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光合成と照明について:アクア豆知識#03

2009.12.23/Wed/22:08:36

今回は植物の光合成照明のスペクトル分布についてのお勉強です。

照明ってワット数とかの他に色々小難しいデータがありますよね。
今回はそのなかで植物の光合成に必要な光について少し調べてみました。

↓コレがスペクトル分布または分光分布の表です。
605px-Linear_visible_spectrum_svg.gif
(ちょっと端が切れている場合はクリックして拡大して見てください)
この表は可視光線(目に見える光)を分解した表になります。
数値の単位はnm(ナノメートル)で、
人間の目に見える範囲は380~780nmです。
左側の紫の光の外側が紫外線で、右側の赤の光の外側が赤外線になります。

植物の光合成は、この中でも波長ごとに多く必要とする部分とそうでない部分があり、必要な波長が含まれない光ではどんなに明るくても光合成ができないので生長が悪くなります。
また、波長ごとに植物に及ぼす作用が違う事が分かっています。その作用は以下の通りです。

紫外線(400nm以下)
紫外線は、ほとんどの場合有害で、特に280nm以下の「殺菌線」を当てると短時間で枯れてしまいます。
しかし、近紫外線は、植物の形態を正常にして背を低く、葉を厚くする効果があります。

青~青緑色(400~500nm)
赤色光に次いで光合成作用の大きい波長です。植物が光の方向に曲がっていく屈光性やそのほかの形態形成に大きな効果があります。

緑~黄色(500~600nm)
光合成には特に必要ではない光です。

橙~赤(600~700nm)
光合成作用の最も大きい波長域です。また、“日長作用”という植物の生理に大きく影響しています。

赤外線(700nm以上)
“エマーソン効果”という光合成が促進される効果があります。ただし1,000nm以上は熱作用しかありません。

意外ですが、光合成には緑色~黄色の光はほとんど必要ないんですね。

植物をうまく育てるためには赤系の光と青系の光が重要だということが分かりました。
今度は個別の照明について。
TOSHIBA白色
蛍光灯にこんな図が付いているのを見たことがありますか?
コレがその製品の光の分布を表した図になります。

ちなみにこれはごく一般に使用される白色蛍光灯の図です。東芝の20形製品です。
3波長形の蛍光灯はこのように特定の波長域が強く全体として白っぽい光になっています。

植物の育成には赤系の光が少ないので不向きです。

お次はナショナルパルック、
Nathonalパルック
こちらも3波長形蛍光灯で、一般によく使われるタイプです。
色は昼光色。少し赤色がマシになっています。

ただし、人の目が感じる度合いの高い部分に光が分布しているので、植物育成用としてはちょっと弱いかもしれません。
※人間は真ん中らへんの緑~黄色の光が多いと明るく感じます。

ここからは観賞魚用の蛍光灯です。
TOSHIBAフィッシュルクス
コレが東芝のフィッシュルクスという製品です。
420nm、650nmを特出させて 緑の550nmを抑えた波長で設計されているので、かなり赤が強調されて見えます。
熱帯魚用のセットによく入ってきたりします。
植物育成用として優秀ですが、見た目は赤に偏っているのと、明るさが他の蛍光灯よりないので他のランプと併用しないと自然に見えません。

今度はNECのビオルックス。
NECビオルックス
ご丁寧に光合成に必要な領域が明記してあるので見やすいですね。さすが専用蛍光灯です。
青、赤の光だけでなく緑の光も含まれているので、フィッシュルクスよりも発色は自然です。

専用蛍光灯の方が植物育成には向いているのがわかりますね。
ただし、波長とは別に明るさで比べるとビオルックスで一般の昼光色蛍光灯の約60%、フィッシュルクスに至っては約30%しかありませんのでご注意。

ちなみにこれはメタハラのスペクトル分布です。
メタハラ
意外に光合成成分が少ないと思われるかもしれませんが、パワーが違うので一概には判断できません。
ただ一般的に蛍光灯と比べて光の成分に偏りがあって赤色~赤外線の光が少なめ(メタハラで赤系水草がうまく育たない原因かもしれません)で、演色性(一般の自然光と比べた場合の評価)が蛍光灯に比べて劣る傾向にあります。

ランプの効率(W数あたりの光の強さ)と寿命の長さがメタハラのウリです。

最後に植物工場で広く使われている高圧ナトリウムランプの分布図です。
高圧ナトリウムランプ
植物の生長に特化したランプなのでその部分が強調された作りになっています。
赤い光を多く含むのは成長促進のためです。

演色性は極めて低いので、鑑賞面には期待できません。

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カテゴリ: アクア豆知識
テーマ: 水草水槽
ジャンル: ペット
タグ: 光合成  照明 
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この記事に対するコメント

豆知識楽しく読ませていただいております。^^

豆知識が#03になっていたので
慌てて#02を見てきました。

#02は結構ショッキングなお話でした。
URL | じゅげむ999 #FVvOm6X6
2009/12/23 22:56 * 編集 *

植物の成長に必要な波長は何気なく判ってましたが、
この様に図式で、製品毎に解説して頂くと、改めて勉強になりました!
これから蛍光灯を買う時は、この様な表が記載されてるかもチェックしてみます^^
URL | ゾフィ #heXXx5yE
2009/12/23 23:01 * 編集 *

おぉ~先生。大変勉強になりました。
我が家使用のパルックは、こんな程度なんですね。
いろいろ考えさせられます。
URL | tae-aquarium #-
2009/12/23 23:18 * 編集 *

いつも読ませていただいてます。

照明についての説明は本で見ても難しそうなので飛ばしていましたが、こうして分かりやすく説明していただくと大変うれしいです。

照明は強ければいいとばかり思ってました。
URL | santakurippu #-
2009/12/23 23:40 * 編集 *

Re: タイトルなし

> じゅげむ999 さん
ありがとうございます。

ショッキングでしたか…
ああいうこともあるのがこのアクアな世界です(笑

じゅげむ999さんは引っ掛からないでくださいね。
私みたいに。

> ゾフィ さん
スペクトル分布は各社のHPなんかにも
いくつか掲載されていましたので、それを見るのもいいかもしれません。
色々参考になりますよ。
ホントは光合成に適した光の指標とかもあるんですが
それを書きだすと理解不能になりそうだったので(私が)
やめました。このぐらい分かっていれば事足りますし。

> tae-aquarium さん
細かいスペックに凝りだすとキリがないので、
程ほどでいいんですよ。
照明は数でも補えますし、ものすごく難しい種じゃなければ
そんなんこだわらなくても十分育ってくれます。

> santakurippu さん
はじめまして。見て頂いてありがとうございます。

>照明は強ければいい
基本はそれでいいと思います。
それなりに明るい照明だったら大丈夫なのであまり気にしなくとも大丈夫ですよ。
URL | 車輪のホイール #-
2009/12/25 21:03 * 編集 *
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