水耕栽培とは?



水耕栽培とは、土を使わず水と液体肥料(養液)で植物を育てる方法で、現在各地の施設で行われている植物工場は水耕栽培が主流です。
水耕栽培の多くは植物の根の部分を肥料が入った水(培養液)に浸し、必要な養分と酸素を根から吸収させます。育てる環境や養液を衛生的に管理をすることで、健康的な無農薬植物が育ち、季節に関係なく計画的な栽培ができます。


水耕栽培の育成方式

水耕栽培の育成には、養分の入った水中に植物の根を直接伸ばす方法や培養液を霧のように根に直接スプレーする方法、そして植物の根元に培養液を間歇的に点滴する方法とがあります。

植物工場での育成栽培方法は、循環する水に植物をパネル(発泡板)の穴に差し込んで一緒に浮かせる方法(DFT方式)で、リーフレタス、ミツバ、ほうれん草、ミツバやミズナなどの野菜の大半はこの方式です。

リビングファームの水耕栽培では、家庭で手軽に美味しい野菜を作れるように、
水を浅く溜め、伸びた植物の根の先端から肥料と水分を吸収させる方法(NFT方式)で栽培します。




トマトやイチゴなどの果実は、ロックウール(石綿)やピートモスなど培地にして、そこに培養液(液体肥料)を点滴して栽培します。
 

水耕栽培の歴史

植物を水耕栽培方式で育てることを発明したのは、植物生理学を確立したドイツのザックス(J.Sachs 1832〜1897)です。植物を土で育てる代わりに、いろいろな肥料を溶かした水溶液に根を浸して育て、植物にとって必要な養分をつきとめました。
それまでは植物は腐食物(有機物)をそのまま吸収して育つものと思われておりましたが、ザックスとその後継者は水耕栽培による実験で、窒素、リン、カリなどの無機養分が植物の成長に役立つことをつきとめました。


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植物工場の歴史と種類

水耕栽培(養液栽培)が本格的に植物工場として活用されたのは、第二次世界戦争中にアメリカが南方の基地に建設し、さらに戦後日本に米軍が駐留したとき東京の調布市と滋賀県の大津市に野菜の自給を始めたのが最初の植物工場です。



この頃の日本農業の肥料は人糞を主に使っていたので米軍が衛生上建設したとされ、その技術が日本に植物工場として定着しました。その後、日本農業が農業人口の減少、高齢化、若者の農業離れなど農業を取り巻く環境が悪化するなか未来農業としての植物工場が注目されてきました。
当初は太陽光を利用した植物工場が中心でしたが、その後は高圧ナトリュームランプや、蛍光灯などの人工光を利用し完全密閉された植物工場が主流となりました。

2009年に農水省、経産省が合同で補助金を出し、千葉大学や大阪府立大学などで植物工場の研究が推進され、いろいろな形式の植物工場が建設されました。
2011年3月の大震災と原発問題発生により、より安全・安心な野菜の供給施設としてさらに植物工場が注目されました。
現在(2015年)日本には人工光型植物工場が165箇所、太陽光、併設型で約200か所の植物工場があり、人工光型は蛍光灯、放電灯使用が主流でしたが、ここ数年ではLED技術が急速に発展し、コストも安くなったことにより、新設の植物工場はほとんどがLED光源を装備しております。

 

太陽光型植物工場 / 太陽光型円形ドーム植物工場
 



蛍光灯型植物工場 / LED光源植物工場

 


植物工場の役割 地産地消の実現

植物工場のメリットは地産地消です。植物工場は都会などの消費地に近接して作ることができます。
そのため収穫した野菜などを近くのお店、コンビニやスーパーなどに新鮮なまま並べることができ、その間の輸送コストが安くなります。さらに売れた情報を近接した植物工場に流し、その日に必要なだけ収穫して並べれば、無駄な在庫が無くなり、廃棄野菜が少なくなりなります。暑い夏、寒い冬などの過酷な条件での労働が無い植物工場では、1年中、女性でもシニアでも経験無くても働くことができます。
問題点は都会は土地代、建設費そしてLEDなどの設備費用が掛かることです。また電気代などのランニングコストがまだまだ高いので、採算の本当に取れる植物工場は少ないのが現状です。
今後は空いた設備を活用したり、付加価値の高い野菜や、地域のニーズにあった野菜などを作ることにより都会型の街中植物工場の可能性がどんどん出てきます。


 


  家庭で水耕栽培のすすめ  


自産自消を楽しみます 

植物工場の野菜を育てるシステムを家庭でも出来るようにしたのがリビングファーム水耕栽培器です。赤と青のLEDで光合成が活発に行われ、さらに根が丈夫に育つ特許リビングファームシステムで本格的な野菜が出来ます。

ビタミンやポリフェノールなどは露地栽培で作られる野菜と同等でしかも安全安心な新鮮野菜です。お子様と一緒にご家庭で野菜を作ると、野菜嫌いのお子様をなくし、さらに植物を育てることへの興味も湧いてきます。
ご家庭で野菜を作る「自産」を楽しみ、そして毎日美味しい野菜を食べる「自消」も楽しめます。



お部屋の中で、野菜と一緒の生活する緑に囲まれたライフスタイルを楽しんでください。




水耕栽培に適した植物

水耕栽培に適している植物は、リーフレタス類、エンダイブ、そしてケールなどの葉菜類が育てやすいです。



バジル、ルッコラ、パクチー、パセリそしてイタリアンパセリなどのハーブ類の野菜も適しています。



発芽率は落ちますがアイスプラントなども水耕栽培に向いてます。
根菜類ではラディッシュ(二十日ダイコン)などは育てやすいです。
ミニトマトやイチゴなど果実野菜も水耕栽培で育成できますが、人口光だけでなく太陽光も併用したほうが実りが多くなります。


花類では、パンジー、ペチュニア、マリーゴールドそしてひまわりなど、エディブルフラワー(食用花)として楽しめますし、1年中美しい花が楽しめます。





水耕栽培用の種

市販されてる種では水耕栽培専用のものはありませんが、ホームセンターや花屋等で売っている種を使って栽培することができます。
リーフレタスは、タキイ種苗のマザーグリーン、マザーレッド、グリーンウエッブが発芽率も高く、水耕栽培で育てやすいです。エンダイブ、ケールなどの葉菜類、パクチー、ルッコラ、パセリなどのハーブ類は、種苗会社に因る差は余りありません。
(種の発芽率は温度によってかなり違います、10℃以下 35℃以上では発芽をしない種もあります。)


もっと詳しく >>>
http://www.living-farm.com/category/1313485.html



水耕栽培用の培地

水耕栽培では、種子を植えて発根、発芽させるウレタンスポンジ樹脂やロックウールなどを培地と言います。
リビングファームのスポンジ培地(ウレタン発泡)には H型の切り込みが入っており、タネの大きさにで 1〜3個ほど植えます。




植えてから、水をしっかりとかけてあげると、2〜10日でまず発根が始まり、培地の切り込みから発芽してきます。





水耕栽培に必要な要素

光合成のしくみ

植物は光合成によって成長します、光合成に必要なものは、水、栄養、二酸化炭素、酸素、光そして温度で、このどれが不足しても順調に育ちません。


植物は光を沢山受けるため、また二酸化炭素を葉の裏の気孔から獲得するため葉っぱ面積を出来るだけ大きくしています。
葉っぱの細胞には多くの葉緑体があり、その葉緑体にあるチラコイドのアンテナが光を受けクロロフィルが活性化してエネルギーになります。そのエネルギーにより二酸化炭素を吸収してカルビン・ベンソン回路でブドウ糖などの炭素化合物が合成されるのが光合成のしくみです



1. 肥料(養分)の大切さ

まず植物が根から取りいれる養分はすべてイオン化された無機養分で、有機肥料も土の中で分解されて同じ無機養分になります。



植物とって不可欠な無機養分の中で比較的必要量が多いものを多量元素と言い窒素(N)、リン(P)、イオウ(S)、カリウム(K)、カルシュウム(Ca)、、そしてマグネシウム(Mg)があり、要求量の比較的少ない栄養素を微量元素と言い、鉄(Fe)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)他17種あります。
これらの元素を適切に含んだ水耕栽培用の肥料を適量の水に入れ培養液として使用します。
肥料の濃度を表す数値としてEC値がありますが、植物の栽培によって異なり、普通1.5〜3.5dS/m程度が適切です。



2. 光の大切さ

植物の生長は光合成によりおこなわれますが、葉緑体の中でクロロフィルが主に赤と青の光で活性化してエネルギーを作る明反応が行われます。

そのエネルギーを使って二酸化炭素を炭素固定する光を必要としない暗反応(カルビン・ベンソン回路)を推進して、すべての生物の生命の基となるブドウ糖、デンプン等の炭化化合物を作ります。その過程の中で二酸化炭素を分解して酸素を作り、気孔から大気に流れていきます。

したがって植物育成には太陽光の内、青(440nm周辺)と赤(660nm周辺)の波長がクロロフィルに多く吸収され光合成がおこなわれます。

緑の波長の部分は反射したり透過してしますが、反射した緑の光で植物は緑に見え、透過した緑の光も屈折しながらも光エネルギーとして使われます。
植物工場などでは主に赤と青のLEDを光源とすることにより効率的で少ない電力消費でしかも露地栽培より早く成長させています。
また、青の光などの単色光に照射されると葉っぱがストレスを感じてポリフェノールのような抗酸化剤などを多く作り上げると言われています。


リビングファームのLED光源は光合成の効率を上げるために主に赤LED660nm周辺を、青LEDは400nm周辺を発生するLEDを写真のように配置しています。



リビングファームのLED360


消費電力はLED灯具(LED360)1本に付き月間130円ぐらいのコストです。


3.二酸化炭素は植物が育つのに必要です

二酸化炭素は空気中に390ppm(0.039)しか含まれてなく、この貴重な二酸化炭素を葉緑体のルビスコ(酵素)によって捉えられて、炭素を固定する暗反応のカルビン・ベンソン回路に回されます。
植物工場などではその二酸化炭素濃度を増やすために、二酸化炭素発生器を使い600〜2000ppmにまで増量させて光合成を促進させています。


室内で栽培するリビングファーム水耕栽培器は、お部屋の空気が循環して葉っぱに多く触れるようにオープンタイプのデザインです。



人が活動する部屋に置くことで、二酸化炭素を充分に供給されます。人は動いてどんどん二酸化炭素を出し、植物はその代わりに酸素をどんどん出してくれます、まさに植物との共生です。


4. 酸素も必要(呼吸作用)

植物が生長するためにエネルギーが必要です。光合成で出来た炭素化合物を分解してエネルギーをとりだしながら成長します。
その過程において酸素を必要とするので呼吸といいます。その陰で二酸化炭素と水が出来葉っぱの裏側の気孔から排出されます。
又根の成長のために酸素も必要で、水耕栽培では水に常に酸素を供給するために水を循環したり、空気ポンプで酸素を供給しています。


リビングファームの育成ポット構造は、根が水と空気を含んだハイドロボールの中を伸びて多くの酸素が吸収されています。



中型水耕栽培器(M,RH,RWシリーズなど)の水耕栽培では育成ボックスの水に常時空気が入るように空気ポンプで酸素を供給しています。


5. 水の性質も重要

水は全ての植物で必須ですが、特に水耕栽培では水のph状態(酸性,中性、アルカリ性)も重要な要素です。最適なphは 5.5〜6.5です。
基本的にはリビングファームでは通常の水道水を使いますが、水道水は通常アルカリ性は強いので、液体肥料などによって中和します。又水温も重要で、あまり冷たすぎたり、高すぎたりすると根の発育が遅くなります。



6. 温度も重要

植物の発育、活性化には温度の調節が必要です、寒い冬は5℃以下にならないようにしたり、夏には30℃以上にならないようにします。

また、種子の発芽はそれぞれに最適な気温(10〜25℃)がありますので注意します。
低温10℃以下、高温30℃以上の状態では、発芽率が50%以下に低下し、発芽が極端に遅れる種子がでてきます。




以上の諸条件を最適に整えることにより、水耕栽培で健康で美味しい野菜を育てることが出来ます。

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開発者兼社長 長尾さん

リビングファームのウェブショップへお越しいただきありがとうございます! 環境に、人に、優しい水耕栽培をモットーに、家庭でできる植物工場、誰でも失敗なく楽しめて安心野菜を育てられる家庭用LED水耕栽培器を開発しました。 はじめての方にも、愛好家の方にも愛される水耕栽培ショップを目指しています。都会ならではの自産自消の野菜生活一緒に始めましょう!

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