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アクアポニックスで『失敗する原因は水質管理』初心者が知るべき5つの数値

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アクアポニックスで失敗する原因は水質管理|5つの数値 アクアポニックス

アクアポニックスを始めてみたものの、魚に元気がない、野菜の育ちがいまひとつ——そんなときに、まず疑いたいのが水質です。

アクアポニックスの成否を決めるのはpH・アンモニア・亜硝酸・硝酸塩・EC の5つの数値です。魚もバクテリアも野菜も、すべて同じ水の中で生きています。

どれかひとつの数値が崩れると、その影響は他の二者にも及びます。逆に言えば、この5つを測って手を打てるようになれば、アクアポニックスは驚くほど安定します。

アクアポニックスの水質基準値の表。pHは6〜7、アンモニアと亜硝酸は0mg/L、硝酸塩は5〜150mg/L、ECは0.5〜2.0mS/cm
数値は魚種と野菜の種類で多少前後する。

ただし、5つを同じ重さで見る必要はありません。時期によって、山になる数値は決まっています。立ち上げの25〜40日に来るのは亜硝酸の山、安定してからたまっていくのは硝酸塩です。

アクアポニックスの水耕栽培ベッドで育つ野菜
魚の排泄物を栄養に育つ野菜。この循環を支えているのが、目に見えない水質です。
アクアポニックスの水質管理は、5つの数値を測り、見た目では決めず、アンモニアが出たら餌を止めて記録することを場面で整理したグラレコ(グラフィックレコーディング)
見た目ではなく、数値で決める。
この記事の結論(要点)
  • アクアポニックスの成否を決めるのはpH・アンモニア・亜硝酸・硝酸塩・ECの5つの数値です。
  • アンモニアと亜硝酸は魚に有毒。出たら、給餌を止める、3分の1だけ水換え、再測定の順です。
  • pHはじわじわ酸性に傾いていくのが普通の動き。だから定期的に測って戻します。
  • 見た目ではなく数値で管理する。この5つを測って手を打てれば、驚くほど安定します。

なお、この記事は水質の数値そのものを扱っています。アクアポニックスに向いている魚の選び方と、アクアポニックス水槽の作り方は、それぞれ別の記事にまとめました。数値を測る前に、まずそちらで設備を整えてください。

アクアポニックスの失敗が、なぜ水質管理に集まるのか

アクアポニックスで測る5つの数値の図解。アンモニアと亜硝酸は理想0、硝酸塩は野菜の栄養、pHはすべての土台、ECは養分の濃さ

アクアポニックスは、魚・バクテリア・野菜の三者が互いに支え合って成り立つ仕組みです。魚が出したフンや食べ残しはアンモニアになり、それを硝化バクテリアが亜硝酸へ、さらに硝酸塩へと分解します。

野菜はその硝酸塩を栄養として吸い上げ、きれいになった水がまた魚の水槽へ戻っていきます。

アクアポニックスの水の巡りと測る場所。魚のフンと食べ残しからアンモニアが出て、硝化バクテリアが亜硝酸、硝酸塩へ分解し、野菜が硝酸塩を吸ってきれいになった水が魚へ戻る
アンモニアと亜硝酸は魚に有毒、最後の硝酸塩だけが野菜の栄養になる。

ここで重要なのは、アンモニアと亜硝酸は魚にとって有毒で、最後の硝酸塩だけが野菜の栄養になるという点です。つまり水質を測るという行為は、この分解のリレーがどこまで進んでいるかを確かめる作業にほかなりません。

アンモニアが検出されるなら、まだリレーが始まっていない。亜硝酸が高いなら、リレーが途中で止まっている。そう読み替えられます。

この連鎖が崩れると、悪循環は一方向に進みます。アンモニアが溜まれば魚が弱り、魚が弱れば餌の食べ残しが増えてさらにアンモニアが増える。

バクテリアが減れば硝酸塩がつくられず、野菜も育たない。そして野菜が育たなければ硝酸塩を吸収する力も落ち、水の汚れが加速していきます。

初心者ほど「魚が元気そうだから大丈夫」「水が透明だから問題ない」と考えがちですが、これが最も危険な思い込みです。アンモニアも亜硝酸も無色透明で、目には見えません。

魚が目に見えて弱ったときには、すでに数値はかなり悪化しています。見た目ではなく数値で管理する——これがアクアポニックスで失敗しないための、いちばんの近道です。

pH|すべての土台になる数値

この考え方は国連食糧農業機関の技術報告(2014年)にもまとめられています。水質でまず見るのがpH・アンモニア・亜硝酸・硝酸塩だという点は、共通しています。

pHは水が酸性かアルカリ性かを示す数値です。アクアポニックスで最初に覚えるべき指標であり、同時にいちばん軽視されやすい指標でもあります。

アクアポニックスのpHの目安。魚・バクテリア・野菜の折り合いは6〜7。7.5を超えると野菜が鉄やマンガンを吸えず新しい葉から黄色くなり、6を下回ると硝化バクテリアが鈍る
魚は中性〜弱アルカリ、野菜は弱酸性を好む。その折り合いが6〜7。

やっかいなのは、魚・バクテリア・野菜で好みのpHが違うことです。魚は中性から弱アルカリ性、硝化バクテリアも中性から弱アルカリ性で活発に働きますが、野菜は弱酸性のほうが養分を吸収しやすい。

この三者の折り合いをつけた範囲が6〜7です。7.5を超えたり6を下回ったりしたら、ゆっくり戻します。

pHが7.5を超えると、野菜が鉄やマンガンといった微量要素を吸収できなくなり、新しい葉から黄色くなっていきます。

逆に6を下回ると硝化バクテリアの働きが鈍り、アンモニアの分解が滞ります。どちらに振れても、最終的には魚と野菜の両方に跳ね返ってくるわけです。

放っておくと、アクアポニックスの水はじわじわ酸性に傾いていきます。硝化の過程で酸が生まれるためで、これは正常に機能している証拠でもあります。だからこそ週に1〜2回は測る必要があります。

下がりすぎたときは炭酸カルシウムや貝殻、牡蠣殻を入れて緩やかに戻し、上がりすぎたときはpHダウン剤を使います。いずれの場合も、私は1日あたり0.2〜0.3ずつを上限に、時間をかけて動かしています。急な変動は、数値そのものより魚にダメージを与えます。

アンモニア|魚にとっての毒

アンモニアは魚のフンやエラからの排泄、餌の食べ残し、枯れた根や葉の分解から発生します。生き物を飼っている以上、必ず出るものです。問題は、それが分解されずに溜まっているかどうかです。

アクアポニックスのアンモニアの目安と対処。理想は0で常に0.5mg/L以下、1.0mg/Lを超えるとエラが傷み魚が水面でパクパクする。その日のうちに手を打つ。出たら餌を止め、3分の1まで水換えし、エアレーションを強める。立ち上げ直後に出るのは異常ではない
餌はアンモニアのいちばんの出どころ。先に蛇口を締める。

基準はシンプルで、理想は0mg/L、常に0.5mg/L以下に保ちます。1.0mg/Lを超えると明確な毒性が出て、エラが傷ついて呼吸ができなくなり、魚は水面で口をパクパクさせるようになります。この段階まで来たら、その日のうちに手を打ちます。

アンモニアが検出されたときにまずやるべきは、給餌を止めることです。餌はアンモニアの最大の供給源なので、蛇口を締めなければ何をしても追いつきません。

そのうえで部分水換えを行い(国連食糧農業機関の手引きはアンモニア中毒の応急として20〜50%。私は3分の1までにしています)、エアレーションを強めます。酸素があるほど硝化バクテリアはよく働くため、酸素供給はそのまま分解速度に効いてきます。

なお、立ち上げ直後にアンモニアが出るのは異常ではなく、バクテリアがまだ定着していないだけです。

この時期は魚を少なめにして、餌も控えめにしながら、数値が自然に下がるのを待ちます。焦って魚を増やすのが、最もよくある失敗です。

亜硝酸(NO2)|立ち上げ期に必ず来る山

亜硝酸は、アンモニアが分解された次の段階で現れる物質です。名前のとおり硝酸塩の一歩手前ですが、魚にとってはアンモニアと同じくらい危険で、血液の酸素運搬を妨げます。

アクアポニックスの亜硝酸の目安と対処。安全は0.25mg/L以下で0.5mg/L以上は危険域。立ち上げ2〜3週目にアンモニアは低く亜硝酸だけ高くなるのは次の段階のバクテリアが足りないだけ。餌を止め3分の1まで換えて待ち、全部は換えない(水温やpHが一気に動く)
バクテリアが増えれば必ず下がる。水換えで魚を守りながら待つ。

安全上限は0.25mg/L以下、0.5mg/L以上は危険域です。アンモニアが低いのに亜硝酸だけが高いという状態は、アンモニアを分解するバクテリアは育ったものの、亜硝酸を硝酸塩に変えるバクテリアがまだ足りていないことを意味します。

立ち上げから2〜3週間目に、多くの人がこの山にぶつかります。

対処はアンモニアのときとほぼ同じで、給餌を止め、3分の1までの水換えで薄め、エアレーションを強化します。違うのは時間が解決する部分が大きいことです。

バクテリアが増えれば必ず下がるので、水換えで魚を守りながら待つ、という姿勢が要ります。ここで水を全部換えると、水温やpHが一気に動いて魚にもバクテリアにも負担になります。

硝酸塩(NO3)|野菜の栄養、ただし溜めすぎない

硝酸塩は分解リレーの終着点であり、野菜が実際に吸い上げる栄養そのものです。ここまで来てはじめて、アクアポニックスは「魚が野菜を育てる」仕組みとして機能します。

アクアポニックスの硝酸塩の目安。5〜150mg/Lに保ち、私は40mg/L前後を見る。150mg/Lを超えたら20〜30%水換えしてから考え、長く見れば野菜を増やす。低すぎて野菜が育たないなら魚か餌が足りない
上がり続けるのは、魚に対して野菜が足りないから。

目安は5〜150mg/Lの中で、私は40mg/L前後を見ています。150mg/Lを超えたら水換えのサインです。魚はもっと高くても耐えますが、野菜のほうに悪い影響が出はじめます。

硝酸塩が上がり続ける原因のほとんどは、魚の数に対して野菜が足りていないことです。魚が出す量に対して吸収する側の能力が足りなければ、当然溜まります。

対策は野菜を増やすか、魚を減らすか、水換えで薄めるか。長期的には野菜側を増やすのが本筋ですが、150mg/Lを超えているなら、まず20〜30%の水換えで下げてから考えます。

逆に、硝酸塩が低すぎて野菜が育たないこともあります。この場合は魚が少ないか、餌が足りていません。硝酸塩は「多すぎても少なすぎても困る数値」だと覚えておくと判断しやすくなります。

EC(電気伝導度)|野菜が育つ養分濃度

ECは水にどれだけ養分(イオン)が溶けているかを示す数値です。硝酸塩が「窒素だけ」を見ているのに対し、ECはカリウム・カルシウム・マグネシウムなども含めた養分の総量を大まかにつかめます。

アクアポニックスのEC(電気伝導度)の目安は0.5〜2.0mS/cmで葉物は低め果菜は高め。高すぎるなら塩類が溜まっているので部分水換え、低すぎるなら魚や餌、鉄などの微量要素を見直す。葉が黄色いのに硝酸塩が足りているなら鉄不足を疑う
硝酸塩は窒素だけ。ECは養分の総量を大まかにつかめる。

野菜の育ちが悪いのに硝酸塩は足りている、というときに原因を切り分けられる指標です。

目安は0.5〜2.0mS/cm。葉物野菜は低め、トマトなどの果菜は高めを好みます。TDSメーターで表示する場合は、EC値に約500〜640を掛けた値になります。

ECが高すぎるときは塩類が蓄積しているので、部分水換えでリセットします。低すぎるときは養分そのものが足りていないため、魚を増やすか餌を見直すか、あるいは鉄などの微量要素を補います。

葉が黄色いのに硝酸塩は十分という場合は、窒素ではなく鉄不足を疑ってください。pHが高いと鉄は吸収されにくくなるので、pHとセットで確認するのが確実です。

立ち上げ期|最初の25〜40日をどう乗り切るか

アクアポニックスでいちばん脱落者が出るのが、この立ち上げ期です。理由は単純で、硝化バクテリアが定着するまで数値が派手に上下するから。

それを「失敗した」と受け取ってしまい、水を全部換えたり魚を入れ直したりして、いつまでも立ち上がらない状態に陥ります。

立ち上げ期に水質はこう動く。最初は分解するバクテリアがまだいないのでアンモニアが上がり、2〜3週目にアンモニアが下がる代わりに亜硝酸の山が来る。その後亜硝酸が下がって硝酸塩が出はじめ、アンモニアと亜硝酸が0になれば立ち上げ完了。条件がよければ25〜40日が目安
この山を越えるまでが立ち上げ期。数値の上下は失敗ではなく、バクテリアが育っている経過です。

実際に起きているのは、単純な入れ替わりです。まずアンモニア源(魚を入れて立ち上げるなら魚のフン)からアンモニアが出ますが、分解するバクテリアがまだいないので数値が上がります。やがてアンモニアを食べるバクテリアが増え、アンモニアが下がる代わりに亜硝酸が上がります。

ここが2〜3週目に来る第一の山です。さらに亜硝酸を食べるバクテリアが育つと亜硝酸も下がり、代わりに硝酸塩が出はじめます。硝酸塩が検出され、アンモニアと亜硝酸がゼロになった時点で、立ち上げは完了です。

魚を入れずに立ち上げるのがいちばん安全です。魚を入れたまま立ち上げるなら、守るべきことは3つあります。魚は少なめに入れること、餌は控えめにすること、そして測る頻度を上げることです。バクテリアの量は魚の量に合わせて増えていくので、最初から満員にすると分解が追いつきません。

餌も同じで、増やせばそのぶんアンモニアが増えます。立ち上げ期は毎日、難しければ一日おきに測って、数値がどのフェーズにいるのかを把握してください。

亜硝酸が危険域まで上がったときだけ、3分の1までの水換えで薄めて魚を守ります。ただし全量交換だけは絶対に避けてください。

バクテリアの大半はろ材や砂利、根に付いているので水と一緒には流れませんが、水温やpHが一気に動いて魚にもバクテリアにも負担になります。市販のバクテリア剤を使っても、数週間はかかると考えておくのが安全です。

水温が水質を動かす

アクアポニックスで水温によって水質の崩れ方が変わる。冬に17℃を下回ると硝化の働きが落ちはじめ、アンモニアや亜硝酸が溜まることがあるので餌を減らし測る回数を上げる。夏は溶存酸素が減るのでエアレーションを強める
冬に魚が落ちるのは、寒さより水質のことがある。

見落とされやすいのが水温の影響です。硝化バクテリアは水温が下がると働きが鈍ります。17℃を下回ると、働きが落ちはじめます(国連食糧農業機関の手引き)。

冬になると魚が落ちる、という相談はよく聞きますが、寒さそのものより、水質が原因のことがあります。水温低下でバクテリアの働きが落ち、アンモニアや亜硝酸が処理されずに溜まることがあるからです。

魚は水温が下がると代謝も落ちるので、餌をそれまでと同じ量だけ与えていると、食べ残しがそのまま汚れになります。

対策は難しくありません。水温が下がったら餌を減らす。これだけで冬のトラブルは大きく減ります。加えて測定の頻度を上げ、アンモニアが出ていないかを確認してください。

加温設備があるなら、水温を一定に保つのが最も確実です。逆に夏は水温が上がって溶存酸素が減り、バクテリアの活動に必要な酸素が不足しがちなので、エアレーションを強めます。

数値が乱れたときにやること

異常値が出たときに最もやってはいけないのが、慌てて全量の水を換えることです。水温やpHが一気に動いて、かえって不調が長引きます。順番を守れば、たいていの不調は数日で戻ります。

異常値が出たときの初動3つ。給餌を止める、全量ではなく3分の1までを換える、エアレーションを強めてもう一度測る
慌てて全量を換えると水温やpHが一気に動き、かえって悪化します。

そして、どの数値が動いたかがわかれば、原因はほぼ絞り込めます。

アクアポニックスで数値が乱れたときの切り分け。pHが下がり続けるのは硝化で酸が生まれる正常な動きで炭酸カルシウムや貝殻・牡蠣殻で緩やかに戻す。アンモニアが上がったらまず給餌を止めて3分の1までを換える。亜硝酸だけ高いのはバクテリアが育ちきっていない立ち上げの山。硝酸塩が150を超えたら20〜30%換えて野菜を増やすか魚を減らす。ECが上がり続けるなら塩類が溜まっているので部分水換え
どの数値が動いたかで原因はほぼ絞れます。複数が同時に動いているときは、まず給餌を止めて水換えから。

決まった日に水を換える必要はありません。測って数値が外れたときだけ、3分の1までを換えます。汚れを溜めてから大きく換えるより、早めに気づいて少しだけ換えるほうが、魚にもバクテリアにもやさしいやり方です。

検査の頻度とタイミング

アクアポニックスの水質を測る頻度。ふだんの運用は週1〜2回、朝の同じ時間帯に測る。立ち上げ期・魚を足した直後・水温が大きく動く時期は毎日か一日おきに測る
安全域のうちに手を打つには、推移を見る。

通常運用に入っていれば、週1〜2回の測定で十分です。できれば気温が安定している朝に、同じ時間帯で測ると比較しやすくなります。pHは日中の光合成でも動くため、測る時刻をそろえること自体が精度につながります。

一方、立ち上げ期・魚を追加した直後・水温が大きく動く時期は、毎日または一日おきに測ってください。この3つの場面は数値が急変しやすく、気づくのが遅れると取り返しがつきません。

冬に魚が落ちるのも、水温低下でバクテリアの働きが鈍り、アンモニアが処理されなくなるのが実際の原因であることが多くあります。

記録を残すことも大切です。数値そのものより推移のほうが多くを教えてくれます。前回より上がっているのか下がっているのかがわかれば、まだ数値が安全域にあるうちに手を打てます。

私のアクアポニックス設備
私の設備。水を循環させながら、魚と野菜を同時に育てています。

検査キットの選び方

測定の道具は、大きく液体試薬式と試験紙式に分かれます。液体試薬は正確ですが手間がかかり、試験紙は手軽ですが精度は落ちます。

結論としては、普段は試験紙で流し見して、おかしいと感じたときに液体試薬で確かめるという二段構えがいちばん現実的です。

総合的に正確に測るなら(液体試薬式)

pH・アンモニア・亜硝酸・硝酸塩をまとめて測れる定番のキットです。試薬の数だけ手順は増えますが、色の差がはっきり出るので判断に迷いません。立ち上げ期のように「正確な数値が知りたい」場面では、これがあると安心感が違います。

毎週の流し見に(試験紙式)

1枚で6項目を同時に測れる試験紙です。水に浸して数十秒待つだけなので、週2回の習慣にするならこちらが続きます。精度は液体試薬に劣りますが、異常の兆しを早く見つけるという目的なら十分に役目を果たします。

硝酸塩を細かく追いたいとき

野菜の育ちを本格的に管理するなら、硝酸塩だけを専用に測れる試薬が便利です。私が見ている40mg/L前後のあたりを細かく読み取れるので、魚と野菜のバランス調整の精度が上がります。

養分濃度を数値で見るなら(EC/TDSメーター)

ECは試験紙では測れないため、専用のメーターが必要です。水に挿すだけで数秒で読めるので、慣れると最も手軽な指標になります。pHも同時に測れる機種を選んでおくと、道具がひとつで済みます。

アクアポニックスは資本がある人のものだと思われがちですが、個人でも始められます。設備にいくら掛かったのか、どこでつまずいて、どう直したのか。私の実践の記録をnoteに書いています。見学に来られた方はのべ100人を超えました。
→ 個人で始めたアクアポニックスの費用と失敗をnoteで読む

どこで見切るか|終わりの判断

線を決めておきます。手を打つのは、アンモニアが0.5mg/Lを超えたとき、亜硝酸が0.25mg/Lを超えたとき、硝酸塩が150mg/Lを超えたときです。アンモニアと亜硝酸なら、給餌を止め、3分の1までを換え、エアレーションを強めて、もう一度測ります。硝酸塩なら、まず20〜30%を換えて下げてから、野菜を増やすか魚を減らすかを考えます。

終わりの合図は、アンモニアと亜硝酸がゼロに戻ったことです。順番を守れば、たいていの不調は数日で戻ります。戻ったら、餌は控えめから再開し、前回より上がっていないかを推移で見ます。

pHを戻すときも、私は1日あたり0.2〜0.3ずつを上限にしています。6を下回ったら炭酸カルシウムや貝殻、牡蠣殻で緩やかに、7.5を超えたらpHダウン剤で戻します。急な変動は、数値そのものより魚にダメージを与えます。

戻らないときは、どの数値が動いたかで分けます。アンモニアは低いのに亜硝酸だけが高いなら、亜硝酸を食べるバクテリアがまだ足りていないだけで、立ち上げの2〜3週目によく来る山です。水換えで魚を守りながら、バクテリアが増えるのを待ちます。冬に乱れるなら、水温が下がったぶん餌を減らします。どの場合も、全量の水換えだけはしません。

よくある質問(FAQ)

Q. pHが急に下がったのはなぜですか?

A. 硝化の過程では酸が生まれるため、アクアポニックスの水は放っておくと少しずつ酸性に傾きます。これは正常に機能している証拠でもあります。

ただし6を下回ると硝化バクテリアの働きが鈍るので、貝殻や牡蠣殻、炭酸カルシウムで緩やかに戻します。私は1日0.2〜0.3ずつを上限に、時間をかけて調整しています。

Q. 硝酸塩だけが急に上がりました。野菜は育っているのですが?

A. 魚が出す量に対して、野菜の吸収が追いついていない状態です。野菜が育っていても、株数が足りなければ処理能力は不足します。150mg/Lを超えているならまず20〜30%の水換えで下げ、そのうえで野菜を増やすか魚を減らすかを検討してください。

Q. 冬になると魚が死んでしまうのはなぜですか?

A. 水温が下がると硝化バクテリアの働きが鈍り、アンモニアや亜硝酸が分解されずに溜まることがあるためです。

寒さそのものより水質の悪化が原因になっていることがあり、水温が下がったら餌を減らすと改善しやすくなります。加温できるなら水温を安定させるのが最も確実です。

Q. アンモニアは低いのに亜硝酸だけが高いのはなぜですか?

A. アンモニアを分解するバクテリアは育ったものの、亜硝酸を硝酸塩に変えるバクテリアがまだ足りていない状態です。立ち上げから2〜3週間目によく起こる第一の山で、失敗ではありません。

給餌を止めて3分の1までの水換えで魚を守りながら、バクテリアが増えるのを待ちます。全量交換は水温やpHが一気に動くので避けてください。

Q. 立ち上げにはどのくらい時間がかかりますか?

A. 条件がよければ25〜40日が目安です。水温が低いと、もっとかかります。アンモニアが上がり、次に亜硝酸の山が来て、最後に硝酸塩が出はじめます。

硝酸塩が検出され、アンモニアと亜硝酸がゼロになれば完了です。バクテリア剤を使っても、数週間はかかると考えておくと安心です。

Q. 試験紙と液体試薬はどちらを使うべきですか?

A. 普段は試験紙で流し見して、異常を感じたときに液体試薬で確かめる二段構えが現実的です。試験紙は手軽なぶん精度が落ちますが、変化の兆しを早く見つける目的には十分です。

なお試薬は古くなると発色が変わるので、色が明らかにおかしいときは使用期限を確認してください。

Q. 水質の検査はどのくらいの頻度で行えばよいですか?

A. 通常運用なら週1〜2回で十分です。ただし立ち上げ期、魚を追加した直後、水温が大きく動く時期は毎日、難しければ一日おきのペースで測ってください。毎回同じ時間帯に測ると推移を比較しやすくなります。

次に見るのは、ここ

メダカで育てていて野菜が伸びないならメダカで野菜が育たないへ。

夏に魚が水面で口を動かすなら夏の酸欠対策へ。

ティラピアを飼うならティラピアの飼い方へ。

チョウザメを飼うならチョウザメの飼い方へ。

この記事を書いた人
鷲林寺アクアファーム(兵庫県西宮市)

植木屋として5年、アクアリウムは10年。2021年から、義理の祖母が守ってきた農地を休耕地にしないためにアクアポニックスを始め、一人で続けています。書いているのは、その農場で実際に起きたことと、確かめられた範囲のことだけです。

農場見学は全国から受け入れてきました(現在は休止中)。ラジオ関西「羽川英樹 ハッスル!」、雑誌「Mer」などの取材を受けています。
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