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植物工場(しょくぶつこうじょう)とは、閉鎖的または半閉鎖的な空間内において、主として植物を計画的に生産するシステムである。安全な食料の供給、食材の周年供給を目的とした、環境保全型の生産システムである。この管理の元に栽培する方法を工場栽培と呼ぶ。

植物工場には、閉鎖環境で太陽光を使わずに環境を制御して、周年・計画生産を行う「完全人工光型」の施設と、温室等の半閉鎖環境で太陽光の利用を基本として、雨天・曇天時の補光や夏季の高温抑制技術等により、周年・計画生産を行う「太陽光利用型」の施設の2種類がある。

一般に養液栽培で植物を生育させ、自然光または人工光を光源とする。二酸化炭素施用により二酸化炭素飢餓を防止している。

農地法の影響により、企業は農地の取得が極めて困難である。そこで通常の土地に植物工場を建設し、農作物を栽培をするというケースが増えている。しかしながら、現在、第171回国会(常会)で農地法改正の審議が行われている。一般の株式会社、NPO法人など、農業生産法人以外の法人であってもリース方式で農地の権利が取得できるようになるようになるため、今後、企業の農地上への参入がしやすくなると期待されている。

近年ではカゴメ等の大手企業が野菜を育てる植物工場を経営しており、野菜工場という名称で認知度が広がっている。

◆ 完全制御型の植物工場

完全制御型の植物工場とは、外部と切り離された閉鎖的空間において、完全に制御された環境、すなわち人工的光源、各種空調設備、養液培養による生産を行う植物工場のことを言う。

一般に露地栽培と比較して、以下のような利点・欠点があるとされる。

◆ 利点

; 安定供給

: 閉鎖的空間において、土壌を利用せずに養液栽培を行い、光、温度などの環境も完全にコントロールされているため、冷夏、暖冬や台風などの影響を受けることがない。また、病原菌や害虫の被害にあうこともない。そのため、凶作がなく、一定の量、形や味、栄養素などの品質、そして価格での供給が可能である。

; 高い安全性

: 病原菌や害虫の侵入がないため、それらを予防・駆除するための農薬の散布も不要であり、無農薬による安全な生産が可能となる。加えて、細菌数が少なく、土等の付着もないため、洗浄せずに、あるいは簡易な洗浄のみで食べることができ、手間や水道費を削減することもできる。これらにより、外食産業においても利用されている。実際、植物工場産のレタスは、コンビニエンス・ストアなどで販売されているサンドウィッチに、サンチュは高級焼肉店の手巻き用野菜として定着している。最近では、定食専門店「大戸屋ごはん処」を展開する大戸屋が植物工場「大戸屋 GREEN」を建設すると発表した(平成21年5月14日)。

; 高速生産

: 土壌によらず、養液栽培することにより、連作障害を起こさずに連作が可能である。また、光の強さや日長、温度や湿度、培養液成分や二酸化炭素濃度をコントロールすることで、その植物の生育にとって最適な環境を作り出すことができ、成長を促進させることができる。そのため、短期間で出荷可能な状態まで育てられ、年十数作することも行われている。

; 土地の高度利用

: その時々の植物の大きさにあわせて苗を移動させることにより、最大限の密度での栽培が可能であり、更には、棚状に複数段配置する・斜めに配置する、などによって、土地の利用効率を一層高めることが可能である。

; 労務上のメリット

: 栽培技術を標準化することができ、農業知識が乏しいパート・アルバイトでも作業が出来る。また、労働環境が苛酷ではないので、高齢者や障害者による作業が可能である(実際に障害者の授産施設として植物工場が運営されているケースがある)。

◆ 欠点

; 高額の生産費用

: 工場を設置するためには、各種設備をそろえる必要があり、高額の初期投資が必要である。また、生産に要する光熱費などの費用も相当額に上る。植物の育成のための光源(高圧ナトリウムランプ、蛍光灯、発光ダイオードなど)の電力費、光源から発生する熱の冷却、その他適温の維持のための空調費、など。

; 少ない栽培品目

: 上述の高額な生産費用により、採算の合うものは限られており、養液栽培が可能となっている品種の中でも、現在商品として生産されているものは、リーフレタスなどの葉菜類や、一部のハーブ類のみである。

◆ 太陽光利用型の植物工場

太陽光利用型の植物工場とは、植物工場のうち、太陽光を利用するものである。もっともガラスハウスなどと呼ばれ、ビニールハウスとの違いも難しく、実際にはどの程度までの施設が植物工場と言いうるか、その定義は明確ではない。

光源を主として太陽光とすることから、完全制御型の植物工場ほどの高効率、周年生産は不可能となるが、一方で設備費用や光熱費を低く抑えることができる。また、そのため完全制御型の植物工場では採算の合わないものについても生産が可能である。

・ 施設により、人工光による補光を行うものがある。

・ 施設により、半閉鎖的なものもある。これは太陽光による温度の上昇に対処するため、外気を導入するためである。その場合には、細菌等の侵入もあるため、農薬も必要となる。

・ 施設により、部分冷却等も行われる。これは、施設の上部を開閉し、温度上昇に対して、空調費を抑えるため、植物体や、あるいはその一部に対して、冷却を行う方法である。

◆ 植物工場の起源

昭和32年(1957年)にスプラウトの一貫生産を行ったデンマークのクリステンセン農場だと言われる。北欧は日照時間が非常に短い季節があるため、補光型の植物生産が以前から行われ、それを基礎として、オランダ等の欧州各地で高度な園芸が発展してきた経緯がある。

◆ 植物工場の今後の展開

・ 植物工場の高度な生産管理技術と遺伝子組み換え技術の組み合わせにより、サプリメントや特定保健用食品(トクホ)、医薬品、漢方薬の薬草等を製造することが考えられる。

・ 近年、中東・東南アジア地域で、生鮮野菜の需要が高まっており、水資源を有効活用できる完全人工型植物工場をプラントとして海外輸出することも想定される。また、中国においても生鮮野菜の需要高まっており、現在、園芸施設が急速に普及していることから、太陽光利用型施設に関しても海外輸出が期待できるだろう。

◆ 関連項目

・ 施設園芸

・ 養液栽培

◆ 外部へのリンク

・ 植物工場の普及拡大(経済産業省HP)[外部リンク]http://www.meti.go.jp/policy/local_economy/nipponsaikoh/nipponsaikohnoushoukou.htm

・ 植物工場の普及拡大に向けて(農林水産省HP)[外部リンク]http://www.maff.go.jp/j/seisan/engei/plant_factory/index.html

・ 植物工場の利点と課題 [外部リンク] PDF

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