植物培養体の生長促進に最適な明暗周期と培養器の換気回数の策定

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植物培養体(以後、培養体)の生長促進に最適な明暗周期(明期と暗期を合わせた時間)と培養器の換気回数(通気性)を策定するために、培養体の1日の正味のCO_2吸収量(以後、日CO_2吸収量)に及ぼす明暗周期の影響が、培養器の換気回数によってどのように異なるのかをコンピュータシミュレーションにより調べた。具体的には、まず明暗周期と換気回数を種々組み合わせたときの培養器内CO_2濃度の時間変化を富士原ら(1987)の方法により推定した。それによって得られた培養器内CO_2濃度の時間変化から、培養体の日CO_2吸収量を算定した。このとき、明期と暗期の時間比は2:1、培養体はFicus lyrata、培養器内空気容積は157ml、培養器周囲のCO_2濃度は400ppmとした。その結果、(1)明暗周期が短いほど培養体の日CO_2吸収量が増加すること、(2)明暗周期を6時間以下にすると日CO_2吸収量の増加割合が顕著になること、(3)換気回数が0.1h^<-1>以下では明暗周期を短くしても日CO_2吸収量がほとんど増加しないこと、などを明らかにした。これらの結果は、明暗周期を短くすることの効果の程度は、培養器内外間でのCO_2交換性/交換速度により大きく影響されること、すなわち、培養器の換気回数、さらには培養器周囲のCO_2濃度や培養器内空気容積によっても影響されることを示すものである。少数の試験区を用意して行った実際の培養試験の結果は、シミュレーション結果と同様であった。また、培養体の(乾物)生長は、日CO_2吸収量の増大に伴い単調増加したことから、実用的な範囲内の明暗周期と換気回数のレベルにおいては、培養体の日CO_2吸収量を最大とする明暗周期と換気回数の組み合わせは、そのまま培養体の生長促進に最適な組み合わせであることが確認された。