무토양 재배용 기질

제1도는 본 발명에 따른 기질을 사용하는 재배 장치의 개략적 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 기질을 다른 실시 양태의 확대도.

제3도는 수분 보유율을 측정하는데 사용되는 장치.

제4도는 본 발명에 따른 기질중의 수분-공기 상의 분배 그래프이다.

본 발명은 섬유상 광물질로 이루어진 신규한 무토양 재배용 기질(substrate for soilless cultivation)에 관한 것이다.

무토양 재배기술은 다양한 형태의 기질, 특히, 식물성 섬유상 물질의 기질, 자갈 및 화산회(火山灰)와 같은 천연 광물질 또는 팽창 펄라이트(perlite) 또는 암면(rock wool)과 같은 균일처리된 광물질을 사용하여 끊임없이 개발되고 있다. 기질의 선택은 재배를 촉진하는 성질, 우수한 용액 보유성, 만족스러운 통기성, 기하학적 및 화학적 안정성 등 및 또한 경제적 요인, 즉 기질의 가격, 재생횟수 뿐만 아니라 사용된 기질의 형태와 결합될 수 있는 재배방법의 수행에 필요한 투자액에 따라 좌우된다.

처리된 광물질중에서, 암면은 유리한 특성을 제공한다. 이들은 95% 정도의 높은 기공률, 우수한 수분 보유성 및 우수한 통기성을 제공한다. 게다가, 이 물질은 이의 경량성 때문에 취급하기 용이하다. 한편, 이들 기질의 가격 및 명백한 경제적 이유는 반복 사용할 경우에 생긴다. 복합 사용은 물질만큼이나 복잡한 소독 및 그에 따른 조작공정을 필요로 하며, 이어서 연속재배공정은 구조의 변질을 초래한다. 또 다른 결과는 구조의 변질이 기공률 및 치밀성의 상실을 유발시켜 성장 조건을 변경시킨다는 것이다.

암면 기질의 유리한 특성중에서, 보유되어 있는 ＂유효＂수분량이 특히 흥미롭다.

이 특성은 만족스러운 습도 상태를 유지하는데 유용한 안전 한계를 결정한다. 동일 용량의 물질에 유효 수분량이 크면 클수록, 더 큰 안정성이 제공된다. 물질이 다량의 유효수분을 함유할 경우, 재배시 기질에 대한 수분 공급을 더 긴시간 간격으로 수행할 수 있다. 재배에 필요한 기질의 용적은 단위용적당 유효 수분량이 증가할 때 감소할 수 있다.

이 후자 특징은 실용화 측면에서 상당히 중요하다. 기질의 용적이 작다는 것 및 더욱 엄밀하게는, 섬유상 제품의 양이 적다는 것은 물질이 덜 비싸다는 것을 의미한다. 이러한 비용 절감이 충분할 경우, 다른 이점이 수반될 수 있으며 특히, 최저한계 이하에서 연속 재배시 기질을 소득하는데 필요한 공정을 불필요하게 할 수 있는 기질을 고안할 수 있다.

본 발명은 무토양 재배용 신규 광물성 섬유 기질을 제공한다. 본 발명에 따른 이들 광물질은 유효 수분이 실질적으로 증가되도록 하는 특성을 나타낸다.

본 발명자들은 섬유상 기질중의 수분의 유용성과 기질 구조상의 특성간에 존재하는 조성비를 입증하였다. 특히, 본 발명자들은 유효 수분의 우수한 보유율을 얻기 위한 가장 만족스러운 용량 조건 및 섬유 섬도(fineness)를 설정하는데 성공하였다.

본 발명에 따른 기질은 50kg/㎥ 이하의 용량 및 바람직하게는 40kg/㎥ 이하의 용량을 가지며, 이때 섬유는 적어도 8마이크로미터 및 바람직하게는 6마이크로미터 미만의 평균직경을 갖는다.

지시한 바와 같이, 기질로서 통상 사용되는 암면의 경우, 통상적으로 용량은 더 높으며 70 내지 80kg/㎥ 이상이다. 따라서, 본 발명에 따른 기질은 통상의 기질보다 실질적으로 훨씬 더 가볍다.

이러한 경량성은 다공성을 실질적으로 변화시키지 않는다. 통상의 기질을 95% 정도의 높은 기공률을 제공한다. 다시 말하면, 기질에서 섬유는 용적의 5%만을 차지하며, 나머지는 수분이 차지할 수 있는 공간에 해당한다. 따라서 용량의 감소는 용액에 유용한 공간을 실질적으로는 증가시키지 않지만, 용량의 감소와 섬유의 평균직경의 감소(및 이들 섬유의 다양성)는 기질중의 유효 수분량의 증진을 설명할 수 있는 모세관 작용의 전개를 촉진하는 것으로 보인다.

용량의 감소가, 유용한 섬유, 다시 말해서 수분 보유와 관련있는 모세관 네트워크(network)의 형성에 참여하는 섬유의 직경의 감소를 항상 반드시 일으키는 것은 아님이 주지되어야 한다. 특히, 암면의 경우에 제조방법은 ＂미섬유(unfibered)＂입자로 불리우고 있는 입자가 비교적 높은 비율로 존재할 것을 필요로 한다. ＂미섬유＂란 용어는 적합한 섬유 직경보다 훨씬 더 큰, 예를들어, 40마이크로미터이상으로 임의 고정된 직경을 갖는 입자를 기술하기 위해 사용한다. 미섬유 입자의 비율은 기질의 총량의 30% 이상일 수 있다. 이미 언급한 바와같이, 이들 큰 치수입자는 그의 용량을 고려할 경우, 모세관 네트워크의 형성 및 그에 따른 용액 보유성에 부수적인 역할을 한다. 따라서, 미섬유 물질을 함유하지 않거나, 함유하더라도 아주 소량만을 함유하는 제품을 사용할 수 있는 것이 바람직하다.

실제적으로, 제조 공정시, 통상적으로 섬유의 형태를 확립시키는 열처리 순간에 이들 섬유를 다소 압축시킴으로써 섬유펠트 용량을 변경할 수 있다. 따라서, 치수는 동일하되 이의 용량만이 상이한(또한 이의 총 기공률이 현저히 작은)섬유를 갖는 기질을 수득할 수 있다.

가장 조경한 섬유, 즉 평균직경이 6마이크로미터를 초과하는 섬유로부터 형성된 기질의 경우, 유효 수분은 용량이 더 커짐에 따라 증가한다. 이것은 암면의 경우에, 가장 최근의 기술 및 특히 기질의 제조에 사용되는 기술에서, 섬유가 왜 6마이크로미터 정도의 직경을 가지며, 중량(heavy) 물질을 사용하는 경향이 있는 것인가를 설명한다.

또한, 본 발명에 따른 미세 섬유, 즉 4.5 내지 3마이크로미터 이하의 섬유를 고려할 경우, 용량의 영향은 훨씬 더 작게 나타난다. 따라서, 용액 하중하의 기질의 변형과 관련하여 나중에 가볍게 되는 것 외에도, 미세 섬유를 함유하는 아주 경량의 펠트를 사용하는데 있어서 이점이 있다.

이러한 작동상의 차이는 미세한 섬유가 훨씬 더 큰 모세관 네트워크를 형성한다는 사실에 의해 설명된다.

기질을 구성하는 섬유의 직경을 감소시키는 것이 유리한 것처럼 보이지만, 여러가지 이유 때문에 직경을 일정한계 이하로 감소시키는 것은 어렵다. 첫째 이유는 아주 미세한 섬유, 예를들어, 1마이크로미터 이하의 섬유를 제조할 경우, 재배기질 제조시 허용할 수 없는 비용이 요구된다는 점이다.

다른 이유는, 예를들어, 매우 미세한(그리고 아주 낮은 용량의) 섬유로부터 형성된 펠트가 기계적 응력에 대하여 낮은 저항성을 제공한다는 점이다. 특히, 이들은 흡수된 용액의 하중하에 파괴될 수 있다.

이들 두가지 이유 때문에, 본 발명에 따라, 1 내지 8마이크로미터 및 바람직하게는 2 내지 6마이크로미터의 섬유로 이루어진 기질을 사용하는 것이 유리하다.

문제의 침지된 물질의 부분적 파괴가 사용시 반드시 장해요인으로 작용하는 것은 아니다. 최경량 물질의 경우, 일정한 치밀성은 가습처리중에 기대할 수 있다. 이 경우에, 용액에 유용한 용적이 습윤시 적합하도록 건조시의 기질 두께를 충분히 조절할 수 있다. 따라서, 용량이 15kg/㎥ 정도로 낮은 경량제품은 본 발명에 따른 기질로서 만족스럽게 사용될 수 있다.

예를 들어, 흡수된 용액상태하에 그들의 처음 용적이 절반으로 감소하더라도, 이러한 제품은 통상의 기질의 용량에 비해서 아주 낮은 용량에 해당한다.

이들 물질에 의해 수행된 변형은 그의 응집성에 영향을 주지 않으며 또한 가역적이다. 용액의 존재에 의해 생긴 압력이 완화되면, 기질은 곧 그 용적을 다시 회복한다.

수분보유율과 관련한 제품가격 및 품질에 있어서의 이점 외에도, 경량의 기질은 개선된 포장 및 저장성을 제공한다. 통상의 기질은 그의 용량 때문에, 비교적 견고한 제품인 것으로 보인다. 특히, 그들은 압축할 수 없으며 또한 그 자체를 포개거나 권취할 수 없다. 한편, 경량섬유 펠트는 우수한 압축용량을 제공하며 압축을 중지할 경우 이의 두께를 다시 회복하는 것으로 밝혀졌다. 다시말하면, 본 발명에 따른 경량기질은 제한된 공간으로 압출 또는 권축되어 수송 및 저장을 손쉽게 할 수 있다. 용량이 작으면 작을수록 이 용량은 커진다.

앞서 언급한 바와 같이 기질에 의해 보유된 유효 수분량으로 재배를 행하는 것은 아주 중요하다. 또한, 뿌리 통기용량이 중요한 인자일 경우, 실제적으로 이 통기성은 공기에 의해 점유될 상당분획의 기질용적을 요구하지 않는다는 것을 주지해야 한다. 통기는 배양액중에 용해된 산소에 기인하여 발생하며, 더욱 빈번하게는, 통기성은 뿌리와 접촉하는 용액을 새로운 것으로 교환한 다음 더 좋아진다. 이러한 이유 때문에, 기질이 통기 작용을 한다 할지라도, 관개(irrigation)를 수행하는 것이 유리하다.

기질에 보유된 수분량이 많으면 많을수록, 유효 수분량도 많아진다. 마찬가지로, 기질을 침지시키는 수분은 얼마간 기질에 의해 보유된다. 수분이 기질에 너무 강하게 결합되어 있는 경우는, 수분은 식물에 의해 사용되기에 더 이상 유용하지 않다. 반대로, 기질은 관개용액을 곧바로 배수시킴없이, 일정한 보유율을 나타낼 필요가 있다.

기질에 의한 보유율을 특징지우기 위해 샘플의 기질에 흡인력을 주어서 수분함량을 조절한다. 따라서, 물기둥 높이(cm)의 대수의 함수로서 표현된 부압(negative pressure)(pF로 언급됨)으로서, 수성상에 의해 점유된 기질 용적의 백분율을 나타낼 수 있다. 두개의 pF 값은 기질을 한정하는데 특히 중요하다 : 낮은 pF는 사실상 최대 보유조건에 상응하며 1(또는 물기둥의 10cm) 정도로 임의 선택할 수 있고 2정도의 pF는 예를 들어 습지식물에 의해 발휘될 수 있으므로 습도의 최저한계를 구성하는 최고 흡인에 거의 상응하며, 이것은 영구적으로 유지되어야 한다.

이들 두 pF값 사이에서 추출된 수분 비율, 즉 유용한 수분이 크면 클수록, 기질은 보다 우수해질 것이다.

약간 다른 결과를 생기게 할 수 있는 여러가지 수분 보유율 측정 방법이 제안되어 왔다. 본 발명에서 사용한 방법은 실시예와 관련하여 상세히 설명된다.

다른 형태의 천연 또는 인공기질과 비교한 바, 모든 광물성 섬유 기질의 보유율이 pF1에서 높고 pF2에서 아주 낮다는 것을 실험적으로 입증한다. 그러나, 이들 광물성 섬유 기질 중에서도, 특히 pF1에서의 값에 대해서는 차이가 나타날 수 있다.

본 발명에 따른 기질은 pF1에서 높은 보유율을 나타내므로 상당히 유용한 보유율을 가진다. 이 유용한 보유율은 40% 이상이며 더욱 흔히는 50% 이상이다.

아주 낮은 용량을 갖는 극히 미세한 섬유로 이루어진 기질의 경우, 보유용량은 침지된 액체상태하에 기질이 변형되는 경향을 고려하기 위하여 습윤 기질을 기본으로 하여 측정한다.

특히 상당량의 유효 수분에 의하여, 아주 미세한 섬유로 이루어진 본 발명에 따른 기질을 암면 기본 기질에 통상 사용되는 것보다 더 작은 두께의 조건에 사용할 수 있다.

실제로, 무토양 재배에 제안된 암면 기질은 비교적 상당한 두께, 통상 70mm 이상의 두께를 갖는다. 특히 내구성 및 비용면에서 뿐만 아니라, 재배 수행 방법과 관련된 이유 때문에, 비교적 용적이 큰 기질을 사용하는 것이 바람직한 것처럼 보인다.

본 발명자들이 행한 연구에 따르면 무토양 재배를 실질적으로 작은 두께의 광물면(mineral wool) 기질상에서 유리하게 수행할 수 있다는 것을 보여준다. 이들 기질은 원래 비용이 적게 들며, 이것은 소수의 재배 및 바람직하게는 단일 재배의 경우 기질을 사용하는데 있어서 사용조건을 개선할 수 있게 한다. 또한, 각각의 재배를 더욱 일정한 조건하에 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 무토양 재배용 기질은 두께가 40mm를 넘지 않고 바람직하게는 많아야 30mm 이하인 광물면 펠트로 이루어진 것이 좋다. 시험과정의 수행시 이전에 사용한 것보다 훨씬 더 작은 두께는 성장을 저하시킴 없이, 만족스러운 재배수율에 아주 적합하다. 사실상, 식물의 표면밀도를 변화시킴 없이, 기질용적은 만족스러운 뿌리성장에 충분한 것처럼 보인다. 또한, 이 용적은 식물에 배양액의 양호한 공급을 충분히 유지시킬 수 있다.

더욱이 동일한 형태의 통상의 기질에 비해서 두께가 작은 이 기질은 이들의 침지된 배양액의 보다 나은 조절을 허용한다. 용액의 소비량은 두꺼운 또는 얇은 기질을 사용하는 것에 관계없이 거의 동일하다. 보유된 용액의 양은 얇은 기질상에서 더 작으며, 또한 액체의 양에 비하여 새로운 용액의 공급량이 더 많기 때문에, 보유된 용액의 조성이 초기용액의 조성에 영구적으로 더 근접하게 된다.

경제적 관점에서, 얇은 기질로 수행하는 것이 유리하게 보일 경우, 이들은 용액의 보유 및 뿌리의 성장을 위한 특정 용적을 필수적으로 제공하여야 한다. 여기에서 재배는 기질없이 수행한다. 이들 재배 기술에서, 뿌리는 배양액이 영구적으로 순환하고 있는 콘테이너를 사용하여 성장시킨다. 이 배양방법은 아주 특수한 설비 및 상당한 투자를 필요로 한다. 이들 이유 때문에, 대부분의 사용자는 기질이 유지되는 성장방법을 더 선호한다.

식물의 표면밀도를 변화시킴 없이, 충분한 양의 용액을 유지시키고 그의 성장에 필요한 공간을 뿌리에 제공하기 위한 본 발명에 따른 기질의 두께는 10mm이상이다.

통상적인 재배의 경우, 본 발명에 따른 광물면 기질은 15 내지 35mm의 두께를 가진다. 기질의 수분 보유 용량과는 별개로, 선택된 두께는 식물 및 또한 그의 밀도 및 관개 횟수에 따라 다르다. 또한, 이 두께는 물질이 1회 이상의 재배에 사용되는 여부에 따라 변화하는데, 단, 이경우 이들 기질의 사용은 모두 상기 언급된 이점을 제공하지 않는다. 특히 연속재배중 소독을 행할 필요가 있다.

이들 펠트의 구성에 사용된 섬유는 여러가지 물질로부터 여러가지 방법에 의해 제조될 수 있다.

지금까지 ＂암면＂으로서 언급된 광물면만이 무토양 재배기질로서 사용되어 왔다. 이들 암면은 값싼 재료, 즉 현무암, 분사로슬랙(blast furnace slag)등으로부터 제조된다.

이들 물질을 통상적으로, 다량의 미섬유 입자를 함유하는 펠트를 제조하는 기술에 의해 처리한다. 성장기질로서 사용될 경우, 이들 미섬유 제품의 존재는 중요하지 않지만, 그의 특성을 개량하지 않고 더 무거운 제품을 만들 수 있다. 이 제조방법에서 중요한 것은 비교적 경제적이라는 점이며, 저가의 원료와 함께 다른 종류의 기질과 상응하는 가격의 기질을 얻을 수 있다.

마찬가지로, 이들 기질도 일반적으로 우수한 화학적 내성을 갖는다.

또한, 본 발명은 유리솜(glass wool) 펠트의 사용을 제공한다. 전술된 것에 비하여, 이들 펠트는 본래 이들이 제조되는 방법 때문에 고도의 균일성을 나타낸다. 이들은 원심 다이를 통하여 용융물질을 통과시켜 제조한 섬유이다. 미섬유상 제품의 부재는 통상적으로, 유사한 기계적 강도 특성 대문에 훨씬 더 가벼운 중량을 갖는 펠트를 제공한다. 다시 말하면, 통상적으로 이의 용량은 낮으며, 이것은 제조에 있어 일반적으로 암면보다 더 많은 비용이 소비된다는 사실을 적어도 부분적으로 보상할 수 있게 만든다.

또한, 유리섬유 제조기술은 아주 미세하고 균일한 섬유를 제조하는데 유익하며, 이때의 섬도 및 균일성은 암면에 의해서는 수득될 수 없다.

따라서 전술한 바와같이 섬유가 3마이크로미터 미만의 평균직경(이때, 직경은 1마이크로미터 이하일 수도 있다)을 갖는 유리섬 기질을 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 얇은 기질의 경우에, 구조적 특성은 더욱 균일하게 얻어지며 일반적으로 유리솜 펠트는 섬유의 섬도 및 그의 균일성이라는 견지에서 유리한 특성을 나타낸다.

더욱이, 본 발명에 따라 고안된 기질의 용적 감소는 암면과 유리솜간의 관점상의 차이가 감소되도록 하기 위해, 최종 제품가격과 관련하여 섬유가격의 상대 비율을 제한하는 경향이 있다.

본 발명이전에, 성장기질로서의 유리솜의 사용가능성은 특히 화학적 내성의 부족 때문에 어려움이 있었다. 유리섬유가 배양액과 접촉시 상당량의 나트륨이온을 방출하는 것이 염려된다. 본 발명에 따른 유리솜 재료를 사용하여 수행한 성장시험은 이들 기질이 암면 재배에서 수득한 것에 거의 필적하는 결과를 생기게 함을 보여준다. 사실, 약간 더 높은 나트륨이온 함량은 일반적으로 첫 관개에서 발견된다. 그러나, 허용가능한 이 함량은 아주 빠르게 감소하여 암면을 사용하여 수득한 것과 유사한 정도에서 설정된다. 이들 결과는 아주 미세한 섬유를 사용함에 의해 용액과의 교환이 더욱 현저하기 때문에 더욱 흥미롭다. 따라서, 고안된 용도를 위한, 통상의 유리 섬유의 내성은 아주 만족스러운 것으로 간주될 수 있다.

명백하게, 선택된 유리 조성물은 식물에 독성 있는 성분을 함유하지 않는다.

역으로 말하면, 조직적으로 불활성이 아닌 섬유를 사용하여 고안할 수 있다. 섬유는, 예를 들어, 배양액과 접촉시 서서히 분산되는 올리고-성분의 공급원으로서 사용할 수 있거나 또는 식물위생 화합물을 함유할 수 있다.

그러나, 대부분은 섬유상 기질이 완전히 불활성이라는 것을 인지하고 성장에 필요한 성분을 제공하는 역할을 배양액에 보유시키는 것이 바람직하다.

광물성 섬유 펠트는 통상 페노플라스틱 수지와 같은 유기 결합제에 의해 결합된다. 수지는 이들이 기질의 2 내지 3중량% 정도로 통상 사용되는 수준에서 성장에 어떠한 실제적인 영향을 주지 않는다.

결합제의 비율은 섬유의 성질에 따라 변화할 수 있으며, 예를 들어, 아주 미세한 섬유 및 저용량 펠트의 경우, 결합제의 중량비율은 통상적으로 10%를 초과함 없이 약간 더 높을 수 있다.

광물성 섬유기질을 통상적으로, 절연용 제품으로부터 유도할 경우, 결합제의 조정은 아주 다를 수 있다는 것을 주지해야 한다. 펠트의 특성을 변형시키기 위해서는 목적한 수지 화합물을 도입시키는 것이 통상적이다. 특히, 결합제 조성물은 절연 펠트의 내습성을 개량할 수 있는 기질을 포함할 수 있다. 이들은, 예를들어 실리콘 기본 제품이다. 본 발명에 따른 기질을 제조하기 위하여, 결합제는 이들 소수성 제품을 함유하지 않는 것이 사용된다.

더욱이, 비-소수성 결합제를 사용하는 경우에도, 통상의 암면 기질은 이들을 일정량의 적합한 계면활성제로 침지시키지 않는한, 습윤되기 매우 어렵다는 것을 주목해야 한다.

계면활성제는, 예를 들어, 프랑스공화국 특허출원 공보 제2,589,917호에 기재되어 있는 방법으로 도입할 수 있다. 계면활성제는 성장에 해로운 영향을 주지 않는 것을 선택한다. 특히, 상품명 ＂Dobanol 91-6＂으로 시판중인 제품과 같은 비-이온제의 하나일 수 있다.

기질의 모세관 현상을 변형시킴으로써, 본 발명에 따른 아주 미세한 섬유의 사용은 계면활성제의 사용을 무의미하게 만들 수 있다. 이것은 특히 섬유가 4.5마이크로미터 이하의 평균직경을 갖지만, 섬유의 친수성이 섬유의 직경 치수에 따라 계속적으로 변화하는 유리솜 기질에서 밝혀졌다. 각각의 친수성 값을, 섬유평균직경이 이러한 값을 제공하도록 하는 한계치에 연관시킬 수 있다.

적절하게는, 본 발명에 따른 기질은 이들은 사용되는 방법에 따라 구별된다. 일반 재배순서를 고려할 경우, 사용된 기질의 용적이 작으면, 다시말하면 기질이 아주 두껍지 않으면, 배양액의 필요성을 영구적으로 만족시키기 위하여 필요한 관계조건은 다를 것이다.

일반적으로, 기질은 처분가능하거나 또는 재순환되는 용액을 사용하는 관개에 사용된다. 전자의 경우, 기질은 용액함량의 허용한계내에서 이를 유지시키는 방법으로 여과 또는 부-관개에 의해 공급된다. 필수적으로 용액의 간헐적인 공급은 식물에 의한 흡수 및 증발에 의해 손실된 용액을 보충하려는 것이다. 후자의 경우에, 기질은 영구적으로 공급되며, 또한 보유되지 않은 과량의 용액은 모아져서 이의 다양한 구성분의 함량이 다시 조절된 후 재순환된다.

얇은 기질에 의해 제공된 용액의 ＂보유율(reserve)＂은 더 작기 때문에, 관개가 간헐적인 경우, 다만 소량의 용액을 더욱 자주 반복하여 공급하여야 한다. 앞서 언급한 바와같이, 관개횟수가 더 많으면 배양액의 조성물을 뿌리 근처로 조절하는 것이 더 양호할 수 있다.

관개횟수를 변형하면 이 조작을 완전자동 베이스후 사전조정 프로그램으로 통상적으로 수행하는(이때, 프로그램의 성능은 조작자의 중재없이 측정, 분배 및 분산장치 세트로 얻어짐)한 난점이 없어진다.

재배에 사용된 식물은 재배에 사용된 기질과 같은 형태이거나 그렇지 않은 불활성 기질상에서 또는 배합토상에서 제조할 수 있다. 결국, 이들 식물은 성장기질(2)위에 위치하는 블록(1)과 서로 분리되어 있다.

재배용 기질은 배양액의 손실을 방지하는 불침투성 콘테이너(3)위에 위치시킨다. 콘테이너는 통상적으로, 규칙적으로 위치하는 페그(peg)에 의해 트레이 형태로 유지되는 다소 불활성인 중합체 시이트로 이루어진다. 이들은 도면에 도시되어 있지 않다.

이 장치는 블록이 놓이는 위치를 제외하고는 기질을 피복하는 불침투성 시이트의 존재에 의해 보충되며, 이의 작용은 주위 대기와의 접촉에 의해 기질에 보유된 배양액의 증발을 감소시키는 것이다. 이 시이트는 제1도에 도시되어 있지 않다.

예시된 양태에서, 배양액을 모세관(4)를 통한 삼투에 의해 블록(1)위에 곧바로 분배시킨다. 모세관은 분배 파이프(5)에 의해 공급된다.

콘테이너(3)은 분쇄에 의해 또는 통상의 방법으로, 예를들어, 폴리스티렌의 절연 판넬상에 평평하게 위치시킬 수 있다.

또한 조립체는 가열장치를 포함하며, 이 장치는 특히, 용기 바로 아래에 위치할 수 있다.

배양액은 특히 여기에 재순환 능력이 있을때 계속적으로 분배될 수 있다. 이 경우, 토양은 기질로부터 스며나오는 유동할 수 있는 과량의 용액을 콘테이너의 측면상에서 또는 한 단부에서 회수한 다음, 공급장치로 되돌이키는 방식으로 제조된다. 또한, 이들은 기질의 적합한 습윤을 돕는 것으로 알려진 소정의 간격 및 소정의 량으로 간헐적으로 분배될 수 있으며, 또는 수분함량이 영구 측정기능으로서 이 습윤함량이 일정한 최저한계 이하로 떨어질때 공급을 개시할 수 있게 만든다.

제2도는 본 발명에 따른 기질의 한 실시양태를 나타내며, 여기서 기질을 구성하는 광물성 섬유 펠트를 증발로 스며들지 않는 가요성 시이트(6)으로 피복한다. 본 발명에 따른 기질은 기질 상부면만이 이 시이트에 의해 단독으로 피복될 수 있도록 제조할 수 있다. 또한, 이 시이트는 펠트를 완전히 둘러쌀 수 있다

제3도는 상이한 pF값에 대한 기질의 수분 보유율을 측정하는데 사용되는 장치를 나타낸다.

이러한 측정을 위해, 기질을 구성하는 물질로 만든 이들 샘플(7)은 모두 7.5cm 높이를 가지며 10cm×10cm의 측정용 블록으로 절단한다.

이들 샘플을 1시간동안 충분히 침지시킨 다음, 트레이(9)의 저부를 피복하는 다공성 물질(8)위에 위치시킨다. 다공성 물질, 예를들어, 모래층을 처음에는 물로 포화시킨다.

트레이(9)의 저부를 용기(11)을 통하여 가요성 파이프(10)와 상호 결합시키고, 이것의 양을(오우버플루우 시스템에 의해)고정시킨다. 수직 지지체상의 용기(11)의 위치는 임의로 조절할 수 있다.

부압 d의 측정은 샘플의 중앙높이에서 체계적으로 수행한다. 양을 다양하게 변화시켜 연구한 pF 값에 상응하게 한다. 측정은 변화 수준의 매 새로운 상태의 변화량이 평형상태에 도달하도록 충분히 오랫동안 유지시킨 후 수행한다.

평행에 도달될 때, 샘플을 꺼내어 검량하고, 건조시킨 다음, 다시 검량한다. 두 검량치 사이의 차(difference)는 보유된 수분의 질량을 나타내며, 따라서 각각의 흡인 상태에 대해 수분과 공기의 비율을 부여한다.

다른 물질에 대한 pF의 함수로서의 보유율 곡선은 재배시 우수한 관개를 보장하는 이의 능력을 비교할 수 있게 한다.

광물성 섬유물질의 경우, 이들 곡선은 제4도에 나타낸 형태를 가진다. 이들 곡선상에서, 횡좌표는 물기둥의 센티미터 단위 수준의 흡인량에 대한 대수를 나타내며, 종좌표는 물, 공기 및 섬유에 의해 점유되는 기질의 용적 %를 나타낸다. 실시예에 나타난 바와같이 후자는 거의 일정하게 전체의 약 5%를 차지한다. 도면상에서, 이들 백분율은 각각 A, B 및 C로 나타낸 범위를 나타낸다.

물이 차지하는 부분에 대한 pF1과 pF2간의 백분율차는 유효 수분량을 결정한다.

광물성 섬유기질의 경우, pF2는 항상 매우 낮으며, 주요한 차이는 pF1으로부터 나오는 유효 수분에 대한 여러가지 물질간에서 발견된다. 곡선 I 및 II는 이러한 형태의 차이를 예시한다. 이들 곡선은 동일 용량으로 아주 미세한 섬유를 포함하는, 통상의 암면 기본기질 및 본 발명에 따른 기질에 각각 해당한다. 유용한 역 값 R ₂ 는 두번재 경우에 실질적으로 더 크다.

측정이 수행되는 조건(샘플의 두께 7.5cm)은 통상의 기질에 해당한다. 이들 조건은 제품을 서로 비교할 수 있게 하지만, 이들은 본 발명에 따라 제안된 작은 두께의 기질중의 고유한 이점을 입증하지 않는다.

샘플의 높이 전반의 분배에 관한 연구를 균일성이 아주 상당히 부족함을 보여준다. 상부는 약간량의 수분과 상당량의 공기를 포함하는 반면 하부는 그 반대의 상태가 적용된다.

따라서, 체계적 측정을 본 발명에 따른 다양한 제품 및 비교상 언급된 특성을 만족시키지 않는 다른 제품상에 대해 수행한다. 이들 측정을 동일한 유리로 구성되고, 펠트의 용량이 약 300g/㎡인, 동일량의 습윤제를 가지되 상이한 용량, 섬유 섬도 및 두께를 갖는 제품에 대해 포괄적으로 실시한다.

상이한 직경의 섬유, 두계열의 요량 및 두개의 두께에 대해 수행한 pF1에서의 보유율 측정치는 다음과 같다.

모든 경우에, 이들 결과는 감소된 평균 섬유 직경에 대하여 증가된 보유율을 나타낸다. 이 증가율이 높으면 높을수록 용량 및 두께는 더 작아진다.

작은 두께 및 낮은 용량을 선택함으로써, 섬유가 충분히 미세한 경우, 아주 상당한 보유율을 얻을 수 있다.

동일 펠트상에서 상이한 두께에 대해 수행한 측정치는 아주 미세한 섬유로 이루어진 펠트가 높은 보유 안정성을 가짐을 나타낸다.

다른 두께에서, 평균 지경이 4.5마이크로미터이고 용량이 40kg/㎥인 섬유 이루어진 펠트는 다음과 같은 보유율을 나타낸다 :

-두께(mm) 20 35-40 55-60 80-85

-pF1에서의 보유율 86 85 87 81.5

이러한 형태의 측정에서 고유한 정밀도의 부족과 관련하여 기록된 차이는 현저하지 않다.

측정을 수행한 결과, 높은 용량을 가지며 또한 더 큰 평균 직경을 갖는 섬유로 이루어진 펠트의 경우에, 두께는 두께가 감소될 경우 실질적으로 더 낮아지는 보유율에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

한편, 단지 미세한 섬유펠트만이 습윤제 없이 사용될 수 있음을 주지하여야 한다.

따라서 이들 결과와 관련하여 미세한 섬유를 포함하는 두껍지 않은 기질을 사용하는 것이 아주 유리한 것으로 보인다.

다음 재배 실시예는 본 발명에 따라 기질을 사용하여 수행한다.

두가지 형태의 기질을 사용한다 : 첫번째 기질은 분사로 슬랙(blast furnace slag)으로부터 제조된 광물면 판넬로 이루어지며, 두번째 기질은 유리솜 시이트로 이루어진다.

이들 기질에서 각 섬유의 조성은 다음과 같다.

제조된 기질의 판넬은 포르모페놀 수지와 전체의 약 2.5중량%의 비율로 접착한다. 암면의 경우에, 기질은 또한 약 1%의 계면활성제를 함유한다.

판넬을 1,000×200mm로 절단하되, 암면의 경우에는 50mm의 두께를 가지도록 하고 유리 섬유의 경우에는 25mm의 두께를 가지도록 절단한다. 섬유 평균 직경은 암면의 경우는 5마이크로미터(미섬유 입자는 계산하지 않음)이고 유리솜의 경우는 4마이크로미터이다.

암면 기질의 각 용량은 40kg/㎥인 반면 유리 섬유 기질의 각 용량은 겨우 25kg/㎥이며, 각각 95 내지 98%의 기공률에 해당한다.

pF1에서 이들 기질의 수분보유율은 두 경우 거의 70%로 비슷하다. 따라서, 두 경우에 우수한 공기/수분균형을 이루도록 하여 성장에 유리하게 한다.

몬트패벗(Montfavet)류 토마토를 이하에 설명되는 공정에 따라 온실속에서 재배한다.

묘목을 상술된 기질과 같은 형태의 75×75×60mm의 암면 블록에 이식한다. 기질상의 이식은 첫번째 송이가 나타나는 단계에서 수행한다.

비교을 위해, 섬유의 직경이 평균 약 6마이크로미터이며 두께가 75㎜이고 용량이 70㎏/㎥인 통상의 암면 기질상에서 재배를 수행한다.

3가지 형태의 모든 기질에 있어서, 동일한 성장 절차가 수반된다. 식물을 온실의 평방 m당 2.5개의 식물을 재배하도록 허용하는, 기질의 길이를 따라 서로 30cm 간격으로 위치시킨다. 이 공급장치는 제1도와 관련하여 앞서 기술된 형태이다.

관개를 질산 1ℓ당 12.2밀리당량, 암모니아 질소 1ℓ당 2.2밀리당량 및 인산염 1ℓ당 2.2밀리당량을 함유하는 코익-레세인트(Coic-Lesaint)형 용액을 사용하여 수행한다. pH는 약 6으로 조절한다.

식물을 기질에 함유된 용액의 전도도 측정에 따라 간헐적으로 공급한다. 공급을 통해 질소 1ℓ당 12밀리당량 미만인 함량에 상응하는 최저 한계이상의 전도도를 유지시킨다.

수확을 완료할 때까지, 이 위치 상태에서 약 24주를 경과시킨다.

모든 경우에, 수율은 약 6.5kg/ft이다. 특히, 얇은 또는 두꺼운 암면 기질상에서 수행된 재배에 있어서 현저한 차이점은 발견되지 않았다. 마찬가지로, 얇은 암면 기질 및 얇은 유리솜 기질상에 성정하는 효율에 관해서도 실직적인 차이는 나타나지 않았다.

유리솜 기질의 우수한 구조적 작용은 이의 비교적 낮은 용량에도 불구하고 밝혀졌다. 이러한 사실은 펠트의 응집을 보강하는 장섬유의 존재에 기일할 수 있다.