植物はチューブライトで光合成できますか?
植物は、光エネルギーを化学エネルギーに変換する光合成の基本的なプロセスを通じて、成長を維持し、地球の生態系に貢献することができます。チューブライトは典型的なタイプの人工光源であり、屋内の庭師や園芸家が答えなければならない最も重要な質問の 1 つは、この重要なプロセスをうまくサポートできるかどうかです。この問題の解決策を見つけるには、光合成の科学、チューブライトの特性、およびそれらを植物栽培の分野に応用する方法を調査する必要があります。
植物細胞に見られる主要な色素であるクロロフィルは、光の吸収を伴う光合成の重要なプロセスを担っています。吸収のピークは、クロロフィル a とクロロフィル b の光スペクトルの青色 (400 ～ 500 nm) と赤色 (600 ～ 700 nm) の領域で発生します。これらは、最も豊富に存在する 2 つの形態のクロロフィルです。光に依存するプロセスはこれらの波長によって駆動され、その結果、水が分解され、二酸化炭素をグルコースに変換するために必要なエネルギー伝達体であるアデノシン三リン酸 (ATP) とニコチンアミドアデニン ジヌクレオチド リン酸 (NADPH) が生成されます。緑色光（500～600 nm）は主に反射され、植物に緑色を与えるのはこの光ですが、種によっては気孔の機能や葉の増殖に影響を与える可能性があります。
波長の全範囲は自然の太陽光によって提供されます。ただし、屋内空間には十分な量の太陽光が届かない場合があり、人工照明の使用が必要になります。チューブライトとして知られる蛍光灯の一種は、水銀蒸気を励起させて紫外 (UV) 光を放射することで機能します。この光はその後、チューブランプの内側にある蛍光体コーティングによって可視光に変換されます。光のスペクトル出力は蛍光体の種類によって決まり、変動して植物の発育に影響を及ぼします。
冷白色蛍光管から発せられる光の大部分は青と緑のスペクトルであり、その色温度の範囲は 4100K ～ 6500K です。これらは一般的な照明を提供する目的で、家庭や商業環境で広く使用されています。青色の波長は葉の発達を促進し、コンパクトな植物構造を維持するため、栄養生長に有利であるという事実にもかかわらず、植物があまり吸収できない大量の緑色光は、光合成を行う能力を妨げます。これらのチューブは、ヘビ植物やポトスなど、低光量を必要とする植物には適していますが、より急速に成長する種をサポートするのは難しい場合があります。
より多くの赤と黄色の波長を生成する蛍光管は、温白色蛍光管として知られています。色温度は2700Kから3000Kの範囲です。開花と結実において赤色光が果たす最も重要な役割の 1 つは、光合成中に起こる光に依存しないプロセスに赤色光が不可欠であることです。-一方、青色光の出力が減少すると、栄養段階での葉の成長が妨げられる可能性があり、苗木や葉物野菜にはあまり適さなくなります。それらは、成熟に達した開花植物など、生殖段階にある植物にとってより有益です。
フルスペクトル蛍光管の青色 (400 ～ 500 nm) と赤色 (600 ～ 700 nm) の波長は、緑色およびその他のスペクトルの量が少なくバランスが取れています。-この配置は、環境に存在する自然な太陽光をシミュレートするように設計されています。これらの照明の演色評価数 (CRI) は 85 を超えることが多く、植物の発育のあらゆる段階に適した包括的な光源となっています。- HortScience で発表された研究などの研究では、フルスペクトル チューブで栽培されたハーブのバイオマスとクロロフィルの含有量が、日光の下で栽培されたものと同等であることが実証されており、これらの方法の有用性が実証されています。{10}
従来の管と比較すると、高出力 (HO) 管と超高出力 (VHO) 管は、より高い光強度 (光合成光子束密度 (PPFD) で測定) を提供します。{0}{1} HO チューブは 12 インチの距離で 400～600 μmol/m2/s の PPFD 値を達成する能力があり、トマトなどの中光植物に使用可能です。- VHO 管は、最大 800 μmol/m2/s の放電力率 (PPFD) を持ち、高光種に対応できるように設計されています。-ただし、専門のバラストが必要であり、より大きな熱を発生するため、換気が必要です。
大部分の植物は 100 ～ 2000 μmol/m2/s の光子束密度 (PPFD) を必要とするため、光の強度が最も重要です。標準的なチューブは 12 ～ 18 インチの距離で 50 ～ 300 μmol/m²/s を送達できます。これは、レタスやパセリなどの低照度植物には十分です。-このスペクトルを拡張することで、HO 管は要件がそれほど高くないプラントを支援します。光の強度は、距離が 2 倍になると強度が 4 分の 1 になるという逆二乗則に比例するため、吸収を最適化する最適な方法は、植物の上 6 ～ 12 インチの間にチューブを配置することです。
光の時間光周期として知られる露出も同様に重要です。ほとんどの植物にとって、1 日 12 ～ 16 時間の光で十分ですが、呼吸には暗闇が必要です。不規則な光のパターンによって引き起こされる可能性のあるストレスを最小限に抑えるために、タイマーで簡単に調整できるチューブライトが安定したサイクルを提供します。
たとえ効果的であっても、チューブライトにはいくつかの欠点があります。 LED と比較するとエネルギー効率が低くなりますが、LED はより多くの電気を光に変換し、目的の波長を放射できるため、無駄が削減されます。さらに、LED は寿命が長く (真空管の 10,000 ～ 20,000 時間に対して 50,000 時間以上)、発生する熱が少ないため、冷却コストが安くなります。メタルハライド (MH) や高圧ナトリウム (HPS) を含む高輝度放電 (HID) ランプ-は、大規模運用向けに高い力率係数 (PPFD) を備えています。-それにもかかわらず、それらはより大量のエネルギーを必要とし、かなりの量の熱を生成します。
それにもかかわらず、チューブライトは初期費用が手頃で、設置が簡単で、広く入手できるため、小規模なガーデニングに広く使用され続けています。これらは、必要な光量が少ない苗木、マイクログリーン、葉物作物の成長に非常に優れた性能を発揮します。たとえば、カリフォルニア大学共同普及部が実施した研究結果によると、フルスペクトルチューブで栽培されたほうれん草は、屋外で栽培されたほうれん草よりも 90% 高い成長率を達成しています。-
結論は、チューブライト十分な青と赤の波長、許容可能な強度、およびプロセスに必要な適切な光周期を提供する場合、光合成を促進する可能性があります。最適なフルスペクトル管とは、大部分の植物のスペクトル要件を満たすものです。-たとえそれらがそれほど技術的に洗練されていないとしても、LEDまたは HID は、屋内園芸家に実用的かつ経済的なソリューションを提供します。彼らは、適切な条件が満たされれば、人工チューブライトの下でも植物が生育できることを実証しました。
詳細情報:https://www.benweilight.com/lighting-チューブ-電球/100w-200w-300w-plant-led-tube-light.html
