光合成リズムに合わせた間欠照射によるＬＤスキャン照射技術の開発

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【研究方法】本研究では、LDスキャンによる植物栽培は先行例がなく新規性が高い。また、光合成リズムに合わせたスキャンを行うことで、更なる省エネが期待でき、将来3WクラスのハイパワーLDを使用すれば照射範囲を3㎡以上に拡大可能である。またLD導入数も抑えられ、更なるコスト削減が期待でき、高収益で安全・安心な食の供給することが可能である。これらのことを考慮して、LEDより発光効率の高いLDを用いて、光合成リズムに合わせた間欠照射によるLDスキャン照明技術の開発を行った。栽培には基本的に640～680nmの赤色、430～450nmの青色が10:1の比率で照射する必要がある。光合成に必要な赤色はLDスキャンによる照明で行った。スキャン面積はレーザー出力1Wであるため、光量との関係から1㎡を一つのパラメータとして設定し、青色は連続照明で行った。果菜類は葉菜類と比較して栽培期間が3ケ月～5ケ月間必要である。研究期間1年で2種類の葉菜類(レタス、冬菜)、1種類の果菜類(ピーマン)を栽培するために、一種類約3ケ月に分けて実施した。研究の前半(8月～11月)は葉菜類のレタス、冬菜の栽培を実施した。後半(12月～2月)は果菜類のピーマンの栽培を行った。【研究成果】葉菜類のレタス、冬菜ともLDスキャンによる照明で、既存の三波長合成ハイパワー白色LEDとなんら遜色なく生育することが栽培実験から確認できた。1㎡当たりの消費電力を比較するとLEDの6V×0.5A×20個=60W、対して出力1WのLDで、3.5V×1A×1個=3.5Wと少なく、省エネに貢献できた。ピーマンについては、LED栽培は露地栽培と変わりなく生育、収穫も確保できたが、出力1WのLDでは、光不足のため、植物体も弱々しく、収穫までには至らなかった。この解決には、3W以上のパワーの大きなLDが必要と思われる。