DLIとは何か。PPFD・点灯時間・LED栽培を論文ベースで整理する

作成更新著者 yurupoインドア園芸・LED栽培 / 植物の栽培方法
DLIと日積算光量を扱うテーマ論文記事のサムネイル

室内 LED 栽培 全体の本記事から読むなら、室内LED栽培は、ただ明るくすればよいのか。光量・日長・光質・順化を論文ベースで整理する が入口です。この記事はその中の DLI と 総量 の論点を掘る役割です。

LED 栽培では、つい PPFD（光合成有効光量子束密度）の数字や spectrum（スペクトル）の見た目に目が行きます。
そこへさらに 何時間点けるか が混ざるので、話がかなり散らかりやすいです。

ここで便利なのが DLI（daily light integral, 日積算光量）です。
ざっくり言えば、その日1日で植物が合計どれくらい光を受けたか を見る指標です。

ただし、ここでまた雑になりやすいのが、

  • DLI が高いほどよいのか
  • PPFD が高ければ DLI もよいのか
  • 点灯時間を伸ばせば同じことなのか
  • スペクトルの違いは DLI で吸収して考えてよいのか

という点です。

結論を先に書くと、DLI はかなり便利ですが、高ければ高いほどよい とまでは言いにくいです。
少なくとも論文ベースでは、DLI は 光の総量 を整理するには有効ですが、光の強さ、当てる時間、スペクトル、葉温、植物の段階差 まで全部1つに畳めるわけではありません。

まず結論

  • DLI（daily light integral, 日積算光量）は、1日トータルの光量を見るための便利な指標
  • ただし DLI は、PPFD（その瞬間の光の強さ）と photoperiod（点灯時間）をまとめた値であって、spectrum（スペクトル）まで同じにするものではない
  • 少なくとも既存の論文群では、DLI は高ければ高いほどよい、とは読めない
  • 同じ DLI でも、強く短く と 弱く長く が同じ反応になるとは限らない
  • LED 栽培では、PPFD、photoperiod、DLI、spectrum を別のダイヤルとして見るほうが整理しやすい

家庭園芸に引きつけると、LED を強くするか、長く点けるか、スペクトルを変えるかを一気に決めない のが大事です。
まず 1日トータルで足りているか を DLI で見て、その次に 強すぎるのか、長すぎるのか、光質が合っていないのか を分けるほうが実務的です。

まず DLI とは何か

PPFD は、ある瞬間に植物へ届いている photosynthetic photon flux density（光合成に使える光の粒の密度）です。
一方 DLI は、その PPFD を 1日ぶん積み上げた値 です。

かなり雑に言うと、

  • PPFD（光合成有効光量子束密度）
    • 今この瞬間にどれだけ強く当たっているか
  • photoperiod（点灯時間）
    • 何時間当てるか
  • DLI（日積算光量）
    • その2つを合わせた1日トータルの光量

です。

なので DLI が便利なのは、

  • 強い光を短時間
  • 弱い光を長時間

を、ある程度同じ土俵で比べやすいことです。

ここで重要なのは、DLI は 光の総量 を整理する概念であって、

  • 光の波長分布
  • 葉の受け方
  • 葉温
  • 光を当てる時間帯

まで全部等価にする魔法の指標ではない、という点です。

DLI が便利なのは、どこを分けて見やすいからか

LED 栽培でよく混ざるのは次の4つです。

  1. PPFD（強さ）
  2. photoperiod（時間）
  3. DLI（1日トータル）
  4. spectrum（光の中身）

この4つを同じ話にすると、

  • 強くしたのが効いたのか
  • 長くしたのが効いたのか
  • 1日量が足りていなかったのか
  • 青や赤の比率が効いたのか

が分からなくなります。

DLI の良いところは、少なくとも 強さ と 時間 を掛け合わせた 1日量の整理 を先に作れるところです。
LED の距離や照明時間を変えるときに、今の棚はそもそも総量が足りているのか を考えやすくなります。

では DLI は高ければ高いほどよいのか

ここは、少なくとも yes（はい）と単純化しないほうがよいです。

いちばん分かりやすいのが、2019年の Scientia Horticulturae
育苗を適当にしない理由。レタス論文から読む光条件の持ち越し効果
で扱った hydroponic lettuce（養液栽培レタス）の試験です。

この論文の Highlights には、

"Daily light integral of 11.5 mol m−2 d−1 was appropriate for seedling growth."

とあります。

ここで重要なのは、

  • appropriate（適量）と書いている
  • maximum（最大がよい）とは書いていない

という点です。

実際、同論文では

  • PPFD 200
  • photoperiod 16 h

の組み合わせがかなりよく、PPFD 250 に上げれば自動的によくなる、という形では読めませんでした。

さらに、同じ LED 棚でも far-red light（遠赤色光）をどの段階で足すかによって、収量側と色素側のバランスが変わる例としては、遠赤色光はいつ足すべきか。レタス論文から読む収量とアントシアニン もかなりつながります。こちらは DLI そのものより、生育前半だけ遠赤色光を足す という光レシピの論文です。

つまり少なくともこの試験では、DLI にも ちょうどよい帯 があると読めます。

同じ DLI なら、強く短くと弱く長くは同じなのか

ここも、たぶん雑に同じとは言えません。

DLI は PPFD と photoperiod を一緒に整理するのに便利ですが、植物の反応はその2つを完全には同一視しません。
少なくとも既存記事で扱った 2024年の Scientia Horticulturae
育苗LEDは何色がよいのか。レタス類の論文から読む発芽率と苗姿
では、photoperiod（点灯時間）が伸びると、同じスペクトルでも shoot height（草丈）や leaf area（葉面積）の出方が変わっていました。

ここから引ける一般論は、

  • 光は 総量 だけでなく
  • どれくらいの強さで
  • どれくらいの長さ

当たったかでも反応が変わる、ということです。

要するに、DLI は useful（便利）ですが、DLI さえ合わせれば反応も同じ とまでは言えません。

ここは、実際の LED 管理に引きつけるとかなり気になるところです。
つまり、

  • 光の強さを半分にする
  • 代わりに点灯時間を2倍にする

と、DLI の数字だけ見れば近い値にできます。
ですが、それで植物側の反応まで完全にイコールになるとは、少なくとも今のところ雑には言えません。

理由は単純で、植物は 1日トータルの量 だけでなく、

  • その瞬間の光がどれくらい強かったか
  • どれくらい長く当たり続けたか
  • そのあいだ葉温や蒸散がどう動いたか

にも反応するからです。

かなり乱暴に言えば、

  • 強く短く
    • 局所的なストレスや葉焼けリスクは上がりやすい
  • 弱く長く
    • 形は穏やかでも、締まりや反応の強さが変わることがある

という違いが残りえます。

なので、DLI は

  • 総量の目安としては近い

と読めても、

  • 植物の見え方や反応まで完全に同じ

とは読まないほうが安全です。

spectrum（スペクトル）は DLI で吸収して考えてよいのか

ここも分けたほうが安全です。

DLI は基本的に、photosynthetically active radiation（光合成有効放射）側の量を積み上げた指標です。
ですが、実際の LED 栽培では、

  • blue（青）
  • red（赤）
  • far-red（遠赤）
  • UV（紫外）
  • 白色 LED の広い帯域

の違いで、葉の姿や反応の質が変わります。

既存記事で言えば、

と読んでいます。

なので、DLI が同じでも、

  • スペクトルが違う
  • 葉温が違う
  • 光の当たり方が違う

なら、結果まで同じとは言えません。

では DLI をどう使うと実務的か

LED 栽培で DLI が使いやすいのは、まず 総量不足かどうか を見る場面です。

たとえば、

  • なんとなく弱そう
  • 点灯時間を伸ばすべきか迷う
  • 距離を詰めるべきか迷う

というとき、PPFD だけでは判断しにくいことがあります。
逆に DLI で見ると、今の棚は1日トータルでそもそも少ないのか、多すぎるのか を考えやすいです。

そのうえで次の順に見ると整理しやすいです。

  1. まず DLI（日積算光量）で総量が極端に足りていないかを見る
  2. 次に PPFD（光合成有効光量子束密度）が強すぎて局所ダメージになっていないかを見る
  3. その次に photoperiod（点灯時間）が長すぎて無理をかけていないかを見る
  4. 最後に spectrum（スペクトル）や葉温、置き場差を見る

つまり DLI は 全部を説明する答え ではなく、最初に棚全体の量感を整えるための物差し として使うほうが強いです。

多肉や塊根ではどう読むか

ここは慎重さが必要です。
今回の土台にしている一次ソースは、主にレタスなどの horticultural crops（園芸作物）です。

なので、多肉や塊根にそのまま

  • DLI いくつが正解
  • この点灯時間が正解

とはまだ言えません。

ただし、園芸判断としては次の視点がかなり使えます。

  • PPFD（光合成有効光量子束密度）の数字だけで安心しない
  • 点灯時間だけで押し切らない
  • DLI を見ると 1日トータル の不足や過剰を考えやすい
  • そのうえで、徒長、葉焼け、色の変化、葉の厚みを別で観察する

特に多肉では、

  • 強く近く当てると葉が焼ける
  • 弱く遠く長く当てると締まりが足りない
  • 同じ DLI でも見え方が違う

ということが十分ありえます。
だからこそ DLI は、距離、時間、スペクトルを一気に雑に決めないための整理軸 として使うのがよさそうです。

このテーマからまだ言えないこと

このテーマだけからは、次のことまでは言えません。

  • 多肉植物や塊根植物で最適な DLI がいくつか
  • 同じ DLI なら、どのスペクトルでも同じように育つこと
  • 強く短く と 弱く長く が常に同じ反応になること
  • DLI だけ見れば LED 栽培の設計が完了すること

要するに今回は、DLI はかなり useful（便利）だが、それだけで植物反応を全部説明する指標ではない、というところまでが安全圏です。

FAQ

DLIとは何ですか？

DLI は daily light integral の略で、日本語では日積算光量と呼ばれます。ある瞬間の光の強さを見る PPFD に対して、DLI はその日1日で植物が受けた光の総量を見るための指標です。

PPFDとDLIは何が違いますか？

PPFD は今この瞬間にどれくらい強く光が当たっているかを示します。DLI は、その PPFD と点灯時間を合わせて1日分に積み上げた値です。LED栽培では、強さだけでなく何時間当てるかも植物の反応に関わるため、両方を分けて見ると整理しやすくなります。

DLIは高ければ高いほどよいですか？

少なくとも論文ベースでは、単純に高ければ高いほどよいとは読めません。DLIには適量の帯があり、同じDLIでも 強く短く と 弱く長く では植物の反応が同じとは限りません。光の総量、強さ、点灯時間、スペクトルは分けて考えるほうが安全です。

関連記事

参考にした主なソース

  • Evaluation of growth and quality of hydroponic lettuce at harvest as affected by the light intensity, photoperiod and light quality at seedling stage
    • Scientia Horticulturae 248 (2019)
    • DOI: 10.1016/j.scienta.2019.01.002
  • The effect of different light wavelengths on the germination of lettuce, cabbage, spinach and arugula seeds in a controlled environment chamber
    • Scientia Horticulturae 331 (2024)
    • DOI: 10.1016/j.scienta.2024.113118
  • Acclimatisation of greenhouse crops to differing light quality
    • Scientia Horticulturae 204 (2016)
    • DOI: 10.1016/j.scienta.2016.03.035
  • In vitro culture of Aloe arborescens shoots using light-emitting diodes
    • Acta Horticulturae 1155 (2017)
    • DOI: 10.17660/ActaHortic.2017.1155.60
yurupo

yurupo

cf. yurupu.　RE:YURUPUの編集長、植物記事の編集、ライティングを担当。植物栽培歴は20年以上。

Website