現場管理技術

水耕栽培の種まき、発芽率より「揃い」を見る

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水耕の播種作業 — ウレタンに種を入れる

発芽率は、種が芽を出したかどうかしか見ていません。揃って芽を出したのか、何日もかけてばらばらに出たのかは、その一つの数字には残りません。後工程で歩留まりが落ちるとき、私が振り返ってきた範囲では、その引き金が揃いのばらつきにあった、という回が少なくありませんでした。

発芽率という数字が映さない「揃い」

トレイに種を播いて、何日か待つ。9割近くが芽を出して、「お、今回はいい感じだな」と一回満足する。問題はそのあとです。同じ9割でも、一斉にそろって立ち上がる時と、ぽつぽつ時間差で出てくる時がある。数字だけ見れば、どちらも9割。けれど時間差でそろわなかったトレイは、移植のあたりからどうにも扱いにくくなります。大きい苗に合わせれば小さいのが置いていかれ、小さいのを待てば全体が間延びする。私が歩留まりのいまいちだった回を思い返すと、発芽率の低さよりも「あのとき、そろってなかったな」の方に思い当たることが多かった。これは気のせいなのか。それとも発芽率とは別に、「揃い」を見ておいた方がいいのか。

結論から言えば、揃いは見ておいた方がいい。気のせいではありません。発芽率は「最終的に芽が出たかどうか」だけを数えた数字で、出た・出ないの二択を集計したものです。そこには「いつ出たか」という時間の情報が入っていません。だから、一斉にそろったトレイも、三日かけてぽつぽつ出たトレイも、最後に9割まで届けば同じ9割として並びます。数字が同じに見えるのは当然なのです。発芽率という指標は、いつ出たかという時間の情報を、最初から捨てて測っている。揃いとは「それぞれの種が芽を出した時刻のばらつき」のことだと捉えられます。発芽率が高さだとすれば、揃いは幅。同じ高さでも、幅が狭いか広いかで、その後はぜんぜん別物になります。

先ほどの「移植のあたりから扱いにくい」が核心です。種まきと発芽は数日で閉じる工程に見えますが、実際にはそこで作った苗の揃いが、移植・生育を通って、何週間も先の歩留まりにまで尾を引いていきます。発芽率という数字は数日で出る。けれど種まきの良し悪しの本当の答えは、もっと後になって、遅れて出てきます。発芽はゴールではなく、収穫まで続く長い工程の入口です。だから発芽率とは別に揃いを見るというのは、指標をひとつ足す話というより、種まきの良し悪しを判定する時点を、発芽の直後ではなく後工程の歩留まりまで後ろにずらす話に近いのです。

率は高さ、揃いは幅。そして本当の答えは後から遅れて現れる。この見方には、近い観察もあります。イチゴの促成栽培でLED補光を当てた研究では、同じように光を足しても、最終的に収量が伸びるかどうかは品種ごとの花芽の性質によって分かれ、ある品種では収量が増えなかったと報告されています(参考: 1)。実をとるイチゴ(果菜)での話で、葉物の種まきにそのまま当てはまるわけではありませんが、入口の処理が良かったかどうかと、後段で結果が伸びたかどうかは別々に現れる、という点は通じます。人工光下のレタスでは、初期から積み上がっていく光の総量が収穫時の株の重さと相関するという観察もあり、入口で整えた条件が時間をかけて後段の生育量に効いてくる、という見立てとも噛み合います(参考: 2)。

ひとつ正直に断っておきます。発芽の揃いそのものを収穫まで追いかけた研究は、まだ多くありません。ここでの見方は、移植や生育といった隣の工程で分かっていることから組み立てた、見立てに近いものだと思ってください。

揃いは「いつ出たか」の幅で入口から見え始める

芽が出そろった苗箱を後から眺めて、今回はそろっていたな、ばらけていたな、と振り返る。よくある光景だと思います。でもそれは、発芽が「終わった」時点のばらつきを見ているだけかもしれません。それだと移植の手前まで来てからしか分からず、種まきのときに何かできたんじゃないかと思っても、もう後の祭りです。この揃いは、どのへんで見え始めるのか。最初の芽がぽつぽつ出始めた段階でもう分かれているのか、途中までは同じに見えて後から差がつくのか。そして、そのばらつきは種そのものの個体差なのか、播いたあとの揃え方でまだ動かせるのか。

吸水して膨らんだ発芽直前の種1粒

揃いの正体を考えると、見るべきタイミングが、発芽の終わりから始まりのほうへ移ってきます。揃いは「いつ出たか」のばらつきなので、最初に立ち上がるのは最後に出そろった時点ではなく、いちばん早い芽が出始める入口のところです。同じ9割でも、半日の幅にぎゅっと収まって一気に立ち上がる回と、最初の一粒からだらだら二日三日かけて出続ける回がある。最初のぽつぽつが「先頭集団」なのか「ただのフライング」なのかは、その後ろがどれだけ間を置かずに続くかで決まります。だから、出始めの数で見るより、出始めてから大半が出るまでの「立ち上がりにかかった時間」を見ます。それは発芽が終わるずっと前、移植のはるか手前で見え始めます。出だしが遅い回は、最初の芽が出るまでの間が長い。つまり、まだ芽が出そろわない・出始めが遅いという段階そのものが、もう差のサインなのです。そこで早く気づければ、まだ動かせます。

ここで一度、種の生理に足場を置いておきます。発芽は、ざっくり三つの段で進みます。まず種が水を吸って膨らむ吸水期、次に種の中で眠っていた酵素が動き出して貯えた養分を分解する代謝活性期、そして根と芽が種皮を破って出てくる発根・発芽期です。この順に並べると、なぜ同じトレイの中で発芽スイッチが入る粒と入らない粒が出るのかが見えてきます。一粒ずつにとっては、水をどれだけ吸えたか、温度が代謝の動く帯に乗っていたか、酸素が足りていたか――その揃い具合の差が、立ち上がりの時間差になって出てくる。揃いのばらつきは、最後にまとめて現れますが、生理の上では吸水のところからもう分かれ始めているわけです。

個体差なのか、こちら側の余地なのか。どちらもあります。しかも切り分けられます。種そのものの個体差は確かにあって、揃いの「下限」を決めます。どんなに条件を揃えても、種のばらつき以上にはそろいません。ただ、私が人工光型の育苗で見てきた範囲では、ばらける回はその下限まで環境を詰めきれていないことが多かった。播いたあとの温度と水分のムラ――トレイの端と中、上の段と下の段で、種が置かれた環境が揃っていない。私の現場では、棚の位置で立ち上がりがずれることがよくありました。同じトレイの中で、ある粒は発芽スイッチが入る条件にいて、ある粒はまだ入っていない。それが時間差になって出てきます。だから順番としては、まず環境のムラを潰しきってみる。それでもなお残るばらつきが、種そのものの下限です。そこまでやって初めて、これは個体差だと言えます。

環境のムラそのものは、実測でも確かにあります。育苗用の植物工場の内部を解析した研究では、栽培棚の位置によって温度や風速に差が生じ、場所による湿度の偏差は最大で23.8%に達したと報告されています(参考: 4)。これは温度ムラそのものの大きさを測ったものではなく(棚位置の温度差はこの研究では小さく出ています)、同じ施設の中でも種が置かれた場所によって温湿度や風の通りが揃っていない、ということを示す傍証として読んでください。立ち上がりがずれるのは温度ムラのせいだ、というのは、あくまで私が現場で当たりをつけてきた見立てです。実際、ここで引いたレタス苗の研究(参考: 2)でも、人工光型の中では気温や湿度はおおむね揃っていて、効いたのは積算光量と植栽密度だった、という報告がある。だから温度ムラを唯一の主役に祭り上げるのは行き過ぎで、温度・水分・播種のムラがそれぞれ効いていると見ておくのが正直なところです。

それでも、播いたあとの揃え方に動かせる余地があるのは確かです。たとえばそばでは、播種前に水を吸わせる前処理(20〜25°Cで数時間から1日ほど)をすると発芽の均一性や立ち上がりの速さが改善したという報告があります(参考: 3)。そばは葉物とは作物が違うので効き方もそのままでは当てはまりませんが、播き方や前処理しだいで揃いが動きうる、という最も筋の良い一例ではあります。

ばらけた揃いは後工程では揃え直せない

では、揃いのばらつきは後の工程で挽回できるのでしょうか。挽回できるものと、できないものがある。ここははっきり線を引けます。後ろの工程で施肥や光を調整して品質を寄せる、ということは確かにあります。ただしそれは、揃った苗の大きさや品質といった「水準」を持ち上げたり整えたりする話であって、ばらけた苗を時間軸の上で揃え直す話とは別物です。

そろわず大小の混じった苗 — 後工程では時間差を揃え直せない

なぜ時間差は揃え直せないのか。揃いは大きさの「差」ではなく「時間差」だからです。発芽が半日遅れた苗は、ただ小さいのではなく、発達のうえで半日分だけ後ろにいる。先行した苗より、若いのです。もちろん、光や養分の条件しだいで、個体ごとの大きさの差がいくらか縮む場面はあります。ただ、それは「水準」の話で、いつ立ち上がったかという時間のずれそのものは縮められません。後ろで肥料や光を足しても、全体がそのぶん前に進むだけで、先頭と最後尾の間は開いたまま動いていく。一度ついた発芽の時間差を、後工程で時間ごと巻き戻すことはできない、ということです。

では後工程は無力かというと、そうではありません。ばらけた集団から揃った一群を取り出すこと自体は、屋内農場では普通に行われています。苗を見て選り分けるグレーディング、画像での選別、収穫の幅を広く取って吸収する――これらは辻褄合わせのごまかしではなく、現場の標準的な工程です。ただ、これらに共通するのは、時間差そのものを消しているわけではない、という点です。遅れた個体を間引いて先頭に揃えれば、その分の苗は捨てることになる。収穫幅を広げれば、出荷や栽培棚の回転に幅が出る。つまり、揃え直しているように見える回は、たいてい歩留まりか手間というコストを払って時間差を吸収しているのであって、ばらつき自体が消えてなくなったわけではないのです。

だから揃いに関しては、「後で直せばいい」ではなく「後で吸収するにはコストがかかる」と捉えておくのがいい。一度ばらけた時間差を後工程でただ同然に揃え直すことはできず、入口で決まる部分が大きい。後工程に任せられるのは、揃った前提の上で水準を整えることと、ばらけてしまった回の損失を選別や収穫幅でなるべく小さく回収することです。立ち上がりの時間を入口で見て、環境のムラをそこで潰しきる。揃いはそこで作るものとして扱い、後工程に「揃え直し」をただで期待しない。これが大切です。

苗の段階で作られた状態が後に影響する、という観察もあります。レタスで生育の各段階に合わせて光の質を三段階で最適化した研究では、いちばん成績の低かった白色LEDだけの区と比べて、最適化した区の方がその時点での収穫重が21%高かったと報告されています(参考: 5)。光の質を作り込んだ効果がどこまで最終的に残るかは論文の中でも限定的ですが、入口の段階で作った素地が、後工程の到達点にまで影響しうることを示す一例ではあります。

立ち上がりの幅を二点で記録し温度から当たりをつける

発芽がそろうかばらけるかは、立ち上がりの幅に表れます。では、その幅を具体的にどう記録すればよいのか。二点のメモで十分です。トレイ全部を細かく観察するのは無理ですから、毎日決まった時間に一回だけ見て、「最初の芽が出た日」と「だいたい出そろった日」の二点をメモする。それくらいでも、立ち上がりの幅として使えます。立ち上がりの幅とは、要するに最初の一粒が出てから大半が出きるまでに何日かかったか、ということなので、二点の差さえ取れれば、それがそのまま幅になります。毎日決まった時間に一回でいい、というのもポイントです。同じ時刻に見ることで、播いた回どうしを同じ物差しで比べられる。観察の精度を上げるよりも、条件を毎回そろえる方がずっと効きます。

LED多段棚 — 棚の上下や端中央の温度ムラを潰す

ひとつだけ付け加えます。「だいたい出そろった日」は、9割が出た日ではなく「8割くらい出た日」で取ることをおすすめします。最後の一割は、遅れてくる粒や結局出ない粒に引っぱられて、日付がぼやけやすいからです。8割で切ると、その回の本体がいつ立ち上がりきったかが素直に出ます。この8割という線は、記録のためだけの数字ではありません。育苗の現場では、播種直後にかけた保湿カバー(ドーム)を、だいたい8割が発芽したところで外す、という運用をします。カバーを外すのが遅れると、光が当たらず苗がひょろ長くなり、過湿で病害も出やすくなる。つまり「8割でカバーを外す」という操作の合図と、「8割で出そろい日を記録する」という観察の合図は、同じ8割の点でちょうど重なります。カバーを外すついでにその日付を控えておけば、操作と記録が一筆で済みます。最初の芽の日と、8割の日。この二点の差を回ごとに並べていくだけで、そろう回とばらける回は、かなりはっきり分かれて見えてきます。細かい観察は、そのあと、気になる回が出てきてからで十分です。

ここまでは記録のしかたの話でした。ばらつきの原因になる環境のムラの方は、まず温度から手をつけるのがおすすめです。種ロットや培地そのもののばらつきが大きいときは話が別ですが、手近に当たりをつけるなら、まず温度。ここで、目標にする温度帯を意識しておくと手が動かしやすくなります。発芽の適温は作物で違って、私が育ててきた葉物の感触では、レタスより小松菜や水菜のほうが少し高めの帯で立ち上がりが揃いやすい、というくらいの差はありました。ハーブ類はさらに高めとされますが、これは私の現場の作物ではないので目安までです。細かい数字を覚えるよりも、いま使っている作物の適温の帯から外れていないか、発芽が遅れている回はまずそこを疑う価値があります。水分のムラも揃いに効きますが、温度と水分は連動して動きやすい。温かいところは乾きやすいので、温度のムラを先に見れば、水分のムラもだいたい一緒に見当がつきます。吸水期の水分は特に効くところで、初期はしっかり水を含ませ、発芽が確認できたら少し下げていく――この上げ下げも、トレイの場所によってムラが出れば、立ち上がりの差につながります。

どこを見るか。全部を測る必要はなく、いちばん差が出そうな二点だけを比べれば当たりがつきます。棚なら上の段と下の段、単一トレイなら端と中央。ここは構造的に差が出やすい場所で、実際に育苗施設の中でも棚の位置によって温度や風速の差が確認されています(参考: 4)。ここで差が出なければ他もたいてい大丈夫ですし、差が出れば「この上下や端中央の軸でばらけている」と原因の見当がつきます。温度計を一本ずつ置いて、立ち上がりの幅と突き合わせる。立ち上がりが遅い回が、決まった段、決まった位置に偏っていたら、それがムラの正体です。そこまで来れば、入口で打てる手はもう見えています。遅れがちな段の温度を上げる、置き場所を入れ替える、それでも均しきれない温度・水分のムラには循環扇を回して空気を動かす、といった手当てです。あとは同じ物差しで、回を重ねていくだけです。

ここで一つ、よくある反論に答えておきます。「揃いという指標を足したところで、結局やることは温度ムラ潰しと種ロットの見直しで、いつもと同じじゃないか」と。打ち手のメニューは確かに同じです。違うのは、それを打つタイミングです。これまで温度ムラに気づくのは、たいてい苗がばらけて移植で扱いにくくなってから――つまり後工程で困ってからでした。立ち上がりの幅を入口で見ておくと、同じ温度ムラ潰しを、苗が育ってしまう前の段階で打てる。同じ手を、後手ではなく先手で打てるようになる。これが、指標を一つ足すことの実利です。

そして入口で防げると、後ろで払うはずだったコストが浮きます。私が現場で見てきた範囲では、揃いの悪い回ほど、遅れ苗を間引いて捨てる手間、足りなくなった分を補う補植、移植前の選別工数がじわじわ積み上がっていました。これは伝票に「揃い不良費」とは載らない、見えないコストです。入口で揃いを作れた回は、こうした後工程の手間がまるごと軽くなる。揃いを見るというのは、突き詰めればこの見えないコストを前倒しで防ぐ話なのだと思います。

まとめると、発芽率は良いのに後で歩留まりが落ちる回を事前に見分けたいなら、見るべきは率の数字ではありません。立ち上がりの幅(最初の芽の日と8割の日の差)と、その遅れが特定の段・位置に偏っていないか。この二つを確認項目にしておけば、率の裏で進んでいたばらつきを、入口の段階で拾えます。

詰めても残るばらつきは種ロットの話になる

最後にひとつ補足します。これまで見てきた温度のムラを潰しきっても、なお残るばらつきがあります。それは種そのものが持つ実力の下限で、播き方では越えられない壁です。そこまで追い込んでもばらける回が続くなら、それはもう播き方の問題ではなく、種ロットや調達側で見る話に切り替わります。播き方や温度といった現場の手当てと、仕入れ・ロット選定で見る話は、線を分けておいたほうがいい。

調達側で見るというのは、種そのものの活力を落とさないところから始まります。種は保管しているうちに、見た目では分からないまま活力が落ちることがあって、それが後になって発芽不良として表に出てきます。だから保管は低温・低湿・遮光を基本に、古い在庫から先に使う先入れ先出しを徹底し、ロット番号を控えておく。揃いがばらけたとき、それが播き方なのかロットなのかを切り分けるには、どのロットをいつ使ったかが残っていないと話が始まりません。種ロットで見る、というのは、この記録があって初めて成立します。

特殊な処理で一気に底上げできないか、という方向についても一言添えておきます。種の段階に特別な前処理を足して、入口の揃いをまとめて引き上げてくれる――そんな万能の一手を期待するのは、まだ早いと思います。種の段階だけを見て良し悪しは決められず、後工程まで追って初めて分かる。この本筋は、種そのものをいじる方向でも変わりません。

そう考えると、話は一本の筋に戻ってきます。発芽率は数日で出る合否ではなく、芽の揃いが移植・生育を通って、収穫まで続く工程の歩留まりに遅れて出る入口です。だから種まきのときに見るべきは「何パーセント出たか」よりも「どれだけ揃って立ち上がったか」。そして、その揃いは入口で決まる部分が大きく、後工程で時間差ごと揃え直すことはできません。後から選別や収穫幅で吸収する手はありますが、それは歩留まりと手間というコストを払う話です。だからこそ、揃いは種まきの段階で作りにいく。それが、後で払う見えないコストを前もって減らす、いちばん確かなやり方だと思います。

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参考文献

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  1. Seong-Won Lee, Il–Hwan Seo, Sewoong An, Haeyoung Na(2023) Improvement of Environmental Uniformity in a Seedling Plant Factory with Porous Panels Using Computational Fluid Dynamics. Horticulturae. https://doi.org/10.3390/horticulturae9091027
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