植物保水用載體和植物體栽培用保水材料的製作方法

2023-08-10 18:21:41 2

專利名稱：植物保水用載體和植物體栽培用保水材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在植物體栽培期間用於支持或載持該植物體，同時可以發揮向該植物體供水的供水源功能的植物保水用載體和植物體栽培用保水材料，更具體地說，涉及一種在流體播種、苗圃栽培、露天栽培、綠化工程集中作為保水載體使用時，不會妨礙植物生長並可向植物供水的植物保水用載體和植物體栽培用保水材料。
背景技術：
可以在紙尿布、生理用品等產品中大量地使用的聚羧酸類高吸水性樹脂，尤其是聚丙烯酸類聚合物，由於具有低廉的價格和優良的保水性，因此也能用於農業領域中。
例如，上述的聚丙烯酸類聚合物的水凝膠由於具有保水性，故可作為流體播種的載體使用，或者作為綠化工程、節水栽培、砂地栽培的保水載體使用。
然而，在使用傳統的聚丙烯酸類水凝膠的情況下，一旦其用量超過適量時就會對植物的生長造成惡劣的影響，尤其會顯著地阻礙植物生根及其根系發育(川島和夫等，高吸水性高分子物質對作物初期生長的影響，砂丘研究，31(1)，1—8，1984)。
特別是在把傳統的聚丙烯酸類水凝膠作為組織培養用載體、流體播種用載體、綠化工程使用的情況下，由於植物的幼苗、種子等與高濃度的聚丙烯酸類水凝膠直接接觸，因此顯著地阻礙了植物生根及其根系發育，從而大幅度地限制了聚丙烯酸類水凝膠的使用。
另外已經探明，即使在把傳統的聚丙烯酸類水凝膠作為苗圃或露天耕地的保水載體使用的情況下，為了提高保水用載體的效果而增大處於植物根部附近的水凝膠的濃度，這時植物的根系發育也會受到阻礙。
作為由上述聚丙烯酸樹脂構成的水凝膠顯著地阻礙植物生長的例子，有人(川島和夫等，高吸水性高分子物質對作物初期生長的影響，砂丘研究，31(1)，1—8，1984)提出了下述實驗報告，該實驗是將蒸餾水吸收到交聯的聚丙烯酸鈉中以製成水凝膠，將該水凝膠與黃瓜、菜豆的種子接觸不同的時間(3、6、9、12、24、48小時)，然後分別觀察不同種子的發芽情況和生根狀況。
該報告報導的實驗結果表明，在黃瓜種子與上述水凝膠接觸36～48小時的情況下，其根系的發育受到顯著抑制，並且在菜豆的情況下也同樣地觀察到根系的發育受到抑制。另外，當植物根系與上述水凝膠接觸5小時以上時，其α-萘胺氧化能也顯著地降低。在該報告中推斷，這樣的植物生長阻礙和功能障礙是由於植物不能有效地利用上述水凝膠中的水分的緣故。
另外有人(杉村順夫等，作為綠化工程用材料的高吸水性聚合物的利用和綠化工程技術，9(2)，11—15，1983)報導，當通過使聚丙烯酸鈉交聯物吸收水來製成水凝膠並在其上面播撒水稻種子然後觀察其生根過程時，可以看到顯著的生根障礙。然而，通過使用自來水對該水凝膠進行透析處理，就再也看不出對植物生根的障礙，但是在用蒸餾水進行透析時，卻看不到植物恢復生根。對於這一現象，上述報告作了下述的推論，也就是說，當使用象自來水那樣的弱電解質溶液來對所說水凝膠進行水洗或透析處理時，水凝膠對水的吸引力弱，來自凝膠中的水容易朝向植物的根須移動，因此解決了對生根的障礙。
另外，據文獻報導，當將交聯的聚丙烯酸鈉水凝膠與土壤混合時，該混合物對大豆根系發育阻礙的程度要比聚乙烯醇更為顯著(中西友子，生物科學與工業(Bioscience and Industry)，52(8)，623—624，1994)。該文獻推論，上述現象是由於聚丙烯鈉水凝膠中的水難以被植物利用的緣故。
如上所述，過去一直認為，由交聯聚丙烯酸的鹼金屬鹽形成的水凝膠對植物生長阻礙的原因是該水凝膠中的水不能被植物有效地利用。
本發明的目的是提供一種能夠解決上述傳統的水凝膠保水用載體所存在問題的植物保水用載體。
本發明的另一個目的是提供這樣一種植物保水用載體，該載體具有與傳統的聚丙烯酸類水凝膠同樣程度的保水性，而且實質上不會阻礙植物生根或根系的發育。
本發明的再一個目的是提供一種具有良好的保水能力並且實質上不會阻礙植物發芽和生根的植物體栽培用保水材料。
本發明者們經過深入研究後獲得的結果表明，該水凝膠對植物根系發育的阻礙只是由於水凝膠過大程度地影響了植物根部對水凝膠中的含水分的有效利用。
本發明者們根據上述的認識進行了深入一步的研究，結果發現，不僅在水凝膠中的鈣·離子吸附能會對與該水凝膠接觸的植物體的生根阻礙或根系發育的阻礙產生重大影響，而且存在於水凝膠中的氯離子在與該鈣·離子吸附能組合時也會對植物體的生根阻礙或根系發育的阻礙產生重大影響。
本發明涉及一種植物保水用載體，其特徵在於，其中含有水凝膠形成性的高分子(A)，該水凝膠形成性高分子(A)的每1g乾燥重量的鈣離子吸收量為0～100mg；每1g乾燥重量的氯離子含量為0.07～7mmol；而且在25℃的去離子水中的吸水倍率為1.0×101～1.0×103倍。並且本發明還涉及一種植物體栽培用保水材料，其中含有上述高分子(A)和植物體栽培用載體(B)的混合物。此處所說的「載體」，如果沒有特別說明，皆是指「乾燥狀態」的載體。在實際的市場等場所流通時，該載體的一部分或其全部可以是一種在其內部保持有水的「水凝膠」狀態。
用於實施發明的最佳方案本發明的植物保水用載體具有與傳統的聚丙烯酸類水凝膠相同程度的保水性，並且實質上不會阻礙植物生根和根系發育，其理由雖然不一定明確，但是按照本發明者們的認識，可以作如下推論。
本發明者們根據下面的實驗結果，發現了如下事實，也就是說，傳統的由「交聯聚丙烯酸的鹼金屬鹽」構成的水凝膠選擇性地吸附以鈣離子為中心的重金屬離子。
換言之，本發明者根據實驗結果推斷，傳統的交聯聚丙烯酸水凝膠不能給出理想結果的原因是，該水凝膠從農業用水(井水、自來水、河水、湖水等)中主要吸附了鈣離子，從而導致植物患鈣離子缺乏症，或者是該水凝膠通過植物的根部直接從植物體內主要吸收了鈣離子，從而導致植物患鈣離子缺乏症。
根據另外的實驗結果，本發明者們發現，當含有水凝膠形成性的高分子(A)的本發明保水用載體(具有特定的鈣離子吸收量)與植物的根部等部位接觸時，存在於該保水用載體中的氯離子能夠有效地抑制保水用載體從植物根部直接吸收鈣離子。根據上述效果的組合可以推斷，本發明的植物保水用載體由於不僅具有特定的鈣離子吸收量，而且具有特定的氯離子含量，因此實質上不會阻礙植物的生根和根系的發育。
下面更具體地說明本發明。在下文中用於表示數量比值的「份」和「％」，如無特別說明，皆是以重量為基準。
(保水用載體)本發明的保水用載體含有水凝膠形成性的高分子(A)，該水凝膠形成性高分子(A)的每1g乾燥重量的鈣離子吸收量為0～100mg；每1g乾燥重量的氯離子含量為0.07～7mmol；而且在25℃的去離子水中的吸水倍率為1.0×101～1.0×103倍。在本發明中，上述的「鈣離子吸收量」、「氯離子的含量」和「在去離子水中的吸水倍率」，例如可按如下方法測定。
(鈣離子吸收量的測定)將1g乾燥的保水用載體添加到鈣離子濃度為200mg/L的氯化鈣水溶液1L中，一邊連續地攪拌，一邊在25℃的恆溫槽中放置48小時，從而使上述保水用載體溶脹並在溶脹過程中吸收鈣離子。將已溶脹的保水用載體分離除去後，用原子吸光分析法來定量分析殘存於上清液(上述氯化鈣水溶液的過剩部分)中的鈣離子濃度(A mg/L)。
這時，在利用上述原子吸光分析法分析鈣離子時，優選使用如下條件。原子吸光分析的測定條件
原子吸光分析裝置島津製作社制，商品名AA-6500 Auto system點燈條件Ca#8電流10mA/0mA波長422.7nm狹縫寬度0.5μm根據如此測定了鈣離子濃度的定量值的高分子(A)，按下面公式求出每1g保水用載體的鈣離子吸收量。在將保水用載體與上清液分離時，未交聯的水溶性高分子有可能溶解於上清液中，因此，根據需要，優選使用一種具有分子量範圍為1,000～3,000左右的超濾膜的超濾器來進行分離。
每1g保水用載體的鈣離子吸收量(mg/g)＝200-A相對於保水用載體的每1g乾燥重量，當按上述方法測得的「鈣離子吸收量」超過100mg時，如後面的實施例所示，與該保水用載體接觸的植物體容易患「鈣離子缺乏症」。按照本發明，該「鈣離子吸收量」相對於保水用載體的每1g乾燥重量為100mg以下。
(氯離子的作用)在本發明的保水用載體中，水凝膠形成性的高分子(A)中的氯離子含量相對於每1g乾燥重量為0.07～7mmol。
按照本發明人的知識，對於在本發明的水凝膠中存在的氯離子可以抑制該水凝膠從植物體內吸附鈣離子，本發明人根據各種實驗數據推斷，上述現象的機理如下。
植物對鈣離子的吸收—脫離過程主要按物理化學方式進行，因此可以認為，這一過程受植物體內、外的鈣離子的濃度梯度支配(例如可以參考熊澤喜久雄編，植物榮養學大要，P118，(株)養賢堂，1974)。植物體內的鈣離子以一種與作為抗衡離子的氯離子、硝酸根、磷酸根、氫氧根離子等相結合的方式存在。與磷酸根和氫氧根離子結合的鈣離子是難溶於水的，因此可以認為它們不參與植物的吸收—解吸過程。
另一方面，與硝酸根離子結合的鈣離子雖然是水溶性的，但是，吸收到植物體內的硝酸根離子直接被硝酸還原酶還原成亞硝酸離子，進而在亞硝酸還原酶的作用下變成了銨離子，因此可以推斷，硝酸根離子不能作為鈣離子的抗衡離子加以利用(例如參考神阪盛一郎等著，植物的生命科學入門，P138，(株)培風館，1991)。
因此，與鈣離子的吸收—脫離過程密切相關的是氯離子，按照電中性的條件，可以推斷，鈣離子的出入必然伴隨著氯離子的出入。
這樣，當外液的氯離子濃度高於植物體內的氯離子濃度時，鈣離子就從植物體內向體外轉移，當氯離子的濃度梯度相反時，上述轉移便不能進行，從而抑制了鈣離子從植物體內脫離。
另一方面，當外液的氯離子濃度低於體內的濃度時，則促進了鈣離子從植物體內的脫離過程。
進而，當外液的氯濃度高於植物體內的濃度時，促進了植物體對鈣的吸收(與鈣脫離的情況相反)，反之，在外液的氯濃度低於體內的濃度時，則抑制了植物體對鈣的吸收。
也就是說，按照本發明人的知識，可以推斷，當外液的氯離子濃度高於植物體內液體中的氯離子濃度時，鈣離子容易積蓄在植物體內，反之，當外液的氯離子濃度低於植物體內液體中的氯離子濃度時，鈣離子容易從植物體內脫離到體外。
按照本發明人的上述「推斷機理」，受到植物體內的氯離子濃度約為7mM(例如，參照Higinbotham，N.B.等，植物生理學(PlantPhysiol.)，42，37，1967)的事實的支持。也就是說，根據上述由本發明人獲得的實驗數據的「推斷機理」和有關「植物體內的氯離子濃度約7mM」的文獻記載，可以認為，為了抑制鈣從植物體內脫離，優選使外液的氯離子濃度至少在約7mM以上。
通常，用於植物生長的井水、自來水、河水、湖水等農業用水中的氯離子濃度在1mM以下，遠低於植物體內的氯離子濃度。
為了使得在本發明的水凝膠由於吸收上述農業用水而溶脹時，在該水凝膠中的氯濃度至少在植物體內的氯濃度(通常約為7mM)以上，就要求在該水凝膠的每1g乾燥重量中的氯離子含量(a，mmol/g)和以b表示的該水凝膠的吸水倍率符合於下述公式的關係。
a＝7×b/1,000此處，由上述水凝膠吸收農業用水的吸水倍率(B)是一個與該水凝膠的化學組成和農業用水的鹽濃度有關的數值。如果以b值為約10倍～約1,000倍計，則按照上式計算可得出a為約0.07mmol/g～約7mmol/g。也就是說，根據本發明人的實驗數據，「優選的氯離子含量」(0.07～7mmol)受到上述計算值的支持。
如下文的[實施例]的表1所記載的那樣，對於那些每1g乾燥重量具有100mg/g以上的鈣離子吸收量，而且在水凝膠中不含氯離子的水凝膠(比較例6中記載的市售品聚丙烯酸鹽類水凝膠)來說，可以看到它對植物的根和莖的生長具有顯著的阻礙作用。
另外，即使對於每1g乾燥重量的氯離子含量在0.07～7mmol/g範圍內的高分子(A)來說，在鈣的吸收量超過100mg/g的情況下(比較例7)，也能看出對植物的根和莖的生長具有顯著的阻礙作用。
另外，即使鈣離子的吸收量在100mg/g以下，但是在水凝膠中不含氯離子的情況下(比較例1～5)，也可看出對植物的根和莖的生長具有顯著的阻礙作用。
另一方面，即使對於顯示低的鈣吸收量(63mg/g)的水凝膠來說，在該水凝膠中的氯離子濃度超過7mmol/g時(比較例8)，不僅由於吸水倍率顯著降低而使作為保水用載體的性能降低，而且由於植物體內外的氯離子濃度差別過大而導致鹽害，因此可以看到它對植物的根和莖的生長具有顯著的阻礙作用。
如下文的表1所示，在本發明的植物保水用載體(實施例1～4)，由於其中所含的水凝膠形成性高分子具有100mg/g以下的鈣吸收量和0.07～7mmol/g的氯離子含量，因此它對植物的根和莖的生長完全沒有阻礙作用，作為植物保水用載體時具有優良的功能。
如上所述，那些鈣吸收量和氯離子含量處於本發明範圍外的水凝膠(例如市售的聚丙烯酸鈉水凝膠，如比較例6所示，其鈣吸收量高，而且不含氯離子)，因此容易引起鈣離子缺乏症，其症狀是細胞膜的結構被破壞，以細胞分裂為主的許多與細胞膜結構有關的重要功能停止起作用或變得緩慢，從外觀上就可看出植物的根系發育受到顯著的阻礙(關於這類鈣離子缺乏症的詳細情況，例如可以參考熊澤喜久雄編，植物榮養學大要，P118，(株)養賢堂，1974)。
(氯離子含量的測定)將0.2g乾燥狀態的水凝膠形成性高分子浸漬於200ml的去離子水中，放置兩天。將上清液用過濾器過濾，用離子分析計(Ion AnalyzerIA-100，東亞電波工業)分析濾液中的氯離子濃度。根據如此獲得的氯離子濃度，通過計算上述200ml去離子水中的氯離子含量來求出，以該計算值作為「乾燥水凝膠形成性高分子0.2g」中的氯離子含量。
在用上述離子分析計分析氯離子時，優選使用下述條件。
離子分析計的測定條件
柱子陰離子交換柱PCI-201 S(東亞電波工業社制)；陽離子交換柱PCI-201 SG(東亞電波工業社制)溶劑陰離子用洗脫液(東亞電波工業社制)柱槽溫度40±4℃按照上述方法測得的在保水用載體的每1g乾燥重量中的「氯離子含量」如果在0.07～7mmol的範圍內，則如下文的實施例所示，可以抑制「鈣離子缺乏症」。
(去離子水中的吸水倍率的測定)稱取一定量(W1g)的乾燥保水用載體，將其浸漬於過剩量(例如相當於上述保水用載體的預想吸水量的1.5倍以上的重量)的去離子水(電導率5μS/cm以下)中，在室溫(25℃)下的恆溫槽中放置2天(48小時)，從而使上述保水用載體溶脹。用過濾法除去剩餘的水後，測定吸水溶脹後的保水用載體的重量(W2g)，然後按下式求出吸水倍率吸水倍率＝(W2－W1)/W1在測定該吸水倍率時，為了測定重量W1、W2，優選使用例如精密電子天平(島津製作所制，LIBROR AEG-220；LIBROR EB-3200-D等)進行測定。
當按上法測得的「吸水倍率」不足10倍時，在使用一定量的保水用載體的情況下，難以向植物供給充分的水分。該「吸水倍率」在本發明中為10～1,000倍，但優選為30～900倍(更優選為50～800倍)。
在將本發明的保水載體與農業用水等鹽濃度較低的水組合使用的情況下，例如通過向凝膠中導入解離性的離子基團、增長分子鏈、提高內部浸透壓，都能最有效地提高用於構成該載體的水凝膠的吸水倍率。
(水凝膠形成性的高分子)在本發明中用於構成保水用載體的所謂「水凝膠形成性的高分子(A)」是指那些具有交聯(crosslinking)結構或網狀結構，並且通過在該結構中(結構內部)保持水分而具有可以形成水凝膠的性質的高分子。另外，所謂「水凝膠」是指那些至少含有由高分子形成的交聯結構或網狀結構和支持或保持在該結構中(作為分散液體)的水的凝膠。
保持於交聯結構或網狀結構中的「分散液體」是指含有水作為主要成分的液體，但對此沒有特殊限定。更具體地說，該分散液體例如可以是自來水、水溶液和/或含水液體(例如水與一元醇或多元醇等的混合液體)中的任一種。
在本發明中，作為上述的高分子(A)，優選使用由水溶性或親水性的高分子化合物交聯而獲得的物質。這類交聯的高分子具有在水溶液中吸水、溶脹但不溶解的性質。上述水溶性或親水性的高分子化合物根據其種類的不同和/或交聯密度(或交聯率)的變化，其吸水率也可能變化。
(水溶性或親水性高分子化合物)在本發明中，作為可用來製備能夠形成保水用載體的水凝膠的水溶性或親水性高分子化合物，可以舉出甲基纖維素、葡聚糖、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚乙烯醇、聚N-乙烯基吡咯烷酮、聚N-乙烯基乙醯胺、聚乙烯基吡啶、聚丙烯醯胺、聚甲基丙烯醯胺、聚N-甲基丙烯醯胺、聚丙烯酸羥甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸及其鹽、聚甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯、聚甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙基酯、聚N，N-二甲基氨基丙基丙烯醯胺及其鹽等。
(交聯)作為向上述高分子化合物賦予或導入交聯結構的方法，可以舉出在使那些用於形成該高分子化合物的單體聚合時導入交聯結構的方法和在該單體聚合結束之後導入交聯結構的方法，在本發明中，上述的任一種方法皆可以使用。
前者(在單體聚合時導入交聯結構)的方法通常可以通過使二官能性的單體(或具有3個以上官能團的單體)進行共聚來實施。作為這類具有兩個以上官能團的單體，例如可以舉出N，N′-亞甲基雙丙烯醯胺等的雙(甲基)丙烯醯胺類；(聚)亞烷基二醇、三羥甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇、山梨糖醇等多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯或聚(甲基)烯丙基醚；二乙烯基苯等的二乙烯基化合物；四芳氧基乙烷、季戊四醇三烯丙基醚等的芳氧基鏈烷烴類等中的一種或兩種以上。
後者(在單體聚合結束之後導入交聯結構)的方法一般可以通過光、電子射線、γ射線照射等來在分子之間形成交聯結構來實施。
另外，作為上述後者的方法，例如也可以通過使用那些在其分子中具有多個能夠與高分子化合物中的官能團(例如羧基、氨基等)相結合的官能團(例如異氰酸基、縮水甘油基等)的多官能性分子作為交聯劑，使該高分子化合物交聯來實施。在此情況下，也可以使用與下述在粒子表面交聯中所用相同的交聯劑。
在本發明中的高分子(A)的吸水率與上述的交聯結構有關，特別是與交聯密度有關，一般來說，交聯密度越低，吸水率越大。
上述的「交聯密度」可以通過改變工藝條件來任意控制到所希望的程度，例如在前者的方法中可以通過改變二官能性單體的共聚比來控制，在後者的方法中可以通過改變光、電子射線、γ射線等輻照量來控制。
在本發明中，交聯密度按照相對於總單體量計的摩爾支化率優選在約0.01mol％～約10mol％，更優選在約0.05mol％～約5mol％的範圍內。在通過前者(在聚合時導入交聯結構)的方法導入交聯結構的情況下，共聚合重量相對於二官能性單體總量(也包含該二官能性單體本身)的比值優選在約0.005重量％～約3重量％(更優選在約0.01重量％～約2重量％)的範圍內。
在本發明中，當交聯密度超過約10mol％時，本發明高分子(A)的吸水倍率變小，因此作為本發明高分子(A)的保水用載體的效果也隨之變小。另一方面，當交聯密度不足0.01mol％時，該高分子(A)的機械強度減弱，操作變得困難。
上述的交聯密度(相對於單體總量的摩爾支化率)可以通過例如13C-NMR(核磁共振吸收)測定法、IR(紅外吸收光譜)測定法或元素分析法來定量。
另外，在用於構成本發明保水用載體的高分子(A)中，可以通過使該高分子的粒子的表面附近的交聯密度高於該粒子內部的交聯密度來更好地兼顧該高分子(A)的高吸水倍率和高的機械強度。按照這樣的方案，粒子表面附近交聯密度較高的部分主要向粒子賦予高的機械強度(以及提高載體粒子相互間的非粘著性)，另一方面，粒子內部交聯密度較低的部分主要向粒子賦予高的吸水倍率。這樣就可以容易地在實質上不降低吸水倍率的條件下實現良好的機械強度和粒子相互間的良好非粘著性。
按照上述方案，從兼顧吸水倍率和機械強度的觀點考慮，粒子表面附近的最高交聯密度Ds與粒子內部最低交聯密度Di之比(Ds/Di)通常優選為2～100左右，更優選在5～100左右(特別優選在10～100左右)。
上述粒子表面附近的交聯密度與粒子內部的交聯密度的測定，例如可以通過X射線電子分光法ESCA(XPS)、電子探針微量分析法EPMA、衰減全反射法ATR、二次離子質量分析法SIMS(飛行時間型SIMS(TOF-SIMS)等)等的局部分析法來分別求出粒子表面附近和粒子內部交聯劑的存在比，然後據此求出粒子表面附近和粒子內部的交聯密度。
在本發明的植物保水用載體中，當用於構成該載體的高分子(A)具有較高機械強度時，在各個載體的粒子之間就容易保持適當的空隙，由於該空隙的存在，因此可以進一步提高向植物根部的供氧性。
在本發明中，對於向高分子(A)的表面導入交聯結構的方法沒有特別限制，例如可以利用各種傳統的公知方法(或這些方法中的兩種以上的組合)來進行。
特別是當本發明的高分子(A)具有與高分子鏈結合的羧基時，優選使用至少具有兩個以上能與該羧基反應的官能團的交聯劑，並且優選使用能在該高分子的微粒表面附近交聯的方法。作為這類交聯劑，例如可以舉出乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚等在其1個分子中具有2～10個環氧基的聚縮水甘油基化合物；甘油、乙二醇等碳原子數為2～20的多元醇、亞烷基的碳原子數為2～10的碳酸亞烷基酯、聚醯胺聚胺環氧氯丙烷樹脂、聚胺環氧氯丙烷樹脂等的聚胺樹脂類(分子量2×102～5×105左右)、多元異氰酸酯化合物(特開昭59-189103號公報中記載)、多元azitidinium鹼化合物(特開平6-287220號公報中記載)等。這些交聯劑可以單獨使用，也可以根據需要，將其兩種以上合併使用。其中，從能夠在較低的溫度下進行交聯反應的觀點考慮，優選使用聚縮水甘油基化合物和聚胺樹脂類。
在本發明中對高分子(A)和粒子聚集體的形狀、大小等沒有特別限制，例如粉末狀、粒狀、塊狀等的粒子皆可使用，而且其大小從1μm至12cm的粒子皆可使用。可以根據使用目的，對這些粒子的形狀、大小等進行適宜的選擇。例如，在單獨使用高分子(A)的情況下，優選使用粒徑較大的粒子，並且優選是大小在300～5,000μm範圍內的粒狀物，而當與其他載體材料合併使用的情況下，優選是大小在5～1,000μm範圍內的粉末狀物。
作為利用上述交聯劑使高分子(A)的表面交聯的方法，可以使用下述的各種方法把需要進行表面交聯的高分子(A)分散於含有水的醇類、酮類、醚類等的較大量的低沸點有機溶劑中，向其中加入上述交聯劑以使其交聯的方法(特開昭57-44627號)；將高分子(A)的含水物中的含水率調節至10～40重量％，然後向其中添加交聯劑以使其交聯的方法(特開昭59-62665號)；在無機質粉末的存在下使高分子(A)吸收交聯劑和水，然後在攪拌下加熱以使交聯反應和除水同時進行的方法(特開昭60-163956號)；在惰性無機質粉末的存在下將1重量份的高分子(A)和1.5～5.0重量份的水分散於一種沸點在100℃以上比較大量的親水性惰性溶劑中以進行交聯的方法(特開昭60-147475號)；用一種含有一元醇的環氧化物加成物、有機酸的一價鹽和內醯胺類中任一種的水溶液和交聯劑來處理高分子(A)並使它們反應的方法(特開平7-33818號)等。
(含有羧基的高分子)作為一種具有適合於植物保水的鈣離子吸收量，並且具有適宜的「在去離子水中的吸水倍率」的高分子(A)的一個優選方案，可以舉出例如這樣的一種高分子(A)，即，該高分子(A)具有與其高分子鏈結合的羧基，並且該高分子鏈已經交聯，相對於每1g高分子(A)，該羧基的鹼金屬鹽或銨鹽的含量為0.3～7mmol。
在高分子(A)中，該羧基也可以是未中和的，但優選是前者(也就是相對於每1g高分子(A)，該鹼金屬鹽或銨鹽的含量為0.3～7mmol)。
該「羧基的鹼金屬鹽或銨鹽的含量」優選為0.5～6.5mmol(特別優選為1.0～6.0mmol)。上述「羧基的鹼金屬鹽的含量」優選按例如下述的方法進行測定。
(羧基鹽含量的測定方法)將保水用載體用去離子水充分洗滌後將其乾燥，稱取0.2g乾燥保水用載體，將其置於鉑坩堝中並用電爐將其灰化，然後用1N的鹽酸5ml將其溶解，用蒸餾水稀釋至50ml，用原子吸光分析法測出陽離子的濃度(DmM)。然後按照D/A(mmol＝1升溶液中的摩爾濃度)算出在1g乾燥保水用載體中的羧基鹽的含量。如上所述，由於這時在原子吸光分析用的溶液中，乾燥保水用載體的濃度為0.2g/50ml＝4g/1升，因此在1g乾燥保水用載體中的羧基鹽含量為(D/4)mmol。
這時，在用上述原子吸光分析法分析陽離子時，優選使用與上述「鈣離子分析」同樣的條件。
與非離子性的親水性高分子交聯物製成的水凝膠相比，由「聚丙烯酸的鹼金屬鹽交聯物」製成的傳統的水凝膠具有高得多的吸水倍率，由於它具有高的吸收倍率，故在農業領域中過去被作為保水用載體使用。然而本發明的實驗表明，過去作為農業用途被開發的由聚丙烯酸的鹼金屬鹽交聯物製成的水凝膠，其中的解離性離子基團的導入量非常高(例如相對於每1g乾燥樹脂的聚丙烯酸鹼金屬的導入量在約8mmol以上)，結果就象上述那樣將那些為植物生長所必須的鈣離子等的重金屬離子吸附著，因此存在顯著阻礙植物生長的傾向。
與此不同，本發明人通過實驗發現，在相對於每1g乾燥保水用載體導入0.3～7mmol解離性的離子基團(例如羧基的鹼金屬鹽或銨鹽)的情況下，不會使植物產生鈣離子缺乏症，並能對植物的栽培顯示充分的保水效果(在去離子水中的吸水倍率為10～1,000倍)。
此處，作為羧基的鹼金屬鹽，優選是鈉鹽或鉀鹽。相對於每1g乾燥保水用載體的羧基鹼金屬鹽的含量如果不足0.3mmol，則保水用載體的吸水倍率難以達到10倍以上。另一方面，如果羧基的鹼金屬鹽的含量超過7mmol，則相對於每1g乾燥保水用載體的鈣離子吸收量容易超過100mg。
(單體)上述高分子(A)例如可以通過使具有羧基的鹼金屬鹽或銨鹽的單體(I)、親水性單體(II)和交聯性單體(III)進行三元共聚來製得。
此處，作為單體(I)，可以舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸等的鹼金屬鹽或銨鹽。它們可以作為單體的鹽進行聚合，也可以作為羧酸在聚合後通過中和而使其變成鹽。但是，其含量相對於1g保水用載體優選設定為0.3～7mmol。
作為親水性單體(II)，可以舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-乙烯基乙醯胺等。此處，在把含羧酸的單體作為親水性單體(II)使用的情況下，水凝膠的pH值有降低的傾向，因此，在此情況下相對於每1g保水用載體，羧基的鹼金屬鹽或銨鹽的含量優選為1.0～6.0mmol。
另外，在此情況下，也可以把含有羧酸的單體的一部分作為鈣鹽來進行共聚。按照本發明人的知識，對於這類鈣鹽型單體，不僅可以觀察到使保水用載體的鈣吸收量降低的效果和避免pH值降低的效果，而且可以觀察到促進聚合的效果。
作為交聯性單體(III)，可以示例性地舉出N，N′-亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺，N，N′-亞乙基雙(甲基)丙烯醯胺、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二甘醇酯等。交聯性單體(III)的使用量(也可以按其聚合濃度計)相對於單體總量，通常優選在0.01～Smol％的範圍內，更優選在0.1～1mol％的範圍內。如果該使用量不足0.01mol％，則保水用載體的強度有不充分的傾向。另一方面，如果該使用量超過5mol％，則作為保水用載體的吸水倍率難以達到100倍以上。
另外，上述的高分子(A)也可以通過使乙酸乙烯與馬來酸酐的共聚物、乙酸乙烯與丙烯酸(鹽)的共聚物等進行皂化反應而製得。如此獲得的高分子化合物成為一種聚乙烯醇類的聚合物，但是通過把與聚合物結合的羧基的鹼金屬鹽或銨鹽的含量配製成相對於每1g乾燥重量，為0.3～7mmol，即能製得一種相對於每1g保水用載體的鈣離子吸收量為0～100mg，而且在去離子水中的吸水倍率為10～1,000倍的本發明的植物保水用載體。
(鈣離子處理)上述的高分子(A)也可以通過對市售的聚丙烯酸鹽類高吸水性樹脂用強酸或鈣離子處理來獲得。在市售的聚丙烯酸鹽類高吸水性樹脂中，通常與高分子鏈結合的羧基的70％以上成為鹼金屬鹽，其含量相對於每1g樹脂在約8mmol以上。因此，每1g樹脂的鈣離子吸收量在120mg以上，所以不適合作為植物保水用載體。
在本發明中的一個優選方案是高分子(A)含有「羧基的多價金屬鹽」。作為該多價金屬鹽的離子，例如可以舉出Ca2+、Mg2+、Al3+、Ba2+、Sr2+、B3+、Be2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+等。其中優選是Ca2+、Mg2+、Al3+、Ba2+、Sr2+、B3+、Be2+，特別優選是Ca2+。
相對於高分子(A)的每1g乾燥重量，該多價金屬鹽的含量適宜為0.1～7mmol，優選為0.5～6.5mmol，更優選為1.0～6.0mmol。這樣的「羧基的多價金屬鹽」的含量例如優選按下述的方法測定。
(羧基多價金屬鹽含量的測定方法)用去離子水將保水用載體充分洗滌之後將其乾燥，稱取0.2g的乾燥保水用載體，將其置於鉑坩堝中，在電爐中灰化之後，用1N的鹽酸5ml將其溶解，用蒸餾水稀釋至50ml，利用原子吸光分析法測定多價金屬離子的濃度(EmM)。將1g乾燥保水用載體中的羧基多價金屬鹽的含量作為E×價數/4(mmol)算出。該多價金屬離子的價數(例如在Mg離子的情況下，其價數＝2)，當有多種多價金屬離子混合在一起時，可以使用通過將各種多價金屬離子的價數「按重量平均」後獲得的價數。
通過向上述市售的聚丙烯酸鹽類高吸水性樹脂中加入鹽酸、硝酸、硫酸等的強酸或者氯化鈣、硝酸鈣等的鈣離子水溶液，可以將該高吸水性樹脂中的羧基的鹼金屬鹽置換成羧酸或羧基的鈣鹽。因此，通過適當地設定強酸或鈣離子的添加量，可以將與聚合物結合的羧基的鹼金屬鹽含量調整到相對於每1g乾燥保水用載體為0.3～7mmol，從而可以獲得一種每1g乾燥保水用載體的鈣離子吸收量為0～100mg，而且在去離子水中的吸水倍率為10～1,000倍的本發明的植物保水用載體。
但是，在用羧酸置換羧基的情況下，水凝膠轉變成酸性的傾向很強，因此在該情況下，優選將羧基的鹼金屬鹽含量調整到相對於每1g乾燥保水用載體為1.0～6.0mmol。
(氯離子的導入法)作為使本發明的植物保水用載體含有氯離子的方法，可以通過使高分子(A)吸收含有氯離子的水溶液來實現。另外，當高分子(A)是在水中合成的情況下，較好的方法是使該水溶液中含有氯離子。這時可以把相對於所獲植物保水用載體的每1g乾燥重量的氯離子添加量設定為0.07～7mmol。
關於氯離子的抗衡陽離子的種類沒有特別限制，但優選是Na、K、Ca、NH4離子。其中，特別優選的是Na離子。
另外，當高分子(A)原來含有的氯離子相對於每1g乾燥重量已達到7mmol以上的情況下，可以通過使用不含氯離子(或者只含低濃度氯離子)的水洗滌該高分子(A)來使其氯離子的含量降低至所希望的設定值。
特別是在使用聚丙烯酸鹽類的高分子(A)作為本發明的植物保水用載體的情況下，優選採用在使丙烯酸和丙烯酸的鹼金屬鹽交聯聚合之後，向其中添加多價金屬鹽的方法。特別是在使用氯化鈣、氯化鎂作為多價金屬鹽的情況下，由於鹼金屬鹽被Ca和Mg置換，因此可以抑制水凝膠的Ca吸收量，而且可以向該水凝膠中導入氯離子。
(種子的發芽勢試驗)為了評價保水用載體對植物的影響，優選使用吸收了農業用水的保水用載體(水凝膠)作為培養基來進行種子的發芽勢試驗。作為種子材料，例如在短期的發芽勢試驗中可以使用卡瓦來蘿蔔的種子(例如由銷售商、Takii種苗株式會社提供的種子)，而作為農業用水，在上述試驗中可以使用具有一般地下水組成(表1)的合成水。
表1合成水的組成

(將各成分按預定濃度溶解於去離子水中，然後用鹽酸將其調節至pH7)種子的發芽試驗例如可按如下步驟進行。
將上述合成水16ml和各種保水用載體160mg(1重量％)加入試管(直徑2.5cm、高15cm)中，充分攪拌後在25℃下放置30分鐘，製成一種由保水用載體吸收了農業用水而形成的凝膠狀培養基。向各個試管內的凝膠狀培養基表面上播下上述卡瓦來蘿蔔種子，每個試管均勻地播5粒種子，用一個填塞有棉花的矽酮塞蓋住直徑6mm的小孔。把加了蓋的試驗管置於培養室(25℃，2000勒克斯(Lux)，16小時日長)中培養4天，調查種子的發芽勢。
在上述的發芽勢試驗中，例如，在測定地上部分的長度時，把從發芽個體的基部(根和莖的分界點)至葉子尖端的總長度作為平均莖葉長度，而在測定地下部分的長度時，把從發芽個體的基部至主根前端的總長度作為平均根長。
為了正確地將各發芽勢試驗作相互比較，在各發芽勢試驗中使用基準的水凝膠(鈣吸收量不足10mg/g)作為對比樣品，如表1所示，優選是以各水凝膠的地上部分長度和地下長度分別與基準水凝膠的相應長度的相對值(％)表示。
(保水用載體的使用方法)本發明的保水用載體可以單獨地使用高分子(A)，另外，根據需要，也可以同時使用「其他的植物體栽培用載體(B)」。
在本發明中，作為植物體栽培用載體(B)，可以使用那些通常適合於植物體栽培用的物質，但對此沒有特別限制。作為適合於植物體栽培用的物質，例如可以使用無機物質和/或有機物質的粉末、多孔體、顆粒狀、纖維狀和發泡體等的水不溶性的固體物質。但是，在本發明的「植物體栽培用載體(B)」中不包含下述的各種添加劑(例如顏料、肥料、抗結塊劑等)。
作為無機物質的例子，可以舉出無機質粉末(土壤、砂、菸灰、硅藻土、粘土、滑石、高嶺土、膨潤土、白雲石、碳酸鈣、氧化鋁等)；無機質纖維(石棉、玻璃纖維等)；無機質多孔體[Filton(多孔質陶瓷、昆丹)、蛭石、浮石、火山灰、沸石、Silas baloon等)；無機質發泡體(珍珠巖等)等。
作為有機物質的例子，可以舉出有機質粉末[椰子殼、稻穀殼、花生殼、桔子皮、木屑、木粉、椰子的乾燥粉末、合成樹脂粉末(聚乙烯粉末、聚丙烯粉末、乙烯一乙酸乙烯共聚物粉末等)等]；有機質纖維[天然纖維[纖維素類的物質(木棉、鋸末、麥秸等)以及草木炭、羊毛等]人造纖維(人造絲、乙酸酯等的纖維素類等)、合成纖維(聚醯胺、聚酯、丙烯酸等)、紙漿(機械紙漿(來自圓木的碎木紙漿、阿斯普蘭德(Asplund)法碎木紙漿等)、化學紙漿(亞硫酸紙漿、鹼法紙漿、硫酸鹽紙漿、硝酸紙漿、氯紙漿等)、半化學紙漿、再生紙漿(例如在由紙漿製成紙張之後的紙張的機械破碎物或粉碎物製成的紙漿，或者由廢紙的機械破碎物或粉碎物製成的廢紙紙漿等)等]、其他的廢料(在製造紙尿布時產生的廢料等)等]；有機質多孔體(椰子殼活性炭等)；有機質發泡體[穀物、合成樹脂或橡膠的發泡體(聚苯乙烯發泡體、聚乙烯醇縮乙醛類海綿、橡膠海綿、聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氨酯泡沫等)等]；有機質顆粒[橡膠和合成樹脂的顆粒等]等。
上述的植物體栽培用載體可以單獨使用，或者根據需要，也可以將其兩種以上合併使用。其中，優選使用無機質多孔體、無機質發泡體、有機質纖維、橡膠和合成樹脂。發泡體的密度優選為0.01～1g/cm3，更優選0.01～0.8g/cm3，特別優選0.01～0.6g/cm3。
(有機質發泡體)作為用於構成上述有機質發泡體的橡膠和/或合成樹脂，可以使用在一般情況下使用的物質。
更具體地說，作為橡膠的例子，除了通常的天然橡膠(NR)外，還可以舉出丁苯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、異戊二烯橡膠、丁基橡膠(IIR)、乙丙橡膠、乙丙非共軛二烯橡膠、氯丁橡膠(CR)、丁腈橡膠、丙烯腈—丁二烯橡膠等。
作為合成樹脂，可以舉出熱塑性樹脂和熱固性樹脂。
(熱塑性樹脂)
作為熱塑性樹脂，可以使用軟質樹脂或硬質樹脂，例如可以舉出乙烯—乙酸乙烯共聚物或其皂化物、乙烯—丙烯酸鹽共聚物、乙烯—丙烯酸酯共聚物、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯類樹脂、苯乙烯類樹脂、氯乙烯類樹脂、烯烴類樹脂、聚酯類樹脂、聚醯胺類樹脂等。其中，優選使用那些能夠通過吸水而使其體積膨脹到某種程度並具有柔軟性的樹脂，而在使用硬質樹脂時，優選加入適當的增塑劑以便向其賦予柔軟性。
作為聚氨酯類樹脂，可以舉出按照下述方法獲得的製品，例如，通過使多元醇、二異氰酸酯、鏈延長劑進行本體聚合或溶液聚合來獲得直鏈狀的聚氨酯，然後將其粒化並進行擠出成型或注塑成型；或者通過溶液聚合來獲得聚氨酯溶液，然後將其成型並揮發除去溶劑；或者將其與凝固浴接觸以使其凝固的方法等。
作為苯乙烯類樹脂的例子，可以舉出苯乙烯聚合物、苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯—異丁烯—苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯—乙烯—丁烯—苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯—乙烯—丙烯—苯乙烯嵌段共聚物等。
作為氯乙烯類樹脂的例子，可以舉出高聚合度氯乙烯樹脂、部分交聯氯乙烯樹脂、丁腈橡膠(NBR)、聚氨酯樹脂或聚酯樹脂等與氯乙烯樹脂的摻合物、聚氨酯—氯乙烯共聚物、丁腈橡膠(NBR)—氯乙烯共聚物等。
作為烯烴類樹脂的例子，可以舉出聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡膠與聚烯烴的混合物、向乙丙橡膠接枝聚烯烴而生成的聚合物等。
作為聚酯類樹脂的例子，可以舉出芳族聚酯—聚醚嵌段共聚物、芳族聚酯—脂肪族聚酯嵌段共聚物等。
作為聚醯胺類樹脂的例子，可以舉出聚醚—聚醯胺嵌段共聚物、聚酯—聚醯胺嵌段共聚物等。
對於這些熱塑性樹脂和橡膠的分子量沒有特別限制，但其軟化是通常優選為30～300℃，更優選為40～200℃，特別優選50～150℃。這些樹脂各種都可單獨使用，或者根據需要，可以將其兩種以上混合使用。
(熱固性樹脂)作為熱固性樹脂的例子，可以舉出甲醛縮合樹脂類、環氧樹脂類、聚氨酯樹脂類等。
作為甲醛縮合樹脂類，可以舉出尿素樹脂(尿素與甲醛的反應產物)、三聚氰胺樹脂(三聚氰胺與甲醛的反應產物)、酚醛樹脂(苯酚與甲醛的反應產物)、間苯二酚樹脂(間苯二酚與甲醛的反應產物等)。
作為環氧樹脂，可以舉出通過下述方法製得的產品，例如將一種在其末端具有反應性環氧基並且其分子量從數百至約一萬的低聚物與適當的固化劑組合，從而使其固化的方法。更具體地，例如可以舉出縮水甘油醚型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、脂環型環氧樹脂等的環氧樹脂(環氧當量65～1000)與固化劑(聚胺、酸酐、聚異氰酸酯、多元醇、聚硫醇類等)的反應產物(環氧基與各官能團的摩爾比為1∶10～10∶1)等。
作為聚氨酯樹脂類，可以舉出通過下述方法製得的產品，例如預聚物法，該方法是用直鏈的聚酯、聚醚或聚酯醯胺作為基料，使其與聚異氰酸酯反應，從而製成以NCO為末端的預聚物(NCO％為1～10％)，然後利用鏈延長劑使其高分子化，最後通過加熱或利用適當的交聯劑來使其固化；以及一步發泡成型法，該方法是將多元聚、二異氰酸酯、鏈延長劑、交聯劑一起混合(異氰酸酯/多元醇等的活潑氫＝0.8/1～10/1)以使其反應，從而獲得聚氨酯。如此獲得的聚氨酯樹脂例如可以通過澆注成型法和混煉法來成型。
(分子量)上述的橡膠和熱塑性樹脂的數均分子量通常在1萬以上，優選為2～100萬。另外，熱固性樹脂在固化前的數均分子量通常在10萬以下，優選在5萬以下。數均分子量例如可以通過凝膠滲透色譜法(GPC)法來測定。
另外，對載體(B)的形狀和大小沒有限制，但是在粉末的情況下，其粒徑(長徑)通常為1～800μm，優選為5～200μm；而在多孔體、纖維和發泡體的情況下，其大小通常為0.001～20mm，優選0.01～10mm。在顆粒的情況下，其大小通常為0.1～50mm，優選為0.1～20mm。
(高分子(A)/載體(B)的重量比)在本發明的植物體栽培用保水材料中，高分子(A)與載體(B)的重量比隨著高分子(A)的種類、載體(B)的種類、植物的最適宜水分含量的不同而異，但通常為0.1∶99.9～80∶20，優選為1∶99～75∶25，更優選為5∶95～70∶30，特別優選為10∶90～65∶35。通常，當高分子(A)的比例在0.1以上時即能獲得充分的保水能力，而從良好的成型性和經濟性的觀點考慮，優選將高分子(A)的比例按80以下使用。
(粘合劑)本發明的植物體栽培用保水材料至少含有上述的高分子(A)與載體(B)，但是也可以根據需要，另外含有粘合劑(C)。
作為粘合劑(C)，可以是通常使用的粘合劑，例如，不管是水溶性的或非水溶性的粘合劑皆可以使用。當該高分子(A)含有水時，通常它本身就具有粘合性，但是其粘合性隨著高分子(A)的水分狀態、形狀、比重等的不同而異，從為了提高高分子(A)和載體(B)的造型效果等考慮，也可以根據需要使用粘合劑(C)。
對粘合劑(C)的形狀沒有特別限制，但優選將其按照25℃時的粘度在1000Pa·S以下，更優選在100Pa·S以下具有流動性的狀態使用。該粘合劑(C)優選按照例如溶解或分散於溶劑和/或水中的狀態使用。
此處，上述的「粘度」例如可以按照下述的條件適宜地測定。
粘度測定的條件
機種株式會社東京計器制的旋轉粘度計，商品名BH型粘度計。
轉子No.1～No.7(根據粘度選擇)轉子的旋轉數2rpm根據成型方法，可以選擇使用適宜的粘合劑，作為粘合劑(C)的例子，可以舉出天然高分子、半合成高分子、合成樹脂和合成橡膠(但是在該粘合劑(C)中不包含下述的添加劑)。
作為可溶於水或可分散於水中以水性體系使用的粘合劑(C)的例子，可以舉出天然高分子和半合成高分子。
作為天然高分子的例子，可以舉出澱粉質(澱粉等)；動物蛋白質(明膠、酪蛋白、膠原等)；植物蛋白質(大豆蛋白質、山麥蛋白質等)；纖維素(木材纖維素等)；海藻提取物(瓊脂、鹿角菜膠等)；植物種子粘質物(愈創木脂、刺槐豆膠、羅望子膠等)；植物樹葉粘質物(阿拉伯樹膠、西黃蓍膠等)；植物果實粘質物(果膠等)；微生物生產粘質物(黃原膠、茁黴多糖、cardlan、葡聚糖、明膠等)；植物地下莖粘質物(蒟蒻等)等。
作為半合成高分子，可以舉出纖維素衍生物(甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、甲基羥丙基纖維素等)；澱粉衍生物(可溶性澱粉、羧甲基澱粉、甲基澱粉等)；以及，藻酸衍生物(藻酸鹽、藻酸丙二醇等)等。這些半合成高分子可以不作為水性體系利用而是作為熱塑性高分子利用。其熱塑性的軟化點與上述熱塑性樹脂的情況相同。
作為熱塑性樹脂或者可溶解於或分散於溶劑中的高分子，可以舉出橡膠和合成樹脂。作為橡膠和合成樹脂的例子，可以舉出那些與上述載體(B)中所述相同的物質。
在本發明中根據需要使用的粘合劑(C)的用量，按其固體成分計，相對於高分子(A)和載體(B)的合計量，粘合劑(C)的用量通常為0～200重量％，優選為0.5～150重量％，特別優選為1～50重量％。
(製造方法)作為本發明的植物體栽培用保水材料的製造方法，例如可以舉出下列的方法(i)將上述高分子(A)、載體(B)和根據需要使用的粘合劑(C)一起攪拌混合，將所獲混合物置於具有適當形狀和大小的模具中加壓成型為顆粒狀的方法；(ii)將混合物加壓成型，然後將其剪斷·粉碎成適度大小的方法；(iii)向那些按上述方法(i)獲得的剪斷·粉碎物的表面上塗布高分子(A)和需要時添加的粘合劑，然後將其再度加壓成型並剪斷·粉碎的方法；(iv)把在方法(iii)中的加壓成型步驟之前的物品置於具有適當形狀和大小的模具中加壓成型為顆粒狀的方法；(v)在一旦將其加壓成型為片狀、棒狀或塊狀之後，再將其剪斷或粉碎成適度大小的方法；(vi)在將混合物加熱成型為片狀、棒狀或塊狀之後，再將其剪斷或粉碎的方法；(vii)將混合物置於具有適當形狀和大小的模具中加熱成型為顆粒狀的方法；(viii)將混合物發泡成型為片狀、棒狀或塊狀之後，將其剪斷或粉碎的方法。
在上述的方法中，還可根據需要對其進行發泡處理。另外，也可以在將高分子(A)、載體(B)和根據需要加入的粘合劑(C)一起混合時，向其中加入相當於高分子(A)～粘合劑(C)合計量的1～50％的水，將其混合以使水凝膠增粘。
在上述的方法中，優選使用(ii)、(vi)、(vii)、(viii)的方法。
按上述方法獲得的本發明的保水劑的形狀沒有特別限制，但通常優選按成型體的形狀獲得。
作為該成型體，可以舉出選自下列形狀的植物體栽培用保水材料顆粒狀的加壓成型體；該片狀、棒狀或塊狀加壓成型體的剪斷物或粉碎物；該片狀、棒狀或塊狀加熱成型體的剪斷物或粉碎物；顆粒狀的加熱成型體；該片狀、棒狀或塊狀發泡體的剪斷物或粉碎物。其中，優選是片狀、棒狀或塊狀的加壓成形體或加熱成形體的剪斷物或粉碎物；顆粒狀的加壓成形體；該片狀、棒狀或塊狀發泡體的剪斷物或粉碎物。
(發泡體)
本發明的植物栽培用保水材料可以根據需要製成發泡體。在製備這樣的發泡體時，當上述的栽體(B)是熱塑性樹脂和橡膠的情況下，可以向高分子(A)、載體(B)中混入發泡劑，並且可以根據需要向其中混入發泡促進劑或發泡抑制劑，然後通過加熱發泡處理來製造。作為適用的發泡劑，可以舉出重氮氨基衍生物、偶氮腈、偶氮甲酸衍生物、二硝基五亞甲基四唑(DPT)、benzenmonohydrazol、羥基雙苯磺醯肼(OBBH)、碳酸銨、碳酸氫銨、丙烷、石油醚等。發泡劑的用量隨發泡體的發泡倍率或其用途的不同而異，相對於100質量份的載體(B)，發泡劑的用量優選在1～80質量份的範圍內。另外，在製備高分子(A)與載體(B)的混合物時，如有必要，可以向其中混入增塑劑、穩定劑、潤滑劑、填充劑、著色劑、阻燃劑、抗靜電劑或防黴劑。另外，在使用橡膠作為載體(B)的情況下，可以向其中混入硫化劑、硫化促進劑、助硫化劑或活性劑等的橡膠助劑、橡膠補強劑、粘合性賦予劑、加工助劑、抗氧化劑、紅外線吸收劑、(臭氧)抗老化劑等。
另外，發泡步驟通常按一步發泡或兩步發泡進行，對所獲發泡體的密度沒有特殊限定。
在上述載體(B)為熱固性樹脂的情況下，為了製造含有高分子(A)的聚氨酯樹脂的發泡體，例如可以與製造常規聚氨酯發泡體時同樣地預先將高分子(A)與載體(B)混合，然後按照與製造常規聚氨酯發泡體同樣的操作來製造。常規的聚氨酯發泡體的製造方法一般是通過使聚異氰酸酯與多羥基化合物在發泡劑和適當助劑的存在下進行一階段反應的一步發泡法；或者首先使過剩量的聚異氰酸酯與多羥基化合物反應以生成預聚物，再在適當的助劑的存在下使所獲的預聚物與水反應以生成全部(total)預聚物的方法；或者將過剩量的聚異氰酸酯與多羥基化合物反應以生成預聚物，再使所獲的預聚物與追加量的多羥基化合物在發泡劑和其他適當助劑的存在下反應以獲得半預聚物的方法等。此處所說的發泡劑，除了象水那樣的反應性發泡劑之外，還包含象低沸點滷代烴之類的非反應性發泡劑。所說的其他助劑是指催化劑、發泡調整劑(泡沫穩定劑)、著色劑等。
上述的混合裝置只要是能將混合物混合均勻的裝置即可，例如可以舉出亨舍爾攪拌機、螺條式混合機、行星式攪拌機、滾桶式攪拌機、萬能混合機等。另外，為了將混合物混煉，可以使用例如雙軸擠出機、單軸擠出機、共擠出機、封閉式混煉機、捏和機、開放式輥壓機等通過一邊加熱一邊在剪切力作用下進行混煉的裝置。
(其他的成型方法)在使用加壓成型法的情況下，例如可以使用乾式加壓成型法、直接粉末加壓成型法、溼式加壓成型法等。加壓成型操作可以使用輥式加壓成型機(壓塊機等)、活塞式加壓成型機、螺旋式加壓成型機、多孔板擠出式成型機(圓盤制粒機等)等來進行。在上述加壓成型機中，優選的是輥式加壓成型機和/或多孔板擠出式成型機。另外，加壓成型時的加壓操作通常在常溫下進行，但也可以在加熱(例如30～300℃)下進行。加壓成型時的壓力可以根據基材的種類、大小(粒度)、性質等適當地選擇，但通常為1～3000Kg/cm2，優選為10～2000Kg/cm2。所獲加壓成型物的形狀可以是任意的，例如可以舉出片狀、球狀、圓筒狀、板狀、塊狀、正方體狀、圓錐狀、角錐狀、棒狀等各種形狀。這些成型體的大小，例如在片狀的情況下，其厚度為0.1～30mm；在球狀～棒狀的情況下，其最大直徑為0.1～30mm。剪斷物的大小可以是任意的，或者，粉碎物的大小通常為0.001～20mm，優選為0.01～10mm。剪斷操作可以按公知的方法進行，例如使用刀具、造粒機等進行剪斷；粉碎操作也可以按公知的方法進行，例如可以使用衝擊式粉碎機(銷釘式粉碎機、切碎式混合機、鼠籠式磨機、ACM粉碎機、離心式粉碎機等)或空氣粉碎機(噴射式磨碎機等)等進行粉碎。
在採用加溫和/或乾燥成型的方法時，例如可以使用擠出成型、加壓成型、擠出成型和加壓成型並用、離心成型等各種方法，對此沒有特別限制。作為代表例，在擠出成型方法的情況下，使用螺旋式真空擠出成型機、螺旋式擠出成型機、柱塞式擠出成型機等，通過安裝在其前端上的模具等將本發明的混合物按照所需的形狀擠出成型，然後使用切斷機或粉碎機按照所希望的長度或大小將其切斷或粉碎。對擠出成型的混合物進行後續的加熱和/或乾燥，從而獲得所需的成型物。上述的乾燥方法可以是公知的方法，例如可以使用透氣乾燥(帶式乾燥等)或通氣乾燥(循風乾燥等)、接觸乾燥(轉鼓式乾燥器乾燥等)、減壓乾燥等的乾燥方法。另外，加溫和/或乾燥成型時的溫度可以根據基材的種類、大小(粒度)、性質等適宜地選擇，但通常為30～300℃，優選為50～200℃。上述的乾燥操作通常在大氣壓下進行，但是也可在減壓(750～5mmHg)下進行。所獲加熱和/或乾燥成型物的形狀與加壓成型時的情況相同。乾燥物的含水量在10％以下，優選在7％以下。
(其他材料)另外，如果需要，可以將肥料、農藥、殺蟲劑、殺菌劑、除臭劑、芳香劑、防黴劑、防腐劑、防結塊劑、表面活性劑等藥劑合併混入本發明的植物體栽培用保水材料中使用。這些藥劑，可以原來存在於本發明的植物體栽培用保水劑中，也可以預先添加到植物體栽培用載體和/或水凝膠形成性的高分子中，也可以在成型工序的前後加入。
植物體栽培用保水材料可以染色，也可以不染色，但從視覺的效果考慮，優選用顏料和/或染料將其染色。
(保水材料的使用方法)作為植物體栽培用保水材料的使用方法，可以舉出單獨作為栽培床材料使用的方法、與土壤等的栽培床材料混合的方法、投入到與植物保持一定距離的某個地點的方法、按層狀埋入栽培床中適當深度的方法，但一般的方法是投入到播種的周邊區域、根系發達的區域和土壤表層的區域。也就是說，如果使用本發明的植物栽培用保水材料，就能形成保水層或保水塊，其中保持的水分可以有效地被栽培的植物利用，因此不管是什麼土壤的耕地也沒有關係。另外，本發明的植物體栽培用保水材料也可以加入到植生帶、植生墊、植生袋、植生盤等材料中使用。
植物栽培用保水材料通過吸收水或水溶液(例如由肥料成分溶解於水中而形成的水溶液)，可以提高植物體栽培用保水劑的質量，具有能使植物體栽培用保水材料溶脹的性質，其溶脹倍率優選為5～200倍，更優選為10～100倍等。
保持在交聯或網狀結構中的「分散液體」，只要是含有水作為主要成分的液體即可，對此沒有特殊限制。更具體地說，該分散液體例如可以是水本身，另外，也可以是水溶液(例如由水溶性肥料等溶解而形成的水溶液)和/或含水液體(例如水與一元醇或多元醇等形成的混合液體)中的任何一種。
下面示出實施例以更具體地說明本發明。
實施例1向一個1升的燒杯中加入丙烯酸230g、48％的氫氧化鈉水溶液133g、季戊四醇三烯丙基醚1.0g和水636g，將其冷卻至10℃。將該溶液加入保溫聚合槽中，通入氮氣直至溶液中的溶解氧量降低至0.1ppm為止(用Orient電氣社制的商品名為溶解氧測定計0 220PB的儀器測定)，然後添加35％的過氧化氫水溶液0.023g、L-抗壞血酸0.00575g和過硫酸鉀0.23g。在添加結束後約過30分鐘，聚合反應開始，過約2小時後最高溫度達到72℃。進而在該溫度下熟成5小時，結束聚合反應。
所獲的聚合物具有含水的凝膠狀。將該聚合物置於捏和機(入江商會社制，商品名BENCH KNEADER PNV-1；旋轉數70rpm)中攪拌約2小時以將其破碎，進而配入50％的氯化鈣水溶液35.5g，在捏和機中攪拌混合約2小時。接著在110℃下加熱乾燥後將其粉碎，獲得了平均粒徑450μm(日機裝社制、商品名Micro track FRA粒度分析計測定)的吸水性樹脂(水凝膠形成性高分子)。
實施例2除了在向實施例1所用的捏和機中配合無機鹽的水溶液時使用50％的氯化鈣水溶液71g代替50％的氯化鈣水溶液35.5g之外，其餘與實施例1同樣地進行操作，獲得了吸水性樹脂。
實施例3除了在向實施例1所用的捏和機中配合無機鹽的水溶液時使用50％的氯化鈣水溶液106.5g代替50％的氯化鈣水溶液35.5g之外，其餘與實施例1同樣地進行操作，獲得了吸水性樹脂。
比較例1除了在向實施例1所用的捏和機中配合無機鹽的水溶液時使用氫氧化鈣23.9g代替50％的氯化鈣水溶液35.5g之外，其餘與實施例1同樣地進行操作，獲得了吸水性樹脂。
比較例2向一個1升的燒杯中加入丙烯酸230g、48％的氫氧化鉀水溶液186.7g、季戊四醇三烯丙基醚1.0g和水582.3g，將其冷卻至10℃。
將該溶液加入保溫聚合槽中，通入氮氣直至溶液中的溶解氧量降低至0.1ppm為止，然後添加35％的過氧化氫水溶液0.023g、L-抗壞血酸0.00575g和過硫酸鉀0.23g。在添加結束後約過30分鐘，聚合反應開始，過約2小時後最高溫度達到72℃。進而在該溫度下熟成5小時，結束聚合反應。
所獲的聚合物具有含水的凝膠狀。將該聚合物置於捏和機中攪拌約2小時以將其破碎，進而配入氫氧化鈣23.9g，在捏和機中攪拌混合約2小時。接著在110℃下加熱乾燥後將其粉碎，獲得了平均粒徑450μm的吸水性樹脂。
比較例3除了在向實施例1所用的捏和機中配合無機鹽的水溶液時使用50％的硝酸鈣水溶液104.9g代替50％的氯化鈣水溶液35.5g之外，其餘與實施例1同樣地進行操作，獲得了吸水性樹脂。
比較例4除了在向比較例2所用的捏和機中配合無機鹽時使用50％的硝酸鈣水溶液104.9g代替氫氧化鈣23.9g之外，其餘與比較例2同樣地進行操作，獲得了吸水性樹脂。
實施例4將市售的聚丙烯酸類水凝膠(三洋化成工業社制，商品名Sunflash ST-500D)10g置於4升的蒸餾水中以使其溶脹，這時向其中加入1升的CaCl2溶液(含有1g Ca；濃度0.28％)，充分攪拌。在不斷攪拌的條件下放置約2小時，用濾布(網眼大小∶尼龍過濾布，250目篩孔，安積濾紙社制，商品名N-No 250HD)過濾收集凝膠，然後將其置於乾燥箱(120℃)中乾燥1小時。乾燥後，將其置於乳缽中研碎，獲得了凝膠粉末。
比較例5把實施例4中使用的Sunflash ST-500D 10g置於4升的蒸餾水中以使其溶脹，這時向其中加入1升的Ca(NO3)2溶液(含有1g Ca)，充分攪拌。在不斷攪拌的條件下放置約2小時，用濾布過濾收集凝膠，然後將其置於乾燥箱(120℃)中乾燥1小時。乾燥後，將其置於乳缽中研碎，獲得了凝膠粉末。
(卡瓦來蘿蔔發芽勢試驗)使用上述實施例1～4和比較例1～5獲得的吸水性樹脂，按照上述的方法進行卡瓦來蘿蔔發芽勢試驗。所獲結果示於下面表2中。
表2各種樣品的物性和卡瓦來蘿蔔發芽勢試驗結果

比較例6對四種市售的聚丙烯酸類水凝膠(Sunflash，三洋化成工業社制；Acryhope，日本觸媒社制；Diawet，三菱化學社制；Sumica凝膠，住友化學社制)分別進行了鈣離子吸收量、氯離子含量、吸水倍率和卡瓦來蘿蔔發芽勢試驗。所獲結果示於表1中。
比較例7將比較例6中使用的Sumica凝膠約10g添加到氯化鈉濃度約0.6重量％的食鹽水約100ml中，充分攪拌。凝膠溶脹，當看不到該凝膠脫水收縮時，將其乾燥(120℃，3小時)，用乳缽將其研碎，獲得了凝膠粉末。
比較例8將實施例4中配製的水凝膠約10g添加到氯化鈉濃度約3.0重量％的食鹽水約300ml中，充分攪拌。當凝膠已溶脹後，將其乾燥(120℃，5小時)，用乳缽研碎，獲得了凝膠粉末。
實施例5與實施例1同樣地製得一種鈣離子吸收量為85.4(mg/g)，氯離子含量為1.6(mmol/g)，吸水倍率為309(g/g)的「吸水性樹脂A」(參見表2)。
將矽砂「天然矽砂4號」(粒度20～65目，土屋Caolin社制)與上述吸水性樹脂A按85∶15的重量比配合，使用享舍爾混合機按旋轉數100rpm將其混合15分鐘。進而，將所獲的混合物在室溫下用壓塊機(新東工業社制)加壓至2,000Kg/cm(線壓)，製成一種大小約4mm的顆粒狀植物體栽培用保水材料。
實施例6除了使用「天然矽砂4號」∶「吸水性樹脂A」∶「Racstar CB-2」(苯乙烯·丁二烯橡膠，大日本油墨社制)(重量配合比為85∶15∶1)代替實施例5中的「天然矽砂4號」∶「吸水性樹脂A」(重量配合比為85∶15)之外，其餘與實施例5同樣地製成植物體栽培用保水材料。
實施例7
將「天然矽砂4號」85份、在實施例1中製成的「吸水性樹脂A」15份和「粉碎紙漿」20份用享舍爾混合機按100rpm的轉速混合15分鐘。接著，在向所獲混合物用30份水噴霧的同時，用享舍爾混合機按100rpm的轉速均勻混合3分鐘，然後將該混合物放入一臺具有許多口徑4mm的成型孔的切碎機(不二powdal社制，商品名圓盤制粒機)內，將混合物擠出成棒狀(直徑4mm)。將該棒狀物切斷成5mm的長度，然後用於燥機(Tabaiespec社制，商品名SPHH-200型seftiopen)在80℃下乾燥2小時，製成了顆粒狀的植物體栽培用保水材料。
比較例9除了使用「Sunflash ST-500D」代替實施例5中的「吸水性樹脂A」之外，其餘與實施例5同樣地製成植物體栽培用保水材料。
Sunflash ST-500D聚丙烯酸類水凝膠，平均粒徑450μm，鈣離子吸收量164(mg/g)，氯離子含量0(mmol/g)，吸水倍率302(g/g)，三洋化成工業社制。
向一個尺寸為30cm×20cm×20cm的塑料制的種植器中裝入5Kg砂質土壤(例如河砂)。
向8.7Kg砂質土壤中加入1.3Kg植物體栽培用保水材料(分別在實施例5～7和比較例9中製得)和0.5Kg化學肥料(氮∶磷酸∶鉀＝1∶1∶1)，充分混合，獲得混合土壤，將此混合土壤積層於裝有上述砂質土壤的種植器上，充分灌水，然後用目視法觀察植物體栽培用保水材料向土壤中摻混的難易程度(均勻性，出現「疙瘩」的難易)，向其中播撒黃瓜、蘿蔔、水稻的種子。每隔三天澆灌50g的去離子水，14天後觀察各植物的生長狀況(12株的平均值)。
用目視法觀察植物體栽培用保水材料向土壤中摻混的難易。對向土壤中摻混的難易程度按下述基準進行評價，○…均勻混合△…有少許的不均勻(沒有產生疙瘩，但目視觀察可發現少許的不均勻)×…產生疙瘩，不均勻使用在上述實施例5～7和比較例9獲得的植物體栽培用保水材料，按照上述的方法，進行植物的生長情況(1)的試驗。所獲結果示於表3中。
表3

實施例8將「Perlite 3號」(黑曜石，日本水泥社制)∶「按實施例5製成的吸水性樹脂A」∶「Powder-resin EVA5015M」(熱塑性EVA樹脂，東京油墨社制)按10∶1∶5的重量比混合，然後將此混合物200g裝入一個容量為250cc的缽中，將混合物的表面弄平整。進而，在140℃下加熱30分鐘，然後將其冷卻至室溫，從而製成具有保形性的植物體栽培用保水材料。
實施例9將「Perlite 3號」(黑曜石，日本水泥社制)∶「按實施例5製成的吸水性樹脂A」∶「Elastlan ET1040」(熱塑性聚氨酯樹脂，武田bardisuurethan社制)按10∶1∶5的重量比，用混合機(千代田技術工業公司制，商品名Omni混合機，OM-5型)按100rpm的轉速混合10分鐘。將所獲混合物200g裝入一個容量為250cc的種植容器(材質陶器)中，使用壓勺將混合物的表面弄平整。進而在140℃下加熱30分鐘，待上述的熱塑性聚氨酯樹脂軟化後，將其冷卻至室溫，從而製成具有保形性的植物體栽培用保水材料。
實施例10
與實施例4同樣地製得一種鈣離子吸收量為62.9(mg/g)，氯離子含量為0.6(mmol/g)，吸水倍率為244(g/g)的吸水性樹脂B(參見表2)。進而除了使用「上述的吸水性樹脂B」代替實施例9中的「按實施例5製成的吸水性樹脂A」之外，其餘與實施例9同樣地製成具有保形性的植物體栽培用保水材料。
實施例11將「Perlite 3號」(黑曜石，日本水泥社制)∶「按實施例5製成的吸水性樹脂A」∶「ES纖維」(聚乙烯—聚丙烯複合纖維，平均纖維長度500μm，纖維直徑5μm，窒素社制)按10∶1∶5的重量比與實施例10同樣地混合，將此混合物200g裝入一個容量為250cc的缽中，將混合物的表面弄平整。進而，在140℃下加熱30分鐘，待上述ES纖維軟化之後將其冷卻至室溫，從而製成具有保形性的植物體栽培用保水材料。
實施例12將「Perlite 3號」(黑曜石，日本水泥社制)∶「按實施例5製成的吸水性樹脂A」∶「Sunprene SEL No.23」(末端NCO聚氨酯樹脂，三洋化成工業社制，液態)按10∶1∶5的重量比與實施例10同樣地混合，將此混合物200g裝入一個容量為250cc的缽中，將混合物的表面弄平整。進而在室溫下保持1天以使上述末端NCO聚氨酯樹脂固化，從而製成具有保形性的植物體栽培用保水材料。
比較例10除了使用「Sunflash ST-500D」代替實施例8中的「按實施例5製成的吸水性樹脂A」之外，其餘與實施例8同樣地製成植物體栽培用保水材料。
比較例11除了使用「Sunflash ST-500D」代替實施例11中的「按實施例5製成的吸水性樹脂A」之外，其餘與實施例11同樣地製成植物體栽培用保水材料。
(植物生長情況(2))
把具有保形性的植物體栽培用保水材料(分別在實施例8～12和比較例10、11中製得)浸漬於肥料溶液(Hyponex 20-20-20，1g/l，Hyponex Japan社制)中，使其充分吸水，然後用手指尖用力壓向各樣品的表面上以使其形成一個凹坑(直徑約5mm×深15mm)，向這些凹坑內播下各樣植物的種子(黃瓜、蘿蔔、水稻；每個凹坑一粒種子)，把處於凹坑周圍的吸水後的保水材料推倒以使其將種子覆蓋住。每隔3天向每個凹坑澆灌50g的去離子水，14天後觀察各植物的生長情況(6株的平均值)。
使用上述實施例8～12和比較例10、11中製得的植物體栽培用保水材料，按照上述方法進行植物生長情況(2)的試驗。所獲結果示於表4中。
表4

實施例13向實施例5的吸水性樹脂A和熱塑性聚氨酯樹脂(商品名Elastlan ET1040，武田Bardisuurethan工業社制)100份中加入上述吸水性樹脂A100份，使用開放式輥軋機在150℃下混煉10分鐘，進而在180℃下加壓成型(神藤金屬工業社制，商品名Sind式SF型油壓機)，獲得了厚度為1.5mm的薄板。將該薄板用造粒機(株式會社Horai制，商品名造粒機SGG-220)剪斷，製成一種1.5mm見方的顆粒狀植物栽培用保水材料。
實施例14
除了使用「苯乙烯類熱塑性樹脂」(旭化成工業社制，商品名Taftec H1052代替實施例13中的「熱塑性聚氨酯樹脂」之外，其餘與實施例13同樣地製成植物體栽培用保水材料。
實施例15除了使用「聚烯烴類熱塑性樹脂」(住友化學工業社制，商品名住友TPE 3570)代替實施例13中的「熱塑性聚氨酯樹脂」之外，其餘與實施例13同樣地製成植物體栽培用保水材料。
實施例16除了使用「乙烯—乙酸乙烯共聚物」(住友化學工業社制，商品名Evertate R5011)代替實施例13中的「熱塑性聚氨酯樹脂」之外，其餘與實施例13同樣地製成植物體栽培用保水材料。
實施例17使用實施例5的吸水性樹脂A、丁苯橡膠(SBR，EXXON化學社制，商品名EXXONBUTYL268)和發泡劑(DPT，二硝基五亞甲基四胺)，按照下述的配比，使用開放式輥軋機混煉10分鐘，製成一種厚3mm的薄板。將該薄板加入模具中，在145℃下加壓20分鐘，然後將其從模具中取出，冷卻，製成了發泡體(密度0.2g/ml)，然後將其剪斷成1.5mm正方的小粒。
SBR 50份吸水性樹脂A 50份氧化鋅 2.5份硫粉1.0份促進劑(DM，二硫化二苯並噻唑)1.0份硬脂酸 0.5份石蠟1.0份發泡劑(DPT) 1.5份比較例12除了使用「Sunflash ST-500MPS」代替實施例13中的「吸水性樹脂A」之外，其餘與實施例13同樣地製成植物體栽培用保水材料。
Sunflash ST-500MPS聚丙烯酸類水凝膠，平均粒徑35μm，鈣離子吸收量164(mg/g)，氯離子含量0(mmol/g)，吸水倍率302(g/g)，三洋化成工業社制。
把具有保形性的植物體栽培用保水材料(分別在實施例13～17和比較例12中製得)浸漬於肥料溶液(Hyponex 20-20-20，1g/l，Hyponex Japan社制)中，使其充分吸水，然後將其加入一個容量為1升的種植缽(材質陶器)中，將其表面弄平，然後用手指尖用力壓向各樣品的表面上以使其形成凹坑，向這些凹坑內播下各樣植物的種子(黃瓜、蘿蔔、水稻；每個凹坑一粒種子)，把處於凹坑周圍的保水材料推倒以使其將種子覆蓋住。每隔3天向每個凹坑澆灌50g的去離子水，14天後觀察各植物的生長情況(6株的平均值)。
使用上述實施例13～17和比較例12中製得的植物體栽培用保水材料，按照上述方法進行植物體栽培用保水材料的吸水倍率和植物生長情況(3)的試驗。所獲結果示於表5中。
表5

工業實用性本發明的植物保水用載體由於具有小的鈣離子吸收量和適宜的氯離子含量，因此不會使植物患鈣離子缺乏症，另外由於它具有足夠大的吸水倍率，因此能夠向植物供給充分的水分。
本發明的植物體栽培用保水材料不會阻礙植物的生長，並且其吸水能力優良，因此可以向植物補給充分的水分。另外，通過使用輕質的基材加工成各種形狀來代替天然土壤，因此可以大幅度地減輕種植材料的重量。
基於上述效果，本發明的植物保水用載體和植物體栽培用保水材料在用於栽培植物時起到支持或載持該植物體的作用，同時還能發揮它作為向該植物體供水的水源的功能。更具體地說，在將其作為流體播種、苗圃栽培、露天栽培、綠化工程等使用時，不會阻礙植物的生長並且可以向植物供水，因此可以作為植物保水用載體和植物栽培用保水材料使用。
本發明的植物保水用載體和植物栽培用保水材料特別是在設施園藝中可以有效地作為在生產、流通上正在迅速普及的溫室成型苗、集體盆栽苗、盆栽苗等的「盆栽物」用的種植材料使用。另外，在以無機材料和有機合成樹脂·橡膠作為植物栽培用保水材料使用的情況下，可以使用與天然土壤不同的全部是合成的材料，因此對微生物的增殖和腐敗等現象可以容易地加以控制。
另外，與傳統的天然物栽體·保水材料相比，本發明的植物保水用栽體和植物栽培用保水材料在外觀上也具有美感，容易保持清潔，因此也能靈活地作為室內的種植材料使用。
權利要求
1.一種植物保水用載體，其中含有水凝膠形成性的高分子(A)，該水凝膠形成性高分子(A)的每1g乾燥重量的鈣離子吸收量為0～100mg；每1g乾燥重量的氯離子含量為0.07～7mmol；而且在25℃的去離子水中的吸水倍率為1.0×101～1.0×103倍。
2.如權利要求1所述的植物保水用載體，其中，上述的高分子(A)具有與高分子鏈結合的羧基，並且相對於該高分子(A)的每1g乾燥重量，上述羧基的鹼金屬鹽或銨鹽的含量為0.3～7mmol。
3.如權利要求1所述的植物保水用載體，其中，上述的高分子(A)相對於其每1g乾燥重量含有3～17mmol與高分子鏈結合的羧基，並且相對於每1g乾燥重量，上述羧基的鹼金屬鹽或銨鹽的含量為0.3～7mmol。
4.如權利要求3所述的植物保水用載體，其中，上述的高分子(A)是聚丙烯酸類聚合物。
5.如權利要求3或4所述的植物保水用載體，其中還含有羧基的多價金屬鹽。
6.如權利要求1所述的植物保水用載體，其中，上述的高分子(A)是表面交聯的高分子。
7.如權利要求1所述的植物保水用載體，其中，上述氯離子的抗衡離子是Na、K、Ca和/或NH4離子。
8.一種植物體栽培用保水材料，其中含有水凝膠形成性的高分子(A)和植物體栽培用載體(B)的混合物，該水凝膠形成性高分子(A)的每1g乾燥重量的鈣離子吸收量為0～100mg；每1g乾燥重量的氯離子含量為0.07～7mmol；而且在25℃的去離子水中的吸水倍率為1.0×101～1.0×103倍。
9.如權利要求8所述的植物體栽培用保水材料，該保水材料具有成型體的形狀。
10.如權利要求8所述的植物體栽培用保水材料，其中，上述的高分子(A)含有與高分子鏈結合的羧基，並且相對於高分子(A)的每1g乾燥重量，該羧基的鹼金屬鹽或銨鹽的含量為0.3～7mmol。
11.如權利要求8所述的植物體栽培用保水材料，其中，上述的高分子(A)相對於其每1g乾燥重量含有3～17mmol與高分子鏈結合的羧基。
12.如權利要求8所述的植物體栽培用保水材料，其中，上述載體(B)是橡膠和/或合成樹脂。
13.如權利要求8所述的植物體栽培用保水材料，該保水材料還含有粘合劑(C)。
14.如權利要求9所述的植物體栽培用保水材料，其中，上述的成型體選自顆粒狀的加壓成型體；該片狀、棒狀或塊狀加壓成型體的剪斷物或粉碎物；該片狀、棒狀或塊狀加熱成型體的剪斷物或粉碎物；顆粒狀的加熱成型體；該片狀、棒狀或塊狀發泡體的剪斷物或粉碎物。
15.如權利要求9所述的植物體栽培用保水材料，其中，上述的成型體是發泡成型體。
全文摘要
一種植物保水用載體,它由水凝膠形成性高分子(A)構成,該高分子(A)的每1g乾燥重量的鈣離子吸收量為0～100mg;每1g乾燥重量的氯離子含量為0.07～7mmol;而且在25℃的去離子水中的吸水倍率為1.0×10
文檔編號A01G31/00GK1330510SQ9981452
公開日2002年1月9日 申請日期1999年11月5日 優先權日1998年11月6日
發明者小保內康弘, 古川浩二, 吉岡浩, 森有一, 糟谷和宏 申請人:M&M實驗室株式會社, 三洋化成工業株式會社