LEDグローライトで屋内農業は実現可能なソリューションへ
LEDグローライトで屋内農業は実現可能なソリューションへ
「植物は生物としては非常に複雑です。最も大きな問題の1つは、各植物のニーズに応じたパラメータの設定です。テュフズードは屋内農業界のさまざまなプレイヤーに対し、状況の改善をナビゲートするとともに、個別のニーズに応じたサポートを提供いたします。」
マーヴィン・ベル
プロジェクトマネージャー 照明エキスパート テュフズード
2017年7月14日（金）
都市農業は一時的な流行、あるいは我々の未来を守る手段として議論されてきました。都市が大きく成長し人口密度が高まるなか、食糧の安全性および持続可能性を向上させるため、都市農業の妥当性と必要性を主張する声が高まりつつあります。
生育に適した土地のうち80％が既に使用されています。国連は、2050年までに世界人口は22億人1増加し、そのうち約70％が都市部に居住すると予測しています。人口規模の拡大に伴い、食糧生産は結果的に70％増加する必要があります2。しかし、バイオエネルギーの普及および気候変動により農地の可用性は低下し、伝統的な農業リソースは圧迫しています。
ここ数年間でもたらされた主要技術の革新および価格低下により、都市農業および屋内農業のこうした課題が克服され、勢いが加速する可能性があります。農業空間を都市環境に組み込むことで、未使用スペースが活用できるだけでなく、屋内農業は成長条件を高レベルにコントロールできるため、不安定化が進む気候の影響を避けることもできます。
従来型農業においても屋内型農業においても、光は重要な要因となります。人工光源は主に自然光がない場合に補助光として使用されます。新たな照明技術の出現により、光の「性質」を制御することが可能となり、栽培者は日光の有無にかかわらず作物の味、外観、栄養品質を変更することができるようになりました。
植物の成長を促すため人工光源またはグローライトと呼ばれる光源を使用することは、新しい発送ではありません。アイデア自体は150年ほど前から存在し、少々例を挙げれば白熱電球、ハロゲン電球、蛍光灯、ガス放電灯など、農業界では数十年にわたりさまざまな照明の選択肢を目にしてきました。
発光ダイオード（LED）の導入は状況を一変させました。LEDは園芸用ライトとしての使用に適した多くの利点を備えています。小型でさまざまな形に配置できるため、デザインの幅が広がります。また、制御も容易で、用途に応じて色を変えることも可能です。LEDは熱を放出しないため、植物に近づけることができ、その結果、効率的に空きスペースを利用できるだけでなく、成長のためにより強い照明をあてることもできます。作物固有の発光スペクトルやダイナミックスマートライトなどの新構想により、人工照明を使用する魅力はさらに増しました。スーパーマーケットが自社生産品を成長させてサプライチェーンを短縮したり、自家栽培品を勧奨したりなど、新たな可能性およびビジネスモデルを開拓しました。
完璧な照明「レシピ」を見つけるためには、発光色と強度の絶妙なバランス、配置および植物との距離、照明の設計などいくつかの重要な要素があります。この照明計画では、植物を成長させる役割を果たす水、土壌、温度など他の要素とも連携して機能させる必要があります。
たとえば、特定の栄養素を対象とし増加させることはできるものの、作物の見栄えが不自然になり、顧客の購買意欲を削いでしまうなどです。また、生育スピードが十分でないことで、エネルギー消費量が増加し、予期せぬコストを生じる可能性もあります。多くの人にとって試行錯誤です。
様々な経済的課題にもかかわらず、先行きは良好です。世界中で、多くの企業が屋内農業活動に参加しています。
「植物は非常に複雑です。私は常に病人を治療する方法は複数ある、から類推することを好みます。植物に関しても同様で、何をしているかを理解しなければ、良い効果よりもおよぼす害の方が大きいと言う結果となるでしょう。 」
マーヴィン・ベル
プロジェクトマネージャー 照明エキスパート テュフズード
日本では、GEが開発した島村重治の未来プロジェクトは、1日あたり最大10,000頭のレタスを生産できる25,000平方フィートの屋内農業スペースであり、従来の方法よりも1平方フィートあたり100倍の収量です。
ヨーロッパでは、オランダで最初の商業用垂直農場がオープンしました。そこでは、季節的な影響を克服して、スーパーマーケットに配送される製品の量を確保することが重要です。
小スペースで大量の収穫を得られるため食糧安全上の問題を解決でき、またエネルギー効率の高いLEDシステムを使用した屋内農業ではエネルギー使用量を削減3できるという特長もあることから、屋内農業は持続可能な解決策としての可能性を秘めています。ある屋内農場では、従来の農場での同量の収穫と比較して、消費電力で約40％、使用水量で最大90％という驚異的な削減を達成しました。
昔ながらの労働もあまり必要とされません。管理された環境は、特定の作物をいつでも栽培できることを意味します。このことは地方生産の増加、および輸送時間の短縮により作物をさらに新鮮とすることに寄与します。屋内では、使用するスペースを最大限に活用しますが、それにより害虫も存在しなくなるため、農薬は不要です。照明レシピを慎重に選択すれば、作物が小売業者や消費者から拒絶される可能性も低くなるため、食物廃棄量は減少し、持続可能性が高まります。
屋内農業家が光源を選択する際の課題のひとつは、すべてのプランにマッチする完璧な光源レシピが存在しないということです。特定の植物を実に見事に成長させる、あるピンクとブルーの光源が盛んに喧伝されています。しかし他の植物に使用した場合、それらは違う働きをするかもしれません。植物の種類が異なっても同じ照明結果が適用されると期待している生産者はこの結果に興ざめしてしまい、屋内農業への取り組みが減少してしまうかもしれません。
「光源製造業者が農業を専門分野の中核としていないことも困難の度合いを深める原因で、通常は特定の環境下で定められた範囲の植物に対して製品のテストおよび測定を実施しています」とテュフズードのプロジェクトマネージャーであり照明エキスパートのマーヴィン・ボル氏。「環境パラメータが変化したり、異なる品種へ使用したりすると、好ましい結果を得られない可能性があります。栽培者は提供された装置を、製造業者が指定する品種と環境下でのみ使用するよう制限されています。」現時点では、ある作物に対し、どの光が適切であるかを示す基準はありません。さまざまな照明や設定を試し、自らの利益を達成するため「聖杯」を探し求める開発者はたくさんいます。
プレイヤーが持続可能な未来のために業界を発展させようと努力する一方、もうひとつの課題は技術そのものの安全性と性能を保証することです。屋内農業システム間のばらつき度合いが大きいことも、適切な照明器具設置の選択をさらに困難なものとしています。土壌ベースの装置または水耕栽培システムで光源を使用した場合の違いは？どのような配光が必要？照明が作業者に近接するため、光生物学的安全性、電気ショックに対する保護のような職場安全性に関するテーマは特に重要です。
テュフズードでは屋内農業への関わりが深まっており、農業家および栽培者に対して個々の作物にとって適切な照明の基本およびシステムの精査に関するアドバイスを提供するほか、最新の規格・規則のご案内を通じて、現状を打破し各々のニーズに合ったテクノロジーを適切に活用することを支援します。
文献によれば、大部分の農業家において成長率は上昇しています。しかし、たとえテストにおいて高い成長率を示したとしても、植物が普通でない、または「美しくない」と見えれば売上は保証されません。したがって、小売業者および農業家自身が、自身の希望する生産品についてより強く発信していかなければなりません。
「私たちは、農業家が以下のことを容易に把握できるようにします：私はこの光システムを持っている、私はこれらの条件から、こうした結果を得るだろう。他の条件があれば、結果は変わるだろう―これらは50％の歩留まりを保証するテスト方法である。 」
マーヴィン・ベル
プロジェクトマネージャー 照明エキスパート テュフズード
環境要因をコントロールすることによってより高い収量を期待する都市農業および屋内農業という概念は、伝統的な農業の考え方とはまったく異なりますが、将来的にしっかりと根付き繁栄する新しいビジネスモデルとなる可能性があります。気候変動や自然災害などの外的要因による食糧供給の中断から、多くの人々（農業家から消費者に至るまでのすべての人）を保護します。
持続可能な未来を創造するなかで、都市農業がどのように進むのか、コロンビア大学のディクソン・D.・デスポミエ教授は次のようにまとめます：「もし地球上のすべての都市において生産量10％を屋内化すれば、34万平方マイルの農地を森林に戻すことができます。そうすれば地球の大気を1980年の水準まで戻すのに十分な二酸化炭素を吸収することができます。」
屋内栽培におけるグローライトの利用、申請に関する設計計画や規制についての実践的なアドバイスは、弊社マーヴィン・ボルのウェブセミナーからご入手ください。「グローライトに関する標準および設計指針」
Sources
1 https://population.un.org/wpp/Publications/Files/WPP2017_KeyFindings.pdf
2 http://www.fao.org/fileadmin/templates/wsfs/docs/expert_paper/How_to_Feed_the_World_in_2050.pdf
4 https://weburbanist.com/2015/01/11/worlds-largest-indoor-farm-is-100-times-more-productive/
6 http://edition.cnn.com/2016/09/05/world/aerofarms-indoor-farming/index.html
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