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施設と機器の大部分が電力を搭載しているため、現在の時点で、植物工場のエネルギー消費量は比較的高いことを認識しなければなりません。
まさにエネルギー使用量が高いため、この技術を取り巻く多くの議論があります。
ただし、植物工場の真の価値は、エネルギー使用量だけでは決定できないと考えています。 むしろ、それらの重要性は、不利な気象条件や環境で作物を栽培することの困難に取り組む能力にあります。
極端な温度のある地域や問題のある土壌や地質条件のある地域では、外で作物を栽培することは非常に困難です。まさに、これらの極端な条件で作物を生産できる植物工場の技術のためです。
したがって、植物工場は、若い世代や現代の農民が探索し、研究するための時間と労力の価値があります。それは非常に意味のある農業分野です。
この記事では、その魅力的な世界を掘り下げていきます。 植物工場。
植物工場の意味
植物工場を理解する前に、植物工場が施設農業と垂直農法に与える影響と拡張性を明確にする必要があります。
施設農業は代表的な現代農業生産方法です。
この施設内では、動植物の成長と発育に必要な最適な環境を工学機器、環境技術、生物学的技術などを総合的に応用して人間が農業生産を行っています。
施設農業の代表的なものはビニールハウスですが、その進化形が垂直農法です。垂直農業の最新の代表は植物工場です。
植物工場の本質は農業生産の効率化です。完全に工業化された条件下では、作物は工業的に栽培され、天候に依存する農業の特性が完全に排除されます。
植物工場の基本モデルは、水、肥料、空気、光、温度などの植物の生育環境を、コンピューターや電子センシングシステム、農業設備などによって高精度に自動制御し、最適な生育条件を提供することです。植物のために。
水耕植物工場の植え付け方法は、垂直に積み上げた生育ラックによる多段栽培を行います。これにより土地利用が劇的に増加し、耕地不足の問題が回避されます。
植物工場の産業チェーンは主に、上流の農業技術コンポーネントメーカー、中流の植物工場企業とソリューションプロバイダー、下流の農産物チャネル販売の3つの部分で構成されます。
植物工場はどのように機能するのですか?
植物工場、垂直農法、屋内植栽はすべて、施設農業の発展段階であるインテリジェント施設農業に属します。より洗練された、よりスマートな屋内植物工場温室とも一般的に理解できます。
それらがどのように機能するかを見てみましょう!
まず、生育環境は完全に管理されています。つまり、植物が最大限に成長できるように、適切な温度、湿度、光の強さ、さらには CO2 レベルを設定することを意味します。
すべてが屋内にあるため、従来の農業では深刻な問題となる天候や害虫の心配をする必要がありません。
さまざまな方法がありますが すっごく栽培、普遍的な標準化されたシステムはまだ確立されていません。
植物工場では水耕栽培や空気栽培がよく使われます。植物は土の代わりに、栄養豊富な水の中に根をぶら下げたり（水耕栽培）、栄養ミストを噴霧したり（空気栽培）します。
この方法では、従来の農業に比べて使用する水の量を大幅に減らすことができます。
照明が重要です。 日光は屋内での選択肢ではないため、代わりにLEDライトが使用されます。これらのライトは、植物が光合成に最も必要とする光の波長のみを放出するように設計されており、非常に効率的です。
最後に、自動化はこれらの工場の大きな部分です。 機械は、植え付け、収穫、時には包装の世話をします。これにより、人件費が削減され、効率が向上する可能性があります。
植物工場のメリット
一言で言えば、植物工場は栽培条件、自然への優しさ、知能の点で特別な利点を持っています。
越える大地
都市の継続的な拡大、高付加価値産業の発展需要、環境保護運動の進展などにより、農地利用の緊張はさらに高まっています。
植物工場の大きな可能性の 1 つは、土地不足を変えることにあります。
多層垂直栽培により、植物工場の単位面積収量と土地および空間資源の利用率は、従来の植栽方法をはるかに上回ります。
垂直植栽モデルを採用した植物工場の中には10～14層に達するものもあり、同じ占有面積であれば実有効面積は4.2倍にもなります。
技術の進歩と内部環境調整能力の向上により、この数値にはまだ改善の余地が大きく残されています。
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水耕栽培、スポンジ基材、エアロポニックスなどの無土壌栽培モードの普及により、植物工場は従来の施設農業の土壌への依存から本質的に解放されました。
この自由により、サイト選択においてほぼ完全な柔軟性が可能になります。放棄された工場、建物、コンテナをすべて植物工場に変えることができます。
砂地や塩性アルカリ性の土地など、水資源が相対的に不足しており、伝統的な農業生産が極めて困難な地域では、植物工場の操業は影響を受けません。
簡単な概要
場所の自由な選択により、植物工場は従来の農業とは異なるビジネスモデルをもたらします。 それは、郊外や都市部でも大規模な作付けを行い、生産地をできるだけ消費者に近づけることです。’ テーブル。
これにより、長距離輸送や多段階流通への依存を軽減し、保管コストや輸送コストを削減しながら、より新鮮な農産物を供給することができます。
また、植物工場は、広範な立地条件と高いスペース利用率を組み合わせることで、島、極地、宇宙ステーション、さらには将来の月面研究ステーションなど、スペースが不足するシナリオにおいて最適、あるいは唯一の選択肢となります。
自然を超えて
伝統的な農業は、耕作可能な土地に依存するだけでなく、気温、季節、降水量、日照などの一連の自然条件にも依存します。
温室植栽は外部環境への依存をある程度軽減し、オフシーズンおよび年間生産を実現します。しかし、植物工場のビジョンはさらに野心的です。
理想的な植物工場は、自然光にまったく依存せず、代わりに人工光源を使用して植物の成長ニーズに応えます。現在、業界では主に LED プラント照明が使用されています。
LED グローライトの効率は、単に自然光を模倣することではなく、栽培中の作物の生物学的影響に応じて光の強度、品質、サイクルを調整することにあります。 より効果的に植物の成長を促進する。
植物に照射するプロセス全体でグローライトを追加したり、LED植物照明を使用したりすることで、植物の成長を促進し、収量を増加させ、製品の形状や色を改善し、害虫の病気を軽減することもできます。
植物工場は内部環境の制御精度が従来の施設農業をはるかに上回り、通年生産が可能です。
作物が季節、自然災害、気候の影響を受けないよう、すべての内部成長要素が作物の最適な生育パラメータの下で可能な限り維持されます。
外界から擬似的に隔離されているため、害虫や病気の侵入を最小限に抑えます。工場内の生育環境がよりクリーンになり、植物の健康状態も良くなります。
簡単な概要
要約すると、植物工場は収量を増加させ、成長サイクルをより適切に制御し、より安定した成長を保証し、安定した予測可能な収量を達成することを目指しています。
報告書によると、従来の温室トマトの成長サイクルが 100 日であるのに対し、植物工場のトマトは植え付け後わずか 2 か月で収穫できるそうです。葉物野菜は露地栽培に比べて1/5～1/3の期間で収穫でき、休耕期間も必要ありません。
たとえば、世界最大の垂直農場として宣伝されているエアロファームズは、16 日ごとに野菜を収穫でき、年間総収穫量は約 90 万キログラムになります。
中国農業科学院の研究結果では、植物工場で約60日で稲の収穫を実現することに成功した。これにより、露地環境での稲作の従来の約 120 日の成長サイクルが実質的に半分になります。
グリーン産業
現代の農業はさまざまな植物を栽培していますが、残念ながら環境保護を優先していません。
土地を耕作する行為は本質的に自然汚染物質を生成しません。しかし、農家は作物の収量を確保するために、作付け中に大量の肥料や農薬に頼ることがよくあります。
肥料や農薬の過剰な使用は環境に優しくありません。土壌劣化、地下水汚染、人体にとって安全ではない残留物を引き起こす可能性があります。
国連の関連報告書によると、世界の温室効果ガス排出量の 13% ～ 21% が農業部門に関連しています。 気候危機に取り組むには、農業からの取り組みも必要です。
消費者の近くに立地する傾向にある植物工場’ テーブルを使用すると輸送距離を短縮できるため、炭素排出量をある程度削減できます。
同時に、農業では必然的に大量の水を使用します。
国連食糧農業機関によると、 “2020 年の食料と農業の現状” 報告書によると、農業用水の使用は世界の水資源消費量の 70% を占めています。
水
植物工場は、比較的閉鎖的で高度に制御可能な環境のおかげで、非常に高いレベルの水資源リサイクルを実現できます。
Auxgrow の垂直水耕栽培システムの生産能力は大幅に向上し、水の消費量は従来の栽培方法のわずか約 5% です。
科学的に設計されたスマート灌漑システムは、作物に必要な正確な水分バランスを決定できます。リサイクルシステムと組み合わせることで、水の消費量を90%から97%削減できます。
肥料
インテリジェントシステムの存在により、植物工場における養液の利用率も強化されます。
植物工場の肥料利用率は露地栽培の2～3倍にも達します。
エアロポニックスや統合された水と肥料などのシステムにより、栄養素が根系に直接確実に届けられます。吸収されなかった栄養素もリサイクルできるため、過剰な肥料の使用を削減できます。
オートメーション
植物工場には多数のインテリジェント設備が装備されており、高度に自動化されたロボット操作が実行可能なモデルになります。
自動ロボットは植物を再配置し、その密度を管理できます。これにより、人的エラーを最小限に抑え、農業生産における労働集約の問題に対処できます。
人件費の継続的な増加と不十分な農業補償を考慮すると、この措置を実施するのは賢明な決定であることは間違いありません。
農薬
唐辛子、ナス、トマト、キュウリ、メロンなどの作物には輪作の問題があります。
多くの植物工場は、自然の土壌に依存せず、連作の影響を受けずに高収益作物を栽培することでこれらの問題を回避していますが、依然として特有の課題に直面しています。
しかし、ほとんどの植物工場ではこうした問題はなく、自然土を必要とせず、高収益作物は集約連作による収量低下の心配もありません。
植物工場のデメリット
植物工場がもたらすさまざまな利点は、さまざまな分野から注目と投資を集めています。
しかし、他の新興技術と同様に、植物工場も今後さまざまな課題に直面します。
これらの課題は、投資家とイノベーターに重要な疑問を投げかけ、探査と改善の分野を提供します。 ここでは、植物工場が直面している重要な課題のいくつかを調べます。
高いコスト
起業には多額の資金が必要ですが、植物工場の日常的な運営にはかなりの費用がかかる場合があります。
植物工場は自然条件を人工環境に置き換えますが、コストは従来の農業よりもはるかに多くのエネルギー消費になります。
現在、植物工場の統一的な設計スキームはなく、各社の設備も異なります。しかし、例外なくエネルギーは最も重要なコスト要素です。
クリックして確認してください LED植物ライトはどれくらいの電力を消費しますかこれは、初期計画のブループリントの実装に役立ちます。
対象となる作物に必要な一日の光量を知る必要があるだけでなく、 適切なタイミング調整を行う お財布にも優しいでしょう！
作物の制限
植物工場は、小麦、米、トウモロコシ、綿花、大豆などの畑作物など、あらゆる作物の栽培に適しているわけではありません。 今のところ、ほとんどの植物工場は水耕栽培、風耕栽培、無土壌栽培モードを利用していますが、これらは根系が浅い作物にのみ適しています。
これらのシステムで経済的に栽培できる作物の範囲を拡大することは、大きな課題です。
市場での受け入れが低い
植物工場は高品質の作物を生産できますが、市場で受け入れられるかどうかは保証されていません。
水耕野菜に懐疑的な人もいる、主に水耕栽培プロセスについての理解が不足しているか、誤解があることが原因です。
可能であれば、セミナー、講演、農場ツアーを企画することで、人々が水耕栽培の背後にある科学を理解し、誤解を払拭できるでしょう。
農家での試食会の開催’ 市場、店舗、公共のイベントは、消費者が水耕栽培の野菜を身近に感じるのに役立ちます。教育活動は、グリーンファクトリープラントに対する消費者の認識を変えるのに役立ちます。
ただし、これらの課題はイノベーションと成長の機会ももたらします。このセクターを、挑戦に立ち向かう投資家や起業家にとってエキサイティングな空間にします。
植物工場の成功事例
確かに、植物工場の分野での成功事例は貴重な洞察を提供します。
これらの成功事例は、課題はあるものの、革新的な技術とビジネス モデルにより、植物工場が実際に実行可能で持続可能で収益性が高いことを示しています。
たっぷり（アメリカ）。 プレンティは、最先端の技術を使用して、葉物野菜を含むさまざまな作物を垂直農場で栽培しています。彼らの成功は、味、食感、持続可能性への取り組みから生まれています。
アーバンクロップソリューションズ（ベルギー）。 屋内垂直農業向けの革新的なソリューションと持続可能性への取り組みは、環境意識の高い消費者を魅了しています。
垂直フィールド (イスラエル)。 垂直農場でさまざまな作物を持続的に栽培するという同社の取り組みは、環境に優しい取り組みに関心のある消費者の共感を呼んでいます。
Mirai (Japan). 屋内での無農薬農産物の栽培に重点を置いたミライは、清潔で安全な食品を求める消費者の間で好評を博している。
スカイグリーンズ（シンガポール）。 人口密度の高いシンガポールで生鮮食品を提供することで、地元の生鮮食品の需要を取り込んでいます。
植物工場の未来
現在の植物工場は高度に工業化されておらず、植物工場や垂直農業に関連する高いエネルギーコストは、確かに成長と拡張性に対する大きな障壁となっています。
高いエネルギーコストの問題に対処するための最も一般的なアイデアが 2 つあります。
エネルギー効率の向上
植物工場では光と電気の変換効率の向上が現在注目されています。
エネルギー効率が高く効果的な機器を選択し、正確な内部環境制御システムを設計することで、エネルギー使用を最大限に活用できます。
このコンセプトに基づいて LED 植物照明が選択されます。同様に、断熱と HVAC (暖房、換気、空調) 技術の改善により、温度と湿度の制御に必要なエネルギーを削減できます。
再生可能エネルギー源の統合
太陽光発電、風力発電、水力発電所に隣接して植物工場を建設すると、より安価なエネルギーを利用できるようになります。 ただし、このアプローチには限界があります。発電施設は通常、消費者市場から一定の距離に設置されます。
これは従来の長距離輸送モデルに逆戻りし、植物工場の経済的存続力を弱める可能性があります。 植物工場が大規模農業と競争するのは難しいかもしれないが、どの国や地域にとっても魅力がないわけではない。
利益の向上に重点を置く
たとえば、アラビア半島の産油国は一般的に自然条件が厳しく、屋外農業は非常に困難です。
しかし、これらの国はまた、エネルギー価格が異常に安く、消費者が毎日食べる輸入野菜はすでに高価であるため、非常に裕福でもあります。このような特殊な市場環境では、植物工場が最適な選択肢となる可能性があります。
これらのソリューションの中には多額の先行投資が必要なものもありますが、長期的な節約により植物工場の経済性を高めることができます。
重要なのは、エネルギー効率を最大化し、コストを可能な限り最小限に抑えるために、さまざまなテクノロジーと戦略を組み合わせて、複数の角度から問題にアプローチすることです。
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ジェイズ
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。
