どの色の栽培ライトが最適ですか? なぜ栽培ライトは紫色なのですか?
前書き。
グロー・ライトが紫色に輝くのは、青みがかったLEDと赤みがかったLEDのアレイだからだ。 しかし、どの色の栽培用ライトが最適でしょうか? 植物は光合成のために青色と赤色の光を最も効率的に吸収し、植物の代謝プロセスの多くに不可欠な糖を生成します。
この記事では、青と赤がなぜ重要なのか、他の色は役に立つのか、そして紫色の光になぜ利点があるのかを探ります。
図1 Photo by Kara Eads on Unsplash
どの色の栽培ライトが最適ですか?
青みがかった光と赤みがかった光は、特に植物の成長に効果的です。しかし、青色または赤色の光を優先すべきでしょうか、それとも他の色も役立つのでしょうか?
なぜ青と赤の光なのか?
しかし、青や赤は反射されず、葉に吸収されて光合成に使われる。
クロロフィルは青色と赤色の光を好む
クロロフィルは植物細胞の中に埋もれている分子で、光を吸収して化学エネルギーに変換する（最終的には糖の生成に使われる）。
クロロフィル-bがあり、その吸光度のピークは青色光である。 また、赤色光を吸光度のピークとするクロロフィル-aもある。 図2はこれを示す吸光度チャートである。 緑色に対する感度は、吸収率が低いとはいえ、依然として光吸収に寄与する可能性があることに注意。
図2 クロロフィル吸収チャート。
なぜブルーライト？最高のエネルギー効率を得るには
青色光子の波長周波数は非常に短く、したがってエネルギーが高い。 青色光子は、同じ量で比較すると赤色光子に比べてクロロフィルの活動を直接的に増加させるわけではありませんが、青色光子のエネルギーは、プロセス全体にかかわる多くの生化学反応を触媒します。
実際、農家は作物の生産を刺激するために補助的な青色光を加えており、青色光は植物にとって貴重なエネルギー源となっています。
光合成が青色光子エネルギーを光合成に寄与する最も費用対効果の高いエネルギー源として利用するというのは、進化上の特徴である可能性が高い。
図3 青色光は周波数が短く、エネルギーが強い
なぜ赤色光なのか？光吸収範囲の拡大
クロロフィルaの、そしてクロロフィルbの赤色光を吸収する能力は、単に光合成に寄与する色の範囲を広げるだけである。 もう一つの進化の特徴。
実際、クロロフィル-aのピーク吸収は、クロロフィル-bに比べて、この範囲を両方向にさらに広げている（図4）。
図4 クロロフィルaは、光合成に利用できる色の範囲を広げる。
クロロフィル a とクロロフィル b はどこにあるのか? (詳細)
クロロフィルaとクロロフィルbは植物細胞の奥深く、特に緑の葉の中に埋もれている。 細胞内にはチラコイドと呼ばれるパンケーキのような構造物がある（図5）。 このチラコイドには膜があり、光を吸収して糖を作るための化学エネルギーに処理する工場がある。
図6はこの工場と2つの重要なステーションを示している：PS-IIとPS-Iである。 PS-IIはクロロフィル-bの光吸収分子を多く含み、PS-Iはクロロフィル-aを多く含む。
図5 クロロフィルは植物細胞の奥深くにあるチラコイド構造に存在する
図6 PS-IIのクロロフィル-b、PS-Iのクロロフィル-a
栽培ライトが紫色に見えるのはなぜですか? また、これは植物にどのようなメリットをもたらすのでしょうか?
植物の成長には青色光と赤色光の両方が不可欠であるため、多くの栽培用ライトはこれら 2 つの色を組み合わせて紫色の色合いを作り出します。
この紫色の光は、クロロフィルの吸収に理想的な波長を提供する実用的な方法であり、青色光と赤色光の両方の長所を組み合わせて光合成を最適化し、植物の健康をサポートします。
屋内農業では、このブレンドにより成長効率が最大化されるため、紫色の栽培ライトが賢明な選択となります。
植物を育てるのに最も効果が低い光の色は何ですか?
植物は自然に緑の波長を吸収するのではなく反射するため、緑色光は植物の成長に最も効果がありません。しかし、緑色光は樹冠の奥深くまで浸透し、下の葉に届くため、小さな補助的な役割を果たすことができます。
紫色の栽培ライトは理にかなっていますが、フルスペクトルライトはどうでしょうか?
青と赤のLED電球で紫色に輝く成長ライトは理にかなっている。 実験とデータによって証明されたように、これらの色域で吸収性の高いクロロフィル分子を効率的にターゲットにするように適合されている。
適者生存という自然の驚異的な進化の結果なのだ。
しかし、青赤の成長ライトとは別に、フルスペクトル照明を推進する別の陣営がある。 次回はそのあたりを探ってみたい。
図 8 フルスペクトル成長ライト
紫、白、青、赤の光：植物の成長に及ぼす影響
それぞれの光の色は植物の成長に明確な利点をもたらします。
- 紫色の光：青と赤を組み合わせ、クロロフィル a とクロロフィル b の両方をターゲットにし、光合成に最適です。
- 白色光：緑色やその他の波長を含むフルスペクトルの光で、自然光を模倣し、バランスの取れた成長を可能にします。
- 青色光：光合成を触媒し、植物の形状と成長習慣に影響を与える高エネルギー光。
- 赤色光：開花と結実を促進し、光合成の有効範囲を広げます。
これらのバリエーションは、植物の成長段階や種類に応じて独自の利点をもたらします。
栽培用ライトが正しい色を照射するようにする方法
栽培用ライトを購入する際や、ダイナミックLEDライトの色を調整する際には、「スイートスポット」を確実にヒットさせることが重要だ。 これは、色スペクトルを測定し、吸収曲線と比較する「スペクトル」PARメーターを使用して行われる。
トップクラスの室内農家や農業研究者は、効率と生産性を最適化するための必携ツールとしてこの装置を採用している。
結論
植物の健康には、栽培ライトの適切な色を選択することが不可欠です。青と赤の LED で構成された紫色の栽培ライトは、自然の進化設計のおかげで、光合成のための光吸収を最大限に高めるのに効果的です。紫色が最適だと多くの人が信じていますが、フルスペクトル ライトは別のアプローチを提供します。つまり、栽培ライトの色、特に紫色の光の有効性を理解することが、植物の成長を最適化する鍵となります。
図7 クロロフィル吸収曲線による育成光スペクトル。
PG200NスペクトルPARメーター
スペクトルPAR測定は、農家や研究者に照明の専門家としての利点を提供し、ピーク色の波長を測定して、成長ライトが効率的な光合成のためのスイートスポットに当たっていることを確認する。
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UPRtek（est。2010）は、ポータブルで高精度の光測定器のメーカーです。ハンドヘルド分光計、PARメーター、分光放射計、光校正ソリューション。
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