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LEDで光合成できる?

植物が光合成に使う光は光合成色素によって吸収され、二酸化炭素を有機物に変化させます。主に青色と赤色の領域の光を吸収するため、赤色LEDと青色LEDは物育成用の光源として多く使われています。

質問:LEDの光でも植物は光合成できるのですか?

回答:LEDの光だけで植物は光合成が可能です。

植物の光合成は主に可視光線といわれる人間の目に見える光で行われています。最近はLEDの光を使って人工的に野菜を栽培する取り組みが産官学で積極的に行われています。また、LEDによる光合成においては光の波長によって植物の形などが自然環境のものと異なる場合があります。

赤色LEDと青色LEDの光の波長が物育成用の光源として最適

可視光線は波長の短い方から紫、青、緑、黄、橙(だいだい)、赤などの光に分解されますが、植物の種類によってその中から必要な光を選んで吸収しています。光合成に使われる光はクロロフィル(葉緑素)やβ―カロテンなどの光合成色素によって吸収され、二酸化炭素を有機物に変化させます。光合成色素が吸収できる光はクロロフィルの場合、主に青色(400~500nm)と赤色(600~700 nm)の領域の光を吸収します。

赤/青LEDのバランスで植物の育成を最大限に高めることが可能

光合成色素による光合成に対して赤色の光の効果が最も大きく、成長スピードを加速するといわれています。また、植物の葉が成長したり茎が太くなったりする「形態形成」と呼ばれる成長過程には青色の光が必要で、植物の芽が黄色から緑に変わる「脱黄化」という過程も青色の光で促進されます。それぞれの光の色に役割があるため、両方の色の光をバランスよく照射して光合成させることで植物の育成を最大限に高めることができます。

LEDにより付加価値の高い農作物を生産する都市型農業が加速

食料自給率の低下や、農業人口の減少と高齢化・後継者問題、耕作放棄地の増大などが課題とされる中、都市の中に植物を育てる工場を作り、付加価値の高い農作物を生産する都市型農業が注目を集めています。都市型農業は天候や季節に影響を受けない連続生産が可能であり,無農薬、新鮮、高栄養価などの多くのメリットがあります。その野菜工場で活用されているのが高効率なLEDです。最新のLEDの登場で植物工場の生産効率が格段に向上することになりました。

味や栄養価などを自由にコントロールして野菜を効率的に栽培

ある産学事業では、冷却効率を高めて長寿命化したLEDを開発し、それを光合成の光源として野菜を栽培する研究を進めています。赤色LEDでは露地栽培に比べて甘みがありビタミン類を多く含むレタスを生産できたほか、青色光を多く含むLEDで栽培した結果、ポリフェノールなどの抗酸化物質が多く含まれたレタスが育成したといいます。光合成に先進のLED技術を用いれば、味や栄養価などを自由にコントロールした野菜を効率的に栽培することが可能になります。

(C) nobudget LED 研究会 2014.10.03

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