東京大学大学院農学生命科学研究科の矢守航准教授らの研究グループは、植物工場におけるサニーレタス栽培において、遠赤色光（Far-Red light: FR）を照射するタイミングを制御することで、「収量」と「品質」を同時に向上させる実用的な光レシピを提案した（ニュースリリース）。
植物工場は天候に左右されず安定した作物生産を可能にする一方で、人工光への依存による電力コストや採算性が大きな課題となっており、限られた光エネルギーを「いつ・どの波長で・どの目的に使うか」という光環境設計の最適化が重要なテーマとなっている。近年、遠赤色光は葉の拡大やキャノピー（植物の天蓋）の形成を促進し、植物全体の光獲得量を高めて収量を向上させる光として注目されている。しかし、サニーレタスのような赤紫色のリーフレタスでは、遠赤色光を連続照射すると、アントシアニンなどの機能性成分の濃度が低下し、見た目や品質評価が損なわれるというトレードオフが課題であった。
研究グループは、商用植物工場の実運用に近い条件下で、白色LEDを一定照射しながら遠赤色LED（700–750 nm）を補光する時期を切り替える4つの条件を設定し、検証を行った。その結果、「生育前半（4週間）にのみ遠赤色光を照射し、収穫前（後半2週間）に照射を停止する」という切り替えが、最も優れた成果を示すことを明らかにした。この手法では、生育初期に遠赤色光を受けることで葉の展開が促進され、光をより効率的に受け取れる大きなキャノピー構造が形成される。この形態的な変化による効果は、後半に照射を止めた後も持続し、最終的な新鮮重や葉面積の有意な増加に寄与したのである。
一方で、収穫前に遠赤色光を外して白色光のみに切り替えることで、連続照射で懸念されていたアントシアニンやアスコルビン酸（ビタミンC）の含量低下を防ぎ、高い機能性成分と鮮やかな色調を維持することに成功した。また、光合成特性の評価により、遠赤色光はそれ自体が光合成を直接強く駆動するのではなく、白色光と組み合わせることで葉内の光エネルギー利用や光合成反応過程を調節し、生育を支える「補助的な光」として機能していることが示唆された。本成果は、複雑な照明制御や大規模な設備更新を必要とせず、光環境の切り替えというシンプルな運用のみで、省エネルギーかつ高付加価値な作物生産が可能であることを示している。今後は、作物種や品種、栽培密度に応じた最適な制御法の確立を進めることで、植物工場の採算性向上と高品質な食料供給の両立を目指すとしている。
