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都市型植物工場の未来(Hortibiz、2020年7月7日配信から)
 オランダのオンライン園芸マガジン(Hortibiz)から、"Vertical farming with hydroponics"(水耕栽培を用いた垂直農法)という記事が配信されてきた。このところ、同誌は「都市型植物工場」についての記事が増えている。7月9日にも、同様な記事("UAE to launch hydroponic vertical farming")が掲載されている。

 

 この記事を紹介する理由は、一昨年から連載してきた「農と食のイノベーション」が『食品商業』で復活することになったからである。『食品商業』が休刊になったので、連載20回目(「坂ノ途中(下)」)の記事はブログで紹介した。したがって、まだ活字にはなっていない。幸いにも、中断していた連載(20回以降)が、半年ぶりにこの8月から復活することが決まっている。

 連載の中の大きなテーマが、人工的に環境制御された都市型農業(都市型植物工場)である。

 国内の植物工場ビジネスは、笠岡市にあるSARAの仕組みを連載16回目で紹介した。その続きを連載で取り上げることになる。わが友人たち(同僚の平石郁生教授と元院生の山下俊一郎社長)がドイツから都市型植物工場の事業(Infarm)を移転することになっているからである。

 この事業は、JR東日本傘下のスーパー「紀伊国屋」との提携が発表されている(既報)。新型コロナで事業開始が延び延びになっているが、秋口には本格的に開始すると聞いている。

 

 それと関連して、「垂直農法」(植物工場の英語表現、人工光・LEDによる水耕栽培)が、「在来農法」(土壌と太陽光による栽培)に対して明らかな強みを持っている。一方で、技術的・ビジネス的な課題も抱えているのか。そこで、以下の記事を要約して紹介することにする。

 

 

1 垂直農法(水耕栽培)の優位性

 この記事では、(人工光を利用した)「水耕栽培システム」(Hydroponic)について5つの強みを指摘している。

‥攵輒気靴悩惑櫃任ること

 環境汚染のひとつである「土壌の浸食」を防ぐことができる。また、土壌を用いないので、場所を選ばない。とりわけ都市部での栽培が可能である。

⇒∩コストが低減できること

 都市で栽培できること( 砲ら、輸送距離が極めて短くなる。地産地消になるわけで、輸送コストが小さくなると同時に、野菜などをフレッシュな状態で提供することができる。

水を循環利用できること

 農業の未来にとっての脅威のひとつは、慢性的な水不足である。水耕栽培では、基本的に水を循環して利用する。水資源を有効に活用できる。

ご超の制御に優れている

 温室内で栽培なので、露地栽培より、植物の生育や品質を管理しやすい。基本的には、温度や湿度、光の強さや病害のコントロールが容易である。それゆえ、自然任せとちがって需給コントロールの楽になる。(*さらに言えば、情報技術が活用しやすい)

ヅ效呂寮源裟が高まる

 「垂直農法」という言葉からもわかるように、単なる水耕栽培とは違って、棚段を活用して温室を縦方向に利用する(10段とか20段とか、、、)。したがって、土地の生産性が格段に高くなる。これは、地価の高い都市農業のために必要な条件でもある。

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 環境制御されているので、農薬(殺虫剤や除草剤)が不要になる。初期の設備投資は大きいが、いったん稼働してしまえば、変動費は電気代や肥料(液肥)だけ。産物のロス率も低いので、結果として変動コストはかなり小さくなる。

 

 

2 垂直農法の弱み(課題)

 垂直農法の弱点について、4点が指摘されている。この弱みの克服が課題である。

/綛椋惑櫃魯ーガニックではない?

 有機農業の条件は、農産物を栽培するために(1)化学肥料を使わないことと(2)土を用いることが必須である。水耕栽培では、液肥(化学肥料)を用いるので、オーガニック(農産物)に該当しない。もうひとつの問題は、土壌中の微生物が食べ物の品質に影響を与えることが知られている。我々の健康維持に貢献する微量要素の存在が、水耕栽培の課題でもある。

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 垂直農法で葉物野菜は栽培できるが、穀物類や根菜類などはコスト的に引き合わないといわれている。そのため、現行の農法を水耕栽培で完全に代替することは不可能だと言われている。技術革新によって栽培品目が増やせるかどうかが問題である。

5蚕囘な課題

 人工的に栽培環境を制御するので、システムダウンの危険と隣り合わせである。水や肥料や光(温度)のコントロールは、植物の種類によってかなり異なる。

そ藉投資は大きい

 設備投資産業である。説明するまでもなく、初期の設備投資が大きいことはあきらかである。

 

3 結論

 ここまでの説明で明らかなように、水耕栽培を用いた垂直農法が、既存の栽培方法を完全に代替するようには思えない。しかし、都市部に住んでいる消費者に、新鮮で健康的な野菜を供給できる点で、都市型植物工場は優れた技術であることは間違いない。

 

 

 <小川のコメント>

 たしかに、都市型の垂直農業には、(1)品目的(2)技術的(3)コスト的な制約と限界があるように思う。しかし、世界中を見渡しても、農産物の中でも、野菜の需要者の多くは都市部に住んでいる。需要のあるところに供給者が現れる。欧州(ドイツ)がいまはその先端を走っているように思う。

 オランダでもフランスでもなく、ドイツの会社が技術的に先行しているところがおもしろい。日本の植物工場は、その点でいえば、初期の先行優位を失いかけているのかもしれない。その理由は、農業技術者や研究者が、初期の「植物工場」の発展に貢献してきたことが原因ではないかと思う。

 よく調査してはいないが、海外は、ベンチャー起業家がこの分野のビジネス開拓にタッチしている。日本でも技術からではなく、ビジネス面から新しい切り口で、事業に乗り出すグループが登場することを期待している。また、そのようなベンチャー企業が登場する気配もみられる。そうした新しい動きに期待してみたいと思う。

  

 

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"Vertical farming with hydroponics"

Hortibiz 07-07-2020    15:10   |    Medium

 
In recent years, urban farming using vertical hydroponic systems, has gained a lot of attention. Using the latest technology, these hydroponic farms are able to optimise plant growth, providing fresh, local produce, while minimising water-usage, space, transport and pesticides. However, whether hydroponic farms are superior to traditional farming methods and whether they can replace them has been subject to controversy.

What is a hydroponic system?Hydroponics refers to the soilless techniques used to grow plants. There are a number of varieties of hydroponic systems, including aquaponics where live fish are used to provide fertiliser for the plants, traditional hydroponics which involves adding chemical solutions of the required nutrients, and aeroponics which uses a nutrient infused mist. Hydroponic systems can be grown in a greenhouse using natural light, or more commonly in a vertical system using LED lights, to save space.

 

Advantages of hydroponics

1. No soil

The earth has a finite coverage of arable land on which crops can be grown. Climate change and destructive farming practices cause loss of this soil. Soil erosion is one of the greatest threats to food security. As a result there is a growing demand for alternative, innovative approaches to provide food for the growing population. Hydroponics is one of these, providing a soilless system that can be used anywhere, particularly suited to cities.

2. Transport

As previously mentioned, hydroponic systems offer the advantage of the ability to be grow anywhere, even in the middle of a soilless city. As a result, fresh produce can be made available locally, sold in restaurants and farmers markets with minimal transport. This helps minimise greenhouse gas emissions as well as minimise nutrient loss and damage of produce, as leafy greens are quick to lose their nutritional content once harvested. Better yet, many hydroponic farms allow transport of the live produce to the market, providing the freshest possible option.

3. Reduced water usage

Hydroponic systems can use up to 10 times less water compared to traditional soil-based cultivation due to the recirculation of the water used. This offers a huge advantage as water shortage is of great concern, with field-based agriculture being one of the greatest consumers of freshwater sources - up to 80% of ground and surface waters in the U.S. Therefore, hydroponics offers a sustainable option for crop cultivation, with the growing population causing an increasing demand for food and water.

4. Controlled environment

Growing indoors allows better control of temperature, light, air composition and pests. As a result, crop growth rates, quality and yield can be maximised and can also be grown year-round. Therefore, these indoor farms can play an important role in filling the market gap, providing fresh produce in all seasons.

5. Less space

Indoor hydroponic farms are typically grown vertically, with LED lights for each layer of crops, this allows maximum usage of small spaces making it a viable option for growing crops in the city homes, in a spare room or basement. Moreover, in hydroponic systems plant roots don’t spread out as much in the search for nutrients like when grown in soil, as the roots are suspended directly in nutrient-rich solution. As a result, it is possible to grow crops much closer together, saving space.

6. Less need for herbicides and pesticides

Due to the controlled, soilless environment, pests and disease are minimised. As a result there is little need for use of chemical herbicides and pesticides which is a big bonus for health and food safety, with often no need to even wash the harvested crops.

 

Disadvantages and challenges of hydroponics

1. Organics debate

It has been subject to debate whether hydroponic systems should be permitted organic certification. Standard hydroponics typically uses a chemical nutrient solution, which are often not organically sourced. Moreover, it is controversial whether the absence of the soil microbiome may effect the food quality, with unknown impacts on the human microbiome, as increasing evidence suggests that the microbes we obtain from food may be an important contribution to our health.

2. limited crop variety

Due to the high light demands of fruiting plants, often requiring a wider light spectrum with a longer growth period, hydroponic technology is currently mostly limited to leafy greens due to costs. Therefore, hydroponics can in no way be seen as a complete replacement for traditional farming methods. Despite this, technological advancements are constantly improving hydroponic growth, possibly making it a viable option for a wider range of crops in the future.

3. Technical knowledge and difficulties

Understanding of the technical set-up of the hydroponics system and plant growth requirements is essential for preventing system failures. Leakages can occur and different crop types may require vastly different nutrient, temperature and lighting conditions. In addition, the close proximity of water and electrics poses risk and careful, regular monitoring of the system is required.

4. initial expenses

Although setting up a hydroponic system can be done on a budget with minimal costs, on a commercial scale, the specialist equipment required can be expensive. After the initial set up costs will be limited mainly to electricity and nutrient costs, the increased plant growth rates and yield often outweigh these added costs.

 

 

Concluding remarks

Despite the number of challenges and limitations associated with vertical farming with hydroponic systems, it still offers great potential to contribute to a more sustainable future of farming. It is important to emphasise that vertical farming and hydroponics is in no way a viable replacement for tradition farming practices but an alternative option, particularly suited to cities to help support the demand for fresh, locally-sourced healthy greens, with the growing population. Technological advancements are expected to further improve costs and efficiency of plant growth in hydroponic systems, giving it high hopes for the future.

| Kosuke Ogawa | 18:22 | - | - | pookmark |

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