緑色光は光合成にどのような影響を与えるのか？
植物とグリーンライトの紹介
緑色の光は光合成にどのような影響を与えるのか？ クロロフィル吸光度曲線（図1）が示すように、クロロフィルはこれらの波長を吸収しやすいため、私たちは栽培用ライトの青色と赤色に注目することが多い。 しかし、グリーンライトはどうだろう？
緑色光は、吸光度領域が大きくくぼんでいるため、見落とされがちである（図1）。 しかし、この記事では、緑色光が室内栽培に大きな影響を与えることを強く主張し、緑色光が植物とどのように相互作用するかを理解することが栽培者にとって不可欠である理由を説明する。
図1 クロロフィル吸光度チャート
緑色の光は植物に良いのか？
クロロフィルは赤や青よりも緑色の波長を吸収する効率が低いため、生産者は長年、緑色の光は植物の発育にほとんど寄与しないと考えていた。 このため、緑色の光は植物にとって「無駄」であるという誤解が生まれた。
緑色の光は植物の光合成に重要な役割を果たしており、特に青色や赤色の光が透過しにくい密生した樹冠では重要である。 葉の表面で吸収される波長の短い光とは異なり、緑色の光はより深い組織層まで届き、光合成活動に必要な光子を最も必要な場所に供給する。
この深い浸透力により、緑色の波長は、コンパクトな作物、葉物野菜、または高密度の屋内農業セットアップの下で栽培される植物に特に有益である。 実際、緑色光は、従来のスペクトルでは達成できなかった方法で、成長のバランスを整え、視覚的品質を向上させ、植物のパフォーマンスを高めるのに役立っている。
緑色光は植物の成長にどう影響するか？
緑色光は、光合成だけにとどまらず、植物の成長のさまざまな側面に影響を与える。 キャノピーレベルでは、グリーンフォトンは上部の葉を透過し、日陰になった葉の光合成をサポートし、植物全体のエネルギー効率を向上させる。 生理的レベルでは、緑色光はクリプトクロムやフィトクロムなどの光受容体と相互作用し、植物のシグナル伝達、茎の伸長、葉の展開に影響を与える。
このため、緑色の波長は、LED栽培システムでバイオマスの分布を形成し、光利用効率を向上させる上で価値がある。 管理された環境では、キャノピー全体の構造発達と光合成の両方をサポートする、よりバランスの取れたスペクトルを得るために、生産者は緑色光を使用する。 つまり、緑色光は、特に従来の青色／赤色スペクトルだけでは浸透が不均一になったり浅くなったりするような環境において、植物がより均一に成長するのを助けるのである。
マクリー曲線の矛盾？
グリーンライトの有効性を示す最も一般的な論拠は、マクリー曲線のグラフである（図2）。 1972年に行われたキース・マクリーの光合成実験は、緑色による光合成の寄与がより大きいことを示し、従来の吸光度曲線と矛盾しているようだ。
マクリー曲線は実際、緑色光の効能を正確に表している。 さらに、吸光度曲線との矛盾はない-2つのグラフはデータの異なる側面を測定している。 これがその説明だ。
図2 マクリー曲線
吸光度曲線の説明。
従来の吸光度曲線データは、粉砕した植物サンプルを溶媒に浸してクロロフィルを分離し、それを液体溶液に入れたものである。
次に、異なる色の光が液体を通過する。 分光装置は、クロロフィルがその光の色をどれだけ吸収したかを調べるために、透過光の残留色特性を記録する。
研究者たちは、赤、青、緑の異なる波長を、クロロフィルaとクロロフィルbについて1回ずつ検査する。 データを記録し、吸光度曲線を作成するために使用する（図1）。
図3 吸光度曲線データの蓄積方法
マクリー曲線の説明
マクリーの実験では、粉砕した植物成分ではなく、固形の葉全体を使用している。 これらの実験では、葉は密閉されたチャンバーに入れられ、さまざまな色の光にさらされる。
研究者たちは、光合成呼吸による酸素の増加を測定し、各光色でどれだけの光合成が行われたかを示す。 最初は、従来の吸収曲線と似たような結果を期待するかもしれないが、もう一つの要素がゲームを変える。
図4 マクリー曲線データの蓄積方法
葉の吸光度
その要因とは、葉の組織の厚さである。 見た目は平らだが、ミクロの世界では葉はかなり厚みがある。 青色と赤色の光は、葉組織の表層しか透過しない（図5）。
図5 葉の吸光度（左青、右赤）
BrodersonとVogelmann（機能的植物生物学 2010 37.403-412）
しかし、緑色の光はより深く透過し、葉を透過することさえある（図6）。
たとえクロロフィルが緑色光を吸収する割合が低くても、緑色光はより多くのクロロフィルを組織の奥深くまで接触させるチャンスがある。 葉緑素の吸収性は落ちるが、葉への浸透性は高まるというトレードオフの関係だ。
図6 葉の吸光度（左：緑、右：赤）
BrodersonとVogelmann（機能的植物生物学 2010 37.403-412）
さらに、青と赤の光は葉の最上層に限られるのに対し、緑（と遠赤）の光は葉を透過する割合が多く、下枝の光合成に影響を与える。 このため、緑色の光は、大麻のような密生したふさふさした植物に特に有効である。
このことを証明するには、分光計や分光PARメーターを使い、葉の下の光の記録を取ればよい。その結果得られるスペクトル（図7）は、緑色と遠赤色の光（>700nm）が圧倒的に多いことを示している。
図7 葉を透過する太陽光のスペクトル。
概要
クロロフィル吸光度曲線は、育成ライトの緑色は最小限の影響しか与えないことを示唆している-光合成に関連付けようとしているなら、これは誤解を招くかもしれない。
対照的に、McCree Curveのデータは光合成に直結しており、全葉サンプリングが含まれる。 緑色光は葉組織をよりよく透過し、下層の葉まで透過するため、緑色光子とクロロフィルとの接触率が高まる。
要約すると、McCree曲線は、成長ライトの緑色が重要であることを強く示唆している-そして、これをサポートするための実質的な研究データと経験的証拠がある。
PG200Nはどのように光合成のために緑色光を最適化するのか？
緑色光は植物の生物学においてユニークな役割を果たしているが、多くの生産者はそれを正確に測定するのに苦労している。 ほとんどのPARメーターは、総PPFDのみを報告し、緑の波長が光合成に最も寄与するキャノピーの中層と下層に、使用可能な緑の光がどれだけ届いているかを区別することはできない。
分光光度計 UPRtek PG200N スペクトルPARメーター は、全PAR範囲にわたって正確な波長別測定を提供することで、この問題を解決します。 これによって生産者は次のことが可能になる：
- 上部の葉を透過する緑色光の定量化
- 植物の密度が、緑色光の透過を許しながら青色／赤色光を遮断しているかどうかを評価する。
- 宣伝されているチャートではなく、実際のスペクトル出力に基づいて照明器具を比較する。
- ダイオードの経年変化や汚れの蓄積によるスペクトルの経時変化を測定
- 緑色光の恩恵を強く受ける作物種に合わせた照明戦略
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