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光の強さと時間を変化させて、レタスと水菜の生育を比較した実験

 LEDなどの人工光で野菜を育てるときに重要なポイントなのが、

  • 光の強さ
  • 光を当てる時間

です。

光の「強さ」や「当たる時間」が野菜にとって適切だったときに生育がよくなるわけです。

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そこで疑問となるのが、

以下の2つの条件を比較。

  • 強い光を短時間
  • 弱い光を長時間

植物が積算して浴びる光量が同じだったとしたら、どちらの生育が良くなるの?

ってところ。

というわけで、そのあたりのことを調べてくれている実験がありましたのでご紹介します。

今回参考にしたのは、ジョージア大学のこちらの文献。

目次

光の強さと時間の条件を変えて実験

それでは実験方法を見ていきましょう。

実験では、積算光量(DLI)を同じに調整しつつ、PPFD(光の強さ)と日長時間の条件を変えて検証しています。

つまり、

「強光+短時間」と「弱光+長時間」のどちらの条件でも、植物が収穫されるまでに受ける光量が同じ

ということですな。

光を当てた時間の条件は6パターン

光を当てた時間の条件は、以下の6パターンで比較しております。

  • 10時間
  • 12時間
  • 14時間
  • 16時間
  • 18時間
  • 20時間

それぞれの時間で、野菜に当たる光量が全て同じ(16 mol m-2 d-1)にして比較したいと。

そのために光の強さを調節しているわけですな。

育てた作物は、ミズナとレタスの2種類

  • ミズナ、30日目に収穫
  • レタス、41日目に収穫

それぞれの条件ごとに植物が反応を示していた

それでは結果です。

それぞれの条件をまとめると、以下のような傾向がありました。

強光+短時間

  • 光源に対して急な角度(上向き)に葉が延びていたが、老化につれて減少。(葉に当たる光量を減らすため)
  • 葉の色が明るい(薄い)緑だった。(葉のクロロフィル含有量が低い)

上記、どちらの反応も似たような傾向と言えます。

光が強すぎたために、植物が光を避けるような反応をしていたわけですな。

ちなみに葉の色が薄かった理由について、研究チームによると、

日長時間が短いと、植物が葉緑素を生成できる時間が短くなるのかも。

とのこと。

弱光+長時間

  • 葉の重なりが減り、光を受ける面積が増加
  • 葉の色が濃い(葉のクロロフィル含有量が高い)
  • 地上部の乾燥重量が大きい
  • 効率的に光合成している。(光エネルギーをより多く光合成に利用できている)

こちらは植物が光のエネルギーを出来るだけ有効に使おう。という感じの反応ですね。

これは、強光+短時間とは逆の結果になった。ってことになります。

その他にわかったこと

葉の面積

面積に差はなし。

チップバーン

レタスは実験後半の全てで発生。原因は不十分な空気循環。

結局、収量としてはどちらが良かったか

実験結果としては、

「弱光+長時間」の条件で、より収量が高くなる

という結果になりました。

しかし文献中の外観写真を見ると、逆の「強光+短時間」の方が美味しそうに見えちゃうなぁ~。

とはいえ研究チームでは、実験結果を踏まえて人工光型栽培の生産性についてまで言及しております。

研究チームいわく、

PPFDは低くて問題ないので、必要な照明器具を減らせて、初期投資が減らせる。

光の利用効率が高まるので、光エネルギー(=電気代)を節約しつつ、より大きく生育できる。

照明から発生する熱が減らせるため、空調代も減らせる。

と、こんな感じ。

最終的には、「収量を増やしつつ、コストも減らせるじゃん!」と締めくくっています。

ただまぁ植物工場の場合だと、やっぱり早く育ってほしいってのがありますしね~。

全てイイトコ取りってのは難しいものですなぁ。

光のエネルギーをより効率的に使うには

ちなみに光のエネルギーをより効率的に使うにはどうしたら良いのか。

別の視点から方法を一つご紹介しておきますと、植物に当たらない光を反射させて、植物により多く当たるようにしてあげると良きです。

その際には反射シートを使うのですが、反射シートで植物を取り囲むような感じですねー。

もちろん植物に当たる光を遮るように設置してはいけませんよ。

使う反射シートは、反射率が高くて水に強いものがあると良いですね。例えば以下のようなもの。まぁ白い板があるだけでも大分違いますが。

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