赤色レーザーで植物がぐんぐん育つ!?

今まで、植物工場しょくぶつこうじょうでは太陽の光のわりに、主に発光はっこうダイオード(LED)という人工的じんこうてきな光を使って植物を育ててきました。しかし、LEDの光は少し広い範囲はんいの色(波長はちょう)が出てしまうため、植物が光のエネルギーをすべて使い切れないという課題かだいがありました。

そこで研究けんきゅうチームは、赤色レーザーダイオード(LD)という光に注目しました。この赤色レーザーダイオードの特徴とくちょうは、光の色の幅(波長たい)が非常に狭く、とても正確せいかくな光を出せることです。

植物の葉には、光を吸収きゅうしゅうして光合成こうごうせいを行う「クロロフィル」という緑の色素しきそがありますが、赤色レーザーダイオードは、このクロロフィルが最も効率こうりつよくエネルギーに変えられる、赤い光をメインで出すことができます。実験では、この赤色レーザーダイオードの光を使うと、植物の光合成のスピードが、従来じゅうらいのLEDよりも約19%もアップし、成長が大きく促進そくしんされました。例えば、重さは1.75倍、葉の面積めんせきは2.10倍にも大きくなりました。さらに、植物に光によるダメージ(光阻害こうそがい黄化おうか)がほとんどられないこともかりました。

赤色レーザーダイオードは、小型こがたでエネルギー効率もいため、天気に左右されない室内や、将来の宇宙基地うちゅうきちでの食料生産しょくりょうせいさんなど、かぎられた場所での農業を支える「次世代じせだい光源こうげん」として強く期待されています。


☑️レーザーダイオード(LD)
レーザーダイオード(LD)は、電気を使うと光を出す小さな
部品ぶひんです。この光の最大さいだいの特徴は、光の「色(波長)」のはばがとても狭いということです。植物が光合成を行うさい、葉の中にあるクロロフィルという色素が光を吸収しますが、LDは、クロロフィルが最も効率よくエネルギーに変えられる色を、ピンポイントで正確に届けることができます。そのため、植物の光合成を最大限さいだいげんに高め、成長を速くするために使われる未来みらいの光源として注目されています。

☑️発光ダイオード(LED)
発光ダイオード(LED)は、電気を使って光る小さな部品です。現在、
家庭かてい照明しょうめい信号機しんごうきなど、私たちの周りのいろいろな場所で使われています。植物工場でも、これまで太陽光の代わりに人工の光として最もよく使われてきました。しかし、LDとくらべると、LEDの光は色の幅(波長帯)が少し広く、植物が光合成に使えるエネルギーをすべて効率よく使うのがむずかしいことが今回の研究けんきゅうで分かりました。


●参照元:
・「レーザーの光で育てる未来の野菜」 ― 赤色レーザーダイオードが拓く次世代植物工場の光戦略 ― 東京大学大学院農学生命科学研究科・農学部