アフリカにおける人工照明を使用した屋内垂直農業の持続可能性と実現可能性を評価するための方法論的ツール

Aug 10, 2023

Scientific Reports volume 13、記事番号: 2109 (2023) この記事を引用

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アフリカの農業は、将来の食料システムの発展と経済変革に向けて課題に直面することは必至です。 人工照明を備えた屋内垂直農場は、高い生産性、食品の品質と安全性、通年生産、水とミネラル栄養素のより持続可能な利用を可能にする可能性があるため、世界中で関連性が高まっている機会です。 本研究では、より持続可能なアプローチが達成できる国々を対象として、アフリカ大陸内での垂直農業技術統合の可能性を評価しています。 アフリカ 54 州の 147 の開発指標の最新データベースを通じて、各地域の主要な機会と課題の詳細な分析が構築されました。 南アフリカ、セイシェル、エジプト、モーリシャス、モロッコ、チュニジア、アルジェリア、カーボベルデ、ナイジェリアなどの国々は、屋内垂直農法の導入に最も有望な国であることが示されました。 さらに、セイシェル、南アフリカ、エジプトは、垂直屋内農業がより持続可能である可能性がある国となった。

アフリカ大陸は、農業開発と食料システムに関して大きな課題に直面することになる。 世界人口は 2050 年に約 97 億人に増加すると予想されていますが、2019 年から 2050 年までの世界人口増加の半分以上を占める可能性があるのはサハラ以南のアフリカ諸国だけです1。さらに、アフリカにはさらに多くの人が住むと予想されています。 2050 年までにヨーロッパ、ラテンアメリカ、北米よりも都市が増加する2。 主食市場が輸入に依存していることから、この傾向は地元の食料生産を促進するための好ましい環境を示しています3。 食糧需要は大幅に増加し、栄養不足と闘い、アフリカの人々に生産的で健康的な生活を提供するために、その供給と安全保障の変化につながります4,5。 さらに、気候変動はアフリカの農業部門とその水の利用可能性を脅かしています6。 アフリカ南部の将来予測では、降水量の減少、気温の上昇、天候変化による変動性の高さが示されており、農業生産性が 15 ～ 50% 低下するシナリオが予想されます 6。 北アフリカ地域でも同様の推計が予想されており、冬季の気温が 1% 上昇すると、この地域の農業生産性は 1.12% 低下し 7、その結果社会的影響が生じると予想されています 8。

農業は何十年にもわたってアフリカ経済の主力であり、現在この部門は雇用の 61% を占め、アフリカの国内総生産 (GDP) の 25% を占めています9。 農業生産性の向上は、人的資本の開発をサポートする要件であり、より良い栄養、健康、教育への投資を可能にし10、急速な貧困削減に直接影響を与え、経済収入/成長を刺激することができます11。 したがって、アフリカの農業セクターを変革する必要があり、農業の近代化への投資の必要性は明らかです。 革新的な農業技術は、大陸全体でこの変革を支援および加速し 12、アフリカ農業の現在の課題と戦うことができます 13。 この意味で、これらの言及された傾向に対処し、将来の食料生産を持続的に改善するために、人工照明を備えた屋内垂直農業などの新しい農業方法が世界中で開発されています14。

屋内垂直農業は、人工照明と無土壌栽培システム (例、水耕栽培、空気耕栽培、アクアポニックス) を備えた制御された環境で垂直に積み上げられた棚を備えた集約的な植物生産システムの新興産業です。 食料安全保障、高収量、農薬や除草剤の不要または削減、輸送コストの低さ、通年生産、水利用効率、気候変動に対する回復力は、屋内垂直農場の主な利点の一部です16。 垂直農業の可能性が確認されているにもかかわらず、そのいくつかの欠点により、あらゆる場所での実行可能な応用が妨げられています。 それを実現するには、より大きな投資（インフラストラクチャコスト、運用コスト、いくつかのテクノロジーの採用）、エネルギーや水などの資源の適切な利用可能性、専門知識のある労働力、研究活動などが必要となります17。 したがって、持続可能性の問題に対処する都市食料生産の視点を提供することにも重点を置きながら、その地域での垂直農業の実現可能性を評価するには、一定の場所での垂直農業の機会と課題を定量化する方法論が必要である。 屋内垂直農法の実現可能性が高いということは、地元で入手可能な材料を使用し、より少ない投資で屋外の簡易垂直農法システムを開発するためのリソースも可能になることを意味します18。 これらの簡略化されたシステムは、この研究作業の枠組みでは考慮されていませんが、実現可能性が低い国で新しい形式の栽培を開発する大きな可能性を示すものであることも認められています。