【トレンドを読む】LEDからレーザーへ ─技術革新が導く植物工場の未来

東京大学は,赤色レーザーダイオード(LD)を光源とすることで,植物の光合成と成長を飛躍的に促進できることを,世界で初めて明確に示した。

写真1 東京大学大学院 農学生命科学研究科准教授 矢守航氏
写真1 東京大学大学院 農学生命科学研究科准教授 矢守航氏

今回,この成果を発表した東京大学大学院 農学生命科学研究科准教授の矢守航氏に取材をした。

植物工場について教えてください。

植物工場は,部屋の中で光・温度・二酸化炭素・栄養など,植物が必要な環境を最適化できるので,とても安定して生産ができる次世代の農業と言われています。

写真2 タバコ&シロイヌナズナ(レーザー:660 nm光)レーザーを広げるのにビームホモジナイザーを使用している
写真2 タバコ&シロイヌナズナ(レーザー:660 nm光)レーザーを広げるのにビームホモジナイザーを使用している

現在,多くの工場ではコストの安さから白色LEDが用いられていますが,先進的な施設では植物の成長に重要な青と赤の光を組み合わせる手法が導入されています。植物工場で青と赤の光が使われるのは,光合成効率が最も高いためです。光合成は葉緑体で光を吸収することから始まりますが,吸収効率は光の色(スペクトル)によって異なります。吸収スペクトルを調べると,光合成色素であるクロロフィルaやbが特に青と赤の光を強く吸収することが分かっています。そのため先進的な植物工場では,この2色の光を活用して栽培を行なっています。青色光は植物の形態形成に関与し,整った姿に育てるのに役立ちます。一方,赤色光は光合成効率が圧倒的に高く,成長促進に直結します。

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