室内で植物を育てたいときに気になるのが、「LEDライトでも植物は育つのか？」という点です。
日当たりのよい場所があればよいのですが、室内栽培や小さな植物工場のような環境を考えると、人工的な光でどこまで育てられるのか試してみたくなります。
そこで今回は、赤色LEDと青色LEDを使って、自作の簡易LEDライトを作り、レタスの種が発芽するかどうかを確認してみました。
結果として、星形配置では発芽を確認できました。
ただし、実験してみると、発芽を見るだけではLEDの効果を判断しにくいという反省点もありました。
この記事では、自作LEDライトで植物は育つのかを試した実験内容、LEDの配置、発芽結果、そして次に改善したい点を、家庭菜園ラボの記録としてまとめます。
・自作LEDライトで植物の発芽を試した実験内容
・赤色LEDと青色LEDを使った理由
・星形配置と丸形配置の違い
・レタスの発芽結果
・今回の実験で見えた反省点と次に試したいこと
自作LEDライトで植物は育つのか試してみた
今回は、赤色LEDと青色LEDを使って、植物の発芽に使える簡易的なLEDライトを作ってみました。
もともと植物を育てることには興味がありましたが、日当たりに頼らず、室内でも植物を育てられる環境を作れたら面白いと考えていました。
また、将来的には小さな植物工場のような仕組みも作ってみたいと思っていたため、その第一歩として、LEDの光でレタスの種は発芽するのかを試しています。
ケロちゃメモ
今回は家庭菜園というより、かなりラボ寄りの実験じゃ。うまくいった点だけでなく、反省点も記録しておくと次につながるんじゃケロ。
植物の成長と光の関係をざっくり整理
植物が育つうえで、光はとても大切な要素です。
植物育成用のライトでは、赤色や青色の光がよく使われます。赤色の光は光合成や成長、開花などに関わる光として扱われることが多く、青色の光は葉の形成や徒長の抑制などに関わるとされています。
一方で、緑色の光が完全に不要というわけではありません。植物は緑色の光を多く反射するため緑に見えますが、すべてを反射しているわけではなく、一部は植物に利用されると考えられます。
今回の実験では、仕組みをシンプルにするため、赤色LEDと青色LEDを中心に使いました。
今回使ったLEDと実験条件
LEDや電子部品を使った自作実験では、配線ミスや電流の流しすぎに注意が必要です。 ショートや発熱を避けるため、部品の定格を確認し、無理のない範囲で作業してください。 この記事は筆者が家庭で試した簡易実験の記録です。
今回の実験では、手元にあったレタスの種を使いました。
LEDは、赤色LEDを10個、青色LEDを2個使い、赤と青の比率をおおよそ5：1にしています。
また、LEDに流れる電流がばらつきすぎないように、抵抗ではなくCRD（定電流ダイオード）を使って電流を制御しました。
実験条件をまとめると、次のようになります。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 使用した種 | レタス |
| LED | 赤色LED10個、青色LED2個 |
| LED比率 | 赤：青 = 10：2、約5：1 |
| 配置 | 星形配置、丸形配置 |
| 電流制御 | CRD、定電流ダイオードを使用 |
| 照射時間 | 6〜12時間程度 |
| 実験期間 | 8日間 |
温度や湿度、二酸化炭素濃度などは細かく管理していません。
そのため、あくまで家庭でできる範囲の簡易実験として行っています。
LEDの配置は2パターンで比較
今回は、LEDの配置によって違いが出るかを見るために、2つの配置を試しました。
ひとつは、星形のようにLEDを配置したもの。
もうひとつは、丸形にLEDを配置したものです。
同じ赤色LEDと青色LEDを使っても、配置によって光の当たり方が変われば、発芽や成長に違いが出るのではないかと考えました。
星形配置
まず試したのが、星形配置です。
赤色LEDと青色LEDを組み合わせて、中心から外側に光が広がるような配置にしています。
丸形配置
もうひとつは、丸形配置です。
こちらはLEDを円形に近い形で配置し、星形配置との違いを見ようとしました。
レタスの種を使って発芽実験してみた
植物側は、手元にあったレタスの種を使いました。
種は容器に入れ、暗い場所に置いたうえで、その上から自作LEDライトを照射しています。
この段階では、植物を育てるというよりも、まずはレタスの種が発芽するかどうかを確認する実験です。
実験結果：星形配置では発芽を確認
実験期間が経過したあと、レタスの種を確認したところ、星形配置では発芽を確認できました。
一方で、丸形配置では発芽を確認できませんでした。
ただし、この結果だけで、星形配置のほうが植物育成に優れていると判断するのは早いと感じています。
発芽には、光だけでなく、水分、温度、種の状態、湿度なども関わります。今回は条件を完全にそろえた厳密な比較実験ではないため、まずは、星形配置では発芽が確認できたという観察結果として扱うのがよさそうです。
ケロちゃメモ
結果が出るとすぐ理由を決めたくなるが、植物の実験は条件が多いんじゃ。まずは「何が起きたか」を記録するのが大事じゃケロ。
今回の実験でわかったこと
今回の実験では、自作LEDライトを使った環境でも、レタスの発芽を確認することができました。
ただし、発芽したからといって、LEDだけが原因だったとは言い切れません。
特に発芽には、水分や温度、種の状態など、光以外の要素も関係します。
それでも、家庭で自作LEDを使い、植物を観察するきっかけとしてはかなり面白い実験でした。
今回わかったことを整理すると、次の通りです。
- 自作LEDライトでも発芽を確認できる場合がある
- 赤色LEDと青色LEDの組み合わせは実験しやすい
- 配置による違いを見ようとすると、条件管理が重要になる
- 発芽だけでなく、発芽後の成長を観察したほうがよい
反省点：発芽だけではLED効果を判断しにくい
今回の一番の反省点は、発芽だけを見てもLEDの効果を判断しにくいという点です。
実際、発芽には光以外の条件も関わります。
そのため、今回のように「発芽したかどうか」だけを見ると、LEDの色や配置がどこまで影響したのかは判断しにくいと感じました。
LEDの効果を見るなら、発芽後の植物に光を当てて、その後の成長を比べたほうが分かりやすそうです。
たとえば、
- 茎の伸び方
- 葉の色
- 徒長のしやすさ
- 株の丈夫さ
- 成長速度
などを比較すると、LEDの影響を観察しやすくなると思います。
ケロちゃメモ
発芽だけで終わらせず、その後の葉の色や茎の伸び方を見ると、もっと面白い実験になりそうじゃ。
次に試したいこと
次にやるなら、発芽後の成長比較をしてみたいです。
たとえば、同じタイミングで発芽した苗をいくつか用意して、
- 赤色LED＋青色LED
- 白色LED
- 自然光
- LEDなし
のように分けて、成長の違いを観察します。
また、照射時間も一定にして、6時間、12時間などで差が出るかを見ても面白そうです。
将来的には、時間帯によって光の色を切り替えるような仕組みも試してみたいです。
朝は青色寄り、夕方は赤色寄りのように制御できれば、小さな植物工場のような実験にもつながりそうです。
今回使ったもの・あると便利なもの
今回の実験で使ったものや、植物育成ライト実験をするときにあると便利なものをまとめます。
自作LEDは面白い一方で、配線や電流制御なども必要になります。
植物を育てること自体を目的にするなら、市販の植物育成ライトを使うのも選択肢です。
赤色LED
青色LED
定電流ダイオード
LEDに流れる電流を安定させるために使いました。
市販の植物育成ライト
自作LEDにこだわらない場合は、市販の植物育成ライトを使うのも選択肢です。
まとめ
今回は、赤色LEDと青色LEDを使って、自作LEDライトでレタスの種が発芽するかを試してみました。
結果として、星形配置では発芽を確認できました。
一方で、丸形配置では発芽を確認できませんでした。
ただし、発芽には光以外の条件も関わるため、今回の結果だけでLED配置の優劣を判断するのは難しいと感じました。
今回の実験で一番大きかった学びは、植物育成の実験では、発芽だけでなく発芽後の成長を観察したほうがよいということです。
次回試すなら、発芽後の苗にLEDを当てて、葉の色、茎の伸び方、成長速度などを比較してみたいです。
自作LEDで植物を育てる実験は、家庭菜園と電子工作の間にある面白いテーマです。eco-garden-lab では、こうした小さな実験も少しずつ記録していきたいと思います。
植物の成長を観察する記事として、バジルの水挿し発根実験も記録しています。
室内栽培や植物の増やし方に興味がある方は、あわせて読んでみてください。
参考にしたもの
今回のLEDと植物育成に関する考え方は、過去に読んだ植物工場やLED栽培に関する書籍も参考にしながら、自分なりに試した実験記録です。
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