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フィトクロム光定常状態(PSS)とは何ですか?

執筆者 | 2021/03/09 | blogs, blogs, グローライト, グローライト

PSS-顕花植物に発芽する苗

PSSとは何ですか? 植物は、特定の月の間に実生から発芽、顕花植物へと変化しますが、いつ変化するかをどうやって知るのでしょうか。

多くの植物にとって、この季節的な変化は、太陽が空を横切るときの太陽の位置と持続時間によって促進されます。 PSSと呼ばれるライトメトリックを見て、グローライトを使用して屋内植物で同じ変化をトリガーする方法を確認します。

これは、季節をシミュレートし、年間を通じて生産を規制できるため、植物工場に多くの実際的な影響を及ぼします。 たとえば、バレンタインデーにちょうど間に合うように、バラの成長を苗から芽、花へとタイミングを合わせることができます。

植物はどのようにして発芽するかを知るのですか?

「太陽の位置と持続時間はどのように光形態形成(すなわち、光によって引き起こされる形の変化)を引き起こしますか?

と呼ばれる種子に光受容体(細胞)がありますフィトクロム赤色光を吸収する–元の状態またはアイソフォームはPr(赤色光を表す「r」)と呼ばれます。 このフィトクロムが赤色光子を吸収すると、物理的状態がPrからPfrに変化します(「fr」は遠赤色を意味します)。 Pfrが遠赤色の光子を吸収すると、Prに戻ります。

フィトクロム

フィトクロム分子の赤/遠赤の表現

太陽光には赤色光と遠赤色光の両方が含まれていますが、日中は、太陽光には遠赤色光よりも多くの赤色光が含まれています。 これは、より多くのPrがPfrに変換されることを意味します。 しかし、夜になると、Pfrフィトクロムは自然に分解してPrに戻ります。 事実上、日中、Pfr濃度は上昇します。 夜間、Pr濃度が上昇します。

これは、PrとPfrのフィトクロムの上昇と下降の相互作用です。 夏は日が長くなるため、この2つの比率は変化します。 そして、PfrからPrへの濃度は、最終的には光形態形成、つまり種子から芽への変換を引き起こす閾値に達します。

太陽が地平線上で低く、日が短い冬の数ヶ月では、それは反対です。 日中、PrフィトクロムはまだPfrフィトクロムに、PfrはPrに変化しています。 ただし、夜が長くなるため、より多くのPfrフィトクロムが分解されてPrに戻ります。 Prに対するPfrの濃度が低いと、光形態形成が妨げられます。

どうすればグローライトで植物を発芽させることができますか?

赤色光と遠赤色光の比率を制御できれば、PrとPfrの比率を制御し、その後、種子や植物の開花における光形態形成を制御できます。

フィトクロムPSSまたはフィトクロム光定常状態は、PrフィトクロムとPr + Pfrフィクロームの集合体の比率です。

もちろん、実生のPfrおよびPrフィトクロムを直接数えてこの比率を決定することはできません。 ただし、赤色光はPrと相関し、遠赤色光はPfrと相関するため、光源がこの比率にどのように影響するかを測定できます。 ご覧のとおり、光のPSS計算は、フィトクロムのPSS計算と同じ構造です。

IanAshdownによるフィトクロムとPSS「AllthingsLighting」20190215を参照してください。

より高いPSSは、光形態形成の阻害に有利に働きます。

より低いPSSは光形態形成に有利に働きます

LEDライトとPSS

SPDは光合成に必要な波長に合わせて調整できるため、LEDは農業に大きな影響を与えてきました。 屋内農業照明は、これまで以上に効率的で省エネになりました。 そして今、これらの同じ技術は、光形態形成と赤色/遠赤色光に適用することができます。

ただし、LEDは本質的に不正確であり(ビニングとCCT)、波長ターゲットを正確にヒットするという問題があります。

長い間、赤色光と遠赤色光を正確に測定して実装するための精密な光測定機器は容易に利用できませんでした。 ここで、PG200N分光計などの製品が重要になります。これは、農業従事者がPSSベースの成長戦略に最適な照明を取得するのに役立つ高精度のポータブルデバイスです。

PSSは基本的にPrとPfrの比率です

PSSは、300 nm〜800 nmの波長、フィトクロムの濃度、その波長で放出されるSPDフラックス(光子の数)、およびその波長の光を吸収するフィトクロムの感度に基づいて、光源に対して計算されます。

顕花植物とPSS

植物は一年の特定の時期に開花するための同じ基本的なメカニズムに従います。 ただし、さまざまな植物がさまざまな季節に開花します。 日が長くなると(夏)開花する植物もあります。これを「長日植物」と呼びます。 他の人は日が短いとき(スプリント/冬)に開花することができます-それらは「短日植物」と呼ばれます。 ご想像のとおり、開花を誘発するPSS比のしきい値は、長日植物と短日植物では逆です。

季節の管理

農家がPSS戦略を正確に実施し、季節の植物活動を管理できれば、屋内農業業界に重要な影響を及ぼします。 新しいLED技術と費用効果の高い分光計の出現により、この機会はかつてないほど有望です。

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