- 余った サーバーキャビネットを使ってレタスを栽培した実験 で、IT機器用ラックを農業用途に転用した事例
- 干満式(ebb and flow) の水耕栽培方式を適用し、栄養分を含む水を定期的に循環
- サーバーラック用棚、保存用プラスチックボックス、水中ポンプ、照明、タイマー制御装置 などを組み合わせて構造を完成
- 照明・給水サイクルを cronjob で制御 し、レタスやハーブ類の栽培に成功
- 実験的な試みではあるが、水耕栽培の基本原理と自動化の可能性 を示す興味深い事例
背景
- 不要になって余っていた 42U サーバーキャビネット2台 のうち1台を活用するため、水耕栽培を試行
- ドア枠の設置後はキャビネットを移動できなくなったため、内部活用を決定
- コンピューター機器を増やす代わりに 「コンピューターを減らして農業をしたい」 という個人的な動機から出発
- 余剰のサーバーラックを レタス栽培用の水耕システムに改造
水耕栽培方式
- 干満式(flood and drain, ebb and flow) システムを採用
- 植物は ロックウール、パーライト、クレイボール などの培地に植える
- トレイに入った植物の根を 栄養液で定期的に湿らせる構造
- ポンプが一定時間給水し、高さ調整可能な排水口 を通じてあふれた水を排出
- 単純な構造のため製作しやすい一方で、カビや藻の発生リスク がある
構成部品
- サーバーキャビネット、植物育成用 LED 照明、ラックマウント棚、保存用プラスチックボックス を使用
- 38リットルのボックスを植物トレイとして、72リットルのボックスを 貯水槽(reservoir) として使用
- エアレーターとエアストーン で酸素を供給し、水中ポンプ で栄養液を循環
- タイマーや PDU、Wi-Fi リレー で照明とポンプを自動制御
- プラスチック製メッシュポット、培地、ホース、コネクター など、さまざまな付属品を含む
組み立て工程
- 貯水槽のふたに ポンプ配管、電源線、排水管、エア管用の穴 を開けて設置
- 光が入らないよう ガスケットを使用 すると藻の発生を抑制可能
- トレイには 給水用・排水用の穴 をそれぞれ設置
- ラックの棚を 10U 間隔で配置し、照明を M5 ボルトで固定
- ポンプ・エアレーターの配線を整理し、排水・給水管を接続して植え付け準備完了
植え付けと問題点
- ロックウールトレイで発芽 した後、一定の大きさに育ったら メッシュポットに移植
- レタスは24時間以内に発芽し、パセリ・コリアンダー・ディル・ホウレンソウはさらに時間がかかった
- バジルは発芽に失敗
- トレイが水に浸かると鉢が浮き上がる問題 が発生
- 石を消毒して鉢の底に入れて解決したが、固定フレームの必要性 を認識
照明と給水スケジュール
- 初期設定: 照明18時間、1日4回給水
- cronjob で自動制御
- 照明: 午前4時に点灯、午後10時に消灯
- ポンプ: 午前7時と午後4時にそれぞれ2分間作動
栄養液の調製
- NPK 12-12-36 + 微量要素 表示のピンク色の肥料を使用
- 使用量情報がなかったため、30リットルあたり20グラム の比率で試験
- レタス栽培には適切に機能
結果と評価
- 予想以上に うまく動作 し、複数種類のレタスやハーブの栽培に成功
- 実験的プロジェクト であり、実際の栽培目的には非効率ではあるものの
- 水耕栽培の構造と自動化の可能性 を直接体験した事例
- 学習と実験、自家消費用の栽培 に適した形態
1件のコメント
Hacker News のコメント
サーバーラックを使った理由は理解できるが、Hydroponics(水耕栽培)に集中するなら、サーバーラックを売って Pallet Rack を買ったほうがよさそう
サーバーラックは頻繁に触るものではないが、水耕栽培は植物の管理でしょっちゅう手を入れる必要がある
今のセットアップはきれいすぎて、実際に水漏れしたり砂利が落ちたりしたとき、保守が難しそうに見える
以前、気候研究をしている科学者の友人と一緒に、ビタミンB12を誘導したほうれん草の実験をしたことがある。『スーパーほうれん草』を作ろうとしていた
地下室のように熱損失が大きい場所では、暖房効率も良くなる
もしかして細菌を接種して、光でエネルギーを供給する方式だったのだろうか
私は屋外で aeroponics(空気耕)をうまくやったことがある。根のチャンバー温度が 40°C まで上がっても問題なく耐えた
秘訣は Virginia Gold タバコだった。この植物はやせた土壌でもよく育ち、私の場合は 9 月に水やりを止めても 12 月の霜が来るまで生きていた
ルートチャンバーが小さかったので 40cm くらいにしか育たなかったが、屋外の空気耕にはすばらしい選択肢だ
Types of tobacco ウィキリンク
そのおかげで新しいプロジェクトを始めることになった。昔ながらの『純粋なタバコ』を吸ってみたい
あとは葉をどう**curing(乾燥・熟成)**するか調べればよい
室内での植物栽培をいろいろ試してきた。年中できて虫も出ないので、室内水耕栽培のほうが好きだ
土は管理が面倒で虫も出やすい
以前は縦型のウィンドウファームを使っていたが、根がチューブの中に伸び込んで、メンテナンスが大変だった
今は NFT (nutrient film technique) システムを使っていて、材料が少なく管理も楽だ。ただし根が伸びすぎると水の流れを塞ぐので、剪定や植え替えが必要になる
最近は deep water culture も試しているが、エアポンプの騒音が問題だ
ほとんどの植物は Kratky 方式 のパッシブ水耕で育てている。クレイペレットを使い、2~3 日ごとに水を足すだけでいい。電気も不要
肥料はポンプ容量をあらかじめ測ってボトルに印を付けてあり、水の色を見てだいたい合わせている
よく育つのは 唐辛子、ミニトマト、キュウリ、イチゴ など
こういう点を減らそうとしたことがあるか知りたい
crontab にあるものは、もしかして映画 The Fifth Element の隠れたリファレンスなのだろうか
こういうプロジェクトは格好いいが、私は庭いじりを瞑想的な脱テクノロジー活動として楽しんでいる
土に触れて植物の世話をしていると、脳が別のモードに切り替わる感じがする
私も似たようなシステムを作ったことがあるが、結局は自然が提供する生態系サービスの価値をより強く感じるようになった
人工的に再現しようとすると、エネルギーも多く必要だし難しいと気づかされる
こうしたプロジェクトを始めた理由は、人類が地球をこれからも住みやすい場所として保てるのかという懐疑感があったからだ
Gardyn という家庭用の縦型水耕栽培機を 6~7 年使っている
20 リットルのタンクと強力な縦型照明 2 基が付いた、すっきりしたデザインだ
水は1日に何度も循環し、肥料の残留物や藻類(algae) も発生するが、それでも問題なく動いている
種は高いが自分で植えることもでき、サブスクリプションサービスは使っていない
Gardyn Home Kit リンク
それでもキッチンのインテリアとしては格好いい
シンガポールは世界最大規模の5階建て自動化垂直農場を運営しているらしい
YouTube 動画(2.5分)
今回のモデルでもレタスは 1 ポンド 14 ドルと非常に高く、水耕栽培なので育てられる作物も限られる
以前カリフォルニアの干ばつの時、馬の飼料用の牧草をこうした方法で育てているのを見たことがある
毎日 1 トレイずつ収穫して馬に与え、また植え直す仕組みだった
干し草の価格が高いときだけ経済性があった
農地をデータセンターに変えて、その中に植物を入れるという冗談を思いつく
私も水耕栽培をやってみたが、結局土耕より良くはなかった
土なら時々水と肥料をやるだけで済むが、水耕栽培では毎週 EC と pH の調整が必要だった
できあがるものはほとんど同じだった