礫耕栽培方法及び来待石粉体製容器の製造方法
【課題】
従来の礫耕栽培は、安山岩等の花崗岩などの通常の礫が用いられており、これら礫自体は大きくなった植物の根を支えるだけであり、吸水性や根の付着性は殆どないものであり、水は間欠的に与えられるのみであり、水の供給が途絶えると植物は枯れてしまう。
【課題を解決するための手段】
素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品を入れたものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと水を浅く張った水槽に漬け、肥料は固形肥料を多孔質造粒焼成品に混ぜるか、液肥を水に混入することにより栽培を行う。来待石粉体の多孔質造粒焼成品は吸水性が良く自然に吸水して植物に徐々に水を給与する。
従来の礫耕栽培は、安山岩等の花崗岩などの通常の礫が用いられており、これら礫自体は大きくなった植物の根を支えるだけであり、吸水性や根の付着性は殆どないものであり、水は間欠的に与えられるのみであり、水の供給が途絶えると植物は枯れてしまう。
【課題を解決するための手段】
素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品を入れたものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと水を浅く張った水槽に漬け、肥料は固形肥料を多孔質造粒焼成品に混ぜるか、液肥を水に混入することにより栽培を行う。来待石粉体の多孔質造粒焼成品は吸水性が良く自然に吸水して植物に徐々に水を給与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な礫耕栽培方法及びこれに使用する礫耕栽培用の来待石粉体製容器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
礫耕栽培とは、土の代わりに礫を使い、これに培養液を散布して作物を栽培する方法であり、トマトやかいわれ大根、苺などの栽培にかなり広く採用されている。しかし、従来のものは大がかりな装置が必要な施設園芸であり、家庭で手軽に使用できるものは見当たらない。尚、礫耕栽培と言うキーワードを有する出願は、ＩＰＤＬで調査した限り特許で２件実用新案で２件のみであり、しかも、礫が図面に描かれているのは、１件のみである（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】公開実用新案昭和６２−１８１１３９号公報
【０００４】
しかし、この技術は、植木鉢の内部にサイホンを仕込んだものであり、本願発明とは全く無関係のものである。そこで、本発明者は、来待石粉体の造粒焼成品を用いて、礫耕栽培をすることを思いつき、本発明を完成させたものである。
【０００５】
来待石粉体の造粒焼成品に関しては、汚泥類と混合して焼成したものが本出願人により出願されている（特開２００８−６２２１９）。また、焼成品ではないが、低温乾燥した後セメントでコーティングする技術が、同じく本出願人から出願されている（特開２０１０−９９６５５）。
【０００６】
しかし、前者は汚泥の処理に主眼がおかれ、その焼成品は農業の土壌代替品にも用いられるとしているが、主眼は濾過材や路盤材であり、農業の土壌代替品としての用途説明はこの出願では全くなされていない。しかも、汚泥を混入して高温（１０００℃前後）で焼成するとダイオキシンが発生するので、好ましくない。また、後者は、低温乾燥した後、補強としてセメントでコーティングするもので、製品は再度湖に投入されるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、これらのものとは異なり、来待石粉体の多孔質造粒焼成品を用い、その吸水性能の良さや植物の根の付着性の良さに着目してこれを礫耕栽培の礫として使用とするものである。
【０００８】
従来、出願は少ないが礫耕栽培自体はかなり広く行われている。そして、それには、普通通常の礫（安山岩等の花崗岩、その他）が用いられており、礫自体は大きくなった植物の根を支えるだけであり、吸水性や根の付着性は殆どないものであり、水は間欠的に与えられるのみである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これに対し、来待石粉体の多孔質造粒焼成品は吸水性が良く（約１０％、籾殻やおが屑混入品で約３０〜５０％）、しかも栽培植物の根との相性がよく根が良く付着する利点がある。しかも、その容器として素焼きの植木鉢や、同じく来待石粉体におが屑や籾殻を混合して水と混練し成型して焼成した植木鉢状の容器を用いるので、これらの容器を浅い水槽に置いておけば、自然に吸水して来待石粉体の多孔質造粒焼成品に水を供給する。そして、この水を植物が徐々に吸収するので、自動的な礫耕栽培が簡単に行えることになる。
【００１０】
先ず、本発明の主眼である来待石粉体の多孔質造粒焼成品について説明する。これは、来待石粉体単体或いは来待石粉体とおが屑や籾殻、或いはその両者を混合し、それに水を混ぜたものを回転造粒機（コンクリートミキサー）で混練して攪拌造粒し、次いで乾燥して焼成する。
【００１１】
来待石粉体は、礫混じり砂質粘土や礫混じりシルト質粘土或いは礫質土の粒度分布を有するもの単独、或いはこの来待石粉体の１００重量部に対し、おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部（容量でおが屑や籾殻が１に対して来待石粉体２程度の割合）と水１０〜４０重量部を加えて混練し攪拌造粒したのち、１０００℃〜１１８０℃で焼成して、多孔質粒性の造粒焼成品を得る。或いはこの攪拌造粒品を５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きする。おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部混合したのは、比重が軽く（約0.５）、また多孔のため吸水率が３０〜５０％にもなる。
【００１２】
焼成は少量の場合は電気窯で行うとよい。焼成時間は、最高温度に達するまでに１７〜１８時間をかけ、最高温度を数十分維持した後或いは直ちに電源を切って１〜２日間次第に降温する。電気窯に限らず、灯油やガス、薪などの燃料を使用する窯も当然に使用できる。単独窯の他に、登り窯や連続窯で大量な焼成可能である。
【００１３】
次に、容器は素焼きの植木鉢を用いても良いが、植木鉢は水の吸い上げが少なく、殆どが底の孔から内部の造粒焼成品に水が浸透することによる吸い上げであり、また、空気も素焼きの表面からの透過が少ない。
【００１４】
これに対し、来待石粉体を用いて焼成した容器（来待容器）は、それ自体吸水性に優れ、多孔質造粒焼成品ともども水を吸い上げる。また、空隙率も大きいので側面からの空気の流通も良く、根に空気が十分に供給される利点がある。
【００１５】
来待容器は、多孔質造粒焼成品と同様、礫混じり砂質粘土や礫混じりシルト質粘土或いは礫質土の粒度分布を有する来待石粉体１００重量部に対し、おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部（容量でおが屑や籾殻１に対して、来待石粉体２の割合）と水１０〜４０重量部より好ましくは２０〜３０重量部の割合でを加えて混練し、成型した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きして製造する。混練方法は特に限定はないが、小型のコンクリートミキサーを使用すれば、簡単に少量の混練物が得られる。大量の場合にはより大型の混合機を用いればよい。
【００１６】
本発明の造粒焼成品及び来待容器に用いる来待石粉体は、礫混じり砂質粘土（礫混じりシルト質粘土、礫質土）状のものである。ここに、粘土とは、粒子の大きさが５μｍ以下（土質学会の分類、以下同じ）のものを言う。またシルトは５〜７５μｍ、細砂は７５〜２５０μｍ、中砂は２５０〜８５０μｍ、粗砂は８５０μｍ〜２ｍｍ、細礫は２〜4.７５ｍｍのものを言う。そして、本発明の粉体は2.６０ｍｍ以下の礫を５％以下含んでいるものを言う。また、礫混じりシルト質粘土は、礫混じり砂質粘土に比べてシルト質の割合が多く、より粘土に近いものである。
【００１７】
来待石の粉体は、不良石材や端材、研削屑などをクラッシャー等の破砕機で粉砕して、また細かな研磨屑はそのままの状態で篩分け（2.６５ｍｍ以下）して得られる。粒径の分布は、ほぼ図４の粒径加積曲線に類似する。
【００１８】
来待容器は、手捏ねや轆轤で成型するか、鉢状或いは円筒状の型に入れて振動或いは突き固めて成型するか、或いは円錐台柱その他の柱状型に入れて振動或いは突き固めて半乾燥状態にあるものを内側を抉って鉢状に成型した後に乾燥焼成する。
【００１９】
ところで、本発明で言う来待石とは、来待錆石のことである。来待錆石は、島根県に存在する宍道湖の南岸に広く分布する新第三紀中新世出雲層群下位層来待層を構成する凝灰質砂岩のことを言い、良質のものは、塊状凝灰質粗粒砂岩のうち特に淘汰の良い岩相の所に集中し、八束郡玉湯町から宍道町にかけての東西約１０ｋｍ、幅１〜２ｋｍの範囲に存在する。この来待石は、石質が柔らかく採掘、加工が容易で、出雲石灯ろうは伝統工芸品に指定されている。
【００２０】
この来待錆石は、多種多様な岩石片や結晶片、それらを埋める基質から構成されている。岩石片のサイズは径0.５ｍｍ〜1.０ｍｍが多く、最大でも1.５ｍｍ程度である。岩石片や結晶片の占める割合が８０％と多い。岩石片としては、安山岩、石英安山岩、流紋岩、花崩岩、多種類の凝灰岩などが確認されている。結晶片としては、斜長石、輝石、角閃石、黒雲母、不透明鉱物、火山ガラス、変質鉱物が確認されている。また、基質としては、変質によってできた沸石、緑泥石、炭酸塩鉱物が確認されている。
【００２１】
これらの鉱物の中には粘土鉱物と言われるものが多く含まれており、このことが、来待錆石の粉砕物が粘土、陶土として使用できる大きな理由であると思われる。尚、来待錆石以外に、来待白石といわれるものがある。これは、年代的に古くて流紋岩系でモンモリロナイトに変質した部分が多く、本発明には使用できないものである。
【００２２】
表１に分析値を示す（島根県発行「島根の地質」）ように、来待錆石には鉄が多く（Ｆｅ2 Ｏ3 として6.１３％）含まれている。そのため、本発明の陶土は焼成すると赤、茶〜黒系統色に呈色する。ただ、本発明の場合土木工事や漁礁などに使用するので、焼成物の色は問題にならない。表中、数値は重量パーセントを示す。また、表１からも明らかなように、来待錆石には７％程度の焼熱減量（Ｉｇ．ｌｏｓｓ）が含まれている。これは、古代の植物残滓であり、これが焼成時に消滅して微細孔を生じることになる。
【表１】
【発明の効果】
【００２３】
以上詳述したように、本発明は素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品を収納したものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと水を浅く張った水槽に漬け、肥料は固形肥料を多孔質粒体に混入するか或いは水中に液肥をいれて植物を栽培するものである。
【００２４】
従って、
（１）水は、多孔質造粒焼成品に吸収され、次第に底のほうから上部まで水が上昇していく。植物の根は、この多孔質造粒焼成品から水の供給を受ける。従って、従来の礫耕栽培で水が間欠的に与えられるのとは異なり、常に少量ずつ根に水が与えられるため自動的な礫耕栽培が簡単に行え、理想的な礫耕栽培ということができる。
（２）素焼きの植木鉢では水は底の孔から多孔質粒体に吸い上げられる。これに対し、来待容器の場合、底には孔が無い場合は来待容器自体の吸水性により多孔質粒体に水が与えられる。
（３）しかも多孔質造粒焼成品及び来待容器は栽培植物の根との相性がよく根が良く付着する。
（４）来待容器の場合、側面からの通気性が良いため、根に空気が供給される。（５）素焼きの植木鉢の場合も来待容器の場合、底の方を水に漬けておいて多孔質造粒焼成品に水を吸わす方法をとる。そして、肥料は液肥を水に混入しておくか、固形肥料を多孔質造粒焼成品に混入しておくので、肥料管理は簡単である。
（６）本発明の多孔質造粒焼成品も来待容器も、篩分けした来待石粉体を水と混練し成形焼成するだけでよいから、設備さえあれば簡単に且つ大量に生産できる。
（７）混練物中に、モミ殻やのこ屑その他の有機物小塊を混入焼成することにより、多孔質の来待容器や多孔質造粒焼成品が得られ、水の吸収や伝播に優れるとともに比重を非常に小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明で使用する来待容器（来待石粉体を用いて焼成した容器）の一部を断面した斜視図である。（実施例１）
【図２】本発明で使用する市販の素焼きの植木鉢の一部を断面した斜視図である。（実施例１）
【図３】図３は本発明で使用する来待石粉体の多孔質造粒焼成品の正面図である。（実施例１）
【図４】来待石粉体の粒径加積曲線を示すグラフである。（実施例１）
【図５】来待容器１或いは多孔質造粒焼成品３を焼成する温度と時間の関係を示すグラフである。（実施例１）
【図６】（ａ）は、この来待容器に多孔質造粒焼成品を詰めた状態の縦断面図、（ｂ）はこの来待容器と造粒焼成品を水に漬けた場合の水の吸い上げ高さと時間（分）の関係を示すグラフである。（実施例２）
【図７】多孔質造粒焼成品３の累積細孔容積のグラフで、縦軸は吸収した水銀の容量、横軸は細孔の直径を示す。（実施例２）
【図８】三角図法による土性表示を示すグラフである。（実施例２）
【図９】土壌粒子３３とその間に界面張力によって保持された水３４を示す模式図である。（実施例２）
【図１０】毛細管現象を示す正面図である。（実施例２）
【図１１】作物の吸水利用から見た土壌水分の分類を示す図式である。（実施例２）
【図１２】土壌の粒径と有効水分量の関係を示す図式である。（実施例２）
【図１３】焼成品に水を十分吸収させて毛細管現象終了時点からの自然乾燥重量の変化を示すグラフである。（実施例２）
【図１４】来待容器１に多孔質造粒焼成品３と固形肥料４を入れ、水槽５に漬けた状態を示す縦断面図である。（実施例３）
【図１５】大型の水槽９に来待容器１を多数設置した状態の正面図である。
【図１６】来待容器と素焼き植木鉢に多孔質造粒焼成品と通常の培土を入れ、固形肥料と液肥を用いたものの成長の度合いを示す比較のグラフである。（実施例４）
【図１７】１株当たりの実の個数の比較を示すグラフである。（実施例４）
【図１８】ミニトマトの根７１の状態を示す模式図であり、（ａ）が来待容器（ｂ）が素焼き植木鉢である。（実施例４）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品を入れたものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと水を浅く張った水槽に漬けて礫耕栽培を行う。肥料は、固形肥料或いは液体肥料を用いる。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明で使用する来待容器１（来待石粉体を用いて焼成した容器）の一部を断面した斜視図であり、図２は、同じく本発明で使用する市販の素焼きの植木鉢２の一部を断面した斜視図である。また、図３は本発明で使用する来待石粉体の多孔質造粒焼成品３の正面図である。図４は、来待石粉体の粒径加積曲線を示すグラフである。図５は、来待容器１或いは多孔質造粒焼成品３を焼成する温度と時間の関係を示すグラフである。
【００２８】
本発明に用いた来待容器１は、図１に示すように、礫混じり砂質粘土（礫混じり粘土）や礫混じりシルト質粘土或いは礫質土の粒度分布を有する来待石粉体１００重量部に対し、おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部（容量でおが屑や籾殻１に対して、来待石粉体２の割合）と水１０〜４０重量部より好ましくは２０〜３０重量部の割合でを加えて混練し、容器状に成型した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きして製造する。焼成後の寸法は、外径が縦１７ｃｍ、直径１4.５ｃｍ、孔の深さ１２ｃｍ、内径が１0.５２ｃｍ、底のえぐり深さ１１が２ｃｍであった（成型時はこれよりも１割方寸法が大きい）。尚、底１２の厚みは５ｃｍ、側壁１３の厚みは２ｃｍである。混練方法は特に限定はないが、小型のコンクリートミキサーを使用すれば、簡単に少量の混練物が得られる。大量の場合にはより大型の混合機を用いればよい。来待石粉体の粒径の分布は、ほぼ図４の粒径加積曲線に類似したものとなる。
【００２９】
本発明の多孔質造粒焼成品３は、図３に示すように、来待石粉体単独、或いは来待容器１と同様におが屑や籾殻を混合したものに水１０〜４０重量部を加えて混練し小型のコンクリートミキサーなどの回転造粒機で攪拌造粒したのち、乾燥した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きする。符号３１は来待石粉体、３２はおが屑などの炭化物が更に加熱されて炭酸ガス化した空洞である。多孔質造粒焼成品３の径は、１〜１０ｍｍ：より好ましくは２〜５ｍｍである。
【００３０】
尚、本発明の来待容器１も多孔質造粒焼成品３も、焼成温度は、図５に示すような時間的経過を示す。即ち、約８時間かけで電気釜の温度を徐々に昇温して９００℃（５００℃〜９５０℃）程度にする。これにより、おが屑や籾殻が炭化する。次に、約４時間かけて徐々に降温し、更に６時間程度かけて１１３０℃（１１３０℃〜１１８０℃）にまで昇温する。この昇温により、炭化物が完全に炭酸ガスとなり、その炭の部分が空洞化する。もともと、来待石粉体は、表１に示すように有機物（Ｉｇ．ｌｏｓｓ）を含んでおり、焼成によりこれが空洞化して水を吸収する（約１％）が、おが屑や籾殻を混合したものは吸水率が３０〜５０％にもなるのは、この理由による。
【００３１】
一方、素焼き植木鉢２は、図２に示すような５号鉢を用いた。その寸法は外径１６ｃｍ、高さ１３ｃｍ、底の直径１０ｃｍ、側壁２１の厚み１ｃｍ、底の孔２２の直径３ｃｍ、底の抉り２３深さ0.５ｃｍである。符号２４は底の孔２２に被せるネットである。
【００３２】
そして、来待容器１及び素焼き植木鉢２に、多孔質造粒焼成品３をほぼ一杯充填して、使用する。
【実施例２】
【００３３】
次に、実施例２について説明する。図６（ａ）は、この来待容器１に多孔質造粒焼成品３を詰めた状態の縦断面図であり、来待容器１の１４の位置まで水に漬かっている状態を示す。図６（ｂ）はこの来待容器１と多孔質造粒焼成品３を水に漬けた場合の水の吸い上げ高さと時間（分）の関係を示すグラフである。図７は、多孔質造粒焼成品３の累積細孔容積のグラフで、縦軸は吸収した水銀の容量、横軸は細孔の直径を示す。図８の三角図法による土性表示を示すグラフである。図９は土壌粒子３３とその間に界面張力によって保持された水３４を示す模式図であり、図１０は毛細管現象を示す図である。図１１は、作物の吸水利用から見た土壌水分の分類を示す図式、図１２は、土壌の粒径と有効水分量の関係を示す図式図１３は、焼成品に水を十分吸収させて毛細管現象終了時点からの自然乾燥重量の変化を示すグラフである。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、来待容器１に多孔質造粒焼成品３をほぼ一杯に詰めた状態で来待容器１の下側約の４ｃｍを水に漬けておく１４と、図６（ｂ）に示すように、時間の経過とともに多孔質造粒焼成品３の水の吸い上げ高さが次第に高くなり、ついには（２７分後）一番上の多孔質造粒焼成品３まで水を吸い上げた。吸水が始まって数分後頃に傾きが緩くなっているのは、来待容器１の底の部分に水が達し、吸い上げる速度が遅くなったためと思われる。最上部までは２７分掛かったが、この時、多孔質造粒焼成品３の中心部まではまだ水は来ていない。多孔質造粒焼成品３の中心部まで湿るまでには、３５分かかった。
【００３５】
吸水試験
来待容器の大きさは前述の通りであり、また、中まで多孔質造粒焼成品３が詰まっているとすると
来待容器１と他４の合計の体積は、
170×(72.5)2 ×π−20×(52.5)2 ×π＝263429.09 ｍｍ3
吸水量 908ｇ
体積水分率 908000 ／263429.09 × 100＝３4.５％
【００３６】
何故、このように多孔質造粒焼成品３が水を吸い上げるかは、以下に延べるようなものと推察される。即ち、図７は、多孔質造粒焼成品３の累積細孔容積のグラフで、縦軸は吸収した水銀の容量、横軸は細孔の直径を示すものであるが、このグラフから、
空隙率 ＝ 100−（0.407/(1/1.4843)× 100＝39.6≒40％
（ 1.4843 ：水銀の比重）
粘土分径 ＝ 100- 100 ×0.33/ 0.40 ＝18.9
シルト分径＝81.08-100 ×0.202/0.40 ＝31.5
砂分径 ＝100 ×0.202/0.40 ＝49.6
砂分径５０％、シルト分径３０％、粘土分径２０％の数値を、図８の三角図法による土性表示に対比すると、植壌土にプロットＰされる。
【００３７】
即ち、来待石の土性は植壌土と考えられるので、上記体積水分率３4.５％で植壌土の交点Ｑを求めると、これは有効水分の所にくるので、植物の生育に良いと思われる。このことから、多孔質造粒焼成品３を充填した来待容器１全体を培地として扱う。
【００３８】
次に、植物にとっての有効水分と本発明多孔質造粒焼成品の水分保持力を対比して、焼成品が培地に利用できるかを評価した。まず、焼成品の空隙に水分が保持されて水が引き上げられる毛細管水面高さ（Ｈ）を求めて、焼成品の平均的空隙率を推定して、ｐＦ値を求める。
ｐＦ＝ｌｏｇＨ
実験値
Ｈ＝３０ｃｍ
ｐＦ＝ｌｏｇ３０＝1.５
一方、空隙の見掛け直径（ｄ）をジュレンの式から求めると、0.１ｍｍの数値で、細砂に分類される。
Ｈ＝0.３／ｄ（Ｈ＝３０）
ｄ＝0.０１ｃｍ＝0.１ｍｍ
細孔分布測定結果からの分類、植壌土とはかけ離れた土性を示すものである。尚、図９は土壌粒子３３とその間に界面張力によって保持された水３４を示す模式図であり、図１０は毛細管現象を示す図である。
【００３９】
図１１は、作物の吸水利用から見た土壌水分の分類を示す図式、図１２は、土壌の粒径と有効水分量の関係を示す図式（Ｂｒａｄｙ ａｎｄ Ｗｅｉｌ．２００２）である。図１１中でｐＦ＝1.５は、重力水の箇所に当たり、図１２でＲ１（砂壌土）及びＲ２（植壌土）は体積水分率が２0.９％である点を示す。
【００４０】
この２0.９％は、以下のようにして求めた。焼成品内の水は重力水で流れ去る排水路に相当するもので、粗孔隙と評価しなければならない。しかし、細孔分布から評価すると植壌土（砂質シルト）に分類される。
【００４１】
図１３は、焼成品に水を十分吸収させて毛細管現象終了時点からの自然乾燥重量の変化を示すグラフである。ここで、毛細管現象試験実施後取り上げて直後の重量が４，２５０ｇで排水能力（２７０ｇ）が著しく大きい。この排水量は重力水扱いとし、体積水分から除外する。
乾燥密度 ＝1.１６
供試体体積 ＝3,６１０／1.１６＝3,１１2.１ｃｍ3
体積水分率 ＝((４２６０−３６１０) ３１１2.１) ×１００＝２0.９％
空隙率６０％に対して、体積水分率２１％、残りの３９％が重力水、空気率を示すことになる。供試体が重力水に浸されている（１０％）とすれば、体積水分率が１8.９％、空気率３5.１％の数値となる。
【００４２】
数値だけからの評価では空気率が３5.１％と高く、植物根の活発な活動に対する必要空気率を十分に満足するものである。土性分類などから、来待石粉体焼成品が植物の生育土壌環境としての評価をすれば、保水性、透水性に優れ、土壌の起草も十分で、空隙の大きさから焼成物内で外気に呼応した空気の流れを発生すると思われる。
【実施例３】
【００４３】
次に、実施例３について説明する。図１４は、来待容器１に多孔質造粒焼成品３と固形肥料４を入れ、水槽５に漬けた状態を示す縦断面図であり、図１５は、大型の水槽９に図１４の来待容器１を多数設置した状態の正面図である。
【００４４】
即ち、図１４は、実施例１に示す来待容器１に多孔質造粒焼成品３と固形肥料４を入れ、水槽５に漬けた状態を示す。符号６は水である。水６は、来待容器１に吸い上げられて多孔質造粒焼成品３に移り、下側の多孔質造粒焼成品３から次第に上の方の多孔質造粒焼成品３に吸い上げられる。多孔質造粒焼成品３に含まれる水は、植物植物７の根７１から吸収される。来待容器１の横方向からは、空気８が流通する。来待容器１には多数の空隙があり、また多孔質造粒焼成品３同志の空隙及び多孔質造粒焼成品３自体の空隙もあり、空気が流通して植物の根７１に空気を供給する。
【００４５】
表２は、作物の種類と根の活動を活発にする必要空気率の関係を示すものである。
【表２】
本発明の来待容器１は実施例２で示す通り空気率が３5.１％であるので、植物根の活発な活動にする必要空気率を十分に満足するものである。
【００４６】
土性分類などから来待石粉体焼成物を植物の生育土壌環境として評価をすれば、保水性、透水性に優れ、土壌の気相も十分で、空隙の大きさから焼成物内で外気に呼応した空気の流れを発生すると思われる。
【００４７】
図１５は、大型の水槽９に図１４の来待容器１を多数設置した状態の正面図であり、水槽９にはタンク９１から常に一定量の水６が供給されるようになっている。尚、固形肥料の代わりに、液体肥料を用い、この液体肥料を水に溶解して、養液・毛管水耕栽培としてもよい。また、大型水槽９の規模及び来待容器１の数は、栽培規模、栽培場所の形状によって、決定すればよい。
【実施例４】
【００４８】
次に、実施例４、本発明の来待容器１或いは素焼きの植木鉢と多孔質造粒焼成品３を用いたミニトマトの栽培について、図１６〜図１８に基づいて説明する。図１６は、来待容器と素焼き植木鉢に多孔質造粒焼成品と通常の培土を入れ、固形肥料と液肥を用いたものの成長の度合いを示す比較のグラフである。尚、これは、９月の１４日に３ｃｍ程度の苗を植え図１５の装置で栽培した。水の深さは４ｃｍであった。固形肥料は、窒素：燐酸：カリ＝１０：４：６のものを、多孔質造粒焼成品３に対して５％程度、液肥は、同じく窒素：燐酸：カリ＝１０：４：６のものを、水に２％混合したものを用いた。
【００４９】
図１６から明らかなように、来待容器１と液肥の組み合わせが最も成長が大きかった。総じて、液肥の方が成績が良かった。これは、固形肥料が水に十分に溶解しなかったことに起因すると思われる。通常の培土は多孔質造粒焼成品３よりも成長が少なかった。尚、種植えの場合、固形肥料の場合、水の吸収が悪いのか多孔質造粒焼成品３では枯れてしまった。液肥の場合も、水の吸い上げが悪く、植えてから水をかけた。
【００５０】
図１７は、１株当たりの実の個数の比較を示すグラフである（栽培実験は、各４株行った）。これから判るように、液肥で多孔質造粒焼成品を用いたものが成績がよく、中でも来待容器のものが最も多く収穫できた。次に、来待容器と固形肥の出来がよく、素焼き植木鉢の固形非は、素焼き植木鉢と栽土の組み合わせと同程度であった。
【００５１】
尚、実施例４の栽培実験を通して、以下のことが判明した。
（１）植えた時期が遅すぎたが、それでも可なりの数の実が収穫できた。
（２）素焼き植木鉢：葉が黄色く変色するのが見られた。これは、根が水に使って酸欠状態になっ１４めと思われる。
（３）実が尻腐れになるのはカルシウム不足、来待容器１の場合、来待石粉体にカルシウムが含まれており（表１）、かかっていない。
（４）素焼き植木鉢と栽土の場合、実が大きく糖度もたかかった。これは、根が水に漬かっていたため酸欠状態となり、花の多くがが蕾の状態でおちたため、残った実に栄養分が行ったためと思われる。
（５）来待容器と液肥の組み合わせが最も実の数が多いが、それ故に糖度は低かった。
【００５２】
図１８は、ミニトマトの根７１の状態を示す模式図であり、（ａ）が来待容器１、（ｂ）が素焼き植木鉢２である。これから判るように、来待容器１では細根７２が来待容器１の壁（その細孔）に食い込んでおり、来待容器の壁からも水分を吸収しているが、素焼き植木鉢では細根７２の数も少なく、また、素焼き植木鉢２の壁に食い込んでいないことが判る。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
産業廃棄物である来待石粉体を用いて、来待容器及び多孔質造粒焼成品を製造し、これを用いて植物の礫耕栽培をすることができる。この来待石粉体製品は、保水性、吸水性に優れ、また空気の流通もよく、植物の礫耕栽培にとって理想的なものである。また、安価簡単に得られるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 来待容器
１１ 底のえぐり深さ
１２ 底
１３ 側壁
１４ 水に漬かっている位置
２ 素焼き植木鉢
２１ 側壁
２２ 底の孔
２３ 底の抉り
２４ ネット
３ 多孔質造粒焼成品
３１ 来待石粉体
３２ 空洞
３３ 土壌粒子
３４ 水
４ 固形肥料
５ 水槽
６ 水
７ 植物
７１ 植物の根
８ 空気
９ 水槽
９１ タンク
Ｐ 植壌土の位置
Ｑ 植壌土と体積水分率３4.５％の交点
Ｒ１ Ｒ２ 砂壌土と植壌土の体積水分率が２0.９％との交点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な礫耕栽培方法及びこれに使用する礫耕栽培用の来待石粉体製容器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
礫耕栽培とは、土の代わりに礫を使い、これに培養液を散布して作物を栽培する方法であり、トマトやかいわれ大根、苺などの栽培にかなり広く採用されている。しかし、従来のものは大がかりな装置が必要な施設園芸であり、家庭で手軽に使用できるものは見当たらない。尚、礫耕栽培と言うキーワードを有する出願は、ＩＰＤＬで調査した限り特許で２件実用新案で２件のみであり、しかも、礫が図面に描かれているのは、１件のみである（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】公開実用新案昭和６２−１８１１３９号公報
【０００４】
しかし、この技術は、植木鉢の内部にサイホンを仕込んだものであり、本願発明とは全く無関係のものである。そこで、本発明者は、来待石粉体の造粒焼成品を用いて、礫耕栽培をすることを思いつき、本発明を完成させたものである。
【０００５】
来待石粉体の造粒焼成品に関しては、汚泥類と混合して焼成したものが本出願人により出願されている（特開２００８−６２２１９）。また、焼成品ではないが、低温乾燥した後セメントでコーティングする技術が、同じく本出願人から出願されている（特開２０１０−９９６５５）。
【０００６】
しかし、前者は汚泥の処理に主眼がおかれ、その焼成品は農業の土壌代替品にも用いられるとしているが、主眼は濾過材や路盤材であり、農業の土壌代替品としての用途説明はこの出願では全くなされていない。しかも、汚泥を混入して高温（１０００℃前後）で焼成するとダイオキシンが発生するので、好ましくない。また、後者は、低温乾燥した後、補強としてセメントでコーティングするもので、製品は再度湖に投入されるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、これらのものとは異なり、来待石粉体の多孔質造粒焼成品を用い、その吸水性能の良さや植物の根の付着性の良さに着目してこれを礫耕栽培の礫として使用とするものである。
【０００８】
従来、出願は少ないが礫耕栽培自体はかなり広く行われている。そして、それには、普通通常の礫（安山岩等の花崗岩、その他）が用いられており、礫自体は大きくなった植物の根を支えるだけであり、吸水性や根の付着性は殆どないものであり、水は間欠的に与えられるのみである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これに対し、来待石粉体の多孔質造粒焼成品は吸水性が良く（約１０％、籾殻やおが屑混入品で約３０〜５０％）、しかも栽培植物の根との相性がよく根が良く付着する利点がある。しかも、その容器として素焼きの植木鉢や、同じく来待石粉体におが屑や籾殻を混合して水と混練し成型して焼成した植木鉢状の容器を用いるので、これらの容器を浅い水槽に置いておけば、自然に吸水して来待石粉体の多孔質造粒焼成品に水を供給する。そして、この水を植物が徐々に吸収するので、自動的な礫耕栽培が簡単に行えることになる。
【００１０】
先ず、本発明の主眼である来待石粉体の多孔質造粒焼成品について説明する。これは、来待石粉体単体或いは来待石粉体とおが屑や籾殻、或いはその両者を混合し、それに水を混ぜたものを回転造粒機（コンクリートミキサー）で混練して攪拌造粒し、次いで乾燥して焼成する。
【００１１】
来待石粉体は、礫混じり砂質粘土や礫混じりシルト質粘土或いは礫質土の粒度分布を有するもの単独、或いはこの来待石粉体の１００重量部に対し、おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部（容量でおが屑や籾殻が１に対して来待石粉体２程度の割合）と水１０〜４０重量部を加えて混練し攪拌造粒したのち、１０００℃〜１１８０℃で焼成して、多孔質粒性の造粒焼成品を得る。或いはこの攪拌造粒品を５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きする。おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部混合したのは、比重が軽く（約0.５）、また多孔のため吸水率が３０〜５０％にもなる。
【００１２】
焼成は少量の場合は電気窯で行うとよい。焼成時間は、最高温度に達するまでに１７〜１８時間をかけ、最高温度を数十分維持した後或いは直ちに電源を切って１〜２日間次第に降温する。電気窯に限らず、灯油やガス、薪などの燃料を使用する窯も当然に使用できる。単独窯の他に、登り窯や連続窯で大量な焼成可能である。
【００１３】
次に、容器は素焼きの植木鉢を用いても良いが、植木鉢は水の吸い上げが少なく、殆どが底の孔から内部の造粒焼成品に水が浸透することによる吸い上げであり、また、空気も素焼きの表面からの透過が少ない。
【００１４】
これに対し、来待石粉体を用いて焼成した容器（来待容器）は、それ自体吸水性に優れ、多孔質造粒焼成品ともども水を吸い上げる。また、空隙率も大きいので側面からの空気の流通も良く、根に空気が十分に供給される利点がある。
【００１５】
来待容器は、多孔質造粒焼成品と同様、礫混じり砂質粘土や礫混じりシルト質粘土或いは礫質土の粒度分布を有する来待石粉体１００重量部に対し、おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部（容量でおが屑や籾殻１に対して、来待石粉体２の割合）と水１０〜４０重量部より好ましくは２０〜３０重量部の割合でを加えて混練し、成型した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きして製造する。混練方法は特に限定はないが、小型のコンクリートミキサーを使用すれば、簡単に少量の混練物が得られる。大量の場合にはより大型の混合機を用いればよい。
【００１６】
本発明の造粒焼成品及び来待容器に用いる来待石粉体は、礫混じり砂質粘土（礫混じりシルト質粘土、礫質土）状のものである。ここに、粘土とは、粒子の大きさが５μｍ以下（土質学会の分類、以下同じ）のものを言う。またシルトは５〜７５μｍ、細砂は７５〜２５０μｍ、中砂は２５０〜８５０μｍ、粗砂は８５０μｍ〜２ｍｍ、細礫は２〜4.７５ｍｍのものを言う。そして、本発明の粉体は2.６０ｍｍ以下の礫を５％以下含んでいるものを言う。また、礫混じりシルト質粘土は、礫混じり砂質粘土に比べてシルト質の割合が多く、より粘土に近いものである。
【００１７】
来待石の粉体は、不良石材や端材、研削屑などをクラッシャー等の破砕機で粉砕して、また細かな研磨屑はそのままの状態で篩分け（2.６５ｍｍ以下）して得られる。粒径の分布は、ほぼ図４の粒径加積曲線に類似する。
【００１８】
来待容器は、手捏ねや轆轤で成型するか、鉢状或いは円筒状の型に入れて振動或いは突き固めて成型するか、或いは円錐台柱その他の柱状型に入れて振動或いは突き固めて半乾燥状態にあるものを内側を抉って鉢状に成型した後に乾燥焼成する。
【００１９】
ところで、本発明で言う来待石とは、来待錆石のことである。来待錆石は、島根県に存在する宍道湖の南岸に広く分布する新第三紀中新世出雲層群下位層来待層を構成する凝灰質砂岩のことを言い、良質のものは、塊状凝灰質粗粒砂岩のうち特に淘汰の良い岩相の所に集中し、八束郡玉湯町から宍道町にかけての東西約１０ｋｍ、幅１〜２ｋｍの範囲に存在する。この来待石は、石質が柔らかく採掘、加工が容易で、出雲石灯ろうは伝統工芸品に指定されている。
【００２０】
この来待錆石は、多種多様な岩石片や結晶片、それらを埋める基質から構成されている。岩石片のサイズは径0.５ｍｍ〜1.０ｍｍが多く、最大でも1.５ｍｍ程度である。岩石片や結晶片の占める割合が８０％と多い。岩石片としては、安山岩、石英安山岩、流紋岩、花崩岩、多種類の凝灰岩などが確認されている。結晶片としては、斜長石、輝石、角閃石、黒雲母、不透明鉱物、火山ガラス、変質鉱物が確認されている。また、基質としては、変質によってできた沸石、緑泥石、炭酸塩鉱物が確認されている。
【００２１】
これらの鉱物の中には粘土鉱物と言われるものが多く含まれており、このことが、来待錆石の粉砕物が粘土、陶土として使用できる大きな理由であると思われる。尚、来待錆石以外に、来待白石といわれるものがある。これは、年代的に古くて流紋岩系でモンモリロナイトに変質した部分が多く、本発明には使用できないものである。
【００２２】
表１に分析値を示す（島根県発行「島根の地質」）ように、来待錆石には鉄が多く（Ｆｅ2 Ｏ3 として6.１３％）含まれている。そのため、本発明の陶土は焼成すると赤、茶〜黒系統色に呈色する。ただ、本発明の場合土木工事や漁礁などに使用するので、焼成物の色は問題にならない。表中、数値は重量パーセントを示す。また、表１からも明らかなように、来待錆石には７％程度の焼熱減量（Ｉｇ．ｌｏｓｓ）が含まれている。これは、古代の植物残滓であり、これが焼成時に消滅して微細孔を生じることになる。
【表１】
【発明の効果】
【００２３】
以上詳述したように、本発明は素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品を収納したものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと水を浅く張った水槽に漬け、肥料は固形肥料を多孔質粒体に混入するか或いは水中に液肥をいれて植物を栽培するものである。
【００２４】
従って、
（１）水は、多孔質造粒焼成品に吸収され、次第に底のほうから上部まで水が上昇していく。植物の根は、この多孔質造粒焼成品から水の供給を受ける。従って、従来の礫耕栽培で水が間欠的に与えられるのとは異なり、常に少量ずつ根に水が与えられるため自動的な礫耕栽培が簡単に行え、理想的な礫耕栽培ということができる。
（２）素焼きの植木鉢では水は底の孔から多孔質粒体に吸い上げられる。これに対し、来待容器の場合、底には孔が無い場合は来待容器自体の吸水性により多孔質粒体に水が与えられる。
（３）しかも多孔質造粒焼成品及び来待容器は栽培植物の根との相性がよく根が良く付着する。
（４）来待容器の場合、側面からの通気性が良いため、根に空気が供給される。（５）素焼きの植木鉢の場合も来待容器の場合、底の方を水に漬けておいて多孔質造粒焼成品に水を吸わす方法をとる。そして、肥料は液肥を水に混入しておくか、固形肥料を多孔質造粒焼成品に混入しておくので、肥料管理は簡単である。
（６）本発明の多孔質造粒焼成品も来待容器も、篩分けした来待石粉体を水と混練し成形焼成するだけでよいから、設備さえあれば簡単に且つ大量に生産できる。
（７）混練物中に、モミ殻やのこ屑その他の有機物小塊を混入焼成することにより、多孔質の来待容器や多孔質造粒焼成品が得られ、水の吸収や伝播に優れるとともに比重を非常に小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明で使用する来待容器（来待石粉体を用いて焼成した容器）の一部を断面した斜視図である。（実施例１）
【図２】本発明で使用する市販の素焼きの植木鉢の一部を断面した斜視図である。（実施例１）
【図３】図３は本発明で使用する来待石粉体の多孔質造粒焼成品の正面図である。（実施例１）
【図４】来待石粉体の粒径加積曲線を示すグラフである。（実施例１）
【図５】来待容器１或いは多孔質造粒焼成品３を焼成する温度と時間の関係を示すグラフである。（実施例１）
【図６】（ａ）は、この来待容器に多孔質造粒焼成品を詰めた状態の縦断面図、（ｂ）はこの来待容器と造粒焼成品を水に漬けた場合の水の吸い上げ高さと時間（分）の関係を示すグラフである。（実施例２）
【図７】多孔質造粒焼成品３の累積細孔容積のグラフで、縦軸は吸収した水銀の容量、横軸は細孔の直径を示す。（実施例２）
【図８】三角図法による土性表示を示すグラフである。（実施例２）
【図９】土壌粒子３３とその間に界面張力によって保持された水３４を示す模式図である。（実施例２）
【図１０】毛細管現象を示す正面図である。（実施例２）
【図１１】作物の吸水利用から見た土壌水分の分類を示す図式である。（実施例２）
【図１２】土壌の粒径と有効水分量の関係を示す図式である。（実施例２）
【図１３】焼成品に水を十分吸収させて毛細管現象終了時点からの自然乾燥重量の変化を示すグラフである。（実施例２）
【図１４】来待容器１に多孔質造粒焼成品３と固形肥料４を入れ、水槽５に漬けた状態を示す縦断面図である。（実施例３）
【図１５】大型の水槽９に来待容器１を多数設置した状態の正面図である。
【図１６】来待容器と素焼き植木鉢に多孔質造粒焼成品と通常の培土を入れ、固形肥料と液肥を用いたものの成長の度合いを示す比較のグラフである。（実施例４）
【図１７】１株当たりの実の個数の比較を示すグラフである。（実施例４）
【図１８】ミニトマトの根７１の状態を示す模式図であり、（ａ）が来待容器（ｂ）が素焼き植木鉢である。（実施例４）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品を入れたものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと水を浅く張った水槽に漬けて礫耕栽培を行う。肥料は、固形肥料或いは液体肥料を用いる。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明で使用する来待容器１（来待石粉体を用いて焼成した容器）の一部を断面した斜視図であり、図２は、同じく本発明で使用する市販の素焼きの植木鉢２の一部を断面した斜視図である。また、図３は本発明で使用する来待石粉体の多孔質造粒焼成品３の正面図である。図４は、来待石粉体の粒径加積曲線を示すグラフである。図５は、来待容器１或いは多孔質造粒焼成品３を焼成する温度と時間の関係を示すグラフである。
【００２８】
本発明に用いた来待容器１は、図１に示すように、礫混じり砂質粘土（礫混じり粘土）や礫混じりシルト質粘土或いは礫質土の粒度分布を有する来待石粉体１００重量部に対し、おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部（容量でおが屑や籾殻１に対して、来待石粉体２の割合）と水１０〜４０重量部より好ましくは２０〜３０重量部の割合でを加えて混練し、容器状に成型した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きして製造する。焼成後の寸法は、外径が縦１７ｃｍ、直径１4.５ｃｍ、孔の深さ１２ｃｍ、内径が１0.５２ｃｍ、底のえぐり深さ１１が２ｃｍであった（成型時はこれよりも１割方寸法が大きい）。尚、底１２の厚みは５ｃｍ、側壁１３の厚みは２ｃｍである。混練方法は特に限定はないが、小型のコンクリートミキサーを使用すれば、簡単に少量の混練物が得られる。大量の場合にはより大型の混合機を用いればよい。来待石粉体の粒径の分布は、ほぼ図４の粒径加積曲線に類似したものとなる。
【００２９】
本発明の多孔質造粒焼成品３は、図３に示すように、来待石粉体単独、或いは来待容器１と同様におが屑や籾殻を混合したものに水１０〜４０重量部を加えて混練し小型のコンクリートミキサーなどの回転造粒機で攪拌造粒したのち、乾燥した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きする。符号３１は来待石粉体、３２はおが屑などの炭化物が更に加熱されて炭酸ガス化した空洞である。多孔質造粒焼成品３の径は、１〜１０ｍｍ：より好ましくは２〜５ｍｍである。
【００３０】
尚、本発明の来待容器１も多孔質造粒焼成品３も、焼成温度は、図５に示すような時間的経過を示す。即ち、約８時間かけで電気釜の温度を徐々に昇温して９００℃（５００℃〜９５０℃）程度にする。これにより、おが屑や籾殻が炭化する。次に、約４時間かけて徐々に降温し、更に６時間程度かけて１１３０℃（１１３０℃〜１１８０℃）にまで昇温する。この昇温により、炭化物が完全に炭酸ガスとなり、その炭の部分が空洞化する。もともと、来待石粉体は、表１に示すように有機物（Ｉｇ．ｌｏｓｓ）を含んでおり、焼成によりこれが空洞化して水を吸収する（約１％）が、おが屑や籾殻を混合したものは吸水率が３０〜５０％にもなるのは、この理由による。
【００３１】
一方、素焼き植木鉢２は、図２に示すような５号鉢を用いた。その寸法は外径１６ｃｍ、高さ１３ｃｍ、底の直径１０ｃｍ、側壁２１の厚み１ｃｍ、底の孔２２の直径３ｃｍ、底の抉り２３深さ0.５ｃｍである。符号２４は底の孔２２に被せるネットである。
【００３２】
そして、来待容器１及び素焼き植木鉢２に、多孔質造粒焼成品３をほぼ一杯充填して、使用する。
【実施例２】
【００３３】
次に、実施例２について説明する。図６（ａ）は、この来待容器１に多孔質造粒焼成品３を詰めた状態の縦断面図であり、来待容器１の１４の位置まで水に漬かっている状態を示す。図６（ｂ）はこの来待容器１と多孔質造粒焼成品３を水に漬けた場合の水の吸い上げ高さと時間（分）の関係を示すグラフである。図７は、多孔質造粒焼成品３の累積細孔容積のグラフで、縦軸は吸収した水銀の容量、横軸は細孔の直径を示す。図８の三角図法による土性表示を示すグラフである。図９は土壌粒子３３とその間に界面張力によって保持された水３４を示す模式図であり、図１０は毛細管現象を示す図である。図１１は、作物の吸水利用から見た土壌水分の分類を示す図式、図１２は、土壌の粒径と有効水分量の関係を示す図式図１３は、焼成品に水を十分吸収させて毛細管現象終了時点からの自然乾燥重量の変化を示すグラフである。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、来待容器１に多孔質造粒焼成品３をほぼ一杯に詰めた状態で来待容器１の下側約の４ｃｍを水に漬けておく１４と、図６（ｂ）に示すように、時間の経過とともに多孔質造粒焼成品３の水の吸い上げ高さが次第に高くなり、ついには（２７分後）一番上の多孔質造粒焼成品３まで水を吸い上げた。吸水が始まって数分後頃に傾きが緩くなっているのは、来待容器１の底の部分に水が達し、吸い上げる速度が遅くなったためと思われる。最上部までは２７分掛かったが、この時、多孔質造粒焼成品３の中心部まではまだ水は来ていない。多孔質造粒焼成品３の中心部まで湿るまでには、３５分かかった。
【００３５】
吸水試験
来待容器の大きさは前述の通りであり、また、中まで多孔質造粒焼成品３が詰まっているとすると
来待容器１と他４の合計の体積は、
170×(72.5)2 ×π−20×(52.5)2 ×π＝263429.09 ｍｍ3
吸水量 908ｇ
体積水分率 908000 ／263429.09 × 100＝３4.５％
【００３６】
何故、このように多孔質造粒焼成品３が水を吸い上げるかは、以下に延べるようなものと推察される。即ち、図７は、多孔質造粒焼成品３の累積細孔容積のグラフで、縦軸は吸収した水銀の容量、横軸は細孔の直径を示すものであるが、このグラフから、
空隙率 ＝ 100−（0.407/(1/1.4843)× 100＝39.6≒40％
（ 1.4843 ：水銀の比重）
粘土分径 ＝ 100- 100 ×0.33/ 0.40 ＝18.9
シルト分径＝81.08-100 ×0.202/0.40 ＝31.5
砂分径 ＝100 ×0.202/0.40 ＝49.6
砂分径５０％、シルト分径３０％、粘土分径２０％の数値を、図８の三角図法による土性表示に対比すると、植壌土にプロットＰされる。
【００３７】
即ち、来待石の土性は植壌土と考えられるので、上記体積水分率３4.５％で植壌土の交点Ｑを求めると、これは有効水分の所にくるので、植物の生育に良いと思われる。このことから、多孔質造粒焼成品３を充填した来待容器１全体を培地として扱う。
【００３８】
次に、植物にとっての有効水分と本発明多孔質造粒焼成品の水分保持力を対比して、焼成品が培地に利用できるかを評価した。まず、焼成品の空隙に水分が保持されて水が引き上げられる毛細管水面高さ（Ｈ）を求めて、焼成品の平均的空隙率を推定して、ｐＦ値を求める。
ｐＦ＝ｌｏｇＨ
実験値
Ｈ＝３０ｃｍ
ｐＦ＝ｌｏｇ３０＝1.５
一方、空隙の見掛け直径（ｄ）をジュレンの式から求めると、0.１ｍｍの数値で、細砂に分類される。
Ｈ＝0.３／ｄ（Ｈ＝３０）
ｄ＝0.０１ｃｍ＝0.１ｍｍ
細孔分布測定結果からの分類、植壌土とはかけ離れた土性を示すものである。尚、図９は土壌粒子３３とその間に界面張力によって保持された水３４を示す模式図であり、図１０は毛細管現象を示す図である。
【００３９】
図１１は、作物の吸水利用から見た土壌水分の分類を示す図式、図１２は、土壌の粒径と有効水分量の関係を示す図式（Ｂｒａｄｙ ａｎｄ Ｗｅｉｌ．２００２）である。図１１中でｐＦ＝1.５は、重力水の箇所に当たり、図１２でＲ１（砂壌土）及びＲ２（植壌土）は体積水分率が２0.９％である点を示す。
【００４０】
この２0.９％は、以下のようにして求めた。焼成品内の水は重力水で流れ去る排水路に相当するもので、粗孔隙と評価しなければならない。しかし、細孔分布から評価すると植壌土（砂質シルト）に分類される。
【００４１】
図１３は、焼成品に水を十分吸収させて毛細管現象終了時点からの自然乾燥重量の変化を示すグラフである。ここで、毛細管現象試験実施後取り上げて直後の重量が４，２５０ｇで排水能力（２７０ｇ）が著しく大きい。この排水量は重力水扱いとし、体積水分から除外する。
乾燥密度 ＝1.１６
供試体体積 ＝3,６１０／1.１６＝3,１１2.１ｃｍ3
体積水分率 ＝((４２６０−３６１０) ３１１2.１) ×１００＝２0.９％
空隙率６０％に対して、体積水分率２１％、残りの３９％が重力水、空気率を示すことになる。供試体が重力水に浸されている（１０％）とすれば、体積水分率が１8.９％、空気率３5.１％の数値となる。
【００４２】
数値だけからの評価では空気率が３5.１％と高く、植物根の活発な活動に対する必要空気率を十分に満足するものである。土性分類などから、来待石粉体焼成品が植物の生育土壌環境としての評価をすれば、保水性、透水性に優れ、土壌の起草も十分で、空隙の大きさから焼成物内で外気に呼応した空気の流れを発生すると思われる。
【実施例３】
【００４３】
次に、実施例３について説明する。図１４は、来待容器１に多孔質造粒焼成品３と固形肥料４を入れ、水槽５に漬けた状態を示す縦断面図であり、図１５は、大型の水槽９に図１４の来待容器１を多数設置した状態の正面図である。
【００４４】
即ち、図１４は、実施例１に示す来待容器１に多孔質造粒焼成品３と固形肥料４を入れ、水槽５に漬けた状態を示す。符号６は水である。水６は、来待容器１に吸い上げられて多孔質造粒焼成品３に移り、下側の多孔質造粒焼成品３から次第に上の方の多孔質造粒焼成品３に吸い上げられる。多孔質造粒焼成品３に含まれる水は、植物植物７の根７１から吸収される。来待容器１の横方向からは、空気８が流通する。来待容器１には多数の空隙があり、また多孔質造粒焼成品３同志の空隙及び多孔質造粒焼成品３自体の空隙もあり、空気が流通して植物の根７１に空気を供給する。
【００４５】
表２は、作物の種類と根の活動を活発にする必要空気率の関係を示すものである。
【表２】
本発明の来待容器１は実施例２で示す通り空気率が３5.１％であるので、植物根の活発な活動にする必要空気率を十分に満足するものである。
【００４６】
土性分類などから来待石粉体焼成物を植物の生育土壌環境として評価をすれば、保水性、透水性に優れ、土壌の気相も十分で、空隙の大きさから焼成物内で外気に呼応した空気の流れを発生すると思われる。
【００４７】
図１５は、大型の水槽９に図１４の来待容器１を多数設置した状態の正面図であり、水槽９にはタンク９１から常に一定量の水６が供給されるようになっている。尚、固形肥料の代わりに、液体肥料を用い、この液体肥料を水に溶解して、養液・毛管水耕栽培としてもよい。また、大型水槽９の規模及び来待容器１の数は、栽培規模、栽培場所の形状によって、決定すればよい。
【実施例４】
【００４８】
次に、実施例４、本発明の来待容器１或いは素焼きの植木鉢と多孔質造粒焼成品３を用いたミニトマトの栽培について、図１６〜図１８に基づいて説明する。図１６は、来待容器と素焼き植木鉢に多孔質造粒焼成品と通常の培土を入れ、固形肥料と液肥を用いたものの成長の度合いを示す比較のグラフである。尚、これは、９月の１４日に３ｃｍ程度の苗を植え図１５の装置で栽培した。水の深さは４ｃｍであった。固形肥料は、窒素：燐酸：カリ＝１０：４：６のものを、多孔質造粒焼成品３に対して５％程度、液肥は、同じく窒素：燐酸：カリ＝１０：４：６のものを、水に２％混合したものを用いた。
【００４９】
図１６から明らかなように、来待容器１と液肥の組み合わせが最も成長が大きかった。総じて、液肥の方が成績が良かった。これは、固形肥料が水に十分に溶解しなかったことに起因すると思われる。通常の培土は多孔質造粒焼成品３よりも成長が少なかった。尚、種植えの場合、固形肥料の場合、水の吸収が悪いのか多孔質造粒焼成品３では枯れてしまった。液肥の場合も、水の吸い上げが悪く、植えてから水をかけた。
【００５０】
図１７は、１株当たりの実の個数の比較を示すグラフである（栽培実験は、各４株行った）。これから判るように、液肥で多孔質造粒焼成品を用いたものが成績がよく、中でも来待容器のものが最も多く収穫できた。次に、来待容器と固形肥の出来がよく、素焼き植木鉢の固形非は、素焼き植木鉢と栽土の組み合わせと同程度であった。
【００５１】
尚、実施例４の栽培実験を通して、以下のことが判明した。
（１）植えた時期が遅すぎたが、それでも可なりの数の実が収穫できた。
（２）素焼き植木鉢：葉が黄色く変色するのが見られた。これは、根が水に使って酸欠状態になっ１４めと思われる。
（３）実が尻腐れになるのはカルシウム不足、来待容器１の場合、来待石粉体にカルシウムが含まれており（表１）、かかっていない。
（４）素焼き植木鉢と栽土の場合、実が大きく糖度もたかかった。これは、根が水に漬かっていたため酸欠状態となり、花の多くがが蕾の状態でおちたため、残った実に栄養分が行ったためと思われる。
（５）来待容器と液肥の組み合わせが最も実の数が多いが、それ故に糖度は低かった。
【００５２】
図１８は、ミニトマトの根７１の状態を示す模式図であり、（ａ）が来待容器１、（ｂ）が素焼き植木鉢２である。これから判るように、来待容器１では細根７２が来待容器１の壁（その細孔）に食い込んでおり、来待容器の壁からも水分を吸収しているが、素焼き植木鉢では細根７２の数も少なく、また、素焼き植木鉢２の壁に食い込んでいないことが判る。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
産業廃棄物である来待石粉体を用いて、来待容器及び多孔質造粒焼成品を製造し、これを用いて植物の礫耕栽培をすることができる。この来待石粉体製品は、保水性、吸水性に優れ、また空気の流通もよく、植物の礫耕栽培にとって理想的なものである。また、安価簡単に得られるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 来待容器
１１ 底のえぐり深さ
１２ 底
１３ 側壁
１４ 水に漬かっている位置
２ 素焼き植木鉢
２１ 側壁
２２ 底の孔
２３ 底の抉り
２４ ネット
３ 多孔質造粒焼成品
３１ 来待石粉体
３２ 空洞
３３ 土壌粒子
３４ 水
４ 固形肥料
５ 水槽
６ 水
７ 植物
７１ 植物の根
８ 空気
９ 水槽
９１ タンク
Ｐ 植壌土の位置
Ｑ 植壌土と体積水分率３4.５％の交点
Ｒ１ Ｒ２ 砂壌土と植壌土の体積水分率が２0.９％との交点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品と固形肥料を入れたものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと水を浅く張った水槽に漬けることを特徴とする礫耕栽培方法。
【請求項２】
素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品を入れたものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと肥料を入れた水を浅く張った水槽に漬けることを特徴とする礫耕栽培方法。
【請求項３】
栽培植物或いは種は、トマト或いはミニトマトである、請求項１又は請求項２記載の礫耕栽培方法。
【請求項４】
礫混じり砂質粘土や礫混じりシルト質粘土或いは礫質土の粒度分布を有する来待石粉体１００重量部に対し、おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部と水１０〜４０重量部を加えて混練し、成型して乾燥した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きすることを特徴とする礫耕栽培用の来待石粉体製容器の製造方法。
【請求項５】
来待石粉体製容器は、手捏ねや轆轤で成型するか、鉢状或いは円筒状の型に入れて振動或いは突き固めて成型するか、或いは円錐台柱その他の柱状型に入れて振動或いは突き固めて半乾燥状態にあるものを内側を抉って鉢状に成型した後に乾燥焼成するものである、請求項４記載の礫耕栽培用の来待石粉体製容器の製造
【請求項６】
多孔質造粒焼成品は、来待石粉体、或い来待石粉体とおが屑や籾殻、それに水を混ぜたものを混練して攪拌造粒し、次いで乾燥した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きするものである、請求項１又は請求項２記載の礫耕栽培方法。
【請求項１】
素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品と固形肥料を入れたものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと水を浅く張った水槽に漬けることを特徴とする礫耕栽培方法。
【請求項２】
素焼きの植木鉢や来待石粉体を用いて焼成した容器に、来待石粉体を造粒して焼成した多孔質造粒焼成品を入れたものに栽培植物を植え或いは種まきし、植木鉢或いは容器ごと肥料を入れた水を浅く張った水槽に漬けることを特徴とする礫耕栽培方法。
【請求項３】
栽培植物或いは種は、トマト或いはミニトマトである、請求項１又は請求項２記載の礫耕栽培方法。
【請求項４】
礫混じり砂質粘土や礫混じりシルト質粘土或いは礫質土の粒度分布を有する来待石粉体１００重量部に対し、おが屑、籾殻或いはおが屑と籾殻の混合物３〜１０重量部と水１０〜４０重量部を加えて混練し、成型して乾燥した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きすることを特徴とする礫耕栽培用の来待石粉体製容器の製造方法。
【請求項５】
来待石粉体製容器は、手捏ねや轆轤で成型するか、鉢状或いは円筒状の型に入れて振動或いは突き固めて成型するか、或いは円錐台柱その他の柱状型に入れて振動或いは突き固めて半乾燥状態にあるものを内側を抉って鉢状に成型した後に乾燥焼成するものである、請求項４記載の礫耕栽培用の来待石粉体製容器の製造
【請求項６】
多孔質造粒焼成品は、来待石粉体、或い来待石粉体とおが屑や籾殻、それに水を混ぜたものを混練して攪拌造粒し、次いで乾燥した後５００℃〜９５０℃で素焼きし、次いで１０００℃〜１１８０℃で本焼きするものである、請求項１又は請求項２記載の礫耕栽培方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−４４９６１（Ｐ２０１２−４４９６１Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２３６８（Ｐ２０１０−１９２３６８）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（５０１２４９２６１）株式会社日本海技術コンサルタンツ (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（５０１２４９２６１）株式会社日本海技術コンサルタンツ (17)
【Ｆターム（参考）】
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