And Plants

多肉植物、塊根植物を科学的にベストな育成方法を考えるブログです。個人輸入、発根管理についての情報の発信しています。育成ライトの研究実施中!

カテゴリー
輸入関連|| 植物の基本育成ライト発根管理

植物育成LEDライトについて④ 光と植物の成長について&理系的に考えるライト選定

植物育成LEDを購入するにあたり色々調べました。

植物と光について私が理解したことをまとめていきたいと思います。

参考にした文献は下記の本が中心です。専門的すぎて難しい箇所もありましたが本のタイトル通り何が植物の中で起こっているか分かりやすかったです。

植物の体の中では何が起こっているのか|書籍案内|ベレ出版

 

今回はまず光と植物の成長について書いていきたいと思います。

素人なので解釈が間違っている可能性もありますのでご了承下さい。

 

この本を読んだ単純な感想ですが植物はすげーっす。

植物には無数のセンサーがありそれを使い自分がどのような場所にるかを考えて行動しています。そのセンサーがどの波長を見ているかを説明していきます。

 

・植物はどの光スペクトルを使用するのか? 

太陽光のそれぞれの波長の光が植物にどのように作用しているかについて簡単に説明します。色素の名前等カタカナの難しい名前が出てきますが、なんとなく読み進めて下さい。今後詳細な内容を書いていきたいと思います。

 

■紫外線(10~400nm)

紫外線は、UV-C(波長280nm未満)・UV-B(290〜315nm)・UV-A(315〜400nm)・の3種類に分類されます。

UV-Cは植物には有害です。

UV-Bはまだ解明されていないそうですが、赤/遠赤色光受容体による徒長抑制の働きを促進する効果があるとの報告されてるみたいです。

UV-Aは茎の徒長を抑える働きをすることに使われます。また、花芽の形成を促進したり、アントシアンという赤紫色の色素の合成を促進することがあるそうです。(1)

 

■青色光(430nm-450nm)

クロロフィル(下図参照)が光合成をするときに使用します。その他にも、植物の光センサーの役割をする色素であるクリプトクロム、フォトトロピンもこの波長を使います。

クリプトクロム(下図cry)の働きは光形態形成と体内時計の時に使われます。

フォトトロピン(下図phot)の働きは光屈折、葉緑体の定位運動、気候開閉の時に使われます。

 

■緑色光(500nm-550nm)

強光下では、効率よく光合成を駆動するのは、緑色光と言う説もあるみたいです。簡単に言うと80%は反射されるが残りの20%は葉の中に入り裏側の葉緑素まで届けることができるからです。「緑は光合成では使われない」は間違いで、強光下では緑光が多くなる方が光合成速度は上がります。7割程度は吸収するみたいです。参考文献(3)(4)(7)を参照。

 

■赤色光(640nm-680nm)

 クロロフィル光合成をするときに使用します。他にも、植物の光センサーの役割をする色素であるフィトクロムも使います。

フィトクロム(下図phy Pr)は光発芽、光形態形成、光習性の時に使われます。

 

■遠赤光(730nm)

730nmの波長は光合成の有効範囲外ですが、フィトクロム(下図phy Pfr)の遠赤色吸収型に対して最も強い作用があり、赤色吸収型に変換されます。

遠赤は赤色光を対で働きを行います。遠赤は葉では吸収されずに透過していきます。遠赤の割合が赤色よりも大きくなると植物は他の植物の陰にいると判断して茎を伸ばしてしまいますので徒長します。なので、赤色とのバランスが重要です。

また、花芽形成において重要な働きをします。

 

f:id:nanson0911:20200223230846j:plain

https://www.sdk.co.jp/products/49/13496/13495/14861/15874.htmlから引用

f:id:nanson0911:20200306235418p:plain

https://www.sdk.co.jp/products/49/13496/13495/14861/15874.htmlから引用

 

 光スペクトルのまとめ

これで植物がどの波長を使うかは理解できたと思います。植物全般的な話ですが、多肉植物塊根植物にも通用すると思われます。

太陽光の波長ほぼ全部使っています。

あくまでも私の見解ですが、重要度は下記のようになると思います。

 

 > 遠赤 ≧ 紫外線UV-A ≧ 緑色

 

また、それぞれのバランスが重要になってくると思います。

それぞれの波長の割合に関して

植物の成長には、赤色光と青色光の割合をPPFD比で7:3~9:1程度にするのがもっともよいとされているそうです。(2)

赤と遠赤のバランスは赤が大きい必要があると思います。ただ、どれくらい強い方がいいのかは調べたけど分かりませんでした。勉強中です。(分かり次第更新します。)ただ、遠赤色が多いと徒長の原因となります。

 

植物は発芽、花芽形成(開花準備)など状態が変化する時に必要な光は変化します。それについては今後書きたいと思います。奥は深いです。

 

 植物育成LED選定時に考慮すること

注意:以下は、私の考えなので間違っている可能性もあります。

今回は光スペクトルについてまとめました。が、植物育成ライトを選定するときには必要な波長があっても光の強度も重要になります。そのことも踏まえてまとめると以下のようになります。

 

植物育成LEDを購入する時は、

分光スペクトルが公式に提示されている商品を購入することが望ましいと思います。安心して購入できるので。

分光スペクトルがフルスペクトル(赤と青の波長のみでなく連続して光がある)であることが良いと思います。できればUV-A、遠赤光(IR)もあるといいです。

演色性(Ra)については植物を見るときには高い方がいいかもしれませんが、育成を重視する場合には演色性が高いだけでは判断できません。必要な波長がバランス良くあるかの方が重要です。演色性の値が同じでも波長分布は違ってくるためであり、分光スペクトルを確認することが重要です。

 

あと、注意として照度(Lux)は植物にはあまり関係ないと思います。重要なのはPPFD光合成光量子束密度)です。簡単に言うと照度の数字が大きいと人間の目で見て明るいと感じます。植物はPPFDが大きいと光合成を多く行います。

 

照射面積に関しても注意しましょう。

特にランプ型の商品では、強く照射される面積の情報もあるほうが望ましいです。 ランプ型は照射面積がフラットタイプのライトより狭くなってしまうためです。これは私が買った商品で感じたことです。多くの植物を育てる場合はフラットタイプの方が良さそうです。少ない場合はランプ型でも十分だと思います。

 

電力もあまりあてにしない方が良いと思います。LEDチップそれぞれに発光効率が違うためです。

 

■まとめのまとめ 育成ライト購入時に考慮すること

・分光スペクトルが公式に提示されいること

・フルスペクトルであること(緑も必要なため)

・できればUV-Aもあること

・できれば遠赤光(IR)もあること 

・照度Lux、演色性(Ra)はあまり重視する必要なし

・PPFDの値が重要(より多く光合成をさせるため)(500μmol/m2/s以上を目標)

・照射面積も確認する

 

植物の成長を優先する場合は、PPFDの大きさと波長分布のバランスを見て植物育成ライトを購入することが望ましいです。

 

自分で書いてあれですが、

これをすべて満たす商品は無いかも。。。

探してみます。

 

※何度も言いますが、 私の考えなので間違っている可能性もあります。信じるか信じないかは自己責任でお願いします。※

 

参考文献

(1)植物の生長に紫外線や赤外線は有益か有害か、必要か不必要か。 | みんなのひろば | 日本植物生理学会

(2)https://www.ushio.co.jp/jp/technology/lightedge/201203/100437.html

(3)https://jspp.org/pcp/photo_gallery/back_number/year/detail.html?id=154

(4)https://jspp.org/hiroba/q_and_a/detail.html?id=1855

(5)https://www.gardenmyths.com/led-grow-lights-color-spectrum/

(6)https://www.ccs-inc.co.jp/natural_lights/

(7)トコトンやさしい光合成の本

 

 

↓2022/9/5の記事

andplants.hatenablog.com

 

 

▼これがPPFDも高く、必要な波長もありいいかも。

 

Hipargero HG800 LED植物育成ライト

 

 

 下記ブログの方も似た仕様のモノを使用しているみたい。

購入レビューは下記の記事にあります。

andplants.hatenablog.com

 

 この記事を書く前に購入したライトの詳細は下記に記載しています。


 

 

 

↓最近はこの2種類ライトが好きです。赤青のバランスがいいです。

amazonアソシエイトに参加しています。