スタンレー電気と東京大学が共同研究で植物成長促進を実証
スタンレー電気株式会社は、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と共同で、赤色レーザーダイオード（LD）を用いた植物栽培に関する研究を実施しました。その結果、LDが従来から使用されている発光ダイオード（LED）光源を上回る成長促進効果を示すことが明らかになりました。
本研究は、レーザー・光デバイス技術を農業分野に応用し、より高精度な植物栽培技術を確立することを目的としています。研究成果は、農林水産省が選定する「2025年農業技術10大ニュース」に選ばれ、その注目度を示しています。
背景：植物工場の課題と新たな可能性
近年、気候変動や農業人口の減少といった課題が深刻化する中で、植物工場への関心が高まっています。しかし、植物工場の普及には、エネルギーコストを含む生産コストの高さが大きな障壁となっています。特に、人工光源の性能は、生産性やランニングコストに大きく影響するため、重要な要素とされています。
これまで、人工光源としては高効率かつ制御性に優れたLEDが主流でしたが、スタンレー電気と東京大学の研究グループは、効率や出力制御性、配光技術などが進歩しているLDに着目しました。LD光を用いた植物栽培が、植物工場の生産性向上に貢献する可能性を検証しました。
研究成果のポイント
研究の結果、以下の点が明らかになりました。
- 光合成速度を最も効率的に高める赤色LDの波長は、660nmであると特定されました。
- 赤色LDは、同じ波長の赤色LEDと比較して、より効率的な光合成をもたらします。
- 赤色LDは、光合成を活性化し、植物の生育を効率的に促進する作用があります。
- 赤色LDは、光合成において無駄の少ない、より効率的な光源であると結論付けられました。
実験では、タバコの葉に様々な波長の赤色LEDとLDを照射し、光合成速度、気孔の開き方、水の利用効率などを測定しました。その結果、赤色LD照射下では、同波長の赤色LED照射と比較して、光合成速度が最大約19％向上しました。
さらに、植物全体の生育（乾燥重量、葉面積、形態変化）への影響も評価されました。12日間の連続照射試験では、赤色LD照射下の植物は、同波長の赤色LED照射と比較して、乾燥重量および葉面積が有意に増加しました。また、赤色LED照射で確認された葉の黄化や光阻害といった生理的ストレス症状は、赤色LD照射では認められませんでした。
今後の展望
これらの研究成果から、赤色LDはLEDに代わる次世代型の植物栽培用光源として有望であることが示唆されました。植物工場などの人工光型農業における生産性向上や省エネルギー化に貢献することが期待されています。
スタンレー電気は、水産事業者向けに魚の成長を促進する養殖用投光器などを既に展開しています。今後は、自動車分野での安全・安心への貢献に加え、食料・エネルギーといった社会課題の解決にも貢献していく方針です。
論文情報
本研究の詳細は、以下の論文で確認できます。
- 雑誌名: Frontiers in Plant Science
- 掲載日: 2025年5月20日
- 著者: Lie Li, Ryusei Sugita, Kampei Yamaguchi, Hiroyuki Togawa, Ichiro Terashima, Wataru Yamori
- 論文タイトル: High-Precision Lighting for Plants: Monochromatic Red Laser Diodes Outperform LEDs in Photosynthesis and Plant Growth
- 論文URL:
東京大学のリリース
東京大学も本研究に関するプレスリリースを公開しています。詳細は以下のURLで確認できます。
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