十分に活用されていない屋根スペースを利用した屋上の農園や庭園は、新たな食料資源をもたらすだけでなく、建物の断熱性を高め、大気質を改善するため、人気があります。
しかし、日射量の増加、風へのさらなる暴露、土壌水分の減少により、そこで育つ植物は小型化し、健全性が損なわれることがよくあります。
科学者たちは、建物から排出されるCO2を植物用の肥料として再利用し、これらの影響を相殺できるかどうかを調べる実験を行いました。
トウモロコシとホウレンソウは、一般的な食用植物であり、光合成の経路が異なるため選ばれました。
この研究は、これまで廃棄物とみなされてきたCO2を再利用し、都市農園の収穫量を増やすとともに、過酷な環境から農園を守るための重要な可能性を示しています。
世界の都市が発展するにつれ、より環境に配慮し、持続可能で、住みやすい都市にするための方策が模索されています。十分に活用されていない屋根スペースを利用した屋上の農園や庭園は人気の選択肢であり、新たな食料資源を提供するとともに、周辺地域を冷却し、建物の断熱性を高め、大気質を改善します。しかし、屋上の環境（日射量の増加、風へのさらなる暴露、土壌水分の減少）により、植物はしばしば小型化し、健全性が損なわれます。現在ボストン大学ではなくケンブリッジ大学に所属するサラベス・バックレー博士率いるチームは、建物の排気に含まれるCO2を一種の肥料として再利用することで、これらの課題の一部を緩和できるのではないかと考えました。これを検証するため、チームはボストン大学のキャンパス内の建物の屋上でトウモロコシとホウレンソウを栽培しました。
「屋上の農園で植物をより大きく育てることができる、未利用の資源が建物内に存在するかどうかを検証したいと考えました」とバックレー氏は述べ、そのチームは実験用の庭園を「BIG GRO」と名付け、本日その研究成果をFrontiers in Sustainable Food Systemsに発表しました。「生育を促進するより好ましい条件を作ることは、屋上農園をより成功させ、建物への設置においてより実現可能な選択肢とすることにつながる可能性があります。」
屋上の菜園
トウモロコシとホウレンソウは、一般的な食用植物であり、光合成の経路が異なるため選ばれました。そのうちの一つ（C3型。ホウレンソウには見られるがトウモロコシには見られない）は、CO2濃度の上昇に対してより敏感であり、排気口のCO2含有量の恩恵をより多く受けるはずです。トウモロコシは対照として、排気口の近くに設置されたことによる他の要因（例えば、実験が行われた時期と比べた高い気温）が植物の生育にどのように影響するかを確認するために用いられました。
また、屋上の庭園には、排気がない大型ファンで送風される対照区も設けられました。これは、排気口からの空気の流れが要因となっているかどうかを確認するためです。建物内の教室および庭園のCO2濃度は定期的に測定され、植物に届く追加のCO2量を把握しました。
「CO2の測定により、人がいる建物内では、教室内および屋上の排気口の両方で高濃度が確認されました」とバックレー氏は述べました。「教室内のCO2濃度は平均で推奨上限である100万分の1000（1000ppm）を超え、屋上の排気口では植物の生育を促進するのに十分な800ppmを超えていました。」
ホウレンソウの4倍の成果
植物は生育期間中、大きさや葉の数を観察され、収穫後には湿重量と乾重量が測定されました。その結果は顕著で、排気口の近くで育てたホウレンソウは、対照用ファンの近くで育てたものの4倍のバイオマスを示しました。強風によって大きさの優位性が低下した場合でも、植物は対照区の2倍の大きさを維持していました。
「このシステムを実装する前に、最適な空気供給の設計や、強化された生育効果の起こり得る範囲など、まだ多くの点を明らかにする必要があります」とバックレー氏は注意を促しました。「また、風速が増すと生育が低下するため、最適な風速を見極めて、システム設計に組み込む必要があります。」
植物の優位性は、CO2による「施肥」効果だけによるものではないようです。その恩恵をより少なく受けるはずのトウモロコシも、対照区の2〜3倍の大きさに成長しました。しかしながら、この研究は、これまで廃棄物とみなされてきたCO2を再利用し、都市農園の収穫量を増やすとともに、過酷な環境から農園を守るための重要な可能性を示しています。
「この研究が、このシステムのさらなる開発と、最終的に屋上の庭園や農園への導入につながることを期待しています」とバックレー氏は述べました。「そうなれば、より多くの屋上農園が設置されることを願っています。屋上農園は、建物の省エネルギー、炭素の吸収、気候変動の緩和、都市部のヒートアイランド現象の抑制、地域での食料生産、コミュニティづくりの機会、景観や心の健康への効果など、多くの環境面および社会面での利益をもたらす可能性があります。」
