
無土壌栽培は、従来の土壌を使わず、代替培地や栄養豊富な水溶液を用いて植物を栽培する先進的な農法です。この技術は、資源効率を最大限に高めながら、多様な環境下での年間を通しての生産を可能にします。
無土壌栽培
1. 無土壌栽培入門
無土壌栽培とは、天然の土壌を使わずに、代わりに以下のものを使用して植物を育てる農法を指します。
水ベースのソリューション(水耕栽培、空中栽培)
不活性基質(ココヤシ繊維、パーライト、ロックウール)
バイオスティミュラント強化システム(有機水耕栽培)
このアプローチにより、根域の状態を正確に制御できるようになり、次のメリットが得られます。
✔ 従来の農業に比べて90%の節水
✔ 1平方フィートあたりの収穫量が3~10倍向上
✔ 気候に左右されない年間生産
✔ 農薬使用量の削減
当初は温室栽培用に開発されましたが、現在では土壌を使用しないシステムが主流となっています。
都市型垂直農場
制御環境農業(CEA)
宇宙ミッションの食料生産
2. 無土壌栽培の科学的原理
無土壌システムは、以下の方法で植物の成長を最適化します。
A. 酸素化管理
根は土壌よりも3倍多くの酸素を吸収します
根腐れを引き起こす嫌気性状態を防ぐ
B. 栄養素の供給精度
pH(5.5~6.5)とEC(1.0~3.5 MS/cm)を直接制御
土壌粒子からの栄養素の閉じ込めなし
C. 成長の加速
最適化された条件により成熟が30~50%速くなる
水分や栄養素を継続的に摂取することでストレスが軽減されます
3. 無土壌栽培システムの種類
システムタイプ 説明 最適な用途 水の使用 深水養殖(DWC) 酸素を含んだ溶液に浸した根 レタス、ハーブ 低い 栄養フィルム技術(NFT) 薄い栄養膜が根を通り抜ける 葉物野菜 非常に低い 潮の満ち引き 定期的な洪水/排水 スターター、薬用植物 中くらい エアロポニックス 根に栄養霧を吹きかける 高価値作物 最小限 基質培養 不活性培地(例:ココヤシ繊維)で生育する トマト、キュウリ 中くらい 4. 無土壌栽培の水耕栽培技術
A. 栄養フィルム技術(NFT)
仕組み:1~2mmの栄養膜が傾斜したチャネルを通って流れる
主な機能:
栽培培地は不要
1~2L/分の流量
成長の早い緑地に最適
B. 深水養殖(DWC)
コンポーネント:
浮き輪(発泡スチロールまたはプラスチック製)
酸素供給のためのエアストーン
20~50ガロンの貯水池
作物: バジル、レタス、ケール
5. 土壌のない栽培に関するエアロポニックシステム
高圧エアロポニックス(HPA)
ミスト粒子サイズ:5~50ミクロン
サイクルタイミング: 5秒オン/5分オフ
商業利用: エアロファームズ (ニュージャージー州) は年間200万ポンドの野菜を栽培
低圧エアロポニックス(LPA)
最適な用途: 家庭栽培者
料金: 1,000/セットアップ
6. 基質ベースの方法
無土壌栽培の培地比較
基板 水分保持 エアレーション pH安定性 ココヤシ 高い 中くらい 良い パーライト 低い 素晴らしい 公平 ロックウール 中くらい 良い 素晴らしい 粘土の小石 低い 素晴らしい 良い 7. 無土壌栽培における栄養管理
必須要素:
主要栄養素: N、P、K、カルシウム、マグネシウム、S
微量栄養素:鉄、マン、亜鉛、銅、B、モ
ソリューションパラメータ:
pH範囲: 5.5~6.5 (ほとんどの作物)
EC レベル:
苗木: 0.8~1.2 MS/cm
栄養成長:1.2~2.0
結実:2.0~3.5
8. 土壌のない栽培に関する植物生理学的適応
根の構造:側根毛を増やす
気孔調節:最適化されたVPDで改善
栄養素の吸収:直接吸収が効率を高める
9. 無土壌栽培のシステム設計
手作り ホームシステム(100 ドル以下):
容器: 5ガロンバケツ
栽培培地:ココヤシ繊維+パーライト
栄養供給:エアポンプ+点滴ライン
照明:50W LEDパネル
無土壌栽培に関する商業用温室の設置
構造: ポリカーボネートまたはガラス
灌漑:自動施肥灌漑
気候制御:二酸化炭素₂濃縮、除湿機
10. 無土壌栽培の最適条件
パラメータ 理想的な範囲 温度 68~77°F(20~25°C) 湿度 60~70% RH 二酸化炭素₂ 800~1200 ppm 光の強さ 400~800μmol/m²/秒