができる。高分子ゲル化剤のゲル化反応として、例えば、アルギン酸塩と多価金属イオンとのゲル化反応、カルボキシメチルセルロース(CMC)のゲル化反応、カラギーナン等の多糖類の二重らせん構造化反応によるゲル化反応が挙げられる。このうち、アルギン酸塩と多価金属イオンとのゲル化反応について説明する。アルギン酸塩の一つであるアルギン酸ナトリウムは、アルギン酸のカルボキシル基がNaイオンと結合した形態の中性塩である。アルギン酸は水に不要であるが、アルギン酸ナトリウムは水溶性である。アルギン酸ナトリウム水溶液を多価金属イオン(例えば、Caイオン)の水溶液中に添加すると、アルギン酸ナトリウムの分子間でイオン架橋が起こりゲル化する。本実施形態の場合、ゲル化反応は、以下の工程により行うことができる。初めに、アルギン酸塩を水に溶解させてアルギン酸塩水溶液を調製し、アルギン酸塩水溶液にフィラー1及びpH指示薬2を添加し、これを十分攪拌して、アルギン酸塩水溶液中にフィラー1及びpH指示薬2が分散した混合液を形成する。次に、混合液を多価金属イオン水溶液中に滴下し、混合液に含まれるアルギン酸塩を粒状にゲル化させる。フィラー1及びpH指示薬2は、このゲル中に取り込まれる。その後、ゲル化した粒子を回収して水洗し、十分に乾燥させる。これにより、アルギン酸塩及び多価金属イオンから形成されるアルギン酸ゲル中にフィラー1及びpH指示薬2が分散した粒状物が得られる。粒状物は、必要に応じて乾燥及び分級が行われ、人工土壌粒子50aとされる。人工土壌粒子50aの好ましい粒径は、0.2〜10mmの範囲である。   In forming the artificial soil particles 50a, the artificial soil particles 50a can be granulated using a gelation reaction of a polymer gelling agent. Examples of the gelation reaction of the polymer gelling agent include gelation reaction between alginate and polyvalent metal ions, gelation reaction of carboxymethylcellulose (CMC), and gel formed by double helical structure reaction of polysaccharides such as carrageenan. Reaction. Among these, the gelation reaction between an alginate and a polyvalent metal ion will be described. Sodium alginate, which is one of alginates, is a neutral salt in which the carboxyl group of alginic acid is bonded to Na ions. Alginic acid is not required in water, but sodium alginate is water soluble. When an aqueous sodium alginate solution is added to an aqueous solution of polyvalent metal ions (for example, Ca ions), ionic crosslinking occurs between the molecules of sodium alginate and gelation occurs. In the case of this embodiment, the gelation reaction can be performed by the following steps. First, an alginate aqueous solution is prepared by dissolving alginate in water, filler 1 and pH indicator 2 are added to the alginate aqueous solution, this is sufficiently stirred, and filler 1 and pH indicator 2 are added to the alginate aqueous solution. Forms a mixed liquid. Next, the mixed solution is dropped into the polyvalent metal ion aqueous solution, and the alginate contained in the mixed solution is gelled in a granular form. Filler 1 and pH indicator 2 are incorporated into this gel. Thereafter, the gelled particles are collected, washed with water, and sufficiently dried. Thereby, the granular material which the filler 1 and the pH indicator 2 disperse | distributed in the alginic acid gel formed from an alginate and a polyvalent metal ion is obtained. The granular material is dried and classified as necessary to obtain artificial soil particles 50a. The preferable particle diameter of the artificial soil particles 50a is in the range of 0.2 to 10 mm.

ゲル化反応に使用可能なアルギン酸塩は、例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウムが挙げられる。これらのアルギン酸塩は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。アルギン酸塩水溶液の濃度は、0.1〜5重量%とし、好ましくは0.2〜5重量%とし、より好ましくは0.2〜3重量%とする。アルギン酸塩水溶液の濃度が0.1重量%未満の場合、ゲル化反応が起こり難くなり、5重量%を超えると、アルギン酸塩水溶液の粘度が大きくなり過ぎるため、フィラー1及びpH指示薬2を添加した混合液の攪拌や、当該混合液を多価金属イオン水溶液中に滴下することが困難になる。   Examples of alginates that can be used in the gelation reaction include sodium alginate, potassium alginate, and ammonium alginate. These alginate can be used in combination of two or more. The concentration of the alginate aqueous solution is 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight, and more preferably 0.2 to 3% by weight. When the concentration of the alginate aqueous solution is less than 0.1% by weight, the gelation reaction hardly occurs. When the concentration exceeds 5% by weight, the viscosity of the alginate aqueous solution becomes too large. Therefore, the filler 1 and the pH indicator 2 were added. It becomes difficult to stir the mixed solution and to drop the mixed solution into the aqueous polyvalent metal ion solution.

アルギン酸塩水溶液を滴下する多価金属イオン水溶液は、アルギン酸塩と反応してゲル化する2価以上の金属イオン水溶液であればよい。そのような多価金属イオン水溶液の例として、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化ストロンチウム、塩化ニッケル、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化コバルト等の多価金属の塩化物水溶液、硝酸カルシウム、硝酸バリウム、硝酸アルミニウム、硝酸鉄、硝酸銅、硝酸コバルト等の多価金属の硝酸塩水溶液、乳酸カルシウム、乳酸バリウム、乳酸アルミニウム、乳酸亜鉛等の多価金属の乳酸塩水溶液、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸コバルト等の多価金属の硫酸塩水溶液が挙げられる。これらの多価金属イオン水溶液は、二種以上を組み合わせて使用することも可能である。多価金属イオン水溶液の濃度は、1〜20重量%とし、好ましくは2〜15重量%とし、より好ましくは3〜10重量%とする。多価金属イオン水溶液の濃度が1重量%未満の場合、ゲル化反応が起こり難くなり、20重量%を超えると、金属塩の溶解に時間が掛かるとともに、過剰の材料を使用することになるため、経済的でない。   The polyvalent metal ion aqueous solution to which the alginate aqueous solution is dropped may be a divalent or higher valent metal ion aqueous solution that reacts with the alginate and gels. Examples of such polyvalent metal ion aqueous solutions include aqueous chloride solutions of polyvalent metals such as calcium chloride, barium chloride, strontium chloride, nickel chloride, aluminum chloride, iron chloride, cobalt chloride, calcium nitrate, barium nitrate, aluminum nitrate. Nitrate aqueous solutions of polyvalent metals such as iron nitrate, copper nitrate and cobalt nitrate, lactate aqueous solutions of polyvalent metals such as calcium lactate, barium lactate, aluminum lactate and zinc lactate, aluminum sulfate, zinc sulfate, cobalt sulfate etc. An aqueous solution of a valent metal sulfate is mentioned. These polyvalent metal ion aqueous solutions can be used in combination of two or more. The concentration of the polyvalent metal ion aqueous solution is 1 to 20% by weight, preferably 2 to 15% by weight, and more preferably 3 to 10% by weight. When the concentration of the polyvalent metal ion aqueous solution is less than 1% by weight, the gelation reaction hardly occurs. When the concentration exceeds 20% by weight, it takes time to dissolve the metal salt and excessive materials are used. Not economical.

<繊維塊状体の構造>
人工土壌粒子50bは、繊維3を集合した繊維塊状体10(基部)を人工土壌粒子50bとしてもよいし、図1(b)に示すように、繊維塊状体10に被覆層20を形成してもよい。被覆層20を設けることにより、繊維塊状体10の水分の吸収及び放出をより精密にコントロールすることが可能となる。
<Structure of fiber lump>
In the artificial soil particle 50b, the fiber lump 10 (base) in which the fibers 3 are aggregated may be used as the artificial soil particle 50b, or the covering layer 20 is formed on the fiber lump 10 as shown in FIG. Also good. By providing the coating layer 20, it is possible to control the absorption and release of moisture of the fiber lump 10 more precisely.

繊維塊状体10は、繊維3の集合体として構成される。繊維塊状体10を構成する繊維3の間には、空隙6が形成されている。繊維塊状体10は、空隙6に水分を保持することができる。従って、空隙6の状態は、繊維塊状体10の保水性に関係する。空隙6の状態は、繊維塊状体10を形成する際の繊維3の使用量(密度)、繊維3の種類、太さ、長さ等を変更することにより調整可能である。なお、繊維3のサイズは、太さが5〜100μmのものが好ましく、長さが0.5〜10mmのものが好ましい。   The fiber lump 10 is configured as an aggregate of fibers 3. Gaps 6 are formed between the fibers 3 constituting the fiber lump 10. The fiber lump 10 can retain moisture in the gap 6. Therefore, the state of the void 6 is related to the water retention of the fiber mass 10. The state of the gap 6 can be adjusted by changing the amount (density) of the fibers 3 used when forming the fiber lump 10, the type, thickness, length, and the like of the fibers 3. In addition, the size of the fiber 3 is preferably 5 to 100 μm in thickness, and preferably 0.5 to 10 mm in length.

繊維塊状体10は、その内部に水分を保持できるように構成するため、繊維3として親水性の繊維を使用することが好ましい。繊維3の種類は天然繊維又は合成繊維の何れでもよく、人工土壌粒子50bの種類に応じて、適宜選択される。好ましい親水性の繊維として、例えば、天然繊維として綿、羊毛、レーヨンが挙げられ、合成繊維として、例えば、ビニロン、ウレタン、ナイロン、アセテートが挙げられ、これらのうち、綿及びビニロンがより好ましい。天然繊維と合成繊維とを混繊したものでも構わない。人工土壌粒子50bは、水素イオン濃度に応じて変色するpH指示薬を含有することから、使用される繊維は、無色又は白色系の繊維が好ましい。これにより、pH変化による人工土壌粒子50bの色の変化が明確になる。   Since the fiber lump 10 is configured so that moisture can be retained therein, it is preferable to use a hydrophilic fiber as the fiber 3. The type of the fiber 3 may be either natural fiber or synthetic fiber, and is appropriately selected according to the type of the artificial soil particle 50b. Examples of preferable hydrophilic fibers include cotton, wool, and rayon as natural fibers, and examples of synthetic fibers include vinylon, urethane, nylon, and acetate. Of these, cotton and vinylon are more preferable. What mixed the natural fiber and the synthetic fiber may be used. Since the artificial soil particles 50b contain a pH indicator that changes color according to the hydrogen ion concentration, the fibers used are preferably colorless or white fibers. Thereby, the change of the color of the artificial soil particle 50b by pH change becomes clear.

<繊維塊状体の形成方法>
繊維塊状体10は、公知の造粒法により形成される。例えば、繊維3をカーディング装置等で引揃え、3〜10mm程度の長さに切断し、切断した繊維3を転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒、圧縮造粒、押出造粒等の方法で造粒することにより形成することができる。造粒の際、繊維3に樹脂や糊等のバインダーを混合して造粒を行ってもよいが、繊維3は互いに絡まり合って固着化し易いため、バインダーを使用しなくても繊維3を塊状に加工することが可能である。pH指示薬2は、繊維塊状体10を造粒する際に混合してもよいし、繊維塊状体10の外表部に被覆層20を形成する場合においては、被覆層20に含有させて繊維塊状体10に混合しなくてもよい。人工土壌粒子50bは、pH指示薬を含有することから、使用する繊維3等の材料のpHは、中性のもの又は中性に調整したものを使用することが好ましい。これにより、pH変化による人工土壌粒子50bの色の変化が明確になる。
<Method for forming fiber lump>
The fiber lump 10 is formed by a known granulation method. For example, the fibers 3 are aligned with a carding apparatus or the like, cut to a length of about 3 to 10 mm, and the cut fibers 3 are subjected to rolling granulation, fluidized bed granulation, stirring granulation, compression granulation, extrusion granulation. It can form by granulating by methods, such as. During granulation, the fiber 3 may be mixed with a binder such as resin or glue, but the fibers 3 are entangled with each other and easily fixed, so that the fibers 3 can be agglomerated without using a binder. Can be processed. The pH indicator 2 may be mixed when the fiber lump 10 is granulated. When the coating layer 20 is formed on the outer surface of the fiber lump 10, the pH indicator 2 is contained in the covering layer 20 to be included in the fiber lump 10. 10 may not be mixed. Since the artificial soil particle 50b contains a pH indicator, it is preferable to use a neutral or neutralized pH of the material such as the fiber 3 to be used. Thereby, the change of the color of the artificial soil particle 50b by pH change becomes clear.

繊維塊状体10を造粒するにあたり、繊維3として短繊維を使用することも可能である。この場合、短繊維を撹拌混合造粒装置で撹拌しながら樹脂エマルジョンを少量ずつ投入して造粒する。これにより、繊維塊状体10を形成する短繊維同士が一部で固定化され、強固な繊維塊状体10を形成することができる。   In granulating the fiber lump 10, it is possible to use short fibers as the fibers 3. In this case, the resin emulsion is added in small amounts and granulated while stirring the short fibers with a stirring and mixing granulator. As a result, the short fibers forming the fiber lump 10 are partially fixed and a strong fiber lump 10 can be formed.

<被覆層の形成方法>
図1(b)に示すように、繊維塊状体10の外表部には、被覆層20を形成することができる。被覆層20は、水浸透性の良好な材質で形成することが好ましい。被覆層20にpH指示薬2を含有させると、植物育成培地に存在する水のpHの変化に応じて人工土壌粒子50の色を確実に変化させることができる。また、被覆層20は、その材質を選択することにより、pH指示薬2の応答性だけでなく、人工土壌粒子50に坦持した肥料成分の放出も制御することができる。
<Method for forming coating layer>
As shown in FIG. 1 (b), a coating layer 20 can be formed on the outer surface of the fiber lump 10. The covering layer 20 is preferably formed of a material having good water permeability. When the pH indicator 2 is contained in the coating layer 20, the color of the artificial soil particles 50 can be reliably changed according to the change in the pH of water present in the plant growth medium. Moreover, the covering layer 20 can control not only the responsiveness of the pH indicator 2 but also the release of the fertilizer component carried on the artificial soil particles 50 by selecting the material.

被覆層20の形成方法としては、例えば、以下に説明する含浸法が挙げられる。上述の「繊維塊状体の形成方法」の項目で例示した繊維塊状体10を容器に投入し、繊維塊状体10の体積(占有容積)の半分程度の水を加え、繊維塊状体10に水を浸み込ませる。次に、水を浸み込ませた繊維塊状体10を、繊維塊状体10の体積の1/3〜1/2のpH指示薬2を含んだ被覆用の樹脂エマルジョンを添加する。次に、繊維塊状体10の外表部に樹脂エマルジョンが均一に付着するように転動させながら、繊維塊状体10の外表部から樹脂エマルジョンを含浸させる。このとき、繊維塊状体10の中心部には水が浸み込んでいるため、樹脂エマルジョンは繊維塊状体10の外表部付近で留まる。その後、樹脂エマルジョンが付着した繊維塊状体10をオーブンで乾燥させ、次いで、樹脂を溶融させ、繊維塊状体10の外表部付近の繊維3に樹脂を融着させて被覆層20としての樹脂被膜を形成する。これにより、繊維塊状体10の外表がpH指示薬2を含有する被覆層20で被覆された人工土壌粒子50bが完成する。被覆層20は、繊維塊状体10を構成する繊維3の絡み合い部分(繊維3同士が接触する部分)を補強するように、繊維塊状体10の外表部から若干内側に浸透した状態にまで厚みを形成してもよい。これにより、人工土壌粒子50bの強度及び耐久性を向上させることができる。被覆層20の膜厚は、1〜200μmに設定され、好ましくは10〜100μmに設定され、より好ましくは20〜60μmに設定される。この方法では、含浸させる樹脂溶液中の樹脂の種類及び濃度を調整することにより、繊維塊状体10の外表に形成される被覆層20の特性を変更することができる。   Examples of a method for forming the coating layer 20 include an impregnation method described below. The fiber lump 10 illustrated in the item of “Method of forming a fiber lump” described above is put into a container, and about half of the volume (occupied volume) of the fiber lump 10 is added to the fiber lump 10, and water is added to the fiber lump 10. Let it soak. Next, a resin emulsion for coating containing the pH indicator 2 of 1/3 to 1/2 of the volume of the fiber lump 10 is added to the fiber lump 10 soaked with water. Next, the resin emulsion is impregnated from the outer surface portion of the fiber lump 10 while rolling so that the resin emulsion uniformly adheres to the outer surface portion of the fiber lump 10. At this time, since the water has soaked into the central portion of the fiber lump 10, the resin emulsion remains near the outer surface of the fiber lump 10. Thereafter, the fiber lump 10 to which the resin emulsion is adhered is dried in an oven, the resin is then melted, and the resin is fused to the fibers 3 near the outer surface of the fiber lump 10 to form a resin coating as the coating layer 20. Form. Thereby, the artificial soil particle 50b by which the outer surface of the fiber lump 10 was covered with the coating layer 20 containing the pH indicator 2 is completed. The covering layer 20 has a thickness that is slightly infiltrated inward from the outer surface portion of the fiber lump 10 so as to reinforce the entangled portions of the fibers 3 constituting the fiber lump 10 (portions where the fibers 3 are in contact with each other). It may be formed. Thereby, the intensity | strength and durability of the artificial soil particle 50b can be improved. The film thickness of the coating layer 20 is set to 1 to 200 μm, preferably set to 10 to 100 μm, and more preferably set to 20 to 60 μm. In this method, the characteristics of the coating layer 20 formed on the outer surface of the fiber lump 10 can be changed by adjusting the type and concentration of the resin in the resin solution to be impregnated.

被覆層20の材質は、水に不溶性で酸化され難いものが好ましく、例えば、樹脂材料が挙げられる。そのような樹脂材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリスチレン等のスチロール系樹脂が挙げられる。これらのうち、ポリエチレンが好ましい。また、樹脂材料に代えて、ポリエチレングリコール等の合成高分子系のゲル化剤、又はアルギン酸ナトリウム等の天然ゲル化剤を使用することも可能である。人工土壌粒子50は、水素イオン濃度に応じて変色するpH指示薬を含有することから、使用される被覆層20の材質は、無色又は白色系のものが好ましい。これにより、pH変化による人工土壌粒子50の色の変化が明確になる。   The material of the covering layer 20 is preferably insoluble in water and hardly oxidized, and examples thereof include a resin material. Examples of such a resin material include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, vinyl chloride resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyester resins such as polyethylene terephthalate, and styrene resins such as polystyrene. Of these, polyethylene is preferred. In place of the resin material, a synthetic polymer gelling agent such as polyethylene glycol or a natural gelling agent such as sodium alginate can be used. Since the artificial soil particles 50 contain a pH indicator that changes color according to the hydrogen ion concentration, the material of the coating layer 20 used is preferably colorless or white. Thereby, the change of the color of the artificial soil particle 50 by pH change becomes clear.

<人工土壌団粒体>
本発明の人工土壌粒子50は、さらに団粒化して人工土壌団粒体の形態で植物育成培地として利用することも可能である。
<Artificial soil aggregate>
The artificial soil particle 50 of the present invention can be further aggregated and used as a plant growth medium in the form of an artificial soil aggregate.

人工土壌団粒体は、複数の人工土壌粒子50が連なったクラスター構造を有している。クラスター構造は、複数の人工土壌粒子50を二次バインダーで接着することにより得られる。pH指示薬2は、人工土壌粒子50内に含ませてもよいが、二次バインダーで人工土壌団粒体を形成する際に添加してもよい。人工土壌粒子50の団粒化に使用する二次バインダーは、人工土壌粒子50の形成で用いたバインダーと同じものを使用できるが、異なる種類のバインダーであっても構わない。人工土壌団粒体のサイズは、0.4〜20mmであり、好ましくは0.5〜18mmであり、より好ましくは1〜15mmであり、最も好ましくは2〜4mmである。人工土壌団粒体100のサイズが0.4mm未満の場合、人工土壌団粒体を構成する人工土壌粒子50間の間隙が小さくなって排水性が低下することにより、栽培する植物が根から酸素を吸収し難くなる虞がある。一方、人工土壌団粒体のサイズが20mmを超えると、排水性が過剰になり過ぎることにより植物が水分を吸収し難くなったり、人工土壌団粒体が疎になって植物が横倒れする虞がある。   The artificial soil aggregate has a cluster structure in which a plurality of artificial soil particles 50 are connected. A cluster structure is obtained by bonding a plurality of artificial soil particles 50 with a secondary binder. The pH indicator 2 may be included in the artificial soil particles 50, but may be added when the artificial soil aggregate is formed with a secondary binder. The secondary binder used for the aggregation of the artificial soil particles 50 can be the same as the binder used in the formation of the artificial soil particles 50, but may be a different type of binder. The size of the artificial soil aggregate is 0.4 to 20 mm, preferably 0.5 to 18 mm, more preferably 1 to 15 mm, and most preferably 2 to 4 mm. When the size of the artificial soil aggregate 100 is less than 0.4 mm, the gap between the artificial soil particles 50 constituting the artificial soil aggregate is reduced and the drainage performance is reduced. May be difficult to absorb. On the other hand, if the size of the artificial soil aggregate exceeds 20 mm, the drainage property becomes excessive and the plant becomes difficult to absorb moisture, or the artificial soil aggregate is sparse and the plant may fall over. There is.

本発明の人工土壌粒子を用いた植物育成培地について、pHによる変色性を評価する試験を実施した。   The test which evaluates the discoloration property by pH was implemented about the plant growth culture medium using the artificial soil particle | grains of this invention.

<人工土壌粒子及び人工土壌団粒体の作製>
下記の表1及び表2に記載される配合(重量部)に従って、フィラーとしてタルク(SW、日本タルク株式会社製)、セルロースファイバー(アボセルB800、昭和化学工業株式会社製)、珪藻土(ラヂオライト(登録商標)F、昭和化学工業株式会社製)、ビニロンファイバー(VF1203−2、株式会社クラレ製)、陽イオン交換性鉱物であるゼオライト(琉球ライトCEC600、株式会社エコウェル製)、及び陰イオン交換性鉱物であるハイドロタルサイト(和光純薬工業株式会社製)のうちの少なくとも一つと、pH指示薬とを混合し、混合物をバインダーにより固めて実施例1〜22、並びに比較例1及び2の人工土壌粒子を作製した。バインダーには、アルギン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)又はポリエチレン混合エマルジョン溶液(セポルジョン(登録商標)G315、住友精化株式会社製)を使用した。アルギン酸ナトリウムを使用する場合、アルギン酸ナトリウム0.5%水溶液にフィラー及びpH指示薬を添加し、ミキサー(SM−L57:三洋電機(株)製)を用いて3分間撹拌し、得られた混合液を、多価金属イオン水溶液である5%塩化カルシウム水溶液に滴下してゲル化物を生成した。生成したゲル化物を液から回収し、洗浄した後、55℃の乾燥機中で24時間乾燥させて人工土壌粒子を作製した。ポリエチレン混合エマルジョン溶液を使用する場合、ポリエチレン混合エマルジョン20%液にフィラー及びpH指示薬を攪拌しながら混合し、造粒したものを篩にかけて分級して人工土壌粒子を作製した。実施例7、実施例8、実施例12、実施例13、実施例14、実施例20、実施例21、及び実施例22については、得られた人工土壌粒子の単粒体100重量部と、二次バインダーとしてコニシ株式会社製の酢酸ビニル樹脂系接着剤「ボンド(登録商標)木工用」5重量部とを混合し、混合物を造粒機に導入して団粒化し、人工土壌団粒体を作製した。
<Production of artificial soil particles and artificial soil aggregates>
According to the composition (parts by weight) described in Table 1 and Table 2 below, talc (SW, manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.), cellulose fiber (Avocel B800, manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd.), diatomaceous earth (Radiolite ( (Registered trademark) F, manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd.), vinylon fiber (VF1203-2, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), cation exchange mineral zeolite (Ryukyu Light CEC600, manufactured by Ecowell Co., Ltd.), and anion exchange Artificial soil of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 and 2 in which at least one of hydrotalcite (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which is a mineral, is mixed with a pH indicator and the mixture is solidified with a binder. Particles were made. As the binder, sodium alginate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) or polyethylene mixed emulsion solution (Sepoljon (registered trademark) G315, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.) was used. When using sodium alginate, a filler and a pH indicator are added to a 0.5% aqueous solution of sodium alginate and stirred for 3 minutes using a mixer (SM-L57: manufactured by Sanyo Electric Co., Ltd.). Then, it was dropped into a 5% calcium chloride aqueous solution, which is an aqueous polyvalent metal ion solution, to form a gelled product. The produced gelled product was collected from the liquid, washed, and then dried in a dryer at 55 ° C. for 24 hours to produce artificial soil particles. When using a polyethylene mixed emulsion solution, a filler and a pH indicator were mixed with stirring in a 20% polyethylene mixed emulsion solution, and the granulated product was classified by sieving to produce artificial soil particles. For Example 7, Example 8, Example 12, Example 13, Example 14, Example 20, Example 21, and Example 22, 100 parts by weight of the obtained artificial soil particle single particles, As a secondary binder, 5 parts by weight of a vinyl acetate resin adhesive “Bond (registered trademark) woodworking” manufactured by Konishi Co., Ltd. is mixed as a secondary binder, and the mixture is introduced into a granulator to be agglomerated to form an artificial soil aggregate. Was made.

pH指示薬としては、コチニールレッド(カルミンレッドMK−40、キリヤ化学株式会社製)、ラック色素(ラッカインレッドR、キリヤ化学株式会社製)、アントシアニン系赤色色素(キリヤスレッドRC−Y、キリヤ化学株式会社製)、コンゴーレッド(和光純薬工業株式会社製)、ニュートラルレッド(和光純薬工業株式会社製)、メチルレッド(和光純薬工業株式会社製)、クレゾールレッド(和光純薬工業株式会社製)、ブロモクレゾールパープル(和光純薬工業株式会社製)、及びブロモチモールブルー(和光純薬工業株式会社製)を使用した。比較例1及び2については、食品の着色等に用いられるベニコウジ色素(モナスコレッドAL、キリヤ化学株式会社製)を人工土壌粒子に含有させたものを使用した。   Examples of pH indicators include cochineal red (Carmine Red MK-40, manufactured by Kiriya Chemical Co., Ltd.), rack dye (Rakkin Red R, manufactured by Kiriya Chemical Co., Ltd.), anthocyanin red dye (Kiriya Red RC-Y, Kiriya Chemical Co., Ltd.) Company), Congo Red (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Neutral Red (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Methyl Red (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Cresol Red (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ), Bromocresol purple (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and bromothymol blue (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used. For Comparative Examples 1 and 2, artificial soil particles containing Benikouji pigment (Monasco Red AL, manufactured by Kiriya Chemical Co., Ltd.) used for food coloring and the like were used.

<試験内容>
(1)植物育成培地のpHによる変色性:上記作製した各人工土壌粒子(実施例1〜22、比較例1及び2)を、pHを調整した水溶液に夫々含浸させた。各人工土壌粒子のpHによる変色性を目視で観察した。pHによる変色性をマンセル色票に基づく色相の範囲で示した。マンセル色票について以下に説明する。
pH指示薬による人工土壌粒子の色相は、マンセル色票に基づく表色系で表すことができる。マンセル表色系とは、色の3属性に基づいた色彩を表現する体系(表色系)の一種である。なおマンセル表色系は、JIS Z 8721(3属性による色の表示方法)として規格化されている。ここで3属性とは、色相、明度および彩度の3つを意味し、3属性のうち「色相」とは、色の種類を表すものである。色相は、赤(R)、黄(Y)、緑(G)、青(B)、紫(P)の5色の基本色、そしてそれぞれの中間色である黄赤(YR)、黄緑(GY)、青緑(BG)、青紫(PB)、赤紫(RP)を加えた合計10色に分割される。そしてこれらの色をさらに10で分割し、計100色の種類を色相環で表現し、これを色相判定の基準とした。色相環は、この100色に分割した色(1〜100)を、時計の進行方向に順番に並べたものである。ここで基本色に中間色を加えた10色相の夫々の色の範囲は、以下の通りである。
赤色(R) :1〜10
黄赤色(YR):11〜20
黄色(Y) :21〜30
黄緑色(GY):31〜40
緑色(G) :41〜50
青緑色(BG):51〜60
青色(B) :61〜70
青紫色(PB):71〜80
紫色(P) :81〜90
赤紫色(RP):91〜100
(2)保水性:クロマト管に試験対象の土壌を充填し、土壌の全てが水没するように水を注入し、1時間静置後、クロマト管の下部より水を抜き、3分間クロマト管から落水しなくなった時の保水量を測定し、試験対象の土壌100ccに対する保水量に換算して保水性とした。なお、保水量は、クロマト管に試験対象の土壌を140cc充填し、上部から水を加えて所定時間後の重量を測定し、予め測定しておいた試験対象の土壌の重量を差し引くことにより測定した。
(3)保肥性:富士平工業株式会社製の汎用抽出・ろ過装置「CEC−10Ver.2」を用いて各人工土壌粒子を使用した植物育成培地の抽出液を作製し、これを陽イオン交換容量測定用の試料とした。そして、富士平工業株式会社製の土壌・作物体総合分析装置「SFP−3」を用いて、各植物育成用培地の陽イオン交換容量(meq/100g)を測定した。
<Test content>
(1) Discoloration due to pH of plant growth medium: Each of the artificial soil particles prepared above (Examples 1 to 22, Comparative Examples 1 and 2) was impregnated in an aqueous solution adjusted in pH. The discoloration due to pH of each artificial soil particle was visually observed. The color change due to pH was shown in the range of hues based on the Munsell color chart. The Munsell color chart will be described below.
The hue of the artificial soil particles by the pH indicator can be expressed by a color system based on the Munsell color chart. The Munsell color system is a type of system (color system) that expresses colors based on the three attributes of color. The Munsell color system is standardized as JIS Z 8721 (color display method using three attributes). Here, the three attributes mean three of hue, lightness, and saturation, and “hue” among the three attributes represents the type of color. The hues are five basic colors of red (R), yellow (Y), green (G), blue (B) and purple (P), and yellow, red (YR) and yellow-green (GY), which are intermediate colors. ), Blue-green (BG), blue-violet (PB) and red-purple (RP). These colors are further divided by 10, and a total of 100 color types are expressed by a hue circle, which is used as a criterion for hue determination. The hue circle is an arrangement in which the colors (1 to 100) divided into 100 colors are arranged in order in the traveling direction of the timepiece. Here, the range of each of the ten hues obtained by adding the intermediate color to the basic color is as follows.
Red (R): 1-10
Yellow-red (YR): 11-20
Yellow (Y): 21-30
Yellowish green (GY): 31-40
Green (G): 41-50
Blue-green (BG): 51-60
Blue (B): 61-70
Blue-violet (PB): 71-80
Purple (P): 81-90
Magenta (RP): 91-100
(2) Water retention: Fill the chromatographic tube with the soil to be tested, inject water so that all of the soil is submerged, let stand for 1 hour, drain water from the bottom of the chromatographic tube, and remove from the chromatographic tube for 3 minutes. The amount of water retained when the water no longer falls was measured, and converted into the amount of water retained for 100 cc of the soil to be tested as water retention. The amount of water retained is measured by filling the chromatographic tube with 140 cc of the soil to be tested, adding water from the top, measuring the weight after a predetermined time, and subtracting the weight of the soil to be tested previously measured. did.
(3) Fertilizer: Using a general-purpose extraction / filtration device “CEC-10 Ver. 2” manufactured by Fujihira Kogyo Co., Ltd., an extract of a plant growth medium using each artificial soil particle was prepared, and this was used as a cation. A sample for measuring the exchange capacity was used. And the cation exchange capacity | capacitance (meq / 100g) of each culture medium for plants was measured using the soil and crop body comprehensive analyzer "SFP-3" by Fujihira industry.

実施例1〜22のpH指示薬を含ませた人工土壌粒子及び人工土壌団粒体は、その種類に関係なく、植物育成培地のpHの変化を目視で容易に判断することができた。実施例17におけるコンゴーレッドとニュートラルレッドとの組み合わせでは、中性領域(pH5〜7)における赤色が強調され、植物育成培地のpHの変化を目視で確実に判断することができた。実施例18〜21におけるメチルレッドとブロモチモールブルーとの組み合わせでは、人工土壌粒子の形状やpH指示薬の濃度に関係なく中性領域(pH5〜7)における黄色が強調され、植物育成培地のpHの変化を目視で確実に判断することができた。実施例22におけるメチルレッドとクレゾールレッドとの組み合わせでは、中性領域(pH6〜7)における黄色が強調され、植物育成培地のpHの変化を目視で確実に判断することができた。さらに、実施例17〜22の複数のpH指示薬の組み合わせでは、植物育成培地の色の変化が強調されており、インテリア商品としても好まれるものとなった。なお、保水性及び保肥性については、pH指示薬の添加による影響は認められず、良好な値を示した。   Regardless of the types of artificial soil particles and artificial soil aggregates containing the pH indicators of Examples 1 to 22, changes in pH of the plant growth medium could be easily determined visually. In the combination of Congo Red and Neutral Red in Example 17, the red color in the neutral region (pH 5 to 7) was emphasized, and the change in the pH of the plant growth medium could be reliably determined visually. In the combination of methyl red and bromothymol blue in Examples 18-21, the yellow color in the neutral region (pH 5-7) is emphasized regardless of the shape of the artificial soil particles and the concentration of the pH indicator, and the pH of the plant growth medium is increased. The change could be reliably judged visually. In the combination of methyl red and cresol red in Example 22, the yellow color in the neutral region (pH 6 to 7) was emphasized, and the change in the pH of the plant growth medium could be reliably determined visually. Furthermore, in the combination of the several pH indicator of Examples 17-22, the change of the color of a plant growth culture medium was emphasized, and it became a thing favored also as an interior goods. In addition, about water retention and fertilizer retention, the influence by addition of a pH indicator was not recognized but the favorable value was shown.

本発明の人工土壌粒子及び植物育成培地は、植物工場等で行われる植物の栽培に利用可能であるが、その他の用途として、施設園芸用土壌培地、緑化用土壌培地、成型土壌培地、土壌改良剤等にも利用可能である。   The artificial soil particles and plant growth medium of the present invention can be used for plant cultivation performed in a plant factory or the like, but as other uses, a soil culture medium for horticulture, a soil culture medium for greening, a molded soil medium, a soil improvement It can also be used for agents.

1 フィラー
2 pH指示薬
3 繊維
4 細孔
5 連通孔
10 繊維塊状体(基部)
20 被覆層
50(50a,50b) 人工土壌粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filler 2 pH indicator 3 Fiber 4 Pore 5 Communication hole 10 Fiber lump (base part)
20 Coating layer 50 (50a, 50b) Artificial soil particles

Claims (6)

水素イオン濃度に応じて変色するpH指示薬を含有する人工土壌粒子であって、
前記pH指示薬は、複数種のpH指示薬を含み、夫々のpH指示薬は、水素イオン濃度が5〜7.5の領域で同じ色相を呈するように組み合わされる人工土壌粒子。
Artificial soil particles containing a pH indicator that changes color according to the hydrogen ion concentration,
The pH indicator includes a plurality of types of pH indicators, and each pH indicator is an artificial soil particle that is combined so as to exhibit the same hue in a region where the hydrogen ion concentration is 5 to 7.5.
前記複数種のpH指示薬は、コンゴーレッドとニュートラルレッドとの組み合わせ、メチルレッドとブロモチモールブルーとの組み合わせ、又はメチルレッドとクレゾールレッドとの組み合わせの中から選択される少なくとも一つである請求項1に記載の人工土壌粒子。 Said plurality of kinds of pH indication agents, combination of the Congo red and neutral red, claim is at least one selected from the combinations of the combination of methyl red and bromothymol blue, or methyl red and cresol red artificial soil particles according to 1. 細孔を有するフィラーを当該フィラーの間に連通孔が形成されるように複数集合してなる基部を備え、少なくとも前記連通孔の内部から前記基部の表面に亘る領域に前記pH指示薬を担持させてある請求項1又は2に記載の人工土壌粒子。 A base portion formed by collecting a plurality of fillers having pores so that a communication hole is formed between the fillers, and the pH indicator is carried at least in a region extending from the inside of the communication hole to the surface of the base portion. The artificial soil particle according to claim 1 or 2 . 前記細孔にイオン交換能を付与してある請求項3に記載の人工土壌粒子。 The artificial soil particle according to claim 3 , wherein ion exchange capacity is imparted to the pores. 繊維を集合した基部と、前記基部を被覆する被覆層とを備え、少なくとも前記被覆層に前記pH指示薬を担持させてある請求項1又は2に記載の人工土壌粒子。 A base assembled fibers, and a coating layer covering the base, artificial soil particle according to claim 1 or 2 are allowed to support the pH indicator in at least the coating layer. 請求項1〜5の何れか一項に記載の人工土壌粒子を使用した植物育成培地。
The plant growth culture medium using the artificial soil particle as described in any one of Claims 1-5 .
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