植物工場バジルの光量と収穫量に関する実験
弊社のテストラボ(植物工場)にて、バジル栽培について簡単な実験を行いました。リーフレタス栽培と同じように、弊社オリジナル光源(商品紹介ページ)を採用し、光量のみ異なる環境で比較栽培した結果です。
(左)【100μmol】、(右)【130μmol】となり、光源から35cm直下の栽培パネルにおける光量を測定しております。
「植物工場向け LED光源の導入費用 ～コスト分析～」でも解説した通り、リーフレタスの場合は、照明と栽培パネルとの距離: 約25cm にて設定することが一般的です。
しかし、バジルの場合は上に伸びる性質があるため、栽培棚1段あたりの間隔も広く確保する必要があり、今回は「照明と栽培パネルとの距離: 約35cm」にて光量を測定しております。
植物工場における光源の種類(高圧Na、メタハラ、蛍光灯、LED)
光量を測定する際に使用する単位PPFD(μmol)について解説
リーフレタス栽培を設計する際、必要となるLEDの光量、本数、費用、設置間隔。
リーフレタス同士の株間(定植距離)や収穫量を計算するために必要な情報を解説。
植物工場を設計する際、蛍光灯とLEDの導入費用(コスト)に関する詳細データ
植物工場向けLEDを選定する際の注意点(光量や問合せ方法など)について解説
【栽培結果】
- 光量以外の養液環境や栽培室内の温度・湿度などは同条件にて栽培
- 光量が20％減になると、収量も16％減という結果に
- 植物工場プラントを設計する際、総合的な施設管理に目を向け、現場ニーズを反映した設計デザインが組み込まれているか、という視点も重要
植物工場プラントを設計する際、事前に商品規格を明確化し、設計デザインに反映させることが重要
今回のバジル比較実験では、光量が弱すぎると収量も減少し(光量が20％減になると、収量も16％減)、全体的に葉が小さく、光を求めて茎だけが上に伸びていくような形となりました。
植物工場プラントを設計する際、栽培品目(レタス、バジル)によって最適な栽培環境が異なりますので、事前の市場調査などを通じて「どういった野菜を、どのくらいのサイズ」で生産・収穫するのかを明確にする必要があります。
レタス栽培を想定した設計プラントで、途中から栽培品目をバジルに切り替えようとすると、理想環境ではないために無理が生じ、本来の収穫量より減少してしまいます。こうした稼働後の品目切り替えは、多くの植物工場(特に小～中規模サイズ)にて見受けられます。
また、小売スーパーへの販売のため、リーフレタス1株70～80gを想定した設備で稼働後、業務用として1株100g以上のリーフレタスを栽培しようとすると、以下のような問題に直面します。
- レタス同士の株間が狭く、成長スペースが不足している
- 1段あたりの栽培棚スペースが小さく、野菜が照明に付着・葉焼けが発生
➡ 「100-120g」の業務用として販売するため、大きくしようとしても、スペースが不足。大きく成長させると、照明に葉が付着して「葉焼け」が発生。葉焼けした野菜は、商品として販売できなくなる。
収穫・清掃などの作業管理も反映させた設計デザイン
今回の比較実験では、バジルの根の量は、ほぼ同じくらいです。しかし、このサイズより生長させると、想像以上に根が増え、バジル株を栽培ベッドから取り出す際には苦労します。
根がちぎれて、栽培ベッド内(栽培プール内)に残ることもあり、清掃作業で苦労するだけでなく、全てを取り除けない有機物は腐って、植物の病気や生長阻害につながることもあります。
ただし、こうした現場の声は、実際に栽培して苦労してみなければ分からないことも多いです。よって、既に稼働している施設では、大きな変更は難しいものの、人の作業動線・作業工程を分析し、少しでも無駄を省く努力はできます。植物工場で成功するためには稼働後、現場レベルでの小さな改善の積み重ねが重要となります。
一方で、新規で植物工場プラントを設計する際には、実際に稼働している植物工場への事前ヒアリングが重要となりますが、立派な照明や自動設備に目を奪われてしまい、本当に重要な「作業性」について、疎かにしがちです。
一見すると、どの植物工場も同じような設備と設計デザインで稼働しているように見えますが、長い期間・稼働実績があり、設備プラントのバージョンアップ・設計変更を行っている施設は、実際に作業してみると非常に効率よく運営されていることが分かります。
このように植物工場プラントを設計する際には、注意すべきポイントがたくさんあり、一つずつ解決しながら進めていく必要があるのです。
