水耕栽培は、土壌ではなく養液の根の培地を使用して植物を育てる農業の一形態です。タンク農業とも呼ばれる水耕植物の根は、溶解した栄養素の混合物を含む水に単にぶら下がるか、不活性な基質成長培地によって支えられます。多くの場合、灌漑と施肥は狭いスペースで機械的に行われ、垂直方向（垂直方向の庭として知られています）でも行われるため、より予算に優しく、省力的な農業方法になります。キュウリのような野菜やほうれん草のような葉物野菜は、水耕栽培で最も人気のある植物の一部ですが、庭師はハーブやイチゴのような結実植物も簡単に栽培できます。
水耕栽培はどのように機能しますか？
水耕栽培は、土壌を使用せずに育てられた植物を含み、植物は単に異なる供給源からそれらの必須栄養素を取得します。使用する水耕栽培システムの種類に応じて、植物の根は直接液体溶液に成長するか、粘土の小石、ピートモス、砂などの媒体に成長する可能性があります（集合体システム）。このようにして、栽培者は温度やpHバランスなどの環境条件や、植物の栄養素への曝露を制御できます。
水耕栽培は、必要に応じて単純または複雑にすることができます。一部の作業では、25,000平方フィートの範囲で、1日あたり10,000頭のレタスを生産できますが、葉物野菜の根元をコップ1杯の水に貼り付けて再成長させるのと同じくらい簡単なことも水耕栽培の一種です。土壌は伝統的な庭の中で最も簡単な成長方法であることがよくありますが、植物は技術的にそれを必要としません。太陽光を利用して二酸化炭素と水をエネルギー用のブドウ糖に変換する光合成プロセスでは、実際に必要なのは水、太陽光、二酸化炭素、栄養素だけです。ハイドロポニックガーデニングの栄養素は、炭素、リン、水素、窒素、酸素、硫黄、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ニッケル、ホウ素、銅、鉄、マンガン、モリブデン、塩素など、主要栄養素と微量栄養素の両方で構成されています。
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水耕栽培の種類
水耕栽培に関してはいくつかの技術があり、すべて異なるレベルの難易度、メンテナンス要件、および予算があります。初心者は、栄養膜技術、引き潮と流れのシステム、点滴灌漑システム、エアロポニックスシステムなどのより専門的なレベルのシステムに卒業する前に、基本的な芯システムまたは深海培養システムのいずれかから始めることをお勧めします。非土壌成長媒体には、砂、ロックウール、ピートモス、パーライト（黒曜石の一種）、およびココナッツコイア（殻と外皮の間のココナッツの繊維状の中間部分）が含まれます。水耕栽培の多様性により、生産者は羊毛や籾殻など、他の方法では無駄になる可能性のある中程度の材料で創造性を発揮することもできます。
ウィックシステム
このシステムには電気部品がなく、高度な機械も必要ありません。そのため、このシステムは水耕栽培システムの最も基本的なものと見なされています。植物は、水と養液で満たされたタンクの上の成長培地に懸濁され、溶液を成長培地に接続する芯（ロープやフェルトなど）を経由して植物の根に運ばれます。
芯システムは安価で簡単ですが、大量の水を必要とする植物や野菜には適していません。さらに、栄養素の供給が非効率的である可能性があります。水耕栽培愛好家は、このシステムを水耕栽培の「補助輪」と呼んでいます。
深層水耕栽培
新しい栽培者にとってもう1つの簡単なシステムである深層水耕栽培システムは、水と養液で満たされた貯水池の上に吊るされた植物で構成されています。根は液体に沈められているため、水と栄養素の両方が常に供給されますが、気泡をリザーバーに継続的に送り込み、根に酸素を供給するためにエアポンプが必要です。これは安価な再循環プロセスであり、廃棄物が少なくなりますが、より大きな植物やより長い成長期間を必要とする植物では常に機能するとは限りません。
エアロポニックス
エアロポニックスシステムは、おそらく最も複雑で高価な水耕栽培法ですが、最も効果的でもあります。植物の根は実際には空気中に浮遊しており、小さな連続ミストまたはインターバルサイクルのいずれかで、酸素化エアポンプを使用して水/養液でミストされます。このようにして、根には継続的な栄養素が供給され、過飽和のリスクなしに一定の酸素にさらされます。エアロポニックスシステムの監視は比較的簡単ですが、わずかな誤動作でも植物の根が乾燥してすぐに枯れてしまう可能性があります。
栄養フィルム技術
栄養膜技術では、水と養液は、酸素を補給するためにエアポンプを備えたより大きなリザーバーに保持されます。植物自体は近くの水路（ネットポットと呼ばれます）で育てられ、水ポンプは一定の間隔で水路に水を押し出すタイマーに設定されています。根は完全に水没しているわけではありませんが、ポンプは栄養素と水の薄いフィルムを植物に届けるのに役立ちます。
チャネルの終わりで、ソリューションをメインリザーバーにドロップバックして再利用できます。この方法は、廃棄物の少ない連続的に流れるシステムであるだけでなく、根が過剰な溶液で窒息することを防ぎ、成長する培地をほとんどまたはまったく必要としません。ただし、ポンプの故障や水路の詰まりは植物を破壊する可能性があるため、多くの観察が必要です。
自宅での水耕栽培？
自宅に独自の水耕栽培システムを設置することは、従来の屋外土壌技術よりも早く独自の植物や野菜を育てる優れた方法です。または、屋外の園芸区画にアクセスできない都市のアパートに住んでいる場合も同様です。初心者の場合は、深層水耕栽培や芯のような、よりシンプルで安価なシステムから始めるのが最善です。ただし、すべてのシステムには、貯水池またはその他の大きな容器、栄養源、および水が必要ですが、多くのシステムには、成長するライト、ミディアム、およびエアポンプが含まれる場合もあります。
都市ガーデニングの人気が高まり続けるにつれて、テクノロジーも高まります。洗練された水耕栽培を行う時間やスペースがない消費者が利用できる、さまざまな予算の屋内または屋外の水耕栽培庭園がたくさんあります。
長所と短所
水耕栽培の植物はより多くの作物を収穫するだけでなく、必要なスペースも少なくて済み、一年中使用できます。さらに、水耕栽培された植物は通常、従来の農業よりも少ない水を使用し、より多くの量を生み出すことができ、農薬や化学物質を必要とすることはめったにありません。たとえば、Journal of Soil and Water Conservationの2018年の調査によると、栄養膜技術の水耕栽培システムは、葉物野菜やその他の野菜の水分を70％から90％節約します。土壌成分を完全に除外することで、それに伴う可能性のある潜在的な問題（植物の害虫や病気など）もすべて除外することになります。
ただし、使用済みのハイドロポニック水にはリンや窒素などの栄養素が含まれているため、水路に入ると危険であり、藻類が過剰に成長して水生動物を殺したり、飲料水を汚染したりする可能性があります。ほとんどの栽培者は、ミネラルをろ過し、精製後に残った廃水を処分することによって、残った水耕栄養素を処分します。小規模で作業する人は、将来の水耕栽培プロジェクトで無駄な栄養素を再利用する可能性があります。一部の研究者は、温室で他の植物を育てるために、リサイクルされていない水耕栽培廃棄物溶液に含まれる栄養素を再利用することにさえ成功しています。
