北海道大学の研究者は、植物の光合成を改善する特殊な半透明フィルムを開発しました。 その結果、フィルムにさらされた植物は、通常の約 1.2 倍の高さの茎と、通常の 1.4 倍の木材を持っていたことがわかりました。

この研究は、植物の光合成過程の研究に端を発しています。 通常、植物は 2 つの主な周波数で光を使用します: 赤い光波です。 および青色光波 (緑色光波はほとんど吸収されず、ほとんど反射されます。(明らかに、私たちは緑の葉を見ています。) 日光に伴う UV 波は、植物にあまり利益をもたらしません。

研究チームがやりたいことは、植物がまだ使用していない周波数の光波を植物にとって有益な光波に変換できる特別な材料を作成することです。 そして彼らが作成したのは、「波長変換材料」(WCM) として知られる特殊なフィルムで、要素でコーティングされた透明なプラスチック フィルムで構成されています。 ユーロピウム (EU)

プラスチックフィルムにユウロピウム元素をコーティングしたWCMフィルム。

WCMフィルムは、植物が利用できない紫外線を吸収します。 これは約310-370nmの波長を持ち、植物が光合成に使用する波長である約620nmの赤色光を放出します。 これは、通常無駄になっているエネルギーが、植物にとって使用可能なエネルギーに変換されることを意味します。

(a) 写真はWCMフィルムの用途とフィルムの分子構造を説明しています。 (ロ) WCM フィルムの通常光と UV 光の透過率の比較 (対) 光スペクトル画像は、WCM フィルムによって吸収される UV 周波数と、フィルムによって放出される赤色光波の周波数を示しています。

研究チームは、スイスチャードを植えてテストしました。 比較すると、自然光にさらされた植物とWCMフィルムを通して光にさらされた植物は、夏の長い日の間、2つのフダンソウの成長に有意差はありませんでしたが、冬にはWCMフィルムにさらされた野菜は1.2倍大きくなりました.通常の暴露にさらされた野菜よりも多く、植え付けの63日後に従来の暴露よりも1.4倍多くの植物量がありました.

(a) 試験区のスイスチャード、 (ロ) テストした野菜の高さを比較したグラフ。 冬のデータに対応する青いグラフは、WCM フィルムを使用した場合との違いを明確に示しています。 (対) グラフはフダンソウの高さと生野菜の重さの関係を示したもので、 (ニ) 夏と冬に育てた野菜とWCMフィルムを使った野菜の肉量の比較グラフ。

北海道大学の研究チームは、人気のある盆栽植物である日本のカラマツでも WCM フィルムをテストしました。 テスト結果は、4ヶ月のフィルムの使用期間中、マツは明らかに通常の植栽よりも速く成長することを示しました. フィルム処理された植栽の幹の直径は従来の幹の約 1.2 倍でしたが、フィルムにさらされた日本のマツの果肉質量は、従来の暴露にさらされたものよりも 1.4 倍大きくなりました。

研究チームは、相対成長率 (RGR: Relative Growth Rate) を記録しました。これは、既存の体重と比較して、各瞬間に新たに追加された植物組織の割合から導き出される値です。 最初の3〜4か月で通常の植え付け。 この成長率を推定することにより、研究チームは、WCM フィルムを使用してニホンマツを標準的な栽培サイズに成長させると、通常の栽培に必要な時間を 1 年に短縮できると結論付けました。

(a) 施肥4ヶ月後のマツの比較写真を従来の暴露培養とWCMフィルムで比較 (ロ) マツのフィルムと非フィルムの高さを比較した月別チャート、 (対) 各実験期間におけるニホンマツのRGR値、 (ニ) 撮影した針葉樹と未栽培の針葉樹の質量比較表。 組織質量データは、植物の異なる部分、すなわち根（黒）、主根と枝根（茶色）、茎（薄緑）、葉（濃い緑）に分けられました。

研究チームは、WCM フィルム技術を使用して、特に寒冷地での栽培効率をさらに高めることができると期待しています。 これにより、生産性が向上し、将来の食糧不足が解決されます。

植物の成長を加速させるWCMフィルムの研究開発の詳細を読むことができます。ここ

ソース – 北海道大学 合格 インセプティブスピリット