ブログランキング

  • ランキングに参加しています。
    よろしくお願いします。
    にほんブログ村 花ブログ 水耕栽培へ
無料ブログはココログ

Analitics

« 2012年1月 | トップページ | 2012年3月 »

2012年2月

2012年2月29日 (水)

植物工場の照明条件について調査。光飽和点と光補償点

ここ最近、我が家の植物工場のトライをどのように進めるか検討しています。

今回はLED照明を自家製作するために、適切な光合成をさせるために必要な
明るさは、どのくらいの照度が適当なのかについて調べました。

■光飽和点
野菜に光りを当てて光合成で生長を促進させようとするときに、ある程度以上の
照度になると光合成が増えなくなる点があります。

それを「光飽和点」といいます。

これ以上照度があっても、光合成量が増えなくなる明るさのことですね。

 ・トマトやキュウリの光飽和点は、7~8万ルクスとされています。
 ・光が少なくて良いイチゴやホウレンソウでも、2万ルクス程度。

■光補償点
また光合成量と呼吸による消耗の量が釣り合う点、成長のために最低限必要な
明るさを、「光補償点」といいます。

 ・トマトの光補償点は、3000ルクスといわれます。

■明るさの比較
真夏の午後1時頃の照度を測定すると、14万~15万ルクスです。
また、1月の薄曇りの日は、午後1時頃で6万ルクス程度でした。

これに対し、蛍光灯や電球で勉強に適した照度は、750~1500ルクスとされてい
ます。

1カンデラの明るさの光源から1m離れた、光源に垂直な面の照度が1ルクスです。
照度は、距離の2乗に反比例しますから、距離が2倍になれば照度は4分の1に
なります。

トマトの最低限必要な照度を同じような形で表すと、先ほどの勉強に適した照度
の場合で、光源からノートの距離を半分にしたくらいが、トマトでいえば最低限
必要な照度ということになります。

■照明設置での注意点
なお、明るい光源を使えば良いとか、光源を植物に近づければ良いといっても、
温度もチェックしておかないといけないようです。

なぜかというと人間の身体の反応と同じで、そんなに熱く感じない温度でも長い
時間照射されると、低温やけどと同じ状態になるからです。

植物への熱ストレスは組織破壊につながり、枯れてしまうことになります。

■結論
トマトで言えば、最低が3000ルクスで最高は70000ルクスとなりますので、間を
取ると 30000~40000 ルクスあたりが適当な照度ではないかと思います。

2012年2月26日 (日)

水耕レタスに春到来のきざし

我が家の水耕レタスですが、まだ何とか生き続けています。
毎日零下だった今月ですが、屋内に待避して氷結だけは免れている状況
でした。

しかし最近になって少し気候が変わってきました。時々暖かい日がある
ようになってきたのです。先週は雪でなく雨が降ることもありました。


ああもうすぐ春だな・・と思いながら我が家の水耕野菜を見てみると、
やはり変化が起きていました。

サニーレタスの茎がひょろ長く伸びてきていました。また、甘味ほうれ
ん草も横開き状態だったのが、中心部が縦に長く生長を始めています。


昨年のレタスでも同しような変化がありましたが、要は春先になって
生長を再開し始めたということなのです。

寒い日が続いていたのですが、ここ数日は寒い日の後に暖かい日がやっ
てくるようになったこと。

また日差しが微妙に強くなり、春の日差しに少しずつ変化してきている
からだと思います。


植物は微妙なその変化を感じることができて、自身の生長モードを切り
換えるようになっているのでしょうね。

そろそろ次の種蒔きの準備を進めるときですね。
来週の日曜あたりにやろうと思っています。

02262

02263

02264


2012年2月22日 (水)

今シーズンの我が家の植物工場(案)

今シーズンの我が家の植物工場は、どのようなトライをしようかと、
現在そのコンセプトを考えています。

まだ最終決定ではありませんが、具体的には次のような取り組みをして
いきたいなと考えています。

栽培方式: 水耕栽培
照 明  : 自然光+人工光の併用型
        (早い話が昼は通常通り太陽光で、夜は人工照明をON)

人工照明: 高輝度LEDを使用して自作する
水 槽  : 光を透過しないコンテナ(LED照明が設置された蓋付)
        (藻の発生を防ぐため)

栽培部 : コンテナ内に養液を入れ、栽培部を浮かべる方式
        (養液の補充が1週間に1度程度で良くなるため)
       ⇒栽培部は発泡スチロールに四角い窓を開け、そこにスポンジ
         培地を嵌め込み、浮かべる

       ⇒藻の発生を防ぐため、上に顔を出す部分はスポンジ培地の
         上部(4cm角)のみ

溶存酸素: 金魚用のプクプク(エアーポンプ)を使用。水槽内に設置する

水槽温度: 特にコントロールはしない

◆イメージ図
栽培槽をイメージ図で示すと、次のようになります。

S_2

以上の内容でレタスを栽培する予定です。

それから、自然光だけで通常のレタスも作り、その成長ぶりと収穫までの
期間を比較してみようと思っています。

◆想定される問題点:
 玄関の風除室内で実験をしているため、100Vの電源がないこと。
 そこに電源を用意するか、2階の自分の部屋の窓側でやるのか、迷って
 います。

2012年2月18日 (土)

植物工場における環境制御について

植物工場では周年、最短期間での育成をするケースが多いため、環境は
栽培する野菜に常に良い状態を保持していると思われます。

気温はほぼ一定(?)で常時LEDなどの照明を点灯し、常に光合成
させて生長を促進しているように思います。
(ここは実はノウハウがあって、想像とは違うかも知れません)

が、今後、野菜をより効率良く育成していくためには、環境に対する
その特性を知っておくべきと思い、その内容について調べてみました。


Photo_2


■ハウス栽培での環境例
以下、ハウス栽培での環境管理についての例を述べます。

・植物の生長の基本は光合成
・晴天日の昼間は光合成に適した温度に保つ

・光合成によって葉内にできた同化産物は、午後になると他の器官に
移り始める(転流という)
・そこで午後の後半からは、転流に適した温度に下げる

・転流の適温は光合成の適温よりも一般に低い
・十分な転流が達成されたと考えられる時点から、呼吸によって植物体
 が余分に消耗することを抑えるため、夜間の温度はさらに下げる

・光合成を最大にする温度は、光が強いときははっきりしているが、
 光が弱いときは光合成が低下する。
 と同時に、光合成が温度にあまり依存しなくなる

・そこで曇雨天日には、昼間のよけいな呼吸消耗を抑えるためにの、
 かなり低い温度に設定する

とのこと。

つまり植物の生長に関わる生理をよく知って、それに合わせた環境制御
を行い、効率の良い栽培と省エネルギーを達成しているということのよ
うです。


■ブラックマンの限定要因説
植物の生長に影響する環境要因について、
  足りない要因(限定要因)が生長を抑制してしまう
という法則があるようです。

これをブラックマンの限定要因説と呼ばれています。

環境制御で大切なことは、水準の低い要因があれば、まずこれを高める
ことである・・と。

水準の低い要因があるのに他の環境要因を高めても、生長促進にあまり
効果がないということ。

いくら環境を良く制御しても、栄養とか他の要因で悪い物があれば、
それが植物の生長を決めてしまうということです。

効率良く植物を栽培したいと思うのなら、まんべんなく条件を整えて
やる必要があるということなんですね!


■その他
環境要因には、温度のほかに、光、湿度、炭酸ガス濃度、などがあり
ます。炭酸ガス施肥の場合は、直接石油を燃やして行うのですね。

これらは生長に対して単独にではなく、複合的に作用するとのこと
でした。

さらに勉強して、記事をアップしていきます。
 

2012年2月15日 (水)

我が家の水耕野菜の現状とこれから

昨シーズンはレタスを年越しさせましたが、今シーズンもレタス
ほうれん草は、下記写真の通りまだまだ健在です。

レタスは冬の野菜価格高騰のあおりを受け、あたかもさばかれる前の
鶏が羽根をむしられたごとく、ハダカの状態になっています。

残すのはてっぺんの小さい葉数枚のみ。

■栽培の継続について
年越しのトライは昨年やったので、今年は特にやる必要はなかったの
ですが、途中、あることを思いついたため継続して栽培をしています。

栽培しているといってもほとんど冬眠状態なので、養液の補給も必要
ないに近い状況です。ただ寒い夜に氷らないようにしているだけの
状態です。

■思いついたこと
その思いついたことは何かというと、
1)根と茎を残しておくと、春先にスタートが早い(種から始めるより)
2)茎を下から数cmだけ残して上をカットした場合、根が残っていれば
  新たな新葉が出てくる可能性がある。

昨年は茎がひょろ長くなり、その上部の成長点より新葉が出てきて成長
したため、横に倒れて元気がなくなっていきました。そして急激に成長
が止まったという経緯があります。

■茎をカットし再スタート
そのため今年は茎が長いままで再スタートはさせず、一旦上部の茎を
カットして新葉が出たら、そのまま継続して栽培を続けようと思って
います。

そのためには春先に気候が暖かくなり始め、明らかに成長を再開し始め
そうな頃に、茎をカットしようと考えています。

はたしてうまくいくかどうか・・・?

02111

02112

02113
 

2012年2月11日 (土)

植物工場LED照明、植物の成長に適した光は

植物の成長に適した光の種類は何か、それを見つけだす実験をしている資料
を見つけました。植物工場に同じように興味を持っておられる方の参考になる
かと思い、ここに整理しておくことにしました。

最近、植物工場の照明を調べているのですが、「発熱しない」「制御が楽」
「消費電力が小さい」「屋内でも使用でき安全」などの理由により、LED照明
を使うケースが多いです。

しかしLEDには波長によって植物の影響量が違うのか、赤・青・白などのもの
を混在して使っているのを見かけます。

そのため前に書いた記事では、次のように書きました。

◆2月3日の記事
・赤色LEDは、植物の光合成を活発にして発芽や茎の成長を促す。
・青色LEDは、葉や茎を光の方向に向ける働きがある。

・赤色LED(波長660ナノメートル)
・青色LED(波長470ナノメートル)

植物工場で多く採用されるLED照明とは

◆最近のLED照明
いろいろ調べていくと、光合成には赤色や青色の光が多く使われ、緑色の光
は使われないようです。しかし一方では白色LEDを多く使用している照明も見
かけます。

それでその内容をさらに調べていたら、次の資料を見つけました。

そのレポートには、発芽にも適した光が存在するのではないか、光の種類によ
って種子の発芽率に差があるのではないか・・ということで確認実験を行ったこ
とについて書かれていました。

植物の種子には明発芽種子、暗発芽種子、中性発芽種子があります。
暗発芽種子としてはヘチマ、ケイトウ、明発芽種子としてはベビー菜、レタス、
中性発芽種子としてはハツカダイコンを使用しています。
種子選定の理由は、発芽までの期間がほぼ等しく短いためです。

☆注:考察の部分は、申し訳ありませんがレタスの部分のみ記載しています。
   他の結果にも興味ある場合はご連絡下さい。当該レポートを別送させて
   いただきます。

◆実験の内容
光源:
・4色のLEDを使用。赤、青、緑、白。

光量:
・最小値の赤色LEDで90~110ルクスとし、他のものもほぼ同じ照度になる
 よう照度計を使用して調整。

方法:
・シャーレの上に被せて光りを遮断する蓋を作り、その内側上部にLEDを取り
 付け。脱脂綿を敷いたシャーレの上に10粒ずつの種子を蒔き、1日おきに水
 をやりながら5日後に発芽率を調べるというやり方。

予想:
・緑色光よりも赤色光を当てたものが、より成長するのではないか。
・さまざまな波長の光が混じり合う白色光が、1番成長するのではないか。

考察(レタス):
・茎に関しては太さはどれも細く大きな差は見られず。
 色も薄い緑色をしていて、あまり差はみられない。
 しかし、
・葉に関しては緑色光を当てたものだけが黄色に近い色をしている。
 そして葉の見た目が弱々しい。
・赤色光のものは他の色に比べてまっすぐに立っているものが多い。

Led2

結論:
・緑色光は光合成に適していない。
・緑色光を含む光よりも赤色光や青色光などの淡色光のほうが光合成に適して
 いて、たくさんの養分がいられることがわかった。

・赤色光や青色光だけの光を当てて野菜を栽培すれば、より栄養価の高い野菜
 を栽培することができるのではないか。

最後に:
 植物工場のことを調べていると、いろいろなおもしろいことがありますね。
 植物を相手にしていると、生命の神秘というかしくみというか、とても興味深い
 なあと感じます。
 

2012年2月 8日 (水)

野菜の味と栄養価について

このごろの野菜はまるで味がない、という話を良く聞きます。

実際にトマト、キュウリ、ピーマンなどを食べてみても、昔、こやしで
育てていた頃のコクのある味と「土の香り」を知っている者にとっては、
全く味気がないように思います。

真っ赤に熟れたトマトにかぶりついたときの芳香の記憶が、しばし幼い
頃の失われた時の思い出に、引き戻してくれると感じる人もいるのでは
ないでしょうか。

栄養価についても同様で、とくにハウス物のビタミン含有量が低いこと
がしばしば指摘されています。

なぜでしょうか?

まさかこやしだけのせいではないでしょう。

■ハウス栽培と露地栽培の比較
まず、ハウス栽培が、露地栽培に比べて本質的に品質を落とす原因なの
かどうか考えてみましょう。ハウス栽培は、作物を露地で栽培しにくい
時期に、環境条件を改善することによって生育させることが目的です。

従ってハウス栽培ということだけで、生産物の味や栄養価が落ちるとは
考えにくいですね。

実際、農林省の野菜試験場で行ったトマトのビタミンC含有量の試験で
は、ハウス物と露地物との間にははっきりとした差は出ていません。

むしろいずれにおいても、収穫はじめの段階ではビタミン含有量が少な
く、収穫時期の後半になって増加するという結果が得られています。

キュウリやイチゴに対しても、ハウス物と露地物の差というよりも、
収穫時期の差の方が、より多くビタミン含有量に影響しているようです。

ハウス物が評判の悪い理由は、おもにつぎの二つによるものと考えられ
ます。

■ハウス物が評判悪い理由

1つは、
冬季の促成栽培では光が弱いので、最適生長条件からは遠く、栄養が十分
にのらないことがあると考えられます。

特に果菜類は強い光と高温を好む物が多いので、促成栽培はかなり生長
にとって不自然なのです。冬季以外のハウス栽培ならば、この点はさほ
ど問題にはならないと思われます。

もう一つは、早取りです。

ハウス栽培は野菜の周年供給を目的とするものであるから、需要に合わ
せて早取りが行われます。大体が産地が遠隔地なので、長い流通経路で
傷まないように、熟れないうちに早取りされます。

こうして流通過程で熟れさせることを追熟と言うようですが、トマトは
よく早取りされ追熟されていくパターンのようです。

■ビタミンの量
早取りトマトは完熟物に比べて、ビタミン含有量がたったの三分の一の
ようです。

野菜の収穫時期だけではなく、収穫後の期間や貯蔵の条件によっても、
味や栄養価は大きく変化します。一般にビタミンCは収穫後少しずつ減
っていきますが、ビタミンAとBは割に安定しています。

Tomato1

こうした背景から、完熟物の評価が高まってきており、日持ちが悪いと
いう欠点はありますが、産地からの直送形式によって「完熟コーナー」
を設けるスーパーもかなり出てきているようです。

2012年2月 6日 (月)

植物工場における養分と養液管理

今年はもう少し違った形で植物工場の実験をしてみたいと思っています。
考えていることは、前の記事で書きましたLED照明を使い、24時間
連続照射による栽培期間の短縮実験と、養分を意識した養液の管理です。

まだ今年の野菜栽培を開始するのには少し早いので、春先までの間に少
し水耕栽培のことについて、勉強をしています。

先週は養分と養液管理のことについて勉強しましたので、復習を兼ねて
次にまとめてみました。

■養分について
植物の必要10元素は、炭素、酸素、水素、チッソ、イオウ、リン、
カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄で、そのほかごく微量で足り
るけれど、マンガン、ホウソ、亜鉛、銅、モリブデンの5元素も必要と
されるようです。

これらの15元素のうち、炭素、水素、酸素の3つは光合成及び根から、
吸水の形で取り入れられます。

残りの12元素は、根から無機塩の形で吸収されなければなりません。

ある植物に対して、これらの元素の必要最少量は決まっているようです。
ある元素だけがこの最少量以下であるとすれば、他の元素が十分にあっ
ても生長は阻害される。

つまり植物の生長は、もっとも不足している元素によって支配されるの
です。これはリービッヒの最少律と呼ばれています。

12元素の中でチッソとリンとカリウムは特に不足し易いので、肥料と
して十分に与える必要があります。これらは肥料の三要素と呼ばれてい
ます。

■各養分の働き
チッソは葉や茎の栄養生長を盛んにする。
リンは特に花や種子、そして根の生長になくてはならない。
果実を作るのに一番大切なのはカリである。

マグネシウムはクロロフィルの中核元素であるから、葉にとってなくて
はならない。カルシウムは溶くに根の発達に必要である。

チッソやリンは、生殖生長の初め頃までに十分に吸収させれば、あとは
あまり与える必要がない。チッソなどはむしろ与えない方がよい場合が
多い。

しかしカリウムは、植物の一生に渡って与える必要があります。
これによって果実などが十分に肥大するのです。

■養分の吸収
養分の吸収も環境条件によって直接に影響をうけます。
それぞれの植物に対して養分吸収の適温があって、適温以下では、カリ、
リン酸、硝酸態チッソの吸収が特に落ちます。

あまり高温になっても、三要素の吸収が抑制されます。
一般的には、地下部の適温は地上部の適温より少し高いところにあるよ
うです。
 

2012年2月 3日 (金)

植物工場で多く採用されるLED照明とは

最近、植物工場が話題となっていますが、そのなかで使う設備の一つに
照明があります。

屋外で太陽の光をあてて育成する場合は不要なのですが、できるだけ短
期間で収穫できるようにするタイプの植物工場は、24時間人工照明をあ
てて育てることになります。

従来は蛍光灯を使用しているところが多かったのですが、ここ最近は半導
体技術の進歩によりLED照明が脚光を浴びてきています。

蛍光灯に比べていろいろなメリットがあるため、ここ最近はかなり採用され
るようになってきました。

■今年の目標とLED照明
今年はそのLED照明を自家作して、簡易植物工場を作ろうと目論んでおり、
そのLED照明の特徴とメリットについて調査をしてみました。

まずは初歩的なことですが、LEDとは何か・・・。照明の1種ですが何の
英単語を省略したものなのか、調べてみました。

英語で言うと、
Light Emitting Diode(ライト エミッティング ダイオード)
と言うことのようです。
そしてそれを短縮して、L・E・Dと言っています。
(光を)・(放射する)・(半導体=ダイオード)という意味です。

■LEDの特徴
電 球: 金属の細い線を電気で加熱して光らせています。
LED: 半導体の物理現象で光が出るのでほとんど熱は出ません。

電 球: 金属線(フィラメント)が切れるので寿命が短い。
LED: 切れるものがないのでだんだん暗くなってくるだけ。

電 球: 光の他に熱を出すので消費電力が大きい
LED: 熱をあまり出さないので低消費電力

電 球: 赤みがかった白っぽい色しか出ない(他の色はガラスに色)
LED: 緑、オレンジ、赤、青、などの色のついた光しか出ない


■植物工場で使われるLED照明
いろいろなタイプのLED照明がありますが、1つの例として赤と青のLED
を使ったものがあります。

赤色LED(波長660ナノメートル)
青色LED(波長470ナノメートル)

を植物に照射して育成します。

赤色LEDは、植物の光合成を活発にして発芽や茎の成長を促します。
また、青色LEDは葉や茎を光の方向に向ける働きがあります。

■LED照明の利点
植物工場ではLED照明を24時間連続照射します。そのため野菜は露地
栽培と比べ2倍以上の速さで成長します。

小松菜なら種を植えてから30日程度で収穫できます。
栄養成分は露地栽培と比較しても遜色なく、ビタミンや糖分が増える場合
もあります。

また、熱線を出さないため葉が焼けず、野菜が大きく成長しても葉は軟ら
かいままです。野菜本来の鮮やかな色合いで柔らかな食感の野菜に生育
します。

さらにLEDの波長は虫が寄り付きにくいので、無農薬で安全に植物を栽培
できます。

■LED照明での栽培例
野菜、花やハーブ、漢方薬草、観葉植物や盆栽の養生、野菜や樹木の
育苗栽培など多数実績あります。

LED照明を使えばマンションの一室でも押入でも天井裏でも、野菜や花、
ハーブなどを栽培して楽しむことができそうですね。
 

« 2012年1月 | トップページ | 2012年3月 »

★★★ 注意 ★★★

  • 下に載っていないバックナンバーは、【バックナンバー】の文字をクリックすると確認できます

水耕栽培の方法

  • 水耕栽培のやり方にはいろいろな方法があります。ここでは個人が趣味のレベルでできるやり方について、書いてみたいと思います。まずは今取り組んでいるやり方です。 【簡便法①】

水耕栽培リンク

  • いつでもレタス
    食器の水切りバットを使った簡単水耕栽培法の発案者の方のブログです。ここでもこの方法を使わさせていただいています。
  • LOVE SALAD −レタスの森通信−
    ベランダで野菜の水耕栽培をされている方のブログです。3年間でかなりいろいろな野菜を収穫されています。体育会系のママさんとのこと。
  • ベランダ道場
    2008年開始のブログ。水耕栽培がメインのようですが、プランター/露地栽培などもあり多彩です。成功と失敗の経験が豊富です。

最近のトラックバック