植物育成のための光レシピについて解説

近年、植物工場やスマート農業において、LED照明の活用が急速に広がっています。しかし、植物を育てるための照明選びは、私たちが普段生活で使っている照明とは基準が大きく異なります。人間向けの照明が「人の目」の反応（ルーメンやルクス）を基準とするのに対し、植物向け照明は「光合成の速度」や「成長形態」に影響を与える光子の数や波長が重要になります。
今回のブログでは、植物育成用LEDを展開するLuminus社の記事から、植物育成ならではの重要な指標（PAR、PPF、PPFD、DLI、光子効率など）の基本知識をピックアップしました。さらに、発芽から結実までの各成長ステージに合わせ、収穫量の増加や栽培期間の短縮などを実現するための「光のレシピ（波長の組み合わせ）」という考え方について、分かりやすく解説した記事をご紹介します。

園芸用照明の指標は、可視光線の波長に対する目の反応を基準とした、従来の人間向け照明の指標とは異なります。
一方、植物育成用照明の設計は、光合成の速度と成長形態に基づいており、これらは植物の組織に吸収される光の波長と、入射する光子（フォトン）の数によって決まります。
園芸用照明における主要な指標は以下の通りです。

• 光合成有効放射（PAR） – PARの領域とは、光子（フォトン）の吸収によって光合成が行われる、400nm～700nmの波長範囲を指します。また、植物の成長形態に影響を与えるその他の重要な反応は、PARの範囲内だけでなく、その波長域より上（長波長）や下（短波長）の光を吸収することによっても引き起こされます。
• 光合成光子束（PPF） – PAR波長域において、照明システムから1秒間に放射される光合成に有効な光子（フォトン）の量を表します。この数値はマイクロモル毎秒（μmol/s）という単位で表され、人間の照明でいう「ルーメン」の植物版にあたる指標です。
• 光子効率（Photon Efficacy） – ワット当たりのPPF（PPF/W）とも呼ばれ、園芸用照明システムが電気エネルギーをどれだけ効率よく光子（フォトン）に変換できるかを示す指標です。この数値はマイクロモル毎ジュール（μmol/J）という単位で表されます。
• 光合成光子束密度（PPFD） – 1秒間に特定の表面（植物の葉など）へ降り注ぐ、光合成に有効な光子（フォトン）の数を測定したものです。この数値はマイクロモル毎平方メートル毎秒（μmol/m²/s）という単位で表され、人間の照明でいう「ルクス（照度）」の植物版にあたる指標です。
• 日積算光量（DLI：Day Light Integral） – 1日の日照時間（光が当たっている時間）の間に、特定の表面（植物の葉など）に到達した光子（フォトン）の総量を累積したものです。DLIはモル毎平方メートル毎日（mol/m²/day）という単位で表されます。

一般的な目安： DLIが1%増加すると、植物の収穫量も1%増加すると言われています。光のレシピは、発芽、栄養成長、開花、結実という4つの成長段階において、植物の活動を最適化するために用いられます。成長をコントロールし促進する光受容色素は、それぞれ異なる光の波長を吸収します。様々な光のレシピ（つまり、波長の組み合わせ）を活用することで、収穫量の増加、栽培期間の短縮、味の向上、そして最適なサイズでの育成を実現することができます。

Luminus社では、目的に合わせたPPFカーブ（曲線）を実現するための、最適なLEDの組み合わせを設計・シミュレーションできる「園芸用計算ツール（Horticulture Calculator）」を公開しています。（ https://calculator.luminus.com/horticulture ）

Luminus社の園芸用製品（植物育成用LED）につきましては、こちらからご覧いただけます。

植物育成のための照明の指標と「光のレシピ」とは？

植物のための照明は、私たちが普段使う照明のような「人間の目に見える明るさ」ではなく、「光合成にいかに有効か」という基準で選ばれます。そのため、植物に届く光子の量（PPFD）や1日の積算量（DLI）、光子への変換効率などの専門的な指標を理解することが重要になります。
さらに、植物の成長を最大限に引き出すために不可欠なのが「光のレシピ」という考え方です。発芽から結実までの成長ステージに合わせて光の波長を適切に組み合わせることで、収穫量の増加や栽培期間の短縮、味の向上を実現できます。
Luminus社では、こうした理想の「光のレシピ」をシミュレーションできる計算ツールを公開しています。目的に合わせた最適な栽培環境の構築に、ぜひLuminus社の植物育成用LEDをご活用ください。