徳島大学の研究特集

強度変調方式を利用したLED光による完全閉鎖系高付加価値植物水耕栽培システムの構築

研究期間 2019/4/1 - 2022/3/31
研究課題名 強度変調方式を利用したLED光による完全閉鎖系高付加価値植物水耕栽培システムの構築
カテゴリー 研究クラスター一覧登録クラスター工学光応用バイオ農学栄養
SDGs 2.飢餓 3.保健 9.イノベーション 13.気候変動
クラスター長氏名 吉田 みどり(大学院医歯薬学研究部、歯科放射線学分野、助教)
所属する研究者氏名 誉田 栄一(医歯薬学研究部・教授・歯科放射線学分野)
市川 哲雄(医歯薬学研究部・教授・口腔顎顔面補綴学分野)
渡邉 恵 (医歯薬学研究部・講師・口腔顎顔面補綴学分野)
芥川 正武(産業理工学研究部・講師・電気電子システム分野)
榎本 崇宏(産業理工学研究部・講師・電気電子システム分野)
木内 陽介(研究支援・名誉教授・産官学連携センター)
研究概要

水俣条約による水銀廃止を受け、LED光による植物育成が多くの研究者によって行われるようになったが、現実には採算性の問題が未解決である。通常のLED光照射だけでは収支を上昇させるには限界があり、LED光単独方式(完全閉鎖系)の植物工場には未来がないとも言われている。最近では照射時間の調節、パルス照射併用、波長選択により、省電力化や植物生長を促進させることで、採算性の向上を目指している。しかし太陽光併用方式の採算性を上回ることは不可能である。私たちは、生長速度ではなく付加価値の向上を考えている。食用・薬用植物の重要成分の生産向上や、希少価値のある植物(新形状果実等)を生産することで、解決できると考えられる。そのためには、植物の化学物質生産過程上に特定の刺激を与え、活性化を促進させる必要がある。植物の光合成関連受容器は、外部刺激(LED光等のエネルギー)の作用時間、波長、強度によって、反応が大きく変化する。これらを適切に設定することで、より付加価値が高い植物育成ができると考えられる。現在の研究結果からは、LEDの適切な波長選択と強度変調により、有効成分の明らかな上昇が認められた。また完全閉鎖系の水耕栽培でメロンやスイカの果実育成が可能であることも示された。本研究では、さらに適切な波長と強度変調をさせることができる照射装置と水耕栽培システムを組み合わせた植物育成システムの完成を目的とする。

研究概要図


※画像をクリックするとPDFが開きます。

研究者の役割分担 吉田みどり:総括・実験計画立案
誉田 栄一:強度変調アルゴリズム開発、植物育成
市川 哲雄:LED照明機器製作
渡邊 恵 :植物化学成分分析
芥川 正武:LED制御機器設計
榎本 崇宏:LED制御機器製作
木内 陽介:LED照明機器設計
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