光は植物の成長に欠かせない要素であり、光合成から果実の品質に至るまで、あらゆる面に影響を与えます。このことから、補助光は必要かどうか、またそれが作物の発育にどのような影響を与えるかという重要な疑問が浮かび上がります。
これらの問題を調査するため、トマトの植物を対象に、紫外線（UV）、赤外線（IR）、およびディープレッド照明の効果を検証する実験を行いました。
実験の設定
異なる種類および組み合わせの補助光がトマトの成長にどのように影響するかを評価することを目的としました。単一のトマト品種を選び、8つのグループに分けました。各グループはFC-6500システムを使用して異なる照明条件にさらされました。以下は各グループの照明スケジュールの内訳です：
メインの照明スケジュール（FC-6500）：午前5:30から午後5:30まで。
UV照明：初めの5日間は、午前5:30から午後5:35まで毎時5分間UV照明を適用。その後は、午前5:30から午後5:40まで毎時10分間に増加。
IR照明：メインの照明期間の前後15分間、午前5:15から午前5:30、および午後5:30から午後5:45まで使用。
ディープレッド照明：午前5:30から午後5:30までのメインの照明期間中、継続的に使用。
栽培条件
様々な照明処理の影響を正確に測定するため、すべてのグループは以下の一貫した環境条件下で栽培されました：
温度：22°Cから28°Cに維持。
湿度：65％から75％に維持。
土壌組成：ピートモス、パーライト、バーミキュライトを3:1:1の割合でブレンド。
これらの制御された条件は、植物の成長、収量、および品質の観察される違いが、適用された異なる照明処理に直接起因することを保証するために重要でした。
106日後の実験結果
果実の色の発展：
観察：画像は、赤い光の処理が果実の発展を加速し、色の変化を早めることを明らかにしています。これに対し、UV光はこれらの効果を生じません。
赤い光の効果：赤い光は果実の発展と色の変化を著しく早め、UV光とは異なる結果を生み出します。
IRとディープレッドの組み合わせ：赤外線（IR）とディープレッド光の組み合わせは、果実の成熟を大幅に加速します。これにより、早期の熟成と成熟した色への移行が促進され、市場の需要に合った鮮やかな果実が得られます。
強化された色素形成：色の深まりは果実の収穫準備が整っていることを示し、市場の需要に応じた鮮やかなトマトを提供します。
メカニズム：IR光は植物組織に深く浸透し、成長と成熟を促進し、ディープレッド光は特に成熟プロセスに関連する色素変化を強化します。
糖分含量：
一般的な発見：データは、高い光強度が糖の蓄積を促進することを示しています。UVおよびディープレッド光の使用はこの効果を大幅に高め、より甘く風味豊かなトマトを生産します。
UVの影響：UV光は、風味を高めるフラボノイドなどの二次代謝物の生成を促進します。
ディープレッドの影響：ディープレッド光は、炭水化物の生成を増加させることによって光合成と糖の蓄積を高めます。
収量：
向上した果実の品質と収量：UVおよびディープレッド光をFC-6500などの標準的な照明プロトコルと組み合わせることで、果実の量を増加させるだけでなく、全体的な品質も向上させます。UVとIR光のシナジー効果は、より大きな果実を生成し、色も改善され、市場の魅力を高めます。
短日植物の開花促進：IR光はトマトのような中性作物には限られた影響しか与えませんが、イチゴや大麻のような短日植物の開花を大幅に促進します。これにより果実のセットが増加し、収量も増加します。730-745 nmのIR光を発するAdlite IRシリーズを使用した別の実験も検討されています。
一貫した信頼性のある結果：補助照明を使用することで、補助光なしの基本条件と比較して、作物の収量と品質が向上します。高強度の光は自然に収量と品質を向上させますが、UVおよびディープレッド光を追加することで、果実の重量と発展に関して一貫して優れた結果が得られます。
草本植物の栽培におけるUV光の影響
我々の研究は、補助UV照明が植物の成長を強化する重要な役割を果たすことを示しています。これは「草本植物の栽培におけるUV光の影響」などの研究に詳述されています。この研究は、以下の重要な領域におけるUV-AおよびUV-B光のポジティブな効果を強調しています：
CBDおよびテルペンの生産強化：UV-AおよびUV-B光線は、植物の葉の表面にトリコームの密度を増加させることで、CBDおよびテルペンの生産を大幅に向上させます。これらのトリコームは、CBDの貯蔵だけでなく、UV放射に対する保護を提供する自然化合物を合成します。結果として、より強力で芳香のあるハーブが得られ、風味が向上し、医薬品としての利益も増加します。
頑強な害虫および病気抵抗性：UV光は植物に特定の防御化合物を生成させ、害虫を自然に撃退し、真菌感染を防ぎます。この生物学的な保護は、合成農薬への依存を減少させ、より持続可能で有機的な農業慣行を促進します。
望ましい植物形態：UV光への曝露は草本植物の物理的構造を変化させ、よりコンパクトな成長と小さな葉を促進し、また植物の色素形成を強化します。これらの形態学的変化は、品質とプレゼンテーションに重点を置く商業クライアントやブティック栽培者にとって、特に魅力的なハーブを生産します。
紫外線照明を商業およびブティック農業の設定に統合することで、栽培者は作物の品質と魅力を向上させるだけでなく、収益性も向上させることができます。この戦略的な紫外線照明の利用は、植物の持つ特性を活かして、より効率的で品質に重点を置いた栽培方法を実現します。
補助照明ソリューション
私たちの研究は、紫外線、赤外線、ディープレッド照明が作物の成長と生産性を向上させる効果を明確に示しています。より健康な植物と収穫量の増加を達成するためには、これらの補助照明を取り入れることが不可欠です。Mars HydroのADLITEシリーズは、これらの特定のニーズに合わせたカスタマイズされたソリューションを提供します。
ADLITE UVシリーズ
ADLITE UVシリーズは、UV-A光（365-370nm）に富んだスペクトルを発し、植物の鮮やかさ、風味、栄養価を大幅に向上させます。このUV-A光は、特にハーブのTHCおよびCBDレベルを高めるのに効果的であり、医療特性と全体的な強靭さを向上させます。
このシリーズは、植物の成長の最適な段階で紫外線を正確に適用することを可能にします。このようなターゲットを絞った適用により、フラボノイドやアントシアニンなどの有価な二次代謝物の生成が促進されます。これらの化合物は、植物の害虫や病気に対する自然防御力を強化するだけでなく、全体的な植物の健康と強靭さを向上させます。したがって、ADLITE UVシリーズは現代の園芸にとって不可欠なツールであり、植物をより強く、健康で、優れた品質にします。
ADLITE IRシリーズ
ADLITE IRシリーズは、赤外線（IR）照明を利用して植物組織に深く浸透し、茎の成長を促進し、開花を強化します。成長サイクルと代謝プロセスの管理において重要な役割を果たし、成長段階の効率的な移行を促進します。これにより、開花と結実が改善され、収穫量が大幅に増加します。
ADLITE Deep Redシリーズ
開花期間を延長し、果実のサイズを大きくするために設計されたADLITE Deep Redシリーズは、花や果実の色彩を強化し、その美しさと栄養価を高めます。この特殊な照明は、全体的な植物の発育を最適化し、視覚的に魅力的で栄養価の高い収穫を確実にします。
UVおよびIRをフルスペクトルライトに統合する際の課題
UVおよびIR光をフルスペクトル照明システムに組み込むことは、タイミング制御の問題、故障率の増加、効力の低下などの課題を伴います：
- タイミング制御の問題：UVおよびIRライトは植物の発育において特定の役割を果たしており、その適用には正確なタイミングが必要です。UV光の過剰露光は植物のDNAや組織を損傷する可能性があり、IR光は植物の睡眠サイクルを調整し、開花や発芽などのプロセスに影響を与えるため重要です。フルスペクトルシステムは、これらの光の種類を独立して制御する能力を欠くことが多く、自然光サイクルを再現し、適切なタイミングで特定の植物成長反応を引き起こすことが重要です。
- 複雑さによる故障率の増加：UVおよびIR機能を追加することで、フルスペクトルLEDシステムは複雑になります。この複雑さは、UVおよびIR照明の特有のニーズを満たすために設計された別々の回路や電源などの追加の電子部品から生じます。部品が増えると、製造上の課題や故障のリスクが高まり、それぞれの要素がシステムの信頼性や寿命を損なう可能性があります。
- 組み込みUVおよびIRの非効力：UVおよびIR照明の効果は、放出される光の強度と質に依存します。植物は、ストレス防御や開花などの重要な反応を引き起こすために、UVおよびIRスペクトル内の特定の波長を必要とします。多くの統合システムは、これらの重要な波長を十分な強度で提供することに失敗し、成長条件が最適でなくなり、収量、品質、健康の点で植物がその完全なポテンシャルを達成するのを妨げます。
結論
紫外線、赤外線、およびディープレッド補助照明を栽培戦略に統合することで、作物の成長、収量、および品質を大幅に向上させることができます。これらの高度な照明技術を利用することで、より健康で豊かな収穫を確実にすることができます。
