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1 天候 クリーンな環境で野菜を育てる植物工場 放射能汚染物質 害虫 鳥取市雇用創造協議会では 2015 年 9 月から若桜街道の空き店舗で野菜の試験栽培を始めました LED や空調など栽培環境を完全にコントロールし 野菜にとって一番良い環境で水耕栽培しています 野菜は太陽光の代わりに LED の光で光合成を行い 土の代わりに肥料の入った水で成長します 播種 ~ 収穫まで野菜栽培に適した環境にしているので成長が早いのが特徴です 現在は 葉物野菜を中心に栽培研究を行っています 露地栽培よりも成長が早く 種まきから 35 日でリーフレタスが収穫できます!! 7 日 播種 ( 種まき ) 穴の開いたスポンジに種まき 種をまいて 2 日で発芽します 14 日 移植 ( 育苗装置への植え替え ) スポンジごと育苗装置に植え替えます 穴の下には肥料を加えた水が循環しています 育苗 ( 苗をある程度の大きさまで育てる ) 本葉が出て 根もたくさん生えてきます 定植 ( 植え替え ) 苗を栽培装置に植え替えます 14 日 栽培 20~22 度の環境で 常に最適な水と光が与えられるのでどんどん大きくなります 収穫根元からハサミで切って収穫します 実際の画像です

2 栽培実験した野菜 ( おすすめの品種 ) 実際の画像です グリーンウェーブ ( リーフレタス ) ファンシーグリーン ( リーフレタス ) ロマリア ( ロメインレタス ) グリーンバター ( サラダ菜系レタス ) トロピレッド ( サニーレタス ) レッドオーク四季紅 ( オークレタス ) ハイドロセブン ( ほうれん草 ) 早生サラダあかり ( ほうれん草 ) 紅法師 ( 赤茎ミズナ ) コーラルリーフフェザー ( 赤からし菜 ) アイディアル ( スイスチャード ) レッドベルベット ( アマランサス ) イタリアンレッド ( リーフチコリー ) きくばり ( 中葉サラダ春菊 ) わさび菜 シャオパオ ( ミニチンゲン菜 ) お黄にいり ( ミニ白菜 ) アイスプラント カリーノケール ロッソ ( サラダケール ) ブラックケール ( サラダケール ) ウォータークレス ( クレソン ) マスタードクレソン ( クレソン ) ランドクレス ( クレソン ) エルーカ ( ルッコラ ) ミニホワイト ( ミニセロリ ) スイートバジル ダークオパール ( バジル ) ホーリーバジル ( バジル ) カーリーパラマウント ( パセリ ) パクチー キヌアミニトマトメロン

3 最適環境の検証 ~ 肥料処方の検証 ~ 使用肥料の比較 大塚 A 処方 果菜類 葉菜類 花き類に広く使用できる汎用型培養液処方 大塚 B 処方 汎用性の高い園試処方 K 社肥料 栽培装置購入会社の使用肥料 窒素リンカリウムカルシウムマグネシウムカルシウムその他 コスト :B 処方 (70 円 /L)l<A 処方 (90 円 /L)<K 社処方 (120 円 /L) 肥料作成の難しさ ( 手間 ):A 処方 (3 種類を混合 )=K 社肥料 <B 処方 (5 種類を混合 ) 肥料ごとの野菜の重量比較 当事業では少量多品種の栽培を行うため コストの低い B 処方で栽培しました

4 最適環境の検証 ~ 光環境の検証 ~ 栽培に利用した LED の種類と波長のグラフ一覧 白色 LED(5000K) 赤 4 青 1LED 青色青色 緑色が多い赤色が多い葉の形 色抗酸化物質の合成 赤色生育促進甘味アップ 光合成有効放射 赤 4 白 1LED 赤色が多い 赤 3 白 1LED 赤色が多い 赤 1 白 3LED 青色 赤色とも多い 光環境ごとの野菜の重量比較 上記の LED を使用して栽培 () 内は光強度 単位 μmolm ² s ¹

5 LED の違いによる生育比較 リーフレタス ( グリーンウェーブ ) 白色 LED(170) 白色 LED(250) 赤からし菜 ( コーラルリーフフェザー ) 白色 LED(170) 白色 LED(250) 光強度が強いと葉が硬め 光強度が強いほうが味と色が濃い ほうれん草 ( 弁天丸 ) 白色 LED(140) 赤 4 白 1LED(140) 赤 4 青 1LED(140) 赤白 LED と赤青 LED では葉の奇形が生じた 光の照射時間の検証 光の照射時間を 14 時間 16 時間 20 時間を比較 () 内は光強度 単位 μmolm ² s ¹ 生育速度は赤 4 白 1LED が 1 番早いが 野菜の重量と形 色など全て考慮すると白色 LED で明期 16 時間が 1 番良い

6 最適環境の検証 ~ 水質活性剤の検証 ~ 栽培養液の交換について 養液の交換には手間とコストがかかる約 1 ヶ月間交換なしで栽培すると 生育不良が見られる品種が発生 養液交換を少なくする方法として水質活性剤を検証 水質活性剤とは水質浄化に有効な微生物を活性化して水の汚れや悪臭を分解することが可能な天然素材 数年間水換えなしでの養殖も可能 先行研究 ( 土耕栽培 ) では生育促進の効果 ビタミン C の増加 硝酸態窒素の低下が見られた 水質活性剤なし 水耕栽培で利用するとどうなるのか? 約 28 日 約 28 日 水質活性剤あり 水質活性剤なし外側の葉から枯れていく 約 28 日 約 28 日 水質活性剤を使用したときの栽培比較 水質活性剤あり正常に生育 通常栽培水質活性剤使用 水質活性剤を使用すると ほとんどの野菜で重量が増加した 養液については見た目に大きな違いは見られなかったが 水質活性剤ありの養液のほうが汚れが少なく 1.5~2 ヶ月まで 野菜の生育不良が発生しなかった

7 低カリウム野菜栽培 低カリウム野菜の栽培比較 1 収穫の 1~7 日前に栽培養液を水へ変える 2 定植から収穫までの 14 日間低 K 肥料養液で栽培 低 K 肥料とは大塚 B 処方を元にカリウム濃度を低く調整した肥料のこと 鳥取大学分析 リーフレタス ( グリーンウェーブ ) ほうれん草 ( ハイドロセブン ) 赤からし菜 ( コーラルリーフフェザー ) 低カリウム野菜 通常栽培野菜 低カリウム野菜のカリウム含有量 分析会社依頼 84% 減 56% 減 60% 減 定植 ~ 収穫までの 14 日間 低 K 肥料 (EC2.0) で栽培のとき野菜のカリウム削減率と重量の両方がよい

8 重量 (g) 重量 (g) 高ビタミン野菜の栽培 ~ 印加処理 ~ 印加処理による野菜の重量比較 栽培方法 : 通常栽培 ( 通常の栽培環境で栽培 ) 20 回 ( 印加処理を 20 回 /h 行う 明期のみ ) 50 回 ( 印加処理を 50 回 /h 行う 明期のみ ) 通常栽培印加 20 回印加 50 回 印加処理とは養液に微弱な電気を与えることで 野菜の生育促進と機能性向上が期待できる ( 印加期間 14 日 ) ロメインレタス 15% ほうれん草 ケール 通常栽培通常栽培通常栽培 ( 印加期間 28 日 ) 26% 通常栽培 通常栽培 通常栽培 印加処理による野菜の栄養価比較 分析会社依頼 6.6 倍 分析会社依頼 1.4 倍 1.4 倍 ロメインレタスは印加 50 回 /hで重量最大 1~2 日の栽培期間の短縮 処理期間の長さによる影響は小さい 電極への析出( さび ) が生育に影響か? 流速を上げての検証が必要

9 ビタミン C(mg/100gFW) ビタミン C(mg/100gFW) 高ビタミン野菜の栽培 ~ 暗黒 光照射実験 ~ 暗黒 光の連続照射実験とは収穫前の明期と暗期時間や光強度を通常栽培と変え 光ストレスを与えることで栄養価の向上を目的とする 暗黒 光照射の光環境明期 16 時間暗期 8 時間明期 4 時間暗黒期 24 時間光照射 6~30 時間収穫 (35 日目 ) 暗黒期の時間と暗黒期後の光照射時間を検討した 暗黒期後のビタミン C 変化 ロメインレタス ほうれん草 鳥取大学分析 ケール 経過時間 暗黒終了からの照射時間 一般値ビタミン C ビタミンCは照射時間とともに含有率増加 連続照射により増加し続ける可能性 ロメインレタスで6 時間以内に一般値 ( 食品成分表 ) を達成 暗黒処理によりビタミンCは減少 暗期 24 時間は長すぎるのでは? 次は暗黒期の時間を 8 時間にして栽培 光強度と照射時間の違いによるビタミン C 変化 ( ロメインレタス ) 暗黒期後の光照射時間 (4 時間 ) 暗黒期後の光照射時間 (24 時間 ) 鳥取大学分析 光強度 (μmolm ² s ¹) 鳥取大学分析 光強度 (μmolm ² s ¹) 一般値

10 ビタミン C(mg/100gFW) ( ほうれん草 ) 暗黒期後の光照射時間 (4 時間 ) 暗黒期後の光照射時間 (24 時間 ) 鳥取大学分析 ( ケール ) 光強度 (μmolm ² s ¹) 光強度 (μmolm ² s ¹) 暗黒期後の光照射時間 (4 時間 ) 暗黒期後の光照射時間 (24 時間 ) 一般値 光強度 (μmolm ² s ¹) 光強度 (μmolm ² s ¹) 一般値 暗黒期後の光照射 24 時間 500 μmol m ² s ¹ の区で含有率最大 暗黒 光照射処理による栄養価変化 分析会社依頼 鳥取大学分析 一般値 4.3 倍 3.3 倍 ビタミン C の増加率と野菜の品質 作業効率の面から考えて暗黒期 8 時間 暗黒後の光照射は 24 時間照射が好ましい

11 赤色野菜の着色強化 赤色野菜の赤色であるアントシアニンは紫外線や寒さなどのストレスによって形成されるといわれており 植物工場のようなストレスの少ない環境下では赤色の着色不良が見られます LED の種類と光強度を変えた栽培や水ストレスを与える栽培 UV 照射 栽培温度の検証などを行いました 光環境の検証 白 LED(170 μmol m -2 s -1 ) 白 LED(200 μmol m -2 s -1 ) 白 LED(250 μmol m -2 s -1 ) 赤 4 白 1LED (170 μmol m -2 s -1 ) 赤 4 青 1LED (170 μmol m -2 s -1 ) 赤 4 白 1LED と赤 4 青 1LED では栽培後期になるほど赤色が薄くなるため 白色 LED が 1 番適していた 白色 LED では光強度が強くなるほど赤色が濃くなる ( レタス類は生理障害が発生 ) 寒暖差の検証 寒暖差なし重量 45g 着色不良 20% 白色 LED 光強度 (250 μmol m -2 s -1 ) 寒暖差 5 度 (18~23 ) 重量 43g 着色不良 5% 寒暖差 10 度 (13~23 ) 重量 43g 着色不良 0% 赤色の発色と野菜の重量を見ると 寒暖差 5 度の環境が 1 番良い

12 高栄養価野菜の栽培 ~ 鳥取温泉水アイスプラント ~ アイスプラントの特徴 温泉水を養液に使用することでマイルドな塩味となり ツヤ 食感も良く 日持ちも 通常の野菜には塩分 逆にアイスプラントは塩分がないと育たない鳥取温泉の泉質はナトリウムを多く含み アイスプラントの栽培に最適 アイスプラントの栽培について播種後 21 日の定植から温泉水で栽培を行います 定植後 14 日目から下葉のかき採りを行い 21 日目から徐々に収穫ができます その後わき芽を残しながら収穫していくと 3 ヶ月程度収穫できます 播種播種後 10 日目播種後 20 日目 播種後 21 日目播種後 35 日目播種後 42 日目 温泉水で栽培開始 ~ 剪定 ( 不要な大葉の除去 ) 開始 ~ 播種後 49 日目 播種後 56 日目 ~ 播種後 100 日目 ( 終了 ) 本格的な収穫開始 アイスプラントの栄養価 測定項目 平均 ( 公開され鳥取温泉水栽培ている4 社 ) 温泉水 H 温泉水 M 備考 食塩相当量 g/100g 分析会社 ナトリウム mg/100g 分析会社 カリウム mg/100g 分析会社 カルシウム mg/100g 分析会社 マグネシウム mg/100g 分析会社 鉄 mg/100g 分析会社 β -カロテン μ g/100g 1, ,400 分析会社 ビタミンC mg/100g ピニトール mg/100g 40 検出せず 検出せず 分析会社 イノシトール mg/100g 72-5 分析会社 カム化したアイスプラントは食味が悪いがピニトールは多い 現在の栽培方法では栄養価と食味の両立は難しい

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