垂直農業はヨーロッパ中に広がり、あらゆる種類の新しい作物の研究が行われています。 しかし、まだ克服すべき課題があります。
空のオフィス ビルでは、作物が何層にも積み重なって成長します。 またはあなたの近所のコンテナで、垂直農業は多くの可能性を提供します. 好きな場所で作物を育てることができます。 そのためのフィールドは必要ありません。 栽培は持続可能で、効率的で、完全に管理されています。 殺虫剤は必要ありません。栄養素の排出はなく、水の消費量は野菜 2 キロあたりわずか 4 ~ XNUMX リットルです。 まだ大きな問題があります: エネルギー消費です。 私たちはまだそれに懸命に取り組んでいます。
垂直農業はヨーロッパ全体で増加しています。 スペースが限られている都市部での作物の栽培に特に適しています。 従来の農業にあまり適応していない国々でも、食料安全保障を保証することができます。 しかし、一部の国では最初の作物がすでに販売されていますが、垂直農場からの製品がスーパーマーケットの棚に大量に届くまでには、確かに数年かかるでしょう.
食生活の変化と需要の増加
養殖肉とともに、垂直農業は、将来の食糧危機に対処するための重要な解決策として提示されることがよくあります. しかし、そもそもなぜ垂直農場が必要なのでしょうか? 過去10,000年間行ってきたように、昔ながらの方法でそれを続けてみませんか?
食品の需要は年々増加しています。 国連によると、世界の人口は 9.7 年に 2050 億人に増加します。これらすべての人々は食料を必要としています。 しかし、従来の方法で作物を栽培することは、ますます問題になってきています。 気候変動により生育条件が変化し、以前はできていた作物を栽培できなくなっています。 異常気象や暴風雨により、毎年より多くの作物が破壊されています。 また、一部の場所では、土壌の栄養価が以前よりも低下しています。
生鮮食品の将来の需要を満たす必要があるだけでなく、私たちの食生活も XNUMX 年前とは大きく異なります。 「私たちは季節ごとに食事をしなくなりました。 冬には、輸入したサラダやベリーを食べます」と、ヨーロッパ最大の水耕栽培農場である Nordic Harvest の CEO である Anders Riemann 氏は言います。
垂直農場の栽培者は、望ましくない細菌が農場に侵入するのを防ぐために防護服を着用します. このようにして、彼らは農薬の使用を避けることができます。
北極からの夏の収穫
垂直農場は、ほぼどこにでも建設できます。 つまり、ニュージーランドからキウイを輸入する必要がなくなり、お住まいの地域の農場でキウイを育てることができます。 これにより、排出されるCO2を大幅に節約できます。
システムを教えてください。
「私にとって、完全な制御は垂直農業の大きな利点です。 私たちはプロセスを本当に最適化し、どれだけ成長させたいのか、どのような品質を望んでいるのかを正確に知ることができます」と、ワーヘニンゲン大学および研究の園芸および製品生理学の教授であるレオ・マルセリスは言います.
水の供給から日光、温度、ミネラルやバクテリアへのアクセスまで。 垂直農業は、非常に管理された条件下で行われます。 作物は屋内で栽培され、太陽光の代わりに LED ライトが使用されます。 LED 電球は小さく、耐久性があり、費用対効果が高く、熱を放出しません。 一日の終わりに太陽が沈むと、これらのライトは必要なだけ長く照らすことができます。
農家は、植物の昼と夜のリズムを操作して、成長収量を最適化できます。 日中、植物は葉でデンプンを形成し、それは糖に分解され、夜に植物の残りの部分に運ばれます. 植物によっては、成長するのに 12 日 XNUMX 時間以上の光が必要な場合もあれば、それ以下である場合もあります。 垂直農業では、あらゆる種類の植物が、最適な状態で成長するために必要な量の日光を得ることができます。
色の違う光で成長
これらの光の色は、成長収量を最適化するために特に重要です。 研究者は主に、赤、青、緑の光が植物の成長に与える影響に注目してきました。 赤色光は光合成に非常に効率的ですが、植物はクロロフィルの生成に特に役立つ青色光も必要とします。 しばらくの間、研究者は、緑色光は光合成に寄与しないと信じて、緑色光の使用を減らそうとしました。
しかし、ユタ州立大学の 2016 年の研究では、緑の光は赤や青の光よりも効率的に光合成を下の葉に向けることができることが示されています。 農家は、さまざまな色の組み合わせを使用して、さまざまな特性を強調できます。 適切な組み合わせで、農家は従来の農業よりもはるかに栄養価の高い植物を育てることができます. ほとんどの植物はここ数十年で栄養価が低下しているため、これは有用です. 別の組み合わせを使用して成長率を上げ、一度により多くの食料を生産できるようにすることもできます。 経済的な観点からは、垂直農業は依然としてコストがかかるため、これは望ましいことかもしれません。
しかし、この方法が非常に人気がある理由は他にもあります。 垂直農業は農薬を必要としません。 生産者は、設定された時間枠内で、自分で選択した特定の品質で、必要な量の作物を正確に栽培できます。 天候や季節条件が生産に影響を与えることはもうありません。 より小さな表面積でより多くの食物を育てることができます。
畑のない農業
今日の垂直農業には、主に水耕栽培と空中栽培の XNUMX つの形態があります。 Leo Marcelis によると、どちらの手法も優れた代替手段です。 水耕栽培では、植物は土の代わりに栄養分を含んだ水に根を張って棚の上で育ちます。 これは、XNUMX つの主要なシステムの中で最も簡単であると考えられています。
Nordic Harvest は、コペンハーゲン近郊に実験農場を持ち、さまざまな種類のサラダ、ケール、ほうれん草を栽培しています。 農場は他の工業団地に囲まれています。 サッカー場くらいの大きさの建物です。 2023 年には、同社はオスロに農場を拡大し、続いてスカンジナビアとフィンランドに農場を拡大したいと考えています。
Riemann 氏によると、Nordic Harvest の現在の生産能力はすでに顕著です。 デンマーク市場は、年間約 1000 トンで構成されています。 20,000 トンが従来の方法で栽培され、残りは輸入されます。」 野菜は葉物野菜。 垂直農業が拡大するにつれて、食料生産のより大きな割合を占めるようになります。 垂直農場で作物を栽培している他の企業には、イギリスの Jones Food Company、フランスの Hydropousse、フィンランドの Robbes Lilla Trädgård があります。
空中栽培された作物は、空中に根を張っています。 食品システム研究者であり、屋内農業技術プロバイダーである LettUs Grow の PR リーダーである India Langley 氏は、その仕組みを説明しています。 「栄養溶液を噴霧するための非常に小さな穴のある一連のノズルがあります。 その解決策は、自由にぶら下がっている作物の根に適用されます。」
エアロポニックスは、NASA が宇宙で植物を育てる方法を探していた 1990 年代に開発されました。 米国国立適正技術センターによると、エアロポニックスは「垂直農場にとって群を抜いて最も効率的な植物育種システム」です。
エアロポニック システムでは、根は酸素に容易にアクセスできます。 植物の成長率は、植物が水中の溶存酸素を吸収する水耕栽培システムの最大 XNUMX 倍です。 その複雑さのために、水耕栽培ほどまだ使用されていません。 生産に使用されるノズルは、簡単に目詰まりしたり壊れたりすることがあります。 しかし、LettUs Grow は問題の解決策を見つけました。
「スプリンクラーを完全に撤去しました。 ミストは完全にフラットな面で生成されるため、目詰まりや破損がありません。 このシンプルなソリューションにより、エアロポニックスをより大規模に拡大できると信じています」と Langley 氏は言います。
LettUs Grow は、輸送用コンテナに収まる成長システムを製造しています。 これらのコンテナは可動式で、スペースがあればどこにでも配置できます。
魚と植物を一緒に育てる
水耕栽培と空中栽培は、垂直農業における XNUMX つの重要な技術ですが、それだけではありません。 他のテクニックも使用されます。 ヨーロッパでは、いくつかの会社がアクアポニック育種法を使用しています。 水耕栽培と同様に、アクアポニックス植物は根を水につけて育てます。 それらの根だけが水槽にぶら下がっており、魚も泳いでいます。 これらの魚は、植物が再び使用できる非常に栄養価の高い廃棄物を生成します。
植物は養分を吸収し、魚のために水をきれいにします。 Marcelis 氏によると、アクアポニックスは将来、垂直農業市場のごく一部を構成するだけになるでしょう。 「すばらしいのは、魚の排泄物を植物の餌にすることです。 しかし、注意して、植物システムを最適に保つようにしてください」と彼はこの技術について語っています.
新しいタイプの野菜
Nordic Harvest と LettUs Grow はどちらも、ハーブやマイクログリーンに切り替える前に、葉物野菜の栽培を実験的に始めました。 続いてトマトといちご。 Langley 氏によると、複数の垂直農場が同じ開発段階をたどっています。 正当な理由があります。 それらは繊細で価値の高い作物であり、広く使用されており、生産コストを賄うことができます. また、成長が早く、サイズが小さいため、一度に多くの植物を育てることができます。
生産規模が拡大するにつれて、より多様な作物を栽培することが可能になります。 マルセリスは、数年以内に、垂直栽培用に特別に開発された新しい品種を購入できるようになるかもしれないと考えています. しかし、新しい作物のレシピを開発することは確実ではありません。 この栽培方法に適した新しいタイプの植物を育てるには、5〜10年かかります。
理想的な植物は、根系が短く、成長が早く、収穫が容易で、収穫量が多い小型の植物です。 成長の質に加えて、「植物のレシピ」も慎重に構成する必要があります。 「最大の課題は、植物に影響を与えるすべての変数を追跡することです。 適切な栄養素が必要であり、植物が成長中に栄養素に継続的にアクセスできるようにする必要があります」とリーマンは言います.
比較的高価
しかし、理論的にはどの作物も垂直に栽培できますが、近い将来には実現しません。 小麦やトウモロコシなどのバルク作物は、通常の方法ではるかに安価に栽培できます。 「現在、垂直農業は生鮮食品に特に適していると思います。 技術的には、小麦を含むあらゆる作物を栽培できます。 しかし、垂直農業も比較的高価です。 そのような比較的価値の低いバルク製品を育てることは、現時点では現実的ではないと思います。 今でも小麦の価格はウクライナでの戦争のために上昇しています」とマルセリスは言います。
それでも、シンガポールのような場所や、全食品の約 90% が輸入されているアラブ首長国連邦のような国では、このように価値の低いバルク製品を栽培することで利益を得ることができます。 一方ヨーロッパでは、小麦の垂直栽培は長期的には選択肢になるかもしれませんが、今後 XNUMX 年間は確実にそうではありません。
高いエネルギー消費
垂直農業の未来は明るいように見えますが、大きな問題が 2.87 つあります。 多くのエネルギーを必要とするため、非常に高価です。 正確なエネルギー消費量は、農場ごと、システムごとに異なり、場所、季節、作物によって異なります。 たとえば、ギリシャのある企業は、1.73 キログラムのレタスを生産するために、冬には 90 kWh のエネルギーを使用しますが、夏には 62.26 kWh しか使用しません。 フィンランドの iFarm は、レタスを 2 日間栽培すると、117.10 平方メートルあたり 2 kWh かかると計算しました。 イチゴの場合、XNUMX mXNUMX あたり XNUMX kWh です。
温室と垂直農場がどこにあるかにもよりますが、通常の方法と比較して、追加のエネルギー消費は 14 ~ 251% です。
Wageningen University & Research と Delft University of Technology は、植物工場と呼ばれる温室と垂直農場を比較する研究を実施しました。 これは、それぞれオランダ、アラブ首長国連邦、スウェーデンにある温室と垂直農場に関するものでした。 後者の国では、人工光のある温室とない温室の両方が比較に含まれていました。
「乾燥重量レタス 247 キログラムの生産には、オランダ、アラブ首長国連邦、スウェーデンの温室でそれぞれ 70、111、182、211 kWh と比較して、植物工場で XNUMX kWh の投入が必要です (追加の人工物を使用した場合と使用しない場合)。照明)」と研究の科学者は述べています。
厳しい気候では、XNUMX つの栽培方法のエネルギー消費量の差が減少します。 いくつかの極端な気候では、垂直農場が最もエネルギー効率の良い選択肢かもしれません。 しかし、スウェーデンの北極圏やアラブ首長国連邦の砂漠地帯であっても、温室は依然として最も費用対効果の高い成長方法である可能性があります.
最適化
垂直農場は、生産を最適化することで、高い電力消費の問題をある程度克服できます。 LED照明と色を最適に調整することで、成長時間と作物の品質の両方に影響を与えることができます. 農場の自動化が進むにつれて、農場の生産コストも削減できます。 24 時間年中無休で適切なタイミングで栄養素を適用し、生長収量を監視し、植物が成熟したときに収穫するロボットは、高価な初期投資になる可能性があります。
しかし、時間の経過とともに、ロボットは継続的な作業によってコストを埋め合わせます。 エネルギー需要が高く、現在栽培可能な安価な作物の範囲が限られているにもかかわらず、垂直農業が人気を集めています。 お住まいの地域の栽培コンテナからイチゴを手に入れるまでにはしばらく時間がかかりますが.