何世紀もの間、伝統的な土壌ベースの農業は食料生産の基盤となってきました。しかし、収量の減少、コストの上昇、環境問題などの課題を抱える中、農家や農業イノベーターは代替方法に目を向けています。その中でも、温室での無土壌栽培は、より高い効率、より良い収量、持続可能な生産を約束する革新的なアプローチとして際立っています。
無土壌栽培は、その名の通り、土壌を使わずに、代わりに栄養豊富な溶液を使って植物を育てる方法です。この概念は全く新しいものではありませんが、技術の進歩により、洗練されたスケーラブルな栽培方法へと変貌を遂げました。米国では、無土壌栽培のほとんどが温室で行われており、環境条件を正確に制御できます。
土壌なしで栽培できる作物はほぼすべてありますが、これらのシステムに特に適した作物もあります。レタスなどの葉物野菜、トマト、ピーマン、キュウリ、イチゴ、バジルやパセリなどのハーブが最も一般的です。システム設計の重要な要素は、栄養溶液の中で植物が成長するのをどのようにサポートするかです。
無土壌栽培における革新は、作物タイプ、スペース要件、経済的考慮事項に応じて、それぞれ独自の利点を持つ多様なシステム設計につながっています。
この方法は、プラスチックで裏打ちされ、排水のために傾斜した砂、エンドウ豆砂利、またはトラップロックで満たされた深いベッド（18〜24インチ）を使用します。植物は培地に直接配置され、栄養溶液で1日に数回灌漑されます。
開放型または閉鎖型のプラスチック製トラフとPVCパイプは、レタス、トマト、キュウリに人気があります。これらには、栄養溶液のみが含まれているか、ピートモスやパーライトなどの不活性媒体が充填されている場合があります。一部のシステムは、植物の成長に合わせて植物の間隔を調整するための可動式ラックを備えています。
定期的に浸水するトレイは、レタスの生産に使用されます。小さな生育ブロックで開始された植物は、成長に合わせて手動で間隔を空けます。トレイは通常、成形プラスチックまたは防水合板で作られています。
コーネル大学の研究者は、栄養溶液を一方の端からポンプで送り込み、もう一方の端から排水するプラスチックライニングされた地床を使用するシステムを開発しました。レタスの植物は、発泡ポリスチレンシートで支えられています。
英国のDr. Allen Cooperによって開発されたNFTは、フィルムプラスチックで作られた浅いチャネルを使用します。栄養溶液はこれらのチャネルを流れ、植物は沿って配置されたポットまたは生育ブロックによって支えられています。
ピートバーミキュライト混合物が充填されたポリエチレンバッグは、点滴灌漑で栄養素を供給する列に配置されています。これらのバッグは、交換前に複数の作物サイクルをサポートできます。
この高度なシステムでは、植物の根は密閉された容器内の空中に吊り下げられ、栄養溶液でミスト状に噴霧されます。エアロポニックスは、優れた酸素供給と効率的な栄養素供給を提供します。
植物支持構造に加えて、無土壌システムには、貯水池、ポンプ、および制御が必要です。コンクリート、プラスチック、またはグラスファイバー製のタンクは、栄養溶液を貯蔵します。肥料腐食に強い特殊なポンプが不可欠です。制御システムは、単純なタイマーから、栄養化学を自動的に監視および調整する洗練されたコンピューターまで多岐にわたります。
技術が進歩するにつれて、無土壌システムはよりスマートで自動化されています。新たなイノベーションには以下が含まれます。
無土壌栽培は、単なる栽培技術以上のものを表しています。それは、資源を最大化し、環境への影響を最小限に抑える精密農業への転換を具現化しています。従来の農業の課題に直面している農家にとって、これらのシステムは有望な道筋を提供します。
