光合成(photosynthesis)とは

生物が光エネルギーを化学エネルギーに変換して有機物を合成する全反応過程を光合成という．植物は光合成によって成長するが，これ以外の重要な光反応に光形態形成がある．これには弱光反応と強光反応があり，フィトクロム分子(光を吸収すると可逆的に吸収スペクトルを変えて生体の諸機能を調節する作用を示す色素タンパク分子)の働きを介して組物の質的な変化を誘起する．植物工場(plant factory，高度環境制御による植物の連続生産ンステム)で葉菜類を栽培する際には強光反応が重要であり，強光下における葉緑素合成は青色光によって促進され，赤色光によって阻害される傾向にある．また，葉の正常な形態形成には青色光が必要である．したがって，植物工場には赤色光(640~690 nm)と青色光(420~470 nm)があればよいことが知られている．さらに，成長促進効来がある遠赤色(700~800 nm)も必要とされている．青色光は赤色光の10分の1程度の強度でよく，連続照射よリも間欠照射のほうが光合成の効率が高いことが知られている．植物工場用人工光源として従来より高圧ナトリウムランプなどが用いられているが，最近では単色で高効率の発光ダイオード(LED)や半導体レーザー(LD)を用いて種々の植物栽培実験がおこなわれている．特に，人工光源としてレーザーを用いるものはレーザー植物工場と呼ばれている．→植物工場，光ダイオード