土を使わない栽培法 世界十数カ国で特許取得 宇宙栽培への道を開く Phyto ceramics きぼう 日本実験棟 宇宙インフレータブル構造の宇宙実証 青木隆平(東京大学大学院教授) 図２ 実験装置全景 弊社が デザイン 製作をおこなった宇宙 栽培用特殊セラミック製の種子発芽実験装 置を積んだＨＴＶ ３(こうのとり３号)を 搭載したＨ ⅡＢロケットが日本時間の 2013年7月21日(土)11時18分に打ち上げ られました 日本実験棟 きぼう インフレータブル構造体 カヌーゴム ボートのような を宇宙温室として利用 しセラミックを用いた野菜栽培をおこな う試験 地球から無線によって完全無人で野菜栽 培を行えることが大きな特徴である 図１ 国際宇宙ステーション 国際宇宙ステーション (International Space Station) での宇宙温室栽培実験 (space terrarium mission) 東京大学(The University of Tokyo) 宇宙航空研究開発機構:JAXA (Japan Aerospace Xploration Agency) ハイトカルチャ (Phytoculture Control Co.,Ltd) 図３ 宇宙温室外観 図４ 内部種子発芽実験装置 図５ セラミック宇宙植物栽培 発芽試験の様子 0
はじめに １ ２ ３ ４ ５ ６ セラミックと水で植物は育つ Phyto ceramics(1)(完全閉鎖型植物栽培工場) Phyto ceramics(2)(レストラン併設型野菜工場) セラミック栽培の原理 水耕栽培との比較 Phyto ceramics(3)(セラハイト) ７ ８ ９ 10 11 Phyto ceramics(4)(イネ栽培装置セラ不動) Phyto ceramics(5)(lcp法 実験用セラミック栽培植物) セラミック栽培が生まれた経緯 新世代栽培素材iCALMTM/iCASTTM 11-1.ニュース(NHK趣味の園芸1998年２月号) 11-2.ニュース(朝日新聞 1997年7月24日) 12 Phyto ceramics(6)(砂漠緑化) セラミック栽培式による植物栽培とは セラミック栽培式による植物栽培とは 植物本来の持つ生命力を生かして 土を全く使わずに植物を育てることです セラミックは潅がい器具ではなく セラミックのみで植物が育ちます 植物の根がセラミックになじめば 植物の根はセラミックから必要な分だけ水分を吸収します 植物が土のない岩石上に自然に強く育つように 植物はセラミック上で健やかに育ちます (写真参照) 植物が吸収した分だけ 水は毛細管システムによってセラミックに供給されます 土なし海の岩石上で育つ樹木 宇宙農業への夢 1998年 ナズナの栽培から始まった 1 近年 宇宙での植物栽培に関しての研究 が宇宙開発事業団などで行われています 無重力空間で植物を育てるためには 植 物の根に直接養水分を供給する必要があ ります 従来の潅水では空中に水の玉が 漂うことになり問題が生じるからです セラミック栽培では植物の根に直接養水 分を供給することができるうえ 養水分 が毛管力によって移動するため 重力方 向 無重力条件でも に影響されずに植 物に養水分を供給することができます 無重力の宇宙ステーションの植物栽培に は最適の技術といえます (1998年 宇宙に植物が持ち込まれる日も近くなる かもしれません
セラミック内部の根 リーフレタスの根 セラミック植物を分解したものです セラミックパイプの中は 根 だけです Phyto Ceramics とは ハイトセラミックスとは 高温で燃焼した特殊セラ ミックに植物の根を接触させ 多孔質(直径3μm以下 の空隙)を通じて植物が必要とする溶液を毛細管現象 によって供給する方法である これはエアレーション等を必要とせず 根の養分と共 に酸素供給も行える 土も全く使用せず 土栽培のよ うに過剰な水で根腐れを起こしたり 潅水が不十分で 植物を枯死させる事もありません 再現性の高さ 土を使わないので 同じ試験の再現性は高く 科学的 に進められ 事業ができる イネの根 ツピダンツス カリプトラツス 1.5m 2
完全閉鎖型植物工場 多段式 省スペース 面積あたりの収穫量から 体積あたりの収穫量へ クリーンルーム レタス12毛作 [発芽直後の様子] 廃棄物なし 通常の1/20 セラミックの再利用が可能 (高熱処理 薬剤消毒) 清潔 紫外線なし 軽い リスク軽減 病気発生時 当該 ケースのみ処分) 容易な無農薬栽培が可能 小設備 省スペース 立地の多様性 市販資材を使用 メンテ簡素化 3 [植替え後１週間程度の様子] エアレーション不要 水循環設備不要 水管理の簡素化 [植替え直後の様子] 無農薬栽培が容易 少肥料(肥料の流出ロスがない) 有機肥料栽培が可能 [植替え後３週間程度の様子] 水の使用量1/10 排水処理1/10 固い素材(セラミック)の使用によ る機械化
大阪駅北口のグランフロント大阪 6F ロート製薬 様運営の薬膳フレンチレストラン 旬穀旬菜 に隣接して セラミック栽培式植物工場が導入されました 4
セラミック栽培とは 高温で焼成した特殊セラミックに植物の根を接触させ 根に栽培溶液を直接供給して植物を栽培する栽培方法です この特殊セラミックは毛管力を発生させる大変小さな空隙 ( 直径 3μm 以下 ) を数多く持っています セラミックの下端あるいは給水用のヒモを栽培溶液につけておくと セラミックや給水用のヒモが持つ毛管力によって セラミック全体の小さな空隙に栽培溶液が移動し保持されます 植物は この保持された栽培溶液を利用して生きています また 栽培溶液は毛管力によって移動しているだけなのでセラミック表面に染み出してくることはありません つまり 植物が必要とする分だけを植物が吸収 利用し 植物が消費した栽培溶液量だけが下部の水源からセラミックに補給されます したがって 通常の土栽培のように植物に過剰の水を与えて腐らせたり 潅水が不十分になり乾燥枯死させることもありません また 植物の根を栽培溶液に浸ける水耕 ( 水気耕 ) 栽培と異なり 栽培溶液を循環させたり 空気 ( 酸素 ) を送り込む必要はありません 動力が要らない省エネルギー栽培方法と言えます セラミックに水が吸い上げられる 吸い上げられた水を植物が吸収する 特殊セラミックは毛管力を発生する大変小さな空隙を数多く持っています この空隙の大きさは直径 3μm 以下となっています 植物の根はセラミックの表面に張りついています セラミックの下端を栽培溶液に浸けると 毛管力によって 栽培溶液がセラミック全体に広がっていきます栽培溶液は毛管力によって移動しているだけなので セラミック表面に染み出してくることはありませんまた 毛管力によって 植物が必要としているだけの水が植物に供給されています 例えば ホウレンソウ 1 株 ( 約 20g) を種より 6 週間で栽培するために必要な水量は 1l です これは 通常の土壌栽培では 1~2 日の水遣りで終わってします量です 植物は 根に触れているセラミックから 保持された栽培溶液を吸収し 成長に利用します 植物が栽培溶液を吸収すると 下部の水源から消費した量だけが毛管力によってセラミックに補給されます さらに 栽培室中の植物が放出している水蒸気を機械で集めた水を利用すると 6 週間栽培するのに新たな必要な水は 500ml で済みます セラミックに触れていない部分の根の周りにある空気より酸素などを取り込み呼吸します 空気に触れている根から 直接排気性のガス等を排出します 5
セラミック栽培式 比 較 項 目 水耕栽培式 水の使用量が少ない ケースに水を入れるだけの簡素 なシステムなので水耕栽培の 1/10 1/20の使用量で済みます 水の循環設備が不要 ケース単位での栽培方法のため 水を循環させる設備は不要です エアレーション設備が不要 水を循環させないので水に酸素を 送る必要もなく エアレーション 設備は不要です 排水が無い ケース内の水は植物に必要な分だ け給水しますので 排水がほとん どありません 廃棄物が無い 収穫後に残るのはセラミックだけ そのセラミックも再利用しますので 廃棄物はほとんどありません おいしい野菜 的確なストレスコントールにより 土栽培に負けない味と香りの野菜 です 多様な品種の栽培が可能 [ケースごとの栽培] 葉物に留まらず 根菜 果菜等の 野菜も栽培が可能です [水循環設備等(最下段)] 6
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セラハイトはCeramics(セラミック)で栽培したPhyto(ラテン語で植物を意味する)ということ インテリア 植物にセラミック栽培の技術を持ち込んだ商品です 水のやりすぎ 水のやり忘れで植物を枯らす心配はあ りません 土で栽培したものと異なり水遣りで絨毯に水をこぼした 土をこぼして汚してしまった という こともなくなります 小さな観葉植物で部屋を飾る ささやかな寛ぎをできるのではないかと考えています 袋入りで持ち運びカンタン 外国への輸出入も大丈夫 一週間の保存が可能 アトリエK淀屋橋店 クリプトンat京阪 西宮店 in The Room内 8
照明噴霧式栽培装置 特許第3044006号) 室内で周年栽培が可能 土を使わないセラミック栽培 型 式 外 寸 mm 内 寸 mm 温 度 照 明 噴 霧 電 源 RTC-2000B W1,049 D825 H2,276 給水ポンプを含まず W852 D680 H1,512 空調なし( 1) 照明時ファンにより排熱 高圧ナトリウムランプ360W プログラム制御 10回 日 給水量 約500 ml 分 プログラム制御 10 180秒可変 回 10回 日 単相100V 15A 1 空調付きのタイプもあります 搬入費別途 価格には セラミック使用料を含みます セラミックの使用には別途ハイトカルチャ社との 覚書が必要となります 仕様および価格は予告なく変更することがあります 9
LCP(Laboratory Ceramic Plants)法とは 実験用セラミック栽培植物を用いて 効率的な形質転換(遺伝子組換えなど)を行う新しい実験方法の事です 特徴１ インキュベータ内で管理できる検体数を約３倍にして効率化を可能にしたセラミックシステムです 特徴２ 実験用機材として優れた 耐久性 同一性 相関性 をもっています 特徴３ 核実験に必要な状態に揃えた植物を必要な時に必要な量を栽培できる実験用モデル植物のシステムです シロイヌナズナ この植物栽培用のセラミックは 高温で焼成された特殊なセラミックです そのため 温度 ph 加減圧等に よる影響を受けません したがって 実験道具としてセラミックを用いる際にも通常の滅菌作業 オートクレー プや乾熱滅菌等 が可能となります また 実験溶液にも様々な水溶液を用いることが可能となります 更に このセラミックの空隙径は3μm以下なのでカビなどの菌の細胞サイズよりも小さくなっており 栽培溶液 からの感染を防ぐことができます また 土と異なり均一な素材 方法で製造されているので 実験の栽培 培 養条件を均一にすることができ 実験制度を高めることが可能となります (大阪大学との共同開発 Phyto ceramics 植物教材 ① 発芽実験器具 ② 発芽実験キットは 植物の発芽および根の状態などを その初期段階 から成長 枯死に至るまでを身近に観察できる実験器具です セラミック発芽実験器具の特徴とメリット １ 土を使わないから清潔 室内を汚しません ２ 設置スペースがほとんど要らず ３ 室内での栽培が容易 ４ (室内だから)天候に左右されない ５ 小型で軽く丈夫なので取扱いがカンタン ６ セラミックの再利用が可能 煮沸消毒可能 ７ 根を含む植物の成長過程を詳しく観察できる ８ 水の管理がカンタン 水の量が見える ９ 根腐れしない ③ ④ ⑤ 発芽した様子 ⑥ タバコ キット内容 ①セラミックカバー ②セラミック ③水タンク ④台座 ⑤給水ヒモ ⑥支柱 4本 根の状態も詳しく観察できる 10
Ａ ポット栽培や盆栽での経験 長期間栽培していると土がなくなる Ｂ セラミックの地下埋設での経験 地中では 水を供給されたセラミックに 根が集まる 水分を持った土とは関係なく育っている 地上部にあげても育つ 千葉県林業試験場 農林省委託(1980年) コンテナ栽培されたタブの木(3本1組) 板型 はじめてセラミックでの栽培に成功 した百日草 (1997年) 11 その後の栽培風景 ボックス型 円筒型 いろいろなセラミック ポット型 短冊型
ツクネイモ ワタ ダイコン トウモロコシ ショウガ icalmtm/icasttmとは ] 三井化学 様との共同開発 icalmtm 植物依存型生育要素供給"機能を有する栽培素材 icasttm 給液タンクとiCALMTMを装着している作物栽培チューブから成る作物栽培 システムで 専用の種子 肥料 農薬および栽培方法な どを加え 植物栽培者にSolutionを提供 icasttm栽培のメカニズム チューブに開けた穴から流れ出る水(養液など)をiCALMTMが保持する icalmtm上で生育する植物は 生育に応じて必要とする水や養液など を好きなときに好きなだけ icalmtmから吸収する( 植物依存型生育要素供給) icasttm栽培のメリット 作物の生育を最大化し 増収と品質向上に貢献 水や肥料 農薬 エネルギーの使用量を最小化(節水 節肥 減農薬 省エネ 節資源 ) 土壌や地下水などに対する影響がない( 環境に優しい ) 12
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ヘキサチューブとセラミックボードを用いた 新たな緑化法 会社紹介 砂漠の拡大が地球規模で進み 地球温暖化に拍車をかけてい ます セラミック栽培の技術は そもそも この砂漠拡大を 防止するための緑化技術の一つと位置づけ研究を進めました これまで 砂漠で大規模に行われてきたドリップ潅水は 地 中の塩分を地表に引き出 してしまい 不毛な地を作り上げ てしまうという問題を抱えていました 植物が吸収する以上 の水分を与えたためにおこる現象であるといえます セラミック栽培は 植物に過不足なく水分を与えることがで きる技術であり これまで問題となってきた塩害を引き起こ すことなく砂漠緑化を行えるものと考えています 将来的に 砂漠拡大防止のために役立てられるように更なる研究を進め ていきたいと考えています ハイトカルチャ社は砂漠緑化や森林組合育成および宇宙における植物栽培など 地球環境を 守る植物栽培先端技術を開発するベンチャー企業です このセラミック栽培技術は砂漠などの乾燥地緑化を目指して開発した技術です セラミック 植物栽培技術は 世界で初めての技術で 日本をはじめアメリカ カナダ オーストラリア 中国 台湾 ヨーロッパなど世界十数カ国で特許も成立しています アメリカ 中国 台湾 ベトナム マレーシア シンガポール 地上環境はヘキサチューブでコントロール 1998年 根域環境はセラミックボードでコントロール 1998年 536-0008 大阪府大阪市城東区関目5-11-9 ハイトカルチャ株式会社 作成日 2015年6月1日