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現在、都会の狭いアパートでも、近代的な農業用温室でも、屋内の水耕栽培の人気が高まっています。水耕栽培は、限られたスペースで豊かな緑を栽培できる魔法のようなものです。
なぜそんなに人気があるのでしょうか？
主なハイライトは 2 つあります。 まず、超高いスペース利用率です。緑のオアシスを作るために広大な土地はもう必要ありません。次に、無土栽培により、害虫や病気への対応など、土に関わる手間が軽減されます。従来の土植えに比べて後片付けが格段に楽になります。
ただし、ここで議論しなければならないのは、家庭や商業施設で水耕栽培を行う場合、水耕栽培を行う必要があるかどうかということです。 光を育てる?
光は植物の成長に不可欠であるということは誰もが聞いたことがあると思いますが、水耕栽培という特定の種類の栽培では、光を変える必要があるのでしょうか?そして、この中でグローライトはどの程度の役割を果たすことができるのでしょうか?道を探索しながら進んでいきましょう！
家庭または温室の水耕栽培では、自然太陽光の利用可能性は季節や地理的位置に大きく影響される可能性があります。
例えば、中国の北京では冬になると日照時間が著しく減少し、日差しの強さも弱まります。太陽光への曝露量が減少すると、光合成に必要なエネルギーが減少するため、水耕栽培植物の成長が制限される可能性があります。その結果、植物の成長が阻害され、葉が黄色くなる場合があり、これは十分な日光の不足を示しています。
対照的に、夏の間は、特に正午頃に日差しが強くなることがあります。直射日光は水耕栽培システムの貯水池の温度を上昇させ、植物に不快感を与える可能性があります。この熱ストレスは、特に日光が強く当たる窓の近くに水耕栽培装置が設置されている場合、葉焼けや成長の制限につながる可能性があります。
全体として、自然の太陽光の利用可能性の変動は、水耕栽培者にとって課題となり、植物の成長と健康に影響を及ぼします。これらの制限を軽減するために、栽培者は多くの場合、人工栽培用ライトで自然太陽光を補い、年間を通じて水耕栽培植物に一貫した最適な照明条件を提供します。
さらに、水耕栽培では家の中の位置も重要です。一般に、窓に近い場所は、家の中央のエリア、特に一年を通して比較的十分な日光が当たる南向きのエリアと比較して、より良い日光にさらされます。
ただし、このような有利な場所であっても、ガラス、カーテン、家具などの屋内要素が太陽光を部分的に遮ったりフィルターしたりすることで、水耕栽培の植物に届く実際の光が減り、拡散された柔らかい光に変わってしまうことがあります。
温室環境では温度と湿度を制御できますが、それでも季節や地理的な影響を受けます。特に赤道から遠い地域では、冬場の日照時間の短縮や日照量の低下などの問題が顕著になります。
補助照明がないと、水耕栽培の植物は成長が遅く、葉がまばらになり、色合いが鈍くなる可能性があります。これは、カルシウム欠乏の子供が骨が弱いのと同じです。光が不十分だと、植物の正常な成長や発育が妨げられることがあります。
親愛なる庭師の皆さん、水耕栽培植物の世話をするときは、家の中の自然光の状態を観察し、それに応じて植物の位置を調整し、必要に応じて太陽光を補うために人工照明を使用することを忘れないでください。これは彼らの健康な緑の活力を維持するために不可欠です。
グロー ライトが非常に強力な理由は、太陽光をシミュレートし、太陽光の忠実なレプリカとして機能するためです。太陽光にはさまざまな色の光が含まれており、それぞれの光の色が植物の成長に独特の影響を与えることに注意することが重要です。
次に、水耕栽培温室でグローライトがどのように魔法を発揮するかを見てみましょう。
北京ポラリス農業産業園は、北京市密雲区（北緯 40.4 度、東経 117 度）にあります。密雲地区の気候は、半湿潤と半乾燥の温暖なモンスーンの影響を受けた大陸性気候が特徴です。夏と秋は冬と春に比べて日光への曝露量が大幅に多くなります。
たとえば、2021 年には、年間を通じて蓄積された太陽光の総量は 492,177 J/cm2 に達し、夏と秋の日照量は冬と春の 1.67 倍に達しました。
しかし、ハウスは9月定植、6月収穫の冬トマトの栽培に使用されるため、夏場の方が日照量や日照量が多くても収量アップには直結しません。
したがって、主な目標は、夏と秋の温室内の日光曝露を改善して収量を増やすことです。
温室内の植物が利用できる光の強度には、次のような多くの要因が影響します。
しかし、最適な光透過率を維持するための努力にもかかわらず、さまざまな要因によって温室内の透過率が低下する可能性があります。機器、ガラス、カバー材の経年劣化、トラスや遮光カーテンなどのハードウェア構造の存在などの要因が、特定のエリアの部分的な遮光に寄与する可能性があります。
各補助照明器具の面積は 0.1058 平方メートルですが、単一のトラスと格納されたカーテンの遮光面積は 25.76 平方メートルです。補助照明器具とトラスの重なり部分を除くと、総遮光面積は 811.44 平方メートルに達します。
公園内の温室は 2016 年に建設されました。透過率テストを実施するために、2021 年 12 月 12 時に温室内で 10 個のテスト ポイントがランダムに選択されました。平均透過率は 86.64% と測定され、温室が最初に建設されたときに記録された元の値よりも低くなりました。
2020年から2021年の冬と早春の作付け期に日照量が減少したため収量が予想より低かったことに対応し、ポーラー・アグリカルチャーは2021年から2022年の作付け期にコストと植物の夜間温度要件を検討した。
2021年11月から2022年3月（2021年第45週から2022年第13週の計22週間）、23時から翌7時まで高圧ナトリウムランプによる補助照明を使用しました。
一方、植物の成長要件を満たすために夜間の灌漑頻度が増加しました。 11 月と 3 月の補助照明の期間は、日照時間の増減に応じて調整されました。
実験はポーラー農業株式会社の連続ガラス温室で実施しました。温室の面積は3.3ヘクタール、南北方向、東西28スパンです。
各スパンの幅は 8 メートルで、6 つの栽培ラックが含まれています。栽培トラフは長さ 80 メートル、列間隔は 1.6 メートルです。実験では、導入されたカクテルトマト品種を利用しました。
トマトの成長過程では、灌漑システムと統合された自動施肥システムを使用し、点滴灌漑によって栄養溶液が供給されます。灌漑のタイミングと頻度は、日の出と日の入りの時間、および毎日の累積露光量に基づいて自動的に調整されます。
温室の外の累積外部光曝露データは Priva 気象観測所によって監視およびアップロードされ、一方、温室内の光合成活性放射線 (PAR) データは光センサーによって捕捉および記録されます。
毎週の茎の伸長、週ごとの結実房の数、および結実房ごとの果実などの植物のさまざまな成長パラメーターが毎週技術者によって記録されます。収量は毎日記録され、集計された統計は週末にまとめられます。
全体として、屋外の累積光曝露量は 2 つの成長期の間で大きな変化はなく、冬季の累積光曝露量は比較的平均的でした。
光量は季節とともに増加する傾向を示し、特に 2022 年 2 月から 3 月に顕著でした。屋内の光合成活性放射線 (PAR) の全体的な傾向は、時間の経過に伴う屋外の累積光量と同様のパターンに従いました。
しかし、補助照明の導入後、2021～2022年の生育期に屋内の植物が利用できるPARの強度は、2020～2021年の生育期の1.24～1.75倍に増加しました。
植物の成長には光が必要であり、一般に、一定の範囲内で光の強度が強いほど、植物の成長は促進されます。 2021年から2022年の成長期に提供される補助照明のおかげで、トマト植物は前シーズンと比較して生理学的発達の改善を示す可能性があります。
毎週の作柄記録に基づくと、2021～2022年の生育期の植物の成長率は2020～2021年の生育期と同等かそれを上回り、比較的良好な成長パフォーマンスを示しています。
さらに、比較を通じて、2 つの生育期の全体的な傾向が類似していることが観察されました。 2021年から2022年の生育期の第5週には茎の伸長が急激に増加しましたが、第6週には急激に減少しました。
これは、旧正月が 2022 年の第 5 週にあったため、測定と成長データの蓄積が遅れたためと考えられます。したがって、生産には人の介入も欠かせません。
1 週間あたりの果房と果実の数は、作物の生殖成長能力を反映することができます。 11 月初旬、植物あたりの果実の数は両方の成長期で同じでした。
しかし、生育期が進むにつれて、補助照明を使用した場合とそうでない場合の植物あたりの果実の数の差は徐々に拡大しました。
補助照明期間の終了時点で、2021～2022年の生育期の植物は27.5房の果実を生産していましたが、補助照明なしの2020～2021年の生育期の植物は26房の果実で終了し、その差は1.5となりました。果物の房。
週あたりの果実の数は変動しましたが、全体として、2021～2022 年の生育期は 2020～2021 年の生育期と比較して週あたりの果実の収量が高く、大きな差がありました。
オランダでは、栽培者や研究者の間で、光強度が 1% 増加するごとに、収量も対応して 1% 増加するという考えがあります。これは、作物がより多くの光を吸収することで光合成を強化でき、最終的に収量の増加につながるためと考えられています。
どちらの植栽期でも、植物密度は 1 平方メートルあたり 3.75 本に維持されました。ただし、補助照明を使用した後の収量は、補助照明を使用しない場合よりも大幅に高く、収量の平均増加率は 31.63% でした。最も大きな差は1月に観察されました。
2021～2022年の作付期の月収量は、2020～2021年の作付期の1.44倍となった。この収量の増加は、追加の補助照明による温度上昇により、果実の熟成と着色速度が促進されたためと考えられます。
さらに、トマトの収量は当初増加し、その後減少し、その後再び増加する傾向を示しました。この傾向は、最初に減少し、その後増加し、その後再び減少する温室内の光強度の変化とは逆でした。
この観察は、トマトの植物の下部と上部が環境の変化を認識するのに約 1 か月の遅れがあることを示唆しています。
得られた作物指標に基づいて、補助照明の追加は作物の成長にとってより有益であると結論付けることができます。追加の照明と温度の上昇により、結実と熟成が促進され、成熟速度が高まり、結果として収量の増加につながります。
また、補助照明戦略、特に朝消灯戦略については、光の変動を防ぎ、植物の自然な成長リズムに合わせるため、日の出とともに補助照明の数を徐々に減らします。
朝、日の出後の7時30分頃、補助照明の半分が消灯されます。外部光の強度が 300 W/m2 に達すると、すべての補助照明がオフになります。
夜間に補助照明を提供するかどうかの決定には、エネルギー消費量とピーク/オフピークの電気料金も考慮されます。
北京郊外の夜間電力料金は0.3元/(kW.h)、ピーク価格とオフピーク価格はそれぞれ0.89元と0.59元/(kW.h)である。夜間に補助照明を提供すると、コストのほぼ半分が節約されます。
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