本日も、りけいのりがお届けします。
本記事では、アクアポニックスを立ち上げる際に、生育をする野菜のデータをまとめました。水耕栽培における変数は、水温、照度、pH、培養液中栄養濃度です。ここで、培養液中栄養濃度やpHは、微生物の生育密度、収穫野菜の栽培密度にも影響を受けます。
生育する野菜の特徴を理解した上で、素敵なアクアポニックスライフを贈りましょう！
水温
| 種類 | 最低の土壌温度[℃] | 発芽適温[℃] |
| インゲンマメ | 9 | 10 |
| ビーツ(甜菜の仲間) | 4 | 5 |
| ブロッコリー | 13 | 24 |
| 芽キャベツ | 13 | 24 |
| キャベツ | 3 | 4 |
| ニンジン | 4 | 5 |
| カリフラワー | 18 | 24 |
| セロリ | 16 | 21 |
| トウモロコシ | 8 | 10 |
| キュウリ | 18 | 21 |
| レタス | 4 | 24 |
| メロン | 13 | 16 |
| タマネギ | 1 | 2 |
| パースニップ(セリ科、ニンジンに似ている) | 13 | 21 |
| グリーンピース | 1 | 2 |
| ピーマン | 21 | 27 |
| ジャガイモ | 13 | 21 |
| カボチャ | 13 | 16 |
| ラディッシュ | 4 | 5 |
| ホウレンソウ | 13 | 18 |
| トマト | 10 | 13 |
参考:Translated from*1
さらによくまとまっているものに、アタリヤ農園のデータシートがあります。
また、長野県が公表しているpdfファイルも便利です。
pH
続いて、生育環境のpHです。pH(水素イオン指数)は、系内に存在する水素イオン濃度に表され、栄養分の存在形態に深く関与しています。有機化合物の存在形態におけるpH依存性は、こちらの記事を御覧ください。
【万能指示薬】pH試験紙の科学③【ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式】 - りけいのり
| 種類 | 至適pH[-] | 種類 | 至適pH[-] |
| チョウセンアザミ | 6.5 - 7.5 | レンズマメ | 5.5 - 7.0 |
| ルッコラ | 6.0 - 6.8 | レタス | 6.0 - 7.0 |
| アスパラガス | 6.0 - 8.0 | マッシュルーム | 6.5 - 7.5 |
| インゲンマメ | 6.0 - 7.5 | マスタード | 6.0 - 7.5 |
| ビーツ | 6.0 - 7.5 | タマネギ | 6.0 - 7.0 |
| ブロッコリ | 6.0 - 7.0 | パセリ | 6.0 - 7.0 |
| 芽キャベツ | 6.0 - 7.5 | パースニップ | 5.5 - 7.5 |
| キャベツ | 6.0 - 7.5 | グリーンピース | 6.0 - 7.5 |
| ニンジン | 5.5 - 7.0 | ピーナッツ | 5.0 - 6.5 |
| カリフラワー | 5.5 - 7.5 | ピーマン | 5.5 - 7.0 |
| セロリ | 6.0 - 7.0 | ジャガイモ | 4.5 - 6.0 |
| ヒヨコマメ | 5.3 - 7.0 | カボチャ | 5.5 - 7.5 |
| チコリー(キク科多年草) | 5.0 - 6.5 | ラディッシュ | 6.0 - 7.0 |
| ハクサイ | 6.0 - 7.5 | ルハーブ | 5.5 - 7.0 |
| とうもろこし | 5.5 - 7.0 | コメ | 5.5 - 6.5 |
| クレソン | 6.0 - 7.0 | エシャロット | 5.5 - 7.0 |
| キュウリ | 5.5 - 7.5 | ダイズ | 5.5 - 6.5 |
| ナス | 6.0 - 7.0 | ホウレンソウ | 6.0 - 7.5 |
| ニンニク | 5.5 - 7.5 | トマト | 5.5 - 7.5 |
| セイヨウワサビ | 6.0 - 7.0 | カブ | 5.5 - 7.0 |
| ケール | 6.0 - 7.5 | クレソン | 5.0 - 8.0 |
| キュウケイカンラン | 6.0 - 7.5 | スイカ | 5.5 - 6.5 |
| リーキ | 6.0 - 8.0 |
参考: Translated from*2
野菜のみならず、果物や牧草など、幅広い植物のデータシートは、こちらが参考になります(はたけの倉庫、便利表pH)。野菜の生育とpHの関係のみならず、栄養塩のバイオアベイラビリティに関しての情報がこちらには記載されています。生育可能なpHが視覚的に分かりやすいページは、こちらです。タキイ種苗株式会社様が公開している画像も参考になります。
栄養塩(窒素)
栄養塩とは一般的にリン酸塩や硝酸塩などの、植物や植物プランクトンの生育に必要な塩が挙げられます。ここでは、窒素の循環に着目して、①アンモニア態窒素と②硝酸態窒素に迫ります。
通常、アンモニア態窒素はアンモニウムイオン、硝酸態窒素は硝酸イオンとして存在します。つまり、静電気的には正反対の存在となります。化合物の電荷に応じて、細胞内へ取り込まれる機構は異なります。ここから、アンモニウム態窒素を利用しやすい植物、反対に硝酸態窒素を利用しやすい植物が存在することが推測されます。硝酸態窒素およびアンモニア態窒素の代謝経路をまとめた、王子(1989)の図を引用します。
また、アンモニアには毒性があります。人体内でアンモニアが発生すると、尿素回路という代謝経路が肝臓で機能し、尿素に変換されることで無毒化されます。
したがって、アンモニア態窒素の存在に強い野菜、硝酸態窒素を取り込みやすい野菜に分類することができます。アクアポニックスにおいては、これらの野菜の配置や割合が重要となります。それでは、好アンモニア性の野菜と、好硝酸性の野菜を確認してみましょう。
まずは、Nawarathna et al.の報告(2021)から引用します。
この報告では、アンモニア態窒素と硝酸態窒素の供給比率を変化させたときの収量を比較しています。全体の傾向としては、硝酸態窒素が多い場合(0:100)の場合と比較して、アンモニア態窒素が多い場合(100:0)に収量は低くなっています。 ここで、Nは総量200 ppmとなるように調整されています。
ここで注目したいのが、野菜に応じて窒素存在形態の比率を変化させたときの、収量の推移が異なることです。ピーマン(Capsicum)、ニンジン、レタスはアンモニア態窒素の比率増大に応じて、収量は大きく変化していません。一方、キャベツ、コールラビ(knol khol)、トマトは、アンモニア態窒素の比率増大に影響を受け、収量が下がっています。また、収量水準としては、キャベツが最も大きく、他の作物に関しては比率におおじて大小関係が変化しています。(本論文では、温度を29±2℃、液体養液のpHを7.0としていました)
続いて、Frerichs et al.の報告(2020)から引用します。
ここで、各数字は窒素肥料濃度 (mg N (L substrate)-1)を、AAFはアミノ酸肥料をそれぞれ示しています。pHが1増大するだけで、収量が大きく変化していることが分かります。これは、アンモニア態窒素の存在形態が関係しています。
However, as a result of this ammonification process substrate pH may also increase. Under neutral to alkaline conditions NH4+ is converted to ammonia (NH3), which is known to be phytotoxic even at low concentrations.
しかし、アンモニア化過程の結果、基質のpHもまた増大することもあります。中性からアルカリ性条件下におけるアンモニウムイオンはアンモニアに変換され、アンモニアは低濃度でさえも植物に毒性を示します。
Refered from Abstract;*3
ここから、栄養塩の存在形態とpHが密接に関係しており、それが収量にも大きく影響を与えることが分かると思います。
本日は、野菜を生育する温度、pH、栄養塩としての窒素に着目して情報をまとめました。以上、りけいのりがお届けしました。
参考文献
*1:Catherine Boeckmann(2021), How to Grow Vegetables, Vegetable Growing Guide, Accessed: 2021/09/28,
Vegetable Gardening Growing Guide | The Old Farmer's Almanac
*2:Ideal Soil pH Levels for Vegetables, The Gardener's network, Accessed: 20210928, URL:
Soil pH Levels for Growing Vegetables. By The Gardener's Network.
*3:Frerichs C et al (2020), Front. Plant Sci, 10:1696. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01696