日積算光量計算ツール - 植物の成長のためのDLI

日積算光量子束密度とは？

日積算光量子束密度（DLI）は、植物が1日を通して受け取る、光合成に利用できる光の総量です。単位はmol/m²/dayで、これは1日あたり、葉の表面1平方メートルに到達する光粒子（光子）のモル数を意味します。DLIは、光の明るさと照射時間という2つの要素を組み合わせたものです。弱めの光を長時間受ける植物は、強い光を短時間受ける植物と同じDLIになることがあります。

栽培者がDLIを用いるのは、1回の明るさの測定値だけでは十分な情報が得られないためです。人には同じ明るさに見える2つの部屋でも、その明るさが何時間続くかによって、植物が受ける利用可能な光の量は大きく異なることがあります。

日積算光量子束密度の計算方法

DLIは、次の2つの測定値から計算します。

• PPFD（光合成光量子束密度）：1秒あたりに表面1平方メートルへ到達する光子の数。単位はµmol/m²/s（1平方メートル・1秒あたりのマイクロモル）です。
• 日長：植物が1日に光を受ける時間数です。

DLIの計算式

$D = \frac{P \times t \times 3600}{1000000}$

Dは日積算光量（mol/m²/日）、PはPPFD（µmol/m²/s）、tは日長（時間）を表す。

3,600は時間を秒に換算し、1,000,000で割ることによりマイクロモルをモルに換算します。

計算例

ある植物が、500 µmol/m²/sの光を1日12時間受けるとします。

DLI = 500 × 12 × 3,600 ÷ 1,000,000 = 21,600,000 ÷ 1,000,000 = 21.6 mol/m²/日。

もう1つの例として、PPFDが200 µmol/m²/sで、16時間照射すると、200 × 16 × 3,600 ÷ 1,000,000 = 11.52 mol/m²/dayとなり、11.5に丸められます。

PPFDと日長の実際の意味？

PPFDは通常、植物群落に向けた量子センサーで測定します。屋外の直射日光は正午頃におよそ2,000 µmol/m²/sに達する一方、暗い屋内の場所では50–100 µmol/m²/s程度になることがあります。日長とは、光源が太陽であれ植物育成用ライトであれ、単に光源が点灯している時間数のことです。

DLIはこの2つの数値の積であるため、同じDLI値でも組み合わせは異なる場合があります。短時間の強い光と、長時間の弱い光は、同じ1日あたりの合計量になることがあります。ただし、植物はこの2つの状況に必ずしも同じように反応するわけではありません。

植物のDLI水準

各区分は下限値を含み、次の区分の値の直前までを含みます。DLIが ちょうど16の場合は高光量に分類され、ちょうど25の場合は非常に高い光量に分類されます。

好適な範囲を下回る植物は、成長が遅くなったり、光源に向かって徒長したり、開花しなかったりする傾向があります。好適な範囲を大きく上回る植物では、葉が白化したり、葉焼けが生じたりすることがあります。

日積算光量子束密度計算機の使い方

光量子計または植物育成用ライトの仕様からPPFDの値を入力し、次に日長、つまりライトが毎日点灯している時間数を入力します。計算機はこれらの値を掛け合わせ、mol/m²/day単位のDLIと、その結果が4つの光量区分のどれに該当するかを表示します。PPFDはゼロ以上で、日長は0時間から24時間までの範囲でなければなりません。

植物の栽培でDLIが重要な理由

屋内園芸では、見た目だけで場所を判断するのではなく、植物が実際に十分成長できる場所に置かれているかを確認するためにDLIを使います。人には明るく見える窓辺でも、窓ガラス、ガラスからの距離、窓の向きによって植物が受ける光が減るため、DLIが低いことがあります。

温室や屋内農場の運営者は、補光の計画を立てるためにDLIを記録します。自然光が作物の目標DLIに届かない場合、とくに冬季には、栽培者が電照を追加して不足分を補います。苗物生産者も開花時期の調整にDLIの目標値を使います。ポインセチアなど一部の作物は、指定した時期までに適切に成長するために、最低限のDLIを必要とするためです。

よくある質問

観葉植物に適したDLIはどのくらいですか？ 一般的な観葉植物の多くは、8から16 mol/m²/dayの範囲でよく成長します。開花・結実する植物は通常、より多くの光を必要とし、16 mol/m²/day以上を必要とすることがよくあります。

DLIはPPFDとどう違いますか？ PPFDは、ある瞬間の光強度を示す瞬時値です。DLIは、光の強度と照射時間数を組み合わせた、植物が1日を通して受ける光の総量です。

植物はDLIが多すぎることがありますか？ あります。すべての種には上限があり、それを超えると光合成の増加が止まり、葉が損傷することがあります。耐陰性植物は、全日照作物よりもはるかに低いDLI値で損傷が現れます。

雲や窓ガラスはDLIに影響しますか？ 影響します。雲は屋外の日光を弱め、窓ガラスは通常、通過する光の一部を遮ります。窓辺の屋内DLIは、同じ時刻の屋外DLIより低いのが一般的です。

屋内栽培でDLIを増やすにはどうすればよいですか？ 植物を明るい窓に近づける、窓ガラスを掃除する、反射面を追加する、または植物育成用ライトの点灯時間を長くすることで、植物が受けるDLIを増やせます。

DLIから植物の開花時期を予測できますか？ 多くの種では、光が当たる時間の長さである日長が開花の誘因を制御します。一方DLIは、開花が始まった後の全体的な成長速度、茎の強さ、果実や花の数を予測する指標です。

参考文献

1. Faust, J. E.、および Logan, J.（2018）。「日積算光量子束密度：研究レビューと米国の高解像度マップ」。HortScience、53（9）、1250–1257。
2. Torres, A. P.、および Lopez, R. G.（2012）。「温室における日積算光量子束密度の測定」。Purdue Extension、HO-238-W。