新しい食料生産の形　循環型農業「アクアポニックス」とは

SDGsが採択され、持続可能な社会の実現が求められる中では、私たちの生活に関わる農業業界や水産業界での取り組みも欠かせません。

近年では、環境への負荷を軽減しながら、高品質で安全な食料生産を行う新たな方法として、「アクアポニックス」が再評価され、世界中で注目を集めています。

今回は、アクアポニックスの仕組みや国内外の導入状況、そして今後の展望を解説します。

アクアポニックスの仕組み

アクアポニックスという言葉を聞いたことがある方はまだ少ないかもしれませんが、アクアポニックス とは、 Aquaculture（水産養殖）とHydroponics（水耕栽培）を組み合わせた造語です。名前からもわかるように、魚の飼育と植物の栽培が一緒に行われます。

諸説ありますが、アクアポニックスの起源は西暦1000年頃までさかのぼり、マヤのアステカ族が開発したとされています。彼らは「チナンパ」という名前の”浮き島”を作り、その上で植物を栽培していました。この方法が、農業におけるアクアポニックスの始まりと考えられています[*1]。

魚を飼育すれば排泄物が発生しますが、アクアポニックスでは排泄物を微生物が分解し、植物はそれを養分として成長します。その際、植物が天然のフィルタとして水を浄化し、綺麗になった水は再び魚のいる水槽に戻ります。アクアポニックスは、次世代の循環型農業と言えます[*2, *3, *4], (図1)。

図1: アクアポニックスの基本的なシステム構成と循環サイクル
出典: 金沢工業大学｢養殖と水耕栽培を同時に行う生産技術『アクアポニックス』を用いた北陸地域の食文化に沿った魚・野菜を同時に生産する北陸モデルの共同研究を開始。白山麓キャンパスのドームハウスで実証実験に取り組む」(2021)
https://www.kanazawa-it.ac.jp/kitnews/2021/1109_aqua.html

もう少し詳しく説明しましょう。

魚の糞尿にはアンモニアが含まれます。

アンモニアは、アミノ酸が分解される過程で生じる物質で、体に有害です。特に魚にとっては、呼吸が困難になる、赤血球が減少するなどの症状を引き起こします。

そのため、体内にアンモニアがたまらないように、速やかに外部へ排出することが必要となるのです[*5]。

海面養殖であれば、新鮮な水が常に供給されていますが、陸上養殖では何もしなければ水は汚れるばかりです。そのため、排泄物を除去し、水質を保つシステムが必要です。

一方で、アクアポニックスでは、植物栽培を行う設備が水をきれいにする役割も担っているのです[*3, *6]。

一言でアクアポニックスと言っても、そのシステムにはいくつかの種類があります。

例えば、屋内で構築されるシステムは、植物育成のためにLEDライトが用いられるのでLED型システムと呼ばれています。

屋外で構築されるシステムは、日光を利用するためLEDライトを必要としません。こちらは太陽光型システムと呼ばれています。

システムの規模も大型のものから家庭菜園レベルの小型のものまで様々です。

植物の栽培方法も、樋やパイプ内に水を流して植物を栽培する薄膜水耕（図2左）、水槽に浮かべた水耕パネルの上で植物を栽培する潅液水耕（図2中央）、培地を敷きつめた栽培槽で栽培する礫耕栽培（図2右）などがあり、多種多様です[*7]。

図2: アクアポニックスにおける植物栽培方法の種類
出典: 株式会社アクポニ｢アクアポニックスとは｣
https://aquaponics.co.jp/about-aquaponics/

育てられる植物は葉物野菜やハーブ類が主流で、飼育される魚は食用淡水魚が多く、エビや海水魚の飼育試験も行われています[*7]。

アクアポニックスの導入事例

冒頭で紹介した通り、アクアポニックスは環境への負荷を軽減しながら、食べ物を生産する方法として注目を集めています。

ここでは、実際にアクアポニックスが導入されている事例を紹介します。

チョウザメ×野菜（岩手県）

岩手県大船渡市では、下水処理場の未利用地を利用してチョウザメの養殖と無農薬・無化学肥料の野菜の水耕栽培を行っています。

この施設は「アクアポニックスパークおおふなと」と名付けられ、2022年10月からレタスなどの野菜を生産しています[*8], (図3)。

図3: 施設で栽培されるリーフレタス(上)と飼育されているチョウザメ(下)
出典: メタウォーター株式会社｢『アクアポニックスパークおおふなと』が本格生産開始｣(2022)
https://www.metawater.co.jp/news/2022/09/post-144.html

また、同パークはアクアポニックスとして国内最大の2000平方メートルの広さを誇る施設です。

飼育するチョウザメはキャビアとなる卵に加え、身も付加価値が高い商品になります。栽培

されている野菜も、農薬や化学肥料を使わない有機栽培でありながら、土耕よりも2倍速く生育しており高い生産性を発揮しています[*9]。

イズミダイ×野菜（東京都）

東京・世田谷にあるカフェ「OGAWA COFFEE LABORATORY 桜新町」の屋上では、イズミダイの養殖と葉物野菜の栽培が行われています。

こちらも「アクアポニックスパークおおふなと」と同様、野菜は農薬・化学肥料不使用、魚の養殖過程でも抗生物質は使われていません。

さらには、飼育水の循環に必要な栽培設備に、不要になった竹が使用されていることも特徴的です[*10, *11], (図4)。

図4: 設備全景(左)と飼育されているイズミダイ(中)と竹を使った栽培設備(右)
出典: 農業協同組合新聞｢循環型屋上ファーム『AGRIKO FARM』世田谷・桜新町で開園AGRIKO｣(2022)
https://www.jacom.or.jp/ryutsu/news/2022/04/220427-58548.php

生産された魚と野菜は、1階にあるカフェで提供される食事の一部に利用されています[*11]。

前述の「アクアポニックスパークおおふなと」は2000平方メートルもの大きな施設でしたが、「OGAWA COFFEE LABORATORY 桜新町」はビルの屋上という限られた空間でもアクアポニックスが実現できることを証明しています。

この施設を運営している株式会社AGRIKOは、上記のアクアポニックスを活用したビジネスで、環境省が主催する第10回グッドライフアワードのSDGsビジネス賞を受賞しています[*12]。

ニシキゴイ×高麗人参（千葉県）

千葉県木更津市には、空き倉庫を活用したアクアポニックスの実証実験施設があります。

この施設ではニシキゴイの飼育が行われ、高麗人参が栽培されています。

高麗人参は通常の育成期間が約1年であるところ、水耕栽培の場合は約1ヶ月で育つため、年に7～8回収穫でき生産性が非常に向上しています。

この施設の特徴は、太陽光パネルを設置し再生可能エネルギーを使って設備を運用している点です。

太陽光パネルによって発電された電気は、水を循環させるモーターの電力として使用されています[*2, *12], (図5)。

図5: 太陽光パネルによる発電の様子
出典: 株式会社IGNITION｢木更津モデル｣
https://ignitionjapan.com/environmental/%e6%9c%a8%e6%9b%b4%e6%b4%a5%e3%83%a2%e3%83%87%e3%83%ab/#area-1

ティラピア×野菜（シンガポール）

シンガポールでは、ホスピタリティ業界大手のFairmont Singapore & Swissôtel The Stamfordが2022年に都市型のアクアポニックス施設をオープンしました。

この施設は450平方メートルの面積があり、ティラピアが飼育されています。

栽培される野菜はスイスチャードをはじめとした葉野菜です[*14], (図6)。

図6: 葉野菜栽培の様子
出典: Fairmont singapore｢Fairmont Singapore and Swissôtel The Stamford Debut Urban Aquaponics Farm – Fairmont Singapore｣(2022)
https://www.fairmont-singapore.com/blog/fairmont-singapore-debuts-urban-aquaponics-farm/

実は、ティラピアは日本ではイズミダイと呼ばれており、「OGAWA COFFEE LABORATORY 桜新町」の事例と同じ魚を養殖しているのです[*15]。

シンガポール政府は、2030年までに国民の栄養摂取量の30％を国内で持続的に生産する「30 by 30」という目標を掲げています。このアクアポニックス施設は「30 by 30」の達成を支援する目的もあります[*16]。

アクアポニックスのメリット

アクアポニックスを導入している施設は、上記で紹介した事例のほかにもあります。

国内では、千葉県、新潟県、北海道などで取り組みが行われており、海外ではベルギー、フランスなどでも広がっていますす[*17, *18, *19, *20, *21]。

このように、アクアポニックスが国内外で取り入れられているのは、多くのメリットがあるからです。

（1）資源節約

養殖と水耕栽培を独立して行うと、それぞれの設備で水やエネルギーが必要です。しかし、アクアポニックスであれば、養殖の水と野菜の栽培の水が共有され、魚と野菜を一緒の場所で育てることができるため、水やエネルギー、肥料等の使用量を大幅に削減できます[*22]。

栽培する植物や飼育する魚、設備の種類や規模などによって異なりますが、ハーブや葉野菜の栽培施設において、一般的な栽培方法と比較して水の使用量を80％削減した事例もあります[*23]。

他にも、レタス栽培において肥料が62.8％削減された事例も報告されています[*24]。

（2）環境負荷の低減

養殖の方法には大きく分けて3つあり、その中の「掛け流し方式」は汚れた水を排出する方法で、環境負荷が大きいというデメリットがあります。

前述の通り、アクアポニックスであれば、汚れた水が植物の栄養となり同時に浄化されるため、汚れた水を排出しません。

また、「アクアポニックスパークおおふなと」や「OGAWA COFFEE LABORATORY 桜新町」の事例でも紹介したように、アクアポニックスでは無農薬・無化学肥料で野菜が栽培できます。

同じシステムで植物と魚を育てており、農薬を使えば魚が死んでしまうため、必然的に農薬などが使えないのです[*22]。

アクアポニックスの課題

ここまで紹介したように、持続可能な社会の実現が叫ばれる中、アクアポニックスは非常に有効な食物生産方法です。

しかしながら、課題も残されています。

（1）育てる植物と魚の種類

育てる植物と魚を選ぶ際には、それぞれの生産に最適な温度や水質（pHなど）を考慮して組み合わせを選ぶ必要があり、種類がある程度限られてしまいます。

東京のアクアポニックス施設とシンガポールの施設で同じ魚種を飼育していたように、育てやすい魚は限られてしまうのです。

今回紹介した事例を見ても、栽培される植物は多くの場合葉野菜であることから、栽培しやすい植物も似たものになってしまいます[*25]。

（2）初期費用

アクアポニックスは、植物を育てる設備と魚を飼育する設備が必要です。アクアポニックス事業を手掛ける株式会社アクポニは、その初期投資は数百万円から数千万円程度必要だと述べています。

一般社団法人全国農業会議所 全国新規就農相談センターが2021年に実施した「新規就農者の就農実態に関する調査結果」によると、新規就農者の「機械・施設等への費用」は 561 万円です。

この金額を比較すると、アクアポニックスは一般的な農業よりも初期費用が高くなる傾向があることがわかります[*26, *27]。

（3）ブランディング

前述のとおり、アクアポニックスは植物を無農薬栽培できる方法として注目を集めているも

のの、今は一般的な知名度が低くブランディングができていません。

需要がなければビジネスは成り立ちません。認知度の向上や他の生産方法との差別化が必要とされています[*28]。

アクアポニックスの今後

アクアポニックスには解決すべき課題が残されていますが、多くのメリットも存在します。

国内外で多くの導入事例が誕生していることからも、アクアポニックスに対する期待が高いことがうかがえます。

インドのリサーチ会社Business Research insightsによると、世界のアクアポニックス市場は2021年に5億268万米ドルと評価されました。そして、2027年には7億6,084万米ドルに達する見込みです。

アクアポニックス市場の成長には、新型コロナウイルス感染症の流行が影響していると考えられます。

コロナ禍において、世界的に食料サプライチェーンが混乱しました。その中でアクアポニックスは、自律した食料生産システムとして安定して機能することが証明されたのです[*29]。

また、アクアポニックスは食料の地産生産を可能にしています。長距離輸送の必要性が減るため、CO2の排出量を削減することができます。カーボンニュートラルが叫ばれている今、アクアポニックスは持続可能な食料生産の形といえるでしょう。

アクアポニックスの技術が発展し、さらに普及すれば、都会の真ん中で当たり前に取れたての魚や野菜を食べられる日が来るかもしれません。

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