無土栽培

灌漑部分は、温室内の植物に水と肥料を供給する 1 つの完成したシステムで構成されています

無土栽培とは、水、泥炭または森林の葉のマルチ、バーミキュライトなどの培地を植物の根系の基質として使用して植物を固定し、植物の根系が栄養素に直接接触できる栽培方法を指します解決。 無土壌培養における養液の組成は、制御が容易であり、いつでも調整できます。 砂漠や海辺、無人島など、光と温度が適しているが土のない場所でも、一定量の淡水の供給があれば実施可能です。 無土栽培は、栽培媒体の違いにより、水耕栽培、ミスト（空気）栽培、基質栽培に分けられます。 水耕栽培とは、土を使わず、植物の根に直接養液を接触させる栽培方法です。 初期の水耕栽培は、植物の根系を栄養溶液に浸して成長させることでした。 この方法は低酸素症を引き起こし、深刻な場合には根系が死んでしまいます。 養液膜法の水耕栽培法がよく使用されます。つまり、作物の根系を継続的に循環する養液の非常に薄い層であり、作物への水と栄養素の継続的な供給を保証するだけでなく、根に新鮮な酸素を継続的に供給します。
無土壌栽培は、ここ数十年で開発された作物栽培の新しい技術です。 作物は土壌で栽培されるのではなく、溶解したミネラルを含む水溶液（養液）に植えられます。 またはある種の栽培培地では、作物は養液で栽培されます。 特定の栽培設備と特定の管理手段がある限り、作物は正常に成長し、高収量を達成できます。 自然の土を使わず、養液を使って作物を灌漑するため、無土栽培と呼ばれます。
無土栽培の特徴は、土壌環境を人工的に作り出した作物の根の生育環境に置き換えることです。 栄養素、水、空気、その他の条件に対する作物のニーズを満たすだけでなく、これらの条件を制御および調整して、作物のより良い成長を促進することもできます。 、そして栄養成長と生殖成長の間のより良いバランスを得る. したがって、土壌なしで栽培された作物は、通常、高収量および高品質でよく成長および発育します。
19 世紀半ば、ドイツの科学者ファン ライビッヒはミネラル栄養理論の原型を確立し、現代の無土壌栽培技術の理論的基礎を築きました。 サックスとクノップは 1860 年頃に植物の養液栽培に成功し、今日まで用いられてきたミネラル養液による植物栽培法を確立し、次第に近代的な無土栽培技術へと発展していきました。 1929年、アメリカのGerickeは大規模な無土壌栽培の研究を行い、養液を使ってトマトを高さ7.5mまで育て、1株あたり14kgの果実を収穫しました。 1940年代には、新しい栽培方法として、無土栽培が農業生産に相次いで採用されました。 多くの国が相次いで無土栽培の拠点を確立し、温室を建設した国もあります。 第二次世界大戦中、英国空軍は無土壌栽培法を使用してイラクの砂漠で野菜を生産し、米国は太平洋のウェイク島で戦時のニーズを満たしました. その後、さまざまな国が無土栽培の技術を適用し始め、より大きな発展を遂げました。 1955 年、オランダで開催された第 14 回国際園芸会議で、何人かの無土栽培研究者が国際無土栽培グループ (IWOSC) の設立を開始し、1980 年に無土栽培協会 (ISOSC) に改名されました。
わが国における無土栽培の研究と生産応用は1970年代に始まり、主に稲の無土育苗と野菜の無土育苗である。 1980年には野菜の種苗栽培の工業化協同組合が全国に設立されました。 無土苗栽培の研究に加えて、保護区における無土栽培技術の研究も行った。 2016年、中国科学院植物学研究所と福建省三安グループは、世界最大の人工光植物工場である中科三安植物工場を設立し、無土壌野菜栽培の大規模な産業応用を実現しました。
1. 節水・省肥料・多収：無土栽培で作物に必要な各種栄養素を人工的に養液に配合し、水分損失が少なく、栄養バランスが良く、吸収効率が高く、作物の種類に応じて、同じ作物のさまざまな成長段階は、科学的に栄養素を供給します。 したがって、作物は成長力が強く、成長力が強く、増産力を十分に発揮することができます。
2. 清潔・衛生的・無公害：土壌栽培に有機肥料を使用し、肥料が分解・発酵するため、臭気や環境汚染の原因となります。 また、多くの害虫の卵を繁殖させ、作物を危険にさらします。 しかし、無土栽培ではこれらの問題がない無機質肥料を使用します。 また、汚染された土壌中の重金属などの有害物質の汚染を回避できます。
3.省力・省力・管理しやすい：無土栽培のため、中耕、耕起、除草などの作業が不要で、省力・省力化が図れます。 水やりと追肥を同時に解決し、定期的かつ定量的に供給される液体供給システムは、管理に便利で、無駄がなく、労力を大幅に削減します。
4. 連作障害の回避: 野菜の畑作管理において、合理的な土地輪作と連作の回避は、病気の深刻な発生と蔓延を防ぐための重要な対策の 1 つです。 無土栽培、特に水耕栽培は、この問題を根本的に解決することができます。
5. 地域にとらわれず、スペースを最大限に活用：無土栽培により、作物は土壌環境から完全に分離され、土壌の質や水利条件に制限されません。 地球上で耕作が困難な砂漠、荒れ地、または地域の多くは、無土壌耕作法を採用できます。それを利用してください。 土地の制約をなくし、スペースの制約からも解放される無土栽培。 都市部の廃工場や廃ビルの陸屋根を利用して野菜や花を栽培することで、栽培面積が事実上拡大。
6. 農業の近代化の実現に資する 無土耕作は、農業生産を自然環境の制約から解放し、人間の意志に従って生産できるため、管理された農業生産方法です。 より定量的な指標に基づく農業は、機械化と自動化の実現に役立ち、工業化された生産方法に徐々に移行しています。
(1) 野菜栽培の場合：健康で安全で、人々に高く評価される無公害のグリーンフードを栽培する。
(2) 花の栽培について
切り花、鉢花ともに無土栽培に適しています。 土なしで栽培された花は、頭花が大きいだけでなく、色も鮮やかです。
(3)薬用植物の栽培について
多くの薬用植物は根の植物であり、根の生育環境は非常に重要です。 無土栽培は薬用植物の良好な生育環境を提供できるため、植栽効果は非常に明白です。
(4) 果樹栽培の場合
無土栽培で栽培された果樹台木苗は生育が早く、生残率が高く、 挿し木で増殖が早い果樹は、根付きが早く、実生率が高い。
(5) 無土苗栽培に使用
無土栽培の苗は急速に成長し、苗の年齢が短く、根系がよく発達し、強く整然としていて、植え付け後の苗の時間が短く、生き残りやすいです。 また、土壌苗栽培による土壌伝染性の病害虫を避けることができ、科学的かつ標準化された管理にも便利です。
また、土地のない都市の屋上バルコニーで野菜や花を育てる無土壌栽培により、生命を調節し、環境を美しくすることができます。 野菜の無土壌栽培の開発は、食糧供給の問題を解決または緩和することができます。
無土栽培には種類や方法が多く、細かく分類するのは難しい。 それらは、固定方法に応じて、基質なし培養と基質培養の2つのカテゴリにのみ分類できます。
(1) 無基質培養
無基質栽培の特徴は、栽培された作物が根系を固定する基質を持たず、根系が養液に直接接触することです。 無基質栽培は、水耕栽培と空中栽培の2種類に分けられます。
1.水耕栽培：水耕栽培とは、根系を固定するために基質を使用しない栽培方法を指し、植物の根系が養液と直接接触するようにします。 主にディープフロー技術（DFT）、栄養膜技術（NFT）、浮遊毛細管水耕栽培（浮遊毛細管水耕栽培）が含まれます。
１）深液流栽培技術：養液層が深く、その深液層に根系が伸びています。 各植物は大量の液体を占有するため、養液の濃度、溶存酸素、pH、温度、貯水は容易ではありません。 大幅な変更により、ルート システムにより安定した成長環境が提供されます。
２）養液膜技術：浅い流れの養液に植物を植える水耕栽培法です。 液体層が浅いため、作物の根系の一部は浅く流れる養液に浸され、他の部分は植え付けタンク内の水分にさらされます。これにより、根の酸素需要の問題をより適切に解決できますが、液量が少ないため、周囲温度の影響を受けやすく、細かな管理が必要です。
3) フローティング プレート キャピラリー栽培技術: 栽培床にフローティング プレート ウェット フェルトの根分離技術を採用し、湿った根の栽培のための酸素が豊富な環境を作成し、水と空気の間の矛盾を解決します。 長い水平培養ベッドを使用して大量の養液を貯蔵し、NFT の欠点を効果的に克服します。 作物根圏の環境条件は安定しており、液温の変化も少なく、養液の供給も一時的な停電の影響を恐れません。
2.エアロポニックス：エアロポニックスまたはエアロポニックスとしても知られるエアロポニックスは、ろ過された栄養溶液を圧力下で噴霧スプレー装置を通過させ、栄養溶液を細かい液滴に噴霧し、植物の根が提供する無土壌栽培技術に直接噴霧します植物の成長に必要な水分と養分。 エアロポニックスは、無土栽培技術の中で根系の水と空気の矛盾を解決する最良の形態であり、収穫量を2倍にすることができ、自動制御と立体栽培も容易で、温室スペースの利用率を向上させます。 しかし、デバイスには非常に高い要件があり、その普及と利用が大幅に制限されています。
マトリックス培養の特徴は、栽培作物の根がマトリックスによって固定されていることです。 作物の根を有機または無機基質に固定します。 有機基質には泥炭、籾殻、樹皮などが含まれ、バーミキュライト、パーライト、ロックウール、セラムサイト、砂利、海綿土などの無機基質はすべて使用できます。 支持培地として、点滴灌漑または細流灌漑によって作物の養液を供給します。 マトリックス栽培のほとんどの場合、水、肥料、および空気が調整され、供給が十分であり、設備への投資が少なく、材料を現地で入手するのに便利であり、生産実績が優れており安定しています。 残根処理は手間と時間がかかり難しい
無土栽培の核心は、植物の成長に必要なミネラル栄養素を提供するために、土壌の代わりに養液を使用することです. したがって、無土栽培技術では、植物にバランスのとれた適切な濃度で養液を供給できるかどうかが栽培成功の鍵となります。 . 栄養溶液は、無土壌栽培における植物の根の唯一の栄養源であり、作物の成長に必要なすべての無機栄養素、すなわち窒素 (N)、リン (P)、カリウム (K)、カルシウム (Ca)、マグネシウム (Mg) を含む必要があります。 、硫黄（S）およびその他の多量元素、および鉄（Fe）、マンガン（Mn）、ホウ素（B）、亜鉛（Zn）、銅（Cu）、モリブデン（Mo）およびその他の微量元素。 異なる作物と品種、および同じ作物の異なる成長段階は、さまざまな栄養素要素の実際の必要性に大きな違いがあります. したがって、養液を選択するときは、まず、さまざまな品種や成長段階に必要なさまざまな種類の必須要素を理解し、これを基礎として養液の組成と割合を決定する必要があります。 一方では、さまざまな栄養素に対する作物の実際のニーズに基づいている必要があり、他方では、作物の肥料吸収特性も考慮する必要があります。
無土栽培の定番養液
1. Hoagland の水耕養液: Hoagland の水耕養液は、多数の比較実験の後、1933 年に Hoagland と彼の研究パートナーによって公開されました。 これは最も原始的ですが、まだ使用されている古典的なレシピです。
2. シュタイナー栄養液: シュタイナー栄養液は、最終的に栄養成分間の化学バランスを通じて、フォーミュラ内のさまざまな栄養成分の比率と濃度を決定します。 国際的に広く使用されており、無土栽培の一般作物に適しています。
3.日本庭園試験用万能養液：日本興津園芸試験場が開発した日本庭園試験用一般養液。 さまざまな野菜作物に適しているため、一般式と呼ばれています。
4. 国産ヤマザキ養液：国産ヤマザキ養液の処方は、1966年から1976年にかけてヤマザキケニアが各種野菜作物の養分吸収濃度を測定し、様々な作物に適した養液処方を策定したものです。 .