PPFD、DLI、PAR — 水耕栽培の照明を解説

簡単な回答

水耕栽培の成否を決める3つの照明用語：

• PPFD（光合成光量子束密度、µmol/m²/s） — 1秒間に1平方メートルに当たる使用可能な光子の数。植物に与えている「強度」。
• DLI（日積算光量、mol/m²/day） — 1日の光周期全体で1平方メートルが受け取る総光子数。植物が1日に受け取る「投与量」。
• PAR（光合成有効放射、400〜700 nm） — 植物が実際に光合成に使う波長域。育成ライトのマーケティングのほとんどはPARカバレッジに関するものです。

これらを結ぶ計算式：DLI = PPFD × 光周期時間 × 3600 ÷ 1,000,000

例：300 PPFD × 16時間 × 3600 ÷ 1,000,000 = 17.3 DLI — レタスに最適。

これらの略語が重要な理由

3つの理由：

• ワット数は誤解を招きます。 2.7 µmol/JのLED 100Wは270 µmol/sを供給します。1.2 µmol/JのLED 100Wは120 µmol/sを供給します。同じワット数でも光合成量は2倍以上異なります。ワット数だけでは植物の成長について何もわかりません。
• ルーメンは誤った単位です。 ルーメンは人間の目の反応を測定します。植物は異なるスペクトルを使います（青と赤が多く、緑が少ない）。人間の目には5000ルーメンの昼白色LEDが5000ルーメンの「育成LED」と同じに見えても、植物にとっては40%劣ります。
• 距離は二乗で効きます。 PPFDは距離の2乗で低下します。24インチのランプは48インチの同じランプの約4倍のPPFDを提供します。位置はワット数と同じくらい重要です。

作物別DLI目標値

作物	DLI (mol/m²/day)	14時間光周期でのPPFD
マイクログリーン	9〜14	180〜280
レタス、葉物野菜	12〜17	240〜340
バジル、ハーブ類	18〜22	360〜440
イチゴ	17〜22	340〜440
キュウリ	22〜30	440〜600
トマト（成長期）	22〜30	440〜600
トマト（結実期）	30〜40	600〜800（14時間）
ピーマン	25〜35	500〜700

これらの範囲は、バランスのとれたスペクトル（現代の白色LED育成ライト、約2.5 µmol/J効率）を想定しています。古いHPSや低効率LEDの場合は、各範囲の上限を目標にしてください。

PPFDの測定方法

量子センサーを使う（最善）

本物のPARメーター（Apogee MQ-500、MQ-200、約$300〜500）はPPFDを直接±5%の精度で測定します。本格的な栽培者にとってのゴールドスタンダードです。

スマートフォンアプリを使う（許容範囲）

Photone（iOS）やLux Light Meter Proなどのアプリは、スマートフォンのカメラを大まかなPAR検出器として使用します。特定のLEDタイプに対してアプリが調整されている場合、精度は±15% — 大きな誤差を検出するには十分です。

ルーメンを使う（誤った方法だが可能）

ルーメン値しかない場合は、おおよそのPPFDに変換できます：

• 白色LED（5000K）： ルーメン × 0.015 ≈ PPFD
• 電球色LED（3000K）： ルーメン × 0.013 ≈ PPFD
• HPS： ルーメン × 0.012 ≈ PPFD

これらは大まかな値で、±30%の誤差があります。実際の測定は常に変換よりも優れています。

DLIの測定方法

DLIは直接測定するのではなく、計算で求めます。2つの方法があります：

PPFD＋光周期から（計算式）

DLI = PPFD × 時間 × 3600 ÷ 1,000,000

16時間、PPFD 300の場合：

• 300 × 16 × 3600 = 17,280,000
• 17,280,000 ÷ 1,000,000 = 17.3 DLI

DLIメーター（データロガー）を使う

Apogee SQ-110のようなデータロガーは24時間継続してPPFDを測定し、積算DLIを直接出力します。窓辺＋育成ライトの組み合わせなど、光量が変動する設定で有用です。

簡単な計算にはDLI計算ツールを使用してください。

樹冠全体でのPPFDのばらつき

1つの育成ランプは樹冠全体で均一なPPFDを生み出しません。中央が最も明るく、端は暗くなります。

実際への影響：

• 中央の植物は端の植物よりも多くのDLIを受け取ります。 樹冠が不均一な場合（一部の植物が他の植物より50%以上明るい）、成長が不均一になります。
• 複数植物の設定では週1回植物を回転させて均等な露光を実現します。
• PARマップを公開しているランプを購入してください。 評判の良いブランドは複数の吊り下げ高さでのPPFDヒートマップを公開しています。ヒートマップなし = データなし = 推測。

1日を通じたDLI（不均一な太陽光と自然の基準）

屋外の直射日光は正午に約2000 µmol/m²/sのPPFDを提供します — 屋内のどのランプよりもはるかに高い値です。しかし、夜明け、夕暮れ、曇りのために日平均は大幅に低くなります。

比較のための典型的な屋外DLI：

• 熱帯、夏： 50+ mol/m²/day
• 中緯度、夏： 30〜45 mol/m²/day
• 中緯度、冬： 5〜15 mol/m²/day

DLI 14での屋内レタス生産は、実際にはほとんどの冬の日照条件を上回り、初夏の屋外レタス栽培に匹敵します。これが、日当たりの良い気候でも水耕レタスが年中屋内で栽培される理由です。

よくある間違い

• 「同等ワット数」ラベルを信じる。 壁から200Wを引く「1000W LED」は200Wランプです。Kill-A-Wattメーターで実際の消費電力を確認してください。
• 距離の効果を過小評価する。 ランプを24インチから36インチに上げると、PPFDは56%低下します（33%ではありません）。PPFDは距離の2乗で変化します。
• 長すぎる光周期で運転する。 レタスへの24時間照明は電力を無駄にし、とう立ちを早めます。14時間が最適なバランスです。
• タイマーのずれによる光周期のクリープ。 サマータイムの変更やタイマーの電池切れにより、スケジュールがずれます。毎月確認してください。
• ルーメンとPARを混同する。 安価な6500K室内LEDにはルーメンはあってもPAR効率は低いです。ルーメンではなくPPFとµmol/Jが表示されたランプを購入してください。

DLIを計算する

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