土のない文化とは？

無土栽培とは、広義には土を使わず、養液を使って植物を育てる栽培方法です。 無土栽培法は、作物が必要とする養分を養液に溶かして根から吸収させる必要があるため、水耕栽培とも呼ばれます。 この研究報告は、無土壌栽培を使用すると、作物の収量が大幅に増加し、収量が 10 倍以上増加する可能性があることを示しています [1]。また、生育条件と環境を効果的に制御して、土壌で有害物質が生成されるのを防ぐことができます。 . 作物の品質が比較的安定します。

無土栽培の注意点：

養液の処方、濃度、温度。

無土栽培法で使用する養液処方では、土が本来持っている養分を植物に加える必要があります。 これらの元素は、主に6つの主要ミネラル元素と7種類の微量元素で構成されています：窒素（N）、リン（P）、カリウム（K）、カルシウム（Ca）、マグネシウム（Mg）、硫黄（S）、ホウ素（B） ）、塩素（Cl）、銅（Cu）、鉄（Fe）、マンガン（Mn）、モリブデン（Mo）、亜鉛（Zn）である[4]。 養液が構成されて植えられた後、植物が養分を吸収するにつれて、養液の濃度（EC）が減少します。 栽培プロセス中、濃度 (EC) の変化が植物の成長を妨げるのを防ぐために、培地の濃度 (EC) を定期的にチェックする必要があります。 また、根腐れを防ぐために、養液の温度を摂氏18～25度の最適な範囲内に制御する必要があります。

pH値を維持する

土にはpH値を調整する機能があります。 植物は、特定の pH 値で養液から養分を吸収する必要があります[2]。 無土壌期間中の栽培プロセスにおける栄養溶液のpH値の変化を防ぐために、植物学者はpHを維持するために栄養溶液の重要な成分として生物学的緩衝剤を使用することを選択します. pHを維持・調整できる緩衝液には多くの種類があります。 多くの実験の後、MES Buffer が最良の選択であることがわかりました。 MES Buffer は生物学的に不活性で植物に対して無毒であり、金属結合定数が非常に低く、養液の金属イオンに影響を与えることなく、養液の pH 値を安定して維持できます [3]。

他のバックアップ バッファを探したい場合は、次の点に注意する必要があります[3]：

• 無機緩衝液は植物毒性の可能性があります
• 固体炭酸塩はpHの上昇を防ぐことができません
• 交換樹脂は、養液中のマグネシウム (Mg) とマンガン (Mn) に影響を与える可能性があります。

参考文献: Aseptic culture methods and biological buffers

参考文献: MES Buffer used in Hemp

酸素の供給

植物の健全な成長にとって最も重要な鍵の 1 つは酸素です。 土壌なし培養システムは、主にオープン システムである DWC (Deepwater Culture) システムとクローズド システムである NFT (Nutrient Film Technique) システムに分けられます。 DWC方式では、植物の根が水位の高い養液タンクに長時間浸されるため、植物が酸素不足で枯死しやすくなります。 根に酸素を供給するために、ポンプを使用して水槽に酸素を供給する必要があります[6]。 クローズドシステム-NFTシステムでは、根系は浅い水位の養液輸送パイプで栽培されます。 空気と直接接触できる根系の一部に加えて、継続的に流れる養液は、植物の根による吸収のために、養液に酸素を戻すこともできます [1]。

無土壌栽培法を使用することには多くの利点があり、収量と品質を向上させるだけでなく、水資源の浪費を減らし、リサイクルの効果を達成し[1]、土地の都市化と食糧不足の問題を解決することもできます [5]。 今後の無土栽培の流れはとどまるところを知りません。 しかし、初期設備投資は高額であり、水質、pH値、酸素量などの植栽環境の状態を管理するためには、多くの機器や設備が必要です。 土耕栽培に比べて専門的な知識と高度な環境制御技術が必要なため、普及には若干の難点があります。

Reference:

^[1] Soilless Culture System to Support Water Use Efficiency and Product Quality: A Review https://doi.org/10.1016/j.aaspro.2015.01.054

^[2] Fertilizer and Cultivar Selection of Different Vegetable Crops and Evaluation of Different Ph Buffers in Hydroponics https://shareok.org/handle/11244/300316

^[3] An evaluation of MES (2(N-Morpholino)ethanesulfonic acid) and Amberlite IRC-50 as pH buffers for nutrient solution studies https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11539688/

^[4] Complete Guide for Growing Plants Hydroponically

^[5] Hydroponics as an advanced technique for vegetable production: An overview DOI: 10.5958/2455-7145.2018.00056.5

^[6] REVIEW ON SOILLESS METHOD OF CULTIVATION: HYDROPONICS http://www.recentscientific.com/sites/default/files/15726-A-2020.pdf