高圧酸素ガスを用いた水耕栽培の溶存酸素制御法の開発

• 研究課題/領域番号: 08760242
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物環境
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 後藤 英司 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (00186884)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1996年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 水耕栽培 / ホウレンソウ / 溶存酸素 / 成長 / 培養液

研究概要

メタルハライドランプの補光が行えるガラス温室内に栽培実験装置を製作した。水耕栽培装置は湛液栽培ベッド、培養液循環システム、酸素・窒素ガス供給部、溶存酸素濃度制御システム、pH・EC制御部で構成される。並列実験を行うために実験装置は3台製作した。本装置の特徴は、高圧液化酸素ガスを直接供給することと、低濃度処理のための窒素ガスを利用する点である。湛液式ベッド上にはフロート式栽培パネルを置き、養液表面と空気の接触面積を抑えた。培養液循環システムは培養液タンク、循環ポンプ、給排用配管などで構成する。ガスを効率的に溶解させるために、培養液タンク内で長いチューブに培養液を循環させながらガスを微少な気泡状態で溶解させた。その結果、過飽和側は160%、13ppm(25Cでの飽和値は8.5ppm)、不飽和側で2ppmを実現できた。
対象作物には根の酸素要求量の高い作物としてホウレンソウを選び、(a)過飽和栽培実験、(b)高温下の栽培実験を行った。液温25C下で不飽和、飽和、過飽和の試験区で移植時から収穫時までの栽培実験を行い、2ppmでは成長が阻害されること、12ppmでは若干飽和区より成長がよいことが分かった。30Cの高温条件では、2ppmの成長は極めて遅く、12ppmと飽和では差がなかった。35Cでは、4.5ppm区と対象区には差は少なく、どちらも30Cに比べて成長が低下した。対照的に11ppmの過飽和区は成長がよく根の発育が健全だった。以上のことから、通常のホウレンソウの栽培条件では下限濃度は2ppm〜7ppmの間にあること、高温期では過飽和にすると成長低下や根の発育阻害を抑制できることが明らかになった。