学術研究に水耕栽培ラボを使用するには?

how to use hydroponics lab

ここ数年、学生に水耕栽培科学の刺激的な世界を紹介し、革新的な思考を奨励するために、水耕栽培研究室を設立する学校が増えています。

これらのラボは最先端の水耕栽培装置と独自の栽培方法を備えており、 STEM教育

学生は、環境制御と自動化のための高度な実験用水耕栽培装置を使用して、光、温度、湿度などの環境要因が植物の成長に及ぼす影響を研究できます。これはできる エンジニアリングと実際の業務への興味を刺激する 実践的なスキルとデザイン思考を開発しながら。

この記事では、水耕栽培ラボを使用して研究を実施するための提案を提供します。また、関連する側面についての理解を深め、研究室に適切な水耕栽培装置を見つけるお手伝いをします。

まだ研究プロジェクトを開始していない場合は、水耕栽培システムの技術的利点について学ぶことをお勧めします。

水耕栽培システムの技術的利点

現代の農業は、新しい生産モデルとして水耕栽培システムを採用しています。

これらのシステムは養液供給と無土栽培を利用し、従来の土壌環境への依存を排除​​します。このアプローチにより、資源の効率的な利用とグリーン生産が実現します。

水耕栽培システムの使用には、次のような重要な技術的利点がいくつかあります。

  1. 無土壌栽培は病原菌や土壌汚染のリスクを排除した環境に優しい生産方法です。
  2. これにより、養液の正確な制御が可能になり、植物が最適な成長に必要な正確な栄養素を確実に受け取ることができます。
  3. 光、温度、湿度、CO2レベルなどの植物の生育環境を完全に制御することで、高い収量を達成し、高品質の製品を生産できます。
  4. 垂直スペースに植えることにより、狭いエリアに高密度の植物を植えることができ、スペースを節約し、拡張が容易になります。
  5. 養液をリサイクルすることで資源の消費が減り、生産コストが削減され、環境に優しいです。
  6. 自動制御システムにより手動管理の必要性が軽減され、生産効率が向上します。
  7. モジュラー設計により、簡単な移動と拡張が可能になり、さまざまな規模の生産ニーズに対応できます。

要約する、 水耕栽培システム 環境に優しく、資源効率が高く、高度な環境制御と自動化が行われているため、現代の農業生産の重要な側面になりつつあります。

それらの広範な使用は、伝統的な農業慣行を大幅に強化し、現代農業の成長を促進することができます。

水耕栽培の庭はどのように STEM プロジェクトになるのか
nysunworksからの画像

キャンパス内の垂直型水耕栽培システム

近年、垂直型水耕栽培は、各国の大学や研究機関で教育や研究に広く活用されています。

学生を育成するための重要なプラットフォームとなっています’ 革新的な精神と実践的な能力があり、産業発展のための才能も備えています。

コネチカット大学のグリーン垂直農場、マッコーリー大学の未来食品研究所、千葉大学の水耕栽培研究所、ニュージーランドのオークランド大学の未来食品研究所などは、追随すべきキャンパスのほんの一例です。

キャンパス内に垂直型水耕栽培システムを適用することで、施設農業における研究と人材育成のレベルが向上するだけでなく、現代の農業の発展についてのより深い理解も得られます。

日本の千葉大学の水耕栽培研究室について詳しく見てみましょう。

ルナ教授のリーダーシップの下、千葉大学の水耕栽培研究室は、費用対効果が高く使いやすい方法で新種を導入することにより、植物工場産業の拡大を積極的に推進しています。

さらに、コスト効率の高い生産を確保するために、最先端の技術を絶えず研究しています。

研究のキーとなる植物はシソの葉、コリアンダー、金蓮の4つ。この研究は、食用に使用できる可能性のある新しい作物を探索することを目的としています。研究されている作物の一つであるゴールデンハスも栄養価が高いことは注目に値します。

ゴールデンハスは発芽期間が3~4週間と長く、苗の栽培が難しく、発芽ムラも多く植物工場には適していません。

解決策として、彼らは挿し木を実験し、養液を使用して2週間以内に均一な苗を得ることに成功しました。挿し木を使用するコストも種子に比べて比較的安価でした。

養液中のさまざまな EC 値が植物の成長に及ぼす影響をさらに研究するために、学生はさまざまな EC 値を持つ 5 つの異なる養液中でゴールデン ハスをテストしました。

以下の点に注意することが重要です。 Auxgrow SG40T 垂直システム シリーズ 4 つのインプラント層を備えており、複数の研究グループの同時実行を可能にします。

水耕栽培研究室

水耕栽培ガーデンはどのように STEM プロジェクトになるのでしょうか?

水耕植物工場は、栄養・環境制御、植物生理・生化学、施設・設備、病害虫防除、運営・管理、新品種の選抜・育種など、さまざまなテーマを中心とした農業研究の対象です。 。

私たちは、植物の研究における垂直水耕栽培システムの使用法を探索するために使用できる参考文献のリストをまとめました。

LED 照明条件は植物の成長と品質に影響を与える

研究内容は植物工場技術の総合評価に活用できます。これには、水耕栽培実験装置の使用と、効率を最適化するための理論的および技術的サポートが含まれます。

  1. LED光の波長が植物の成長に及ぼす影響。

さまざまな光の波長 (赤色光、青色光、白色光など) を選択して、植物の成長、成長期間、収量に対する影響を研究します。最適な光の波長を求めます。

  1. LEDの光強度が植物の成長に及ぼす影響。

さまざまな光の強度を設定して、葉の面積、光合成速度、乾物の蓄積、および植物の収量に対する影響を研究します。最適な光の強度を決定します。

  1. LED 光処理が植物の品質に及ぼす影響。

LED照明条件による植物製品の栄養成分(糖分、ビタミンC含有量など)、風味物質(香り成分)、機能性成分(ポリフェノールなど)の変化を調べます。最適な光条件を決定します。

  1. LED光処理が植物の生理学的特性に及ぼす影響。

植物の光合成、呼吸、抗酸化酵素活性、植物ホルモンレベル、その他の生理学的特性に対する光条件の影響を研究します。植物の成長と発達に対するその調節メカニズムを説明します。

  1. 植物の成長に対するさまざまなダイオードのさまざまな効果。

さまざまな種類のダイオード (赤色光ダイオード、青色光ダイオード、白色光ダイオードなど) を選択して、植物の成長、品質、生理学的特性に対するそれらの影響を研究します。

  1. LEDライトの下での植物のエネルギー消費パターン。

LEDライトの下で、成長初期、成長中期、結実期における植物の光要件を研究します。高収量と低エネルギー消費の栽培モードを達成するために、各成長段階で最適な日照時間と強度を決定します。

  1. LED照明の費用対効果分析。

さまざまな LED 光処理の栽培コストと出力値を分析および比較して、最もコスト効率の高い LED 光スキームを決定します。

水耕栽培の養液と植物の吸収を改善する

さまざまな栄養素が植物の成長に及ぼす影響とその濃度を研究し、理想的な養液配合を模索します。また、資源利用率を向上させるために、植物によるさまざまな栄養元素の吸収と利用パターンを研究します。

  1. 栄養素の種類と割合が植物の成長に及ぼす影響。

養液中の主要栄養素、微量栄養素、微量栄養素の種類や含有率が植物の成長や成長期間に及ぼす影響を調べます。養液中の栄養成分を最適化します。

  1. 植物吸収に対する担体の種類の影響。

さまざまな種類の担体 (石灰石、バーミキュライト、軽石など) を選択して、植物の重要な栄養素の吸収と輸送に対するそれらの影響を研究します。最適なキャリアのタイプを選択してください。

  1. 植物の吸収に対するpHの影響。

さまざまな養液の pH 値を設定して、植物のさまざまな栄養素の吸収と利用に対する影響を研究します。最適な pH 範囲を決定します。

  1. EC値が植物の成長に及ぼす影響。

異なる養液導電率 (EC) を設定して、植物の成長、収量、品質への影響を研究します。最適なEC制御範囲を求めます。

  1. 植物の成長に対する養分濃度の影響。

さまざまな養液濃度勾配を設定して、植物の葉面積、光合成速度、乾物蓄積および収量への影響を研究します。最適な養液濃度を決定します。

  1. 植物の成長に対する養液中の有機物の影響。

さまざまな種類の有機物 (砂糖、アミノ酸など) を追加して、植物の成長、発育、製品の品質に対するそれらの影響を研究します。最適な有機肥料添加計画を選択してください。

  1. 植物の成長に対する養液の再循環の影響。

異なる養液再循環回数を設定して、植物の成長、収量、品質への影響を研究します。最適な養液再循環戦略を決定します。

  1. 植物の成長と吸収に対する養液施肥方式の影響。

異なる養液投入量と期間を設定して、植物の成長期間とさまざまな栄養素の吸収ダイナミクスへの影響を研究します。

水耕栽培科学

植物工場の環境制御と最適化

植物工場では、温度、湿度、pH、CO2濃度などの環境要因が植物の成長にどのような影響を与えるかを分析できます。

そうすることで、これらの要因ごとに最適な制御範囲と最適化計画を特定できます。

  1. 植物の成長に対する温度の影響。

さまざまな温度条件を設定して、植物の成長、成長期間、収量、品質への影響を研究します。最適な温度制御戦略を決定します。

  1. 植物の成長に対する相対湿度の影響。

異なる相対湿度を設定して、植物の成長、気孔コンダクタンス、光合成、製品の品質に対する影響を研究します。最適な湿度制御範囲を求めます。

  1. 二酸化炭素濃度が植物の成長に及ぼす影響。

さまざまな二酸化炭素濃度を設定して、植物の成長、光合成、乾物の蓄積に対する影響を研究します。最適なCO2濃度を決定します。

  1. 植物の成長に対する換気条件の影響。

さまざまな換気量とサイクルを設定して、温室内の温度と湿度、植物の成長、害虫の発生への影響を研究します。最適な換気制御戦略を決定します。

  1. 植物の発育に対する明日時間規制の影響。

異なる明期で植物を処理して、植物の成長プロセス、成長、収量に対する影響を研究します。最適な光日周期スキームを取得します。

  1. 環境要因の相互作用メカニズム。

温度、湿度、光、CO2、その他の環境要因の相互影響メカニズムを研究します。植物の成長の制限に対するそれらの相乗効果を分析します。植物工場の環境を最適化するための理論的根拠を提供します。

  1. 植物工場環境の知能化制御技術。

さまざまな環境要因を自動監視する技術と装置を開発します。環境要因の動的制御モデルを確立します。温度、湿度、換気、CO2、その他の環境要因のインテリジェントな自動制御を実現します。

植物成長因子と生理学的調節

この研究の目的は、ジベレリン、アブシジン酸、レジスチンなどのさまざまな植物成長因子が植物の成長のさまざまな段階にどのような影響を与えるかを調べることです。

目標は、植物の成長と発育を制御する生理学的メカニズムをより深く理解し、最終的にはそれを制御できるようにすることです。

  1. 植物の発芽段階に対するさまざまな植物ホルモンの影響。

種子や苗の基質をさまざまな種類と濃度の植物ホルモンで処理します。種子の発芽率、苗の成長、生理学的指標に対するそれらの影響を研究します。最適な植物ホルモンの種類と追加量を決定します。

  1. 植物ホルモンが植物苗の成長に及ぼす影響。

苗の繁殖中にさまざまな植物ホルモンで苗を処理します。苗の成長、根の発達、光合成特性に対するそれらの影響を研究します。最適な植物ホルモン添加戦略を決定します。

  1. 植物の成長と発育に対するさまざまな植物ホルモンの影響。

植物の成長の各発育段階で、さまざまな植物ホルモンを植物に噴霧または灌漑します。植物の形態、生理学的特性、収量に対するそれらの影響を研究します。成長と発達における植物ホルモンの調節的役割を明らかにします。

  1. 植物ホルモンと他の環境要因の間の相互作用。

植物ホルモンと光、温度、湿度、栄養素などの環境要因の間の相互作用メカニズムを研究します。植物の成長に対するそれらの相乗効果を分析します。作物栽培に対する理論的および技術的なサポートを提供します。

  1. 植物のストレス耐性における植物ホルモンの役割。

植物の乾燥耐性、耐寒性、耐塩性、その他のストレス耐性に対する植物ホルモンの影響を研究します。植物のストレス耐性における調節機構を説明する。収量と品質を向上させるための理論的根拠を提供します。

  1. 植物の生殖における植物ホルモンの調節的役割。

植物の開花、結実、成熟に対するさまざまな植物ホルモンの影響を研究します。植物の開花、結実の各段階におけるその制御機構を解明する。歩留まりを向上させ、品質を最適化するための技術的手段を提供します。

  1. 植物ホルモンの統合制御技術への応用。

植物ホルモンと、遺伝子工学や環境制御などの他の制御技術の組み合わせた応用を研究します。より正確かつ効率的な統合制御技術戦略を確立します。持続可能な多収・高品質作物生産を実現します。

垂直型水耕栽培システム

害虫駆除と統合技術

この研究は、植物の一般的な害虫や病気の発生パターンと防除方法を理解することに焦点を当てています。

その目的は、残留物を最小限に抑える効果的な技術を開発することです。たとえば、うどんこ病、伝染病、甘露病を制御する方法を研究しています。

  1. 病害虫モニタリング技術の研究開発。

害虫や病気の識別と監視のための自動技術を開発します。害虫や病気の効率的な予測および早期警告モデルを確立します。科学的な農薬散布と管理のための技術的手段を提供する。

  1. 生物学的制御技術。

天敵昆虫や拮抗微生物、植物の病害抵抗性などの生物的防除技術を研究します。環境に優しい生物的防除製品を開発します。持続可能な害虫および病気の防除のための新しい手段を提供します。

  1. 病害虫を総合的に防除する技術。

化学的制御、物理的制御、生物学的制御などの技術の併用を研究します。低コストで効率的な病害虫の統合防除技術システムを確立する。

  1. 遺伝的育種抵抗性スクリーニング。

分子マーカーを利用した育種技術などにより、病害虫に対する総合的な抵抗力を備えた新品種を開発します。農業生産のために耐性のある食用作物を提供します。

  1. 害虫や病気の管理と食品の安全。

農産物の残留農薬と品質安全性に対するさまざまな害虫および病気の防除技術の影響を研究します。持続可能な開発と食品の安全を守ります。

植物の新品種選抜と育種

植物工場が葉物野菜の栽培に大きな可能性を示していることは明らかです。しかし、これらの革新的な産業でも繁栄できる新しい植物種の探索と発見の余地はまだたくさんあります。

知識と研究を拡大することで、持続可能かつ効率的な食料生産の可能性をさらに広げることができます。

植物工場の植栽環境やニーズに合わせて、耐病性、多収性、高品質な植物新品種を選択・栽培できます。

また、種子の選択、植え付け、施肥、害虫駆除、収穫などの重要な栽培技術を改善して、作物の成長を促進することもできます。

  1. 多収で高品質な品種を育種します。

収量が多く、品質が良く、病害虫に強い植物工場栽培に適した新品種を育成する。収量と品質を向上させます。

  1. 生育期間が短く、多収品種の育成を行っています。

生育期間が短く、収量が多い新品種を育成します。作物の生産効率と経済的利益を向上させます。

  1. 貯蔵耐性・輸送耐性のある新品種の育種。

貯蔵や輸送に強い新品種を育成する。保存期間を延長し、損失を減らし、市場の需要に応えます。

  1. 特定の栄養メカニズムを備えた新品種の育種。

光、CO2濃度、温度などの環境要因に素早く反応する新品種を育成します。植物工場の環境に適応します。

  1. 病気や害虫に強い新品種の育種。

病気や害虫に強い新品種を育成します。農薬の使用を減らし、より安全で環境に優しい。

  1. 光量や温度に強い新品種の育種。

より高い光強度と温度に強い耐性を持つ新品種を育成します。植物工場生産の適応力を高めます。

  1. 光合成効率の高い新品種の育種。

光合成効率の高い新品種を育成します。植物工場が提供する光エネルギーをより効率的に利用し、収量を向上させます。

  1. 栄養の吸収・利用効率の高い新品種の育種。

主要な栄養素を吸収して利用する能力がより強い新品種を育種します。効率的な植物栄養生産を改善します。

  1. 新品種育種のための遺伝子編集技術。

CRISPRなどの遺伝子編集技術を活用して、植物工場の環境に適応した新品種を育種します。より正確かつ効率的に。

水耕栽培実験装置

インテリジェントな水耕栽培研究プラットフォームの構築

AUXGROW SG40T は、高度に統合された 4 層の全自動垂直水耕栽培システムであり、水耕植物工場研究のための高度な機器です。

高度な環境制御技術とTuya APPプログラマブル制御プラットフォームを採用し、効率的かつ安定して野菜を栽培します。

従来の植栽方法とは比べものにならない、科学研究の経験とインスピレーションを備えた、まったく新しいカスタマイズされた実験プラットフォームを提供します。

クローズドループ栽培環境は外部条件の影響を受けないため、植物の成長に必要な温度、湿度、光、CO2を調整し、プログラムすることができます。

非常にコンパクトで、わずか 0.3 平方メートルのスペースと小さな体積なので、水耕栽培の研究室、教室、オフィスでの使用に最適です。これにより、研究者が実験を行うための貴重なスペースが生まれます。

ビジュアル プログラミングの制御インターフェイスはユーザーフレンドリーで、専門知識を必要とせずに複雑なパラメータを正確に制御できます。このツールを使用すると、Auxgrow SG40T が垂直型水耕栽培プロセスのビッグデータを自動的に最適化し、収集できるようになります。

SG40T はモジュール式のカスタマイズ可能な設計を採用しており、研究室スペースや研究要件に応じて組み合わせたり拡張したりできます。このシステムはカスタマイズ可能であることに注意することが重要です。

垂直システムのカスタマイズについて詳しく知りたい場合は、を参照してください。 垂直農業用の水耕栽培リソース または 直接お問い合わせください 援助のために。

今すぐAuxgrowにお問い合わせください

水耕栽培ラボを研究に利用することについての知識を得て、それに含まれるさまざまなコンポーネントを理解していただければ幸いです。

貴重な教育リソースとして、学校、教師、学生は実験室の利点を最大限に活用して、科学への理解を深め、実践的な実験を通じて実践的なスキルを開発することができます。

研究室用の水耕栽培装置をお探しの場合は、Auxgrow を信頼してください。責任ある水耕栽培装置のサプライヤーとして、当社は厳格なテストを経た、コスト効率が高く長持ちする製品を提供しています。

当社の充実したアフターサービスと技術サポートは、水耕栽培ラボの建設と研究プロジェクトを簡単に実行できるよう支援します。

AUXGROW のデジタル マーケティング マネージャーとして、Jayes は水耕栽培システムに対する情熱と LED 栽培ライトの専門知識を兼ね備えています。実践的な経験と深い理解を持つジェイズは、持続可能な栽培の世界を案内します。

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