DWCシステムは、植物の根に適切な深さの栄養液環境、安定した栄養供給、十分な酸素を提供することにより、植物が効率的に成長できるようにする無土壌栽培システムです。このシステムは、土壌の肥沃度のばらつきや土壌媒介性の病害虫など、従来の土壌栽培で発生する可能性のある問題を効果的に克服できます。さらに、さまざまな植物のニーズに応じて、栄養液の組成と環境条件を正確に制御できます。

深水培養（DWC）システムは、主に次の部分で構成されています。

• 植栽ベンチ
  これは、作物の成長のための容器です。熱間亜鉛メッキパイプで作られた長方形の構造で、防水フィルムで覆われています。植栽ベンチの深さは通常15〜20センチメートル程度で、植物の根の成長をサポートするのに十分な栄養液を確保し、栄養液が根を完全に浸すようにします。
• 栄養液循環システム
  貯水池：栄養液を貯蔵するために使用されます。そのサイズは、植栽規模と作物の要件によって異なります。通常、地下または地上にある大規模な容器です。作物の成長ニーズを一定期間満たすのに十分な量の栄養液を保持する必要があり、栄養液の頻繁な補充を回避します。たとえば、小さな屋内DWCシステムでは、貯水池の容量は数十リットルしかない場合がありますが、大規模な商業植栽システムでは、貯水池の容量は数千リットルに達する可能性があります。
  ウォーターポンプ：栄養液の循環のための動力源です。ウォーターポンプは、貯水池から植栽ベンチに栄養液を輸送し、植物の根が継続的に栄養液を確実に得られるようにします。その流量と揚程は、植栽システムのサイズ、パイプラインの長さ、抵抗などの要因に応じて選択する必要があります。
• パイプラインシステム
  入口パイプと戻りパイプが含まれています。入口パイプは、貯水池から植栽ベンチに栄養液を輸送する役割を果たし、戻りパイプは、植栽ベンチ内の余分な栄養液を貯水池に戻します。パイプラインの材料は、一般的に耐食性と無毒性が要求され、PVCパイプなどがあります。パイプラインの直径は、栄養液の流量とシステム圧力に応じて決定する必要があります。
• 植栽板と植栽カップ
  植栽板：通常、植栽穴のある発泡ボードで、植栽ベンチに配置されます。その機能は、植物を固定し、植物の茎の基部を適切な位置に保ち、植物の倒伏を防ぐことです。
  植栽カップ：植物の苗を配置するための容器で、一般的にプラスチック製で、カップの壁に多くの小さな穴があります。これらの小さな穴により、栄養液が植栽カップに入り、植物の根に栄養素を供給できます。植栽カップのサイズは、植物の苗のサイズによって異なります。たとえば、レタスなどの葉物野菜を植える場合、植栽カップの直径は約5〜8センチメートルです。
• 酸素増加装置
  植物の根は栄養液中で成長し、呼吸のために十分な酸素を必要とするため、酸素増加装置には主にエアコンプレッサーと微孔性エアレーションパイプが含まれます。エアコンプレッサーは空気を圧縮し、微孔性エアレーションパイプを介して栄養液に小さな泡を注入し、栄養液中の溶存酸素含有量を増加させます。
• ウォーターチラー
  根の成長環境を最適化できます。たとえば、水耕栽培レタスの最適な水温は18〜22℃です。夏には、温度が比較的高い場合、水温が上昇し、適切な範囲を超える可能性があります。チラーは、その冷凍システムを介して水温を下げ、高温による低酸素症の影響から根を保護し、それ以外の場合は吸収機能に影響を与える可能性があります。これにより、根の健康が確保され、栄養素と水の吸収効率が向上します。

ウォーターポンプによって駆動され、栄養液は貯水池から植栽ベンチに入り、植物の根に栄養素を供給します。植物の根は、栄養液に浸されながら栄養素を吸収します。エアポンプは、エアレーション装置を介して栄養液に空気を注入し、溶存酸素勾配を形成して、根の好気性呼吸を確保します。

植物が栄養液中の栄養素を吸収して消費すると、循環システムは、定期的にまたは検出結果に従って、植栽ベンチ内の栄養液の一部またはすべてを貯水池に戻して、補充と調整を行います。たとえば、栄養液のpH値や電気伝導率（EC値）などの化学的特性、および温度などの物理的特性を調整します。

I. 優れた栄養液供給と緩衝能力
安定した栄養供給
DWCシステムでは、栄養液層は比較的深く、通常10〜20センチメートル程度です。これにより、栄養液の総体積が比較的大きくなります。たとえば、より大きなDWC植栽トラフでは、十分な栄養液の貯蔵量により、窒素、リン、カリウムなどのマクロ栄養素や、鉄、マンガン、亜鉛などの微量栄養素など、あらゆる種類の必須栄養素を植物に継続的に供給できます。これは、長期間にわたって植物の成長ニーズを満たすことができる「栄養倉庫」のようなものです。

栄養液の循環システムは、栄養素の均一な分布をさらに保証します。ウォーターポンプなどの機器を介して、栄養液は植栽トラフと貯蔵タンクの間を循環し、植物の根がさまざまな栄養素に均一に接触し、局所的な栄養不足や過剰による生育不良を回避できます。

緩衝環境
比較的深い栄養液層は、栄養液の組成や温度などの環境要因に対してある程度の緩衝作用を果たすこともできます。たとえば、外気温が変化すると、大量の栄養液が熱を吸収または放出することができ、栄養液の温度変化が比較的遅くなり、植物の根に比較的安定した温度環境を提供します。これは、温度変動による植物の根への損傷を軽減する、自然な「空調システム」に似ています。

また、栄養液のpH値や電気伝導率（EC値）などの化学的特性に対する緩衝作用もあります。植物の吸収や栄養液の組成の変化によりpH値やEC値に変動がある場合、比較的大量の栄養液がこれらの変化をある程度希釈し、植物の根に比較的安定した化学的環境を提供します。

II. 優れた根の成長環境
十分な酸素供給
DWCシステムでは、一般的にエアポンプを使用して栄養液に酸素を補給します。比較的深い栄養液のため、栄養液中に良好な溶存酸素勾配を形成できます。酸素含有量はエアポンプの近くで高く、少し離れた場所では、酸素が拡散し、植物の根に消費されるにつれて、酸素含有量は徐々に減少しますが、それでも根が呼吸するのに十分な酸素を確保できます。

この溶存酸素環境は、植物の根の好気性呼吸に役立ち、根の成長と栄養吸収を促進します。たとえば、DWCシステムのレタスなどの葉物野菜の場合、十分な酸素供給により根が白く、より強くなります。従来の土壌栽培と比較して、根の活力と吸収効率が高くなります。

広々とした根の拡張スペース
深い液体層は、植物の根に広い成長空間を提供し、根が自由に伸びて成長できるようにします。これは、トマトやキュウリなど、根系が発達した一部の植物にとって非常に有益です。それらの根は、栄養液中で継続的に伸び、より多くの栄養素と水を吸収し、地上の部分の活発な成長をサポートできます。

III. 管理とメンテナンスが簡単
可視化された管理
DWCシステムには通常、比較的透明または半透明の植栽容器があり、栽培者は植物の根の成長状態、栄養液の液面、およびその透明度を直接観察できます。たとえば、観察することにより、根が病気であるかどうか、栄養液が汚染されているかどうか、液面が低すぎるかどうかなどの問題をタイムリーに検出できます。

便利なクリーニングと消毒
一部の複雑な基質栽培方法と比較して、DWCシステムの植栽トラフと栄養液循環システムは、比較的簡単にクリーニングおよび消毒できます。植栽サイクルの終了後、栄養液を排出し、特別な消毒剤を使用して植栽トラフ、パイプなどをクリーニングおよび消毒し、次の植栽の準備をすることができます。さらに、基質残渣や複雑な培地処理プロセスがないため、基質での病害虫の繁殖と残留の可能性が減少します。

IV. さまざまな種類の植物の栽培に適しています
葉物野菜に最適
レタス、ほうれん草、白菜などの葉物野菜の場合、DWC深層流栽培は十分な水と栄養素を提供し、それらが急速に成長できるようにします。これらの植物は、栄養液中の窒素やリンなどの元素をすばやく吸収し、葉の成長と発達を促進できます。さらに、栄養液の配合と環境条件を調整することにより、葉物野菜の品質を効果的に制御できます（葉の厚さ、色、味など）。

一部の果菜にも適用可能
トマトやピーマンなどの果菜の場合、DWCシステムは、初期の成長段階と結実段階で良好な生育条件を提供することもできます。初期の成長段階では、栄養液中に強い根をすばやく確立し、その後の地上の部分と花芽分化の成長の基盤を築くことができます。結実段階では、安定した栄養供給が果実の発達と品質向上に役立ちます。