人工光型植物工場・植物工場

植物の光反応

光反応のスペクトルと光形態形成

植物の主要な光反応のスペクトルを図1に示す。植物は基本的には光合成1によって成長するが、その他の重要な光反応に光形態形成がある。

これには弱光反応 3、4と強光反応2があり、フィトクロームという色素の働きを介して種子発芽、花芽分化、開花、子葉の展開、葉緑素合成、節間伸張などの植物の質的変化を 誘起する。

　光合成にはクロロフィル（葉緑素）という色素が関わっているが、これは図2に示すような吸収スペクトルを持っている。これを見ると、赤色（660nm近辺）と青色（450nm近辺）に二つの吸光合収ピークがあり、この波長が光合成に特に有効であることがわかる。

出典:　文科省

光は、植物の種類や成育段階によって異なりますが、発芽や開花、茎の伸長、葉の展開作用等の形態形式にも刺激源または情報源として作用しています。

種子の発芽では赤色光(660nm)照射で発芽が促進され、遠赤色光(730nm)照射によって促進効果が打ち消される反応があります。

赤色光、遠赤色光を交互に照射した場合、最後の光の効果が現れます。

また、節間の伸長作用では、強光下では青色光が抑制効果を、弱光下では赤色光が抑制効果が高く、混合光照射時には遠赤色光が必要とされ、赤色光／遠赤色光比のバランスで伸長成長が左右されることが知られています。

概して、青色光は生殖成長に関与し抑制ぎみの成長を、赤色光は栄養成長に関与し成長ぎみの傾向を示します。

人間の眼に視感度があるように、植物にも同様な幅広い感度曲線(光合成作用曲線)があります。

McCree(1972)とINADA(1976)による61種類の作物の光合成作用曲線の平均値では、赤色光(625〜675nm)に大きなピークと青色光(440〜450nm)に小さなピークがあります。そして、この作用曲線の光質バランスは、青色光24％、緑色光32％、赤色光44％で、赤色光の作用が高く、青色光の作用が低いことを示しています。

出典　IWASAKI

光形態形成とは

光形態形成（ひかりけいたいけいせい、英: Photomorphogenesis）は、植物の光応答の一種である。

光によって植物の生長や分化などの形態を制御するものを指す。

高等植物では、光受容体の一種であるフィトクロムを介するタイプ、（紫外-）青色受容体を介するタイプが知られている。

青色光反応（青色光応答、紫外-青色光反応、紫外-青色光応答）における光形態形成には、胚軸の伸長抑制、子葉展開、子葉開閉、色素生合成などが知られている。

Wikipediaより