潮汐式水耕栽培

エブ アンド フロー水耕栽培は、そのシンプルさ、操作の信頼性、初期投資コストの低さで知られる水耕栽培の一種です。ポットには不活性培地が充填されています。この培地は土壌のように機能したり、植物に栄養を与えたりはしませんが、根を固定し、一時的な水と溶媒ミネラル栄養素の備蓄として機能します。水耕溶液は、システム内に流入したり、流出したりします。

このシステムでは、防水栽培容器に不活性な栽培培地が充填されます。培地は、膨張粘土骨材、ロックウールキューブ、またはその他の不活性材料で構成できます。この培地は、供給タンクから汲み上げられた栄養溶液で定期的に短時間浸水します。その後、溶液はポンプで汲み上げられるか、重力によって供給タンクに戻ります。この水耕栽培システムは、スペースに応じて、あらゆるサイズの植物に非常に効果的です。この方法は、水と植物栄養試薬の使用が効率的ではありません。溶液を繰り返し使用しないと、浸水した容器に適切な酸素が供給されずに根の病気が発生し、栄養素が不足する可能性があります。これは「閉鎖」システムであるため、再循環された栄養溶液は、システムがリザーバーに戻るたびに pH と PPM を監視する必要があります。栽培期間中、栄養溶液の交換が必要になる場合があります。発根培地は、再利用する場合は殺菌だけでなく、根の破片や蓄積した沈殿物を除去するために洗浄が必要になる場合があります。^[1]

水耕栽培の基本原理は、肥料と空気を含んだ水が植物の 根域に栄養と酸素を供給することです。この栽培には比較的高度な機械化プロセスが伴うことが多く、趣味で栽培する人にとっては扱いにくいものとなることがあります。養液は通常、病原菌の成長が始まる温度より低くなければなりませんが、根の活動が抑制されるほど冷たくてはいけません。根系自体が酸素を奪い、病原菌や水系カビが繁殖する条件も作り出すため、肥料溶液の積極的な空気供給が一般的です。

E&F は、溶液が植物の根と常に接触していないという事実を利用して、溶液の酸素化や冷却の必要性を回避します。代わりに、根の機能の特性を利用して、病原菌の増殖を抑制する傾向がある高レベルの受動的な酸素化を提供します。

溶液の経路は単一の双方向経路を使用するため、シンプルさが保たれています。水は同じチューブを使用して流入および流出します。ポンプがトレイに水を汲み上げ、根を短時間浸すと、スイッチ（通常はタイマー）を使用してポンプが停止し、水は同じチューブを通って流れます。^[2]

潮汐システムは、根が置かれている媒体の保水能力に応じて作動します。保水性の高い媒体では、1 日に 1 回の水やりで済みますが、他の媒体では 2 回から 6 回もの水やりが必要です。根が水浸しになるまでの時間は重要なパラメータではないため、ポンプの容量は中程度で、屋内植物用のシステムでは小型で済みます。このため、この方法はアマチュアや都会の園芸愛好家に人気があります。重力は一部のシステムで排水ポンプとして機能し、空気は水によって根域から押し出される際に薄膜化と正圧置換によって通気が行われます。

エブアンドフローは、ロックウールキューブ、ピート、ココヤシ繊維などの使い捨て媒体や、消毒して何度も再利用できる溶岩や膨張粘土骨材などの媒体を含む、さまざまな基質を使用できるという点で汎用性があります。^[3]

潮汐システムのエアレーションは、その運用の重要な側面です。自動置換により、水位が最高水位まで上昇すると、根によって酸素が失われた空気が除去されます。システムが貯水池に戻ると、根の周りの空間が再び空気にさらされます。

干潮時に根の周りに残る水の膜は、表面積対質量比が高いため、根が酸素を吸収しても、その高い表面積によって再酸素化が促進され、表面が湿っている限り根を維持できます。このようにして膜状に覆われた水の酸素含有量が高いため、ほとんどの有害な生物が抑制され、根の領域が病気にかからない状態になります。他のタイプの水耕栽培では、この機能は、溶液を冷却して、ピシウムから溶液を保護することが必要です。ピシウムは、水カビの一種で、「根腐れ」と呼ばれる状態を引き起こします。この状態になると、根の外側の細胞が死んで茶色くなり、触れると剥がれ落ちます。空気ポンプを使用した酸素補給も必要なくなるため、信頼性が向上し、複雑さが軽減されます。

エブアンドフロー水耕栽培システムは静かであり、他の水耕栽培システムよりも電力消費が少ないため、スペースが限られている住宅や教室など、音響特性や過剰な配管が問題となる環境でも使用できます。

エブアンドフローシステムは柔軟性があり、実用上の欠点はほとんどありません。一般的には小型の植物をコンパクトに栽培するシステムとして知られていますが、1ガロンから5ガロンのバケツを使用し、大型水槽、装飾噴水、鯉の池などで使用されているような大容量ポンプを利用して、大型植物の栽培にも使用されています。

これらのシステムには、大規模なアプリケーションではある程度の労力を要する側面があります。これらは主に、洗浄や殺菌など、使用間の培地の管理です。これは、トレイに培地を捨てて過酸化水素や塩素溶液などの殺菌液で満たし、一時的に排水口を塞ぎ、根の破片を手で取り除くことで実行できます。大型の容器では、殺菌後に培地を適切な表面に移して、残った植物材料を除去できるようにする必要があります。

複数の植物を同じ容器で栽培する設計の 2 つ目の欠点は、根が一緒に成長する傾向があることです。つまり、根系が発達した植物の場合、収穫した植物や損傷した植物を取り除くのがやや問題になることがあります。一度に収穫される商業作物は、システムのその側面に関連する懸念からある程度免除されますが、病原菌の侵入が発生した場合、すべての根が同じ洪水源を共有するため、問題は急速に広がる可能性があります。

また、ほとんどのエブアンドフローシステムでは、リサイクルリザーバーを使用して栽培容器に水を流します。一定期間にわたって、養液のpH は植物にとって不健康な範囲まで変動する場合があります。pH が修正されない場合、栄養吸収不良や葉の共食いなど、さまざまな問題が発生する可能性があります。名前が示すように、葉の共食いは、植物が植物の一部から栄養素を摂取し、その栄養素を植物の別の部分で使用するときに発生します。葉の共食いは、葉に黄色または茶色の斑点として現れます。

排水不良または不完全な排水は、密集した根が根塊に閉じ込められたよどんだ水にさらされる状態を引き起こす可能性があります。よどんだ水によって最もよく起こるのは、根腐れと菌類の増殖です。一部の E&F システムは、適切に設計されたシステムほど根腐れの影響を受けにくいわけではありません。植物がシステムにとって最適サイズよりも大きいテーブルでは、水がたまるのを防ぐために、スクリーンや中サイズの砂利のベッドなどの変更が必要になる場合があります。トレイを傾けることは、排水特性を向上させる 1 つの方法です。バケツ E&F では、この問題は同様の方法で対処でき、適切なサイズの培地を使用して良好な排水を確保し、浸水サイクル間のコンテナの排水が完全であることを確認します。

嫌気性のピシウム根腐れ菌が根の表面で増殖し始めた疑いがある場合、過酸化水素も栄養液に加えられます。過酸化水素から放出される酸素は単細胞生物に有害で、過酸化水素の濃度に応じて投与量が変わります。通常、水 1 ガロンあたり 3.5% 過酸化水素溶液を数杯以上使用します。酸素レベルの一時的な上昇は根に最小限のダメージしか与えませんが、水媒介のカビを根絶すると収穫量が大幅に増加したり、作物の生存能力が維持されたりします。