汚れのない農業：水耕栽培は（ついに）離陸しますか？

ザック・ヨハネス、 スタンフォード大学の熱心な学部生、 いつか人類全員に新鮮なものを与えることができると彼が考えるアイデアを洗練しています。 より少ない土地とより少ない農薬を使用しながら、地元の食べ物。ヨハネスは1歳で育ちました カリフォルニアのセントラルバレーにある500エーカーの農場で、20エーカーのクルミの木の果樹園を同時に灌漑することを学びました。 しかし彼は、次世代が農地を面積ではなく立方メートルで測定することを夢見ています。去年の夏、 楽観的な起業家は、大規模な屋内水耕栽培が可能であるだけでなく、 経済的にも実行可能です。

水耕栽培システムでは、 栄養分が豊富な水溶液が植物の根を循環し、土壌や従来の肥料の必要性に取って代わります。このSF風のテクニックにより、農家や庭師はキッチンや地下室で食べ物を育てることができます。 窓辺や屋根に。 「テクノロジーはそこにあります、 リソースはそこにあります、 お金はそこにあります-ある種-私たちに必要なのはそれが行われることです、 」ヨハネスは言います。ヨハネスはすべての光を提供しました、 水、 2を超えて成長するために必要な空気と栄養素 水耕栽培で000の植物。彼はトマトを育てました、 大豆、 彼の家族の農場にある改装された倉庫の8’x8’x30”ラックにレタスとハーブ。従来の栽培では、植物の間隔を広くする必要があり、500平方フィートの土壌では通常500頭のレタスしか生産できませんが、 ヨハネスは同じスペースで850頭のレタスを育てました。

かつてはニッチなトレンドが主に屋内のポット栽培者によって支配されていましたが、 水耕栽培はついに主流を破ることができました。その支持者は、それがアメリカの農業の未来を変えることを約束します。しかし、最初の水耕栽培技術は、それ自体の限界を克服しなければなりません。 70年以上にわたって進歩を妨げてきました。

ユートピアの夢の延期

その年は1940年でした。第三帝国はパリを占領しました。ヒトラー、 ムッソリーニと昭和天皇は、枢軸同盟を結成するための書類に署名したばかりでした。その間、 ウィリアムフレデリックゲリケ、 カリフォルニア大学バークレー校の教授、 戦争に終止符を打つと彼が考えた革新的な技術についての本を静かに出版した。彼の発明、 彼はそれを水耕栽培と名付けました、 国がより少ない資源でより多くの食料を生産することを可能にするでしょう。 「イタリアや日本などの国々、 」とGerickeは書いています。 「混雑した人口と不十分な農地によって心配されている、 食料品の多様体の生産を簡単に増やすことができます、 」領土拡大の必要性を一掃します。

科学者たちは、1860年代にドイツの農芸化学者W. Knopが肥料を研究するために土壌中の化学物質を分離し始めて以来、実験室で養液を実験してきました。 しかし、 ゲリケは書いた、 「科学者たちは、彼ら自身が実験室での実験に適用した原理の真の価値を理解できませんでした。」土壌の質を改善するために栄養素を使用する代わりに、 Gerickeは、アメリカ全土の農家に、小麦とジャガイモの畑を、さまざまな栄養素の組み合わせと栽培条件での長年の実験から開発した複雑な水耕栽培システムに置き換えることを望んでいました。彼のトマトのプロトタイプシステム、 花とサラダグリーンは、当時の従来の畑栽培の標準的な慣行を超える収量をもたらしました。

Gerickeは、水耕栽培が世界中の食糧の栽培方法を根本的に変えることを夢見ていました。そうではありませんでした。

米軍は、Gerickeの技術を使用して、太平洋の小さな島に駐屯している軍隊に餌を与えました。ダグラス・マッカーサー将軍は戦後それを日本人に持ち込み、彼らはそれを使って318万ポンドの新鮮な果物や野菜を栽培しました。 1953年版 アメリカの生物学の教師 ゲリッケのアイデアを教室で広めるように学校の先生に指示し、 主張して、 「最初のトマトまたは最大の大根を育てる生徒は、優勝パスを投げるクォーターバックと同じくらい学校のヒーローになります！」

Gerickeは、水耕栽培が世界中の食糧の栽培方法を根本的に変えることを夢見ていました。そうではありませんでした。

どうして？初めての栽培者は多額の投資をしなければなりません。ポンプの購入、 パイプ、 盆地、 ライト、 エアフィルター、 従来の庭師が必要とするすべての材料に加えて、ファンと栄養素。次に、システムを実行するために必要な電気代があります。 「通常は屋外で無料で入手できるすべての要素を提供する必要があるため、運用コストはかなり高くなる可能性があります。 」ヨハネスは認めます、 水耕栽培の経済的限界を説明する。

水耕栽培には、化学に関する複雑な知識も必要です。 植物学、 配管と農業。ゲリッケが農民に彼の複雑な水耕栽培法を採用するよう説得しようとしたとき、 ハイブリッド種子のバイオテクノロジーの進歩は、伝統的な農家が収穫量を増やすためのより簡単で安価な方法であることが証明されました。政府の政策は、大規模な商品農法をあからさまに支持しました。 1965年の食品農業法は、伝統的な農業慣行に対する財政的支援をしっかりと確立し、農民は土壌で成長し続けました。ゲリッケの水耕栽培システムが約束した明るい未来をほとんど忘れてしまいました。

緑の夢

しかし、Gerickeの発明が有用であるだけでなく、 しかし、有益です。ニクソン政権がマリファナを屋外で栽培することを危険にさらした後、 ポット栽培者は内部に避難所を探しました。そして一度そこに、 Gerickeの水耕栽培システムは、彼らの繁栄を支援するためにありました。

モース、 熱心な水耕栽培愛好家、 ボストン郊外の大麻栽培店で働いています。 「業界のダークサイド」は依然として水耕栽培コミュニティの文化の一部に浸透しているため、この記事では彼のニックネームで呼ばれるように求められています。

初期投資が高いため、 「1,000ドル相当の野菜を短期的に栽培することは不可能です。コンセプトは素晴らしく、時間の経過とともにそれ自体が報われるでしょう、 でもそれはトリクルリターンです 」モースは言います。または、 マリファナの比較的少量の作物は、生産者の投資を非常に迅速に返済する価格を命じることができます。

大学での研究資金の大部分は従来の農業方法に向けられていましたが、 小売水耕栽培産業への投資–拍車をかけ、 少なからず、 マリファナ栽培者によって– 1970年代を通して技術の開発を推進するために残されました。

「誰が何を栽培するかは気にしない。植物は植物です。しかし、それはイライラします、 ほら？私は彼らに言います、 やあ、仲間、 それはあなたが育てることができる数千の植物のうちの1つにすぎません。」

野菜の庭師がより「合法的な」産業に水耕栽培を採用している今、 Moce’sのような新しい水耕栽培店は、闇市場との関係を断ち切ろうとしています。読むサイン、 「違法な物質について話すと、すぐに立ち去るように求められます。 」彼の店の壁に並んで、 しかし、多くの潜在的な顧客はまだマリファナの成長について尋ねています。 「誰が何を栽培するかは気にしない、 」モースは言います。 「植物は植物です。しかし、それはイライラします、 ほら？私は彼らに言います、 「やあ、兄弟、 それはあなたが育てることができる数千の植物のうちの1つにすぎません。」

モースは、今日、人々はさまざまな理由で水耕栽培で野菜を栽培していると言います。水耕栽培により、人々は従来の農業よりもはるかに密に植物を育てることができます。 そのため、モースの顧客の多くは、従来の野菜畑に十分な土地がない小さな家に住む愛好家です。

環境と炭素排出に対する国民の関心の高まりは、アメリカ人が地元や新しい場所で食料を栽培したいと望んでいることを意味します。 「私たちはすでに原子を分割し、月に行きました。私たちはアパートの建物にコショウを入れることができます、 」とモースは言います。

パイプドリーム？

ヨハネスの希望は、垂直農法が新鮮なものを供給できることです。 都心部のコミュニティへの地元の食材。 「私たちは人々を養うことを試みています。なぜなら、それは私たちの生涯の中で直面する本当の問題になるからです。 」とヨハネスは言います。 「これは、可能な限り最も効率的で持続可能な方法でそれと戦う方法にすぎません。」

しかし、誰もが確信しているわけではありません。メリッサ・ブレヒナー、 コーネル大学の管理された環境農業水耕栽培技術移転センターの所長、 ヨハネスの垂直農法の夢はとてつもないものだと考えています。 せいぜい。 「人々は私たちが都心部の人々に健康的な食べ物をもたらしたいと言っています、 しかし、都心部の本当の問題は、健康的な食事には多額の費用がかかることです。」

ブレヒナーは、ヨハネスが収益性を維持するために彼の農産物をプレミアムで販売する必要があると指摘しました、 しかし、これは彼が養いたい人々がそれを購入するのを防ぎます。ブレヒナーによれば、 都市の水耕栽培者は、太陽の代金を払わなければならないため、従来の水耕栽培者よりも常に多く支払うことになります。 「植物は光に正比例して成長します。それで、あなたが彼らにもっと光を与えるならば、 その後、歩留まりを向上させます。 」ブレヒナーは言います。

「倉庫で物を育てるのに必要な膨大な量のエネルギー。私たちのより情熱的な瞬間には、環境に無責任だと言えます。」

ブレヒナーは、コーネル大学の元同僚の仕事を指摘しています。 ルイ・オルブライト。閉鎖された倉庫または超高層ビルの照明と暖房を考慮に入れて、 Albrightは、レタスの頭を垂直に育てるには、都市の外にあるガラス温室で育てるのに比べて、約3倍のキロワット時かかると計算しました。レタスをまとめて輸送する際の炭素コストを考慮しても、 彼は、都心からレタスを育てる方が環境にやさしいことを発見しました。

オルブライトはまた、その小麦を発見しました、 アメリカで最も消費されている作物の1つ、 水耕栽培には遺伝的に適していません。彼は、閉鎖された倉庫で一斤のパンに十分な小麦を生産するには、現在23ドル相当の電力がかかると計算しました。

Brechnerは、大規模な水耕栽培のもう1つの大きな脆弱性を強調しています。停電は養液の循環を停止します。ほとんどのシステムでは、 これにより、シーズン全体の作物が短期間で破壊される可能性があります。ブレヒナーの観点から、 水耕栽培技術は、Gerickeの時代から大きく進歩していません。水耕栽培システムが従来の栽培技術よりも多くのお金とより多くの資源を必要とする限り、 ブレヒナーは水耕栽培に反対し続けています。 「私は、健康な植物を住民にもっと見えるようにすることの価値を理解しています。 " 彼女が言います。 「しかし、倉庫で物を育てるのに必要な膨大な量のエネルギー。私たちは、より情熱的な瞬間に、環境に無責任だと言うでしょう。」

宇宙開発競争

Gene Giacomelli、 アリゾナ大学の管理環境農業センター（CEAC）の所長。 ブレヒナーの懸念に毎日直面しています。水耕栽培は、初期費用に関しては従来の農業と競争することはできません。 しかし、Giacomelliは、水耕栽培ははるかに資源効率が高くなる可能性があると考えています。文字通り惑星に餌を与えることができるほど効率的です。彼が念頭に置いている惑星、 しかし、 私たち自身のものではありません。

NASAはCEACと契約して、月または火星への長期ミッションに参加する宇宙飛行士のための水耕栽培の生物再生生命維持システムを作成しました。 Giacomelliは、植物が宇宙飛行士の二酸化炭素と液体廃棄物を消費し、次に植物が宇宙飛行士に酸素を供給する閉ループシステムを完成させています。 真水と食べ物。現在のモジュールは、赤外線モニターを備えた複雑なコンピューターシステムに依存しており、各植物が最大限の可能性を発揮できるように成長しています。 Giacomelli氏は、彼のハイテク水耕栽培システムは600立方フィートのチューブに収まり、1人の宇宙飛行士に毎日の酸素と水の必要量のすべてと1日のカロリーの約半分を提供できると述べました。プロトタイプは現在南極でテストされています。

Giacomelli氏は、彼のハイテク水耕栽培システムは600立方フィートのチューブに収まり、1人の宇宙飛行士に毎日の酸素と水の必要量のすべてと1日のカロリーの約半分を提供できると述べました。

Giacomelliは、モジュールのテクノロジーが現在、アメリカの都市で使用するには高すぎることを認めました。 しかし彼は言います、 「Earthアプリケーションにすぐに翻訳されるトピックを指すのは非常に簡単です。」 Giacomelliは、彼の研究がすべての農民の生産性に対する考え方を変えるだろうと予測しています。

「人々は、水の投入量あたり1平方メートルあたりのキロ数を見始めます。 栄養、 労働またはエネルギー。」成長するシステムがリソースの効率的な使用でますます評価されるようになるにつれて、 人々は、閉ループ水耕栽培システムにある可能性に気付くでしょう。すでに水耕栽培システムは、従来の方法よりも60〜90パーセント少ない水を使用できます。

温室技術の主な進歩により、水耕栽培者は、暗い地域やオフシーズンに人工照明を補った自然太陽光を使用して、地球上でより効率的に植物を栽培できるようになりました。

アメリカの農民の未来？

消費者が自分の食べ物がどこから来て、どのように育てられているかをますます意識するようになるにつれて、 水耕栽培の新時代に突入する可能性があるようです。モースは、愛好家や裏庭のDIY愛好家の間で関心が高まっていることを証明できます。 しかし、最近の技術の進歩と組み合わされた社会的需要の高まりは、水耕栽培が食料システムに影響を与える新しい可能性を持っていることを意味します。 ウィリアム・フレデリック・ゲリケがかつて夢見ていた方法で。

モントリオールのLufaFarmsのような企業、 フィラデルフィアのBrightFarmsとニューヨークのGothamGreensは、スーパーマーケットの屋上にある巨大な温室で水耕栽培を行っています。利用可能な自然光を利用しながら、輸送コストを大幅に削減します。以下の市場に直接販売することにより、 それらの水耕栽培の農産物は、理論的には従来の農産物に対して競争力のある価格にすることができます。

ムーアの法則と効率的な自動化による計算能力の収穫逓増により、経験の浅い農家でも大規模な水耕栽培が利用しやすくなっています。 Freight Farmsの衣装は古く、 強力な断熱材と標準化された水耕栽培システムを備えた金属製の輸送コンテナ。 どんな環境でも、 ボストンを拠点とする新興企業のコミュニケーションコーディネーターによると、 レベッカ・リーブマン。ミネソタ州のレストランのオーナーは、冬の間ずっと成長し、13を生産できると彼女は言います。 毎年000ポンドの新鮮なバジル。

初期投資はまだ急です。 60ドルで、 000人の新しい農民は、その場で農業を始めるために必要なすべてのものが入った8’x40 ’の輸送用コンテナを手に入れます。 「内部のタブレットコンピューターがすべてを制御します–照明、 pHと温度、 」リーブマンは言います。 3つの駐車スペースのフットプリントよりも小さいエリアでは、 週に8時間働く一人の人が、1エーカー相当の葉物野菜を育てることができます。リーブマン氏によると、「貨物農場」は、農家が毎週高品質の農産物を収穫しているため、9〜12か月で元が取れます。 一年中。初期投資後、 これは、1エーカーの土地のコストよりもおそらく安価です。 年間コストは5ドル未満のままです。 000ドル。

「私たちは他の誰もが間違ったことを調べて修正しました。ツールを使用して、革新的なシステムを作成しました。」

「私たちは水耕栽培の概念を作成しませんでした、 それは長い間存在していました、 長い時間。私たちは他の誰もが間違ったことを見て、それを修正しました–私たちはツールを取り、革新的なシステムを作成しました。 」リーブマンは言います。エネルギー効率の高いLEDライトと厚い断熱材により、電気代を低く抑えています（約1ドル）。 年間500）、閉ループ給水システムは、水タンクが1年に4回しか満たされないことを意味します。同社は将来の設計にソーラーパネルを追加する予定ですが、 代替エネルギー源を使用して、コストを削減し、資源効率を高めます。技術は、ブレヒナーやオルブライトのような人々によって表明された環境問題に対処するために継続的に改善されています。

Gerickeが水耕栽培を一般に公開できなかった場合、 FreightFarmsは成功を望んでいます。内部コンピュータには情報チュートリアルがロードされており、農家は問題が発生した場合にFreightFarmsの専門家とビデオチャットできます。

ザック・ヨハネス、 彼自身は農夫、 学生とビジネスマン、 次世代のアメリカの農民は、ゲリッケの水耕栽培の夢を受け入れる準備ができている新しい品種になるのではないかと疑っています。 「彼らはドライブを持っています、 教育と地球を助ける意欲。」長く死んだ植物学者のユートピア的な夢はまだ実現にはほど遠いです、 しかし、いつの日かそれはその潜在能力を最大限に発揮するかもしれません。土は必要ありません。