水耕栽培

植物のふしぎ 光合成

植物が生長するしくみ

植物が生長するために光合成、呼吸そして蒸散が重要な作用です。

@光合成のしくみ:まず光合成に必要な要素は光、水、無機栄養(窒素,リン酸、カリ他)そして二酸化炭素です。根からは水と肥料を吸収する為できるだけ長く根を伸ばします。また葉っぱで光と二酸化炭素を受光、吸収しますので葉っぱは出来るだけ大きくなります。

光合成4.jpg  葉緑体1.jpg

 

植物の葉っぱの細胞の中には沢山の葉緑体があり、大きさは5μmで楕円状をしており光合成のもととなります。

その葉緑体の中に光を受ける受光体(チラコイド)があり、その中で無数のクロロフィルαとβが光を吸収して活性化し、

水を分解してエネルギー酸素(ATP)と酸素を作ります。この反応は光を活用してエネルギーを発生するので光合成の

明反応と言います。このクロロフィルαとβを活性化する光が主に赤(660nm周辺)の波長と青(440nm周辺)の

波長であり、植物工場やリビングファームでは赤と青LEDを多く使っています。

光合成2.jpg

発生したATPなどのエネルギーを活用して二酸化炭素を分解してブドウ糖を作る過程をカルビン・ベンソン回路と言い、葉緑体のストロマ部分で行われます。出来たブドウ糖は合成されてデンプンを作ります、この部分では光エネルギーは必要としないので暗反応と言います。この暗反応は明反応の陰て24時間行われており、そのため植物工場では一日中光を与えて操業し収穫量を多くしております。多くの合成されたブドウ糖は合体してショ糖になり、ショ糖は葉の部分から師管を通って根や植物の先端部分に移動していき、デンプンを合成して成長に寄与しています。

A呼吸作用

 呼吸に必要な物質は酸素です。植物が光合成で得たデンプンなどの炭酸化合物を分解してエネルギーを獲得し葉、根、茎などが成長します。分解するときに酸素を取り入れ二酸化炭素を排出するので、呼吸作用と言います。

呼吸作用は昼も夜もミトコンドリアのところで行われますが、そのエネルギーはATPの形で蓄えられますこのエネルギーは植物を食べる全ての生物のエネルギーになりますので、全ての生物は光合成で生かされてます。光呼吸の作用は一見せっかく作った酸素を取り入れ、光合成で使う二酸化炭素を排出すので無駄な作用のようですが、これは葉が多量なエネルギー(光)を得たときに、これを浪費することで葉緑体をしっかりと守っているのです。


B蒸散作用

蒸散作用は葉っぱの気孔の部分から葉内にたまった水分を大気中に発散させます。この作用で水を根から取り入れる運搬(ポンプの役割)作用として働きます。同時に水中や土壌中の無機栄養分を水と共に取り入れ、植物の葉っぱや先端部分に供給をすることができます。又大気が高温の時に、植物自ら体の温度調節のため葉っぱの気孔から水分を蒸散させ葉面を冷やします。

植物のふしぎを水耕栽培で実体験できます

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