LED栽培における屋内葉物野菜・ハーブ・マイクログリーンのDLI目標値

日積算光量（DLI）とは、作物が24時間に受ける光合成有効光子の総量であり、mol/m²/day で表される。屋内の葉物野菜、ハーブ、マイクログリーンにとって、これは最も有用な計画数値である。光周期と強度を一つの比較可能な値にまとめてくれるからだ。多くの葉物野菜はDLIおよそ12-17 mol/m²/dayの帯で良好に生育し、ハーブはやや高く、マイクログリーンは生産周期が短いため低くなる。本稿では、DLIの選び方、LEDが供給すべきPPFDへの換算方法、そして公表されている普及指導資料の出所を示す。

DLIが実際に測っているもの

DLIは、1日を通したPPFD曲線の下の面積である。PPFDが一定であれば換算は単純である。この関係は当サイト全体で用いている3つの計算式の一つであり、純粋な単位換算にすぎない——特定の作物や製品に関する仮定は含まない。

作物ステージによる違い

DLIの必要量は生産段階を通じて変化する。苗および移植苗は、株間を拡げる前の徒長を避けるため低いDLIを必要とする。成熟した葉物野菜は帯の上端を用い、バジルなどのハーブはレタスより多くの光に耐え、しばしば恩恵を受ける。7-21日で収穫するマイクログリーンは短い期間でDLIを積み上げるため、数日で有効な総量に到達するには日中のPPFDを高くするのが一般的である。これらは、MSU Extensionやe-GROが温室・屋内照明について公表した刊行物などの制御環境ガイダンスと整合する計画値である。

• レタスおよび葉物野菜：作期を通じて一般に12-17 mol/m²/day。
• ハーブ（バジル、ミント）：しばしば上端側、時に17を超える。
• マイクログリーン：周期が短いため、有効な総量に早く到達させるべく日中のPPFDを高くする。
• 苗・移植苗：株間を拡げる前の徒長制御のため初期は低DLIとする。

DLIを器具計画に落とす

DLIと光周期を決めれば、上の表から目標PPFDが得られる。そこから器具台数の概算によってキャノピー面積と結び付ける。DLI、光周期、PPFDの3つの数値を整合させ、計画が内部で矛盾しないようにすること。計算済みのレイアウト例は屋内栽培の業界ページに掲載している。

計算例：DLI目標を日次スケジュールに変換する

この例は例示である。計画DLI 18 mol/m2/day のバジルのベンチに対し、16時間と20時間の2つの光周期候補を比較する。DLI = PPFD x h x 0.0036 を変形すると PPFD = DLI / (h x 0.0036) となる。

• 16時間の場合：PPFD = 18 / (16 x 0.0036) = 312 umol/m2/s。
• 20時間の場合：PPFD = 18 / (20 x 0.0036) = 250 umol/m2/s。
• 20時間案は同じDLIに対して強度が約20パーセント低くて済み、通常は器具台数の削減または調光余裕の拡大につながる。
• 16時間案は同じ光をより短い時間に集中させるため、器具のピーク需要は上がるが、呼吸および他の作業の計画に使える暗期が長く残る。
• 器具台数の確認：40 m2 のベンチ、250 umol/m2/s、均一係数1.15、PPF 1600 の器具の場合、台数 = (250 x 40 x 1.15) / 1600 = 7.2、切り上げて8台。

両スケジュールは同じ日積算光量を供給するが、器具台数、電力需要プロファイル、作物の反応は異なる。DLI計画と光周期の選択が二つではなく一つの意思決定である理由はここにある。

作物別の計画帯とその根拠

普及指導文献で用いられるDLIの帯は、研究と商業実務から導かれた出発点であり、特定品種に対する保証値ではない。屋内での一般的な計画帯は次のとおりである。レタスおよび他のベビーリーフは12-17 mol/m2/day前後、バジルおよび大部分の料理用ハーブは15-25前後、マイクログリーンは周期が短く密度が高いため6-12とかなり低い。帯の中では、低い側が品質を守り（例えばレタスの苦味を抑える）、高い側がより高いエネルギーコストと引き換えに生育速度を押し上げる。

帯の境界は命令ではなく情報として扱われたい。最も信頼できる方法は、帯の中央で1ベンチを運用し、播種から収穫までの日数、品質所見、エネルギー使用量を記録したうえで、約10パーセント刻みで調整することである。光は温度、CO2、株間と相互作用するため、一度に一つの入力を変え、記録を残して結果の帰属を可能にすること。

購入前に確認すべき質問

• DLI計画が必要とする駆動電流において、PPFとPPEを示せるか。最大出力時の値だけでは不十分である。
• 波長ごとの相対強度として分光分布が公開されており、サプライヤー間で比較できるか。
• 対応する調光範囲はどこまでか。その範囲全体でPPFDは制御信号に対して線形に保たれるか。
• 器具の寸法と取付金具は、ベンチ間隔と天井高に適合するか。
• 保証の内容はどうか。栽培室の環境温度と湿度において有効か。
• 数量を確定する前に、レイアウトシミュレーション用の配光ファイルを提供できるか。

DLI計画でよくある誤り

以下は、部屋が計画を下回る際に最も多く見られる誤りである。いずれも回避は安価で、発見が遅れると高くつく。

• データシートのPPFDで計画し、実測のキャノピー面PPFDを使わないため、暗部では実DLIが計画より10-20パーセント低くなる。
• 光周期を先に固定し強度を後から決めること。作業制約（作業時間帯、電力料金、空調）が判明する前に器具台数が固まってしまう。
• 混作室に単一のDLI数値を適用すること。バジルとレタスの帯は重なるが、バジルの帯の上端は感受性の高いレタス品種の品質を損なう。
• 端部効果の無視：光周期の最初と最後の1時間は調光または中断状態で運用されることが多く、実際に供給されるDLIは公称計算値を下回る。
• DLIの帯を超えるべき目標として扱うこと。上端を超えた光は、ほとんどが追加コストと品質リスクである。
• 二つの変数（光と養液、光と株間）を同時に変えること。結果の帰属ができず、得られた知見が無駄になる。
• 変更後に再測定しないこと。器具は動き、トレーは動き、部屋が実際に供給するDLIは計画が描いたDLIから静かに乖離していく。

実際に供給しているDLIを測定する

実務的なセンサ計画

代表的なゾーンごとに1台の記録式量子センサをキャノピー高さの固定スタンドに設置し、数分間隔で実PPFDを記録する。光周期を掛けた日合計が供給DLIとなり、週次のレビューでドリフトを早期に捉えられる。センサは支柱や作業者による遮光から遠ざけ、校正は年1回再確認すること。ドリフトしたセンサは、それに基づくすべての数値を静かに書き換えてしまう。

計画と実績の差を読み解く

実測DLIが計画を下回る場合、原因は通常、均一性（端部と隅）、手動上書き後に設定値へ戻らなかった調光、または制御異常で短縮された光周期である。計画を上回る場合は、試験後に全出力のまま残された器具、あるいはレイアウトの段数計上誤りを疑う。どちらの方向もコストを生み、記録式センサなしでは見えない。

例示の数値よりもシートの形式の方が重要である。ゾーンごとに1行とすることで、計画はすべてのゾーンに対して答えを出すことを迫られ、必要PPFDの列は器具レイアウトがキャノピー面で供給すべき値——見積もりからの推定ではなく測定で検証すべき値——を示す。

検証可能な参考文献

• MSU Extension / e-GRO — 温室および制御環境の照明ガイダンス
• MSU College of Agriculture & Natural Resources — ミシガン州立大学 農業・天然資源学部
• University of Florida IFAS — 園芸普及部門
• Royal Horticultural Society — 王立園芸協会

よくある質問