地球上のほとんどの植物は光合成で成長しています。
そして人をはじめ全ての動物はこの光合成のおかげで生存しているのです。
植物が生長するために光合成、代謝（呼吸）そして蒸散が重要な作用です。
光合成のしくみ
まず光合成に必要な要素は光、水、栄養(窒素，リン酸、カリ他）そして二酸化炭素です。
代謝（呼吸）するために根からの酸素も必要です、又全ての作用が活性化するために温度も必要ですね。
植物の葉っぱは光を沢山受けるため、さらに裏面にある気孔
から二酸化炭素を沢山吸収するため、葉っぱを大きく広げて
います。また葉っぱは上から見ると重ならないように生えて
行きます、光を無駄なく受光するためです。これも植物の
知恵です。
根から水と栄養素を沢山吸収するためどんどん長く伸び、
またその根には無数の毛根があり、そこから水と栄養素と
酸素を吸収しています。
これらの要素が少しでも欠けたら光合成はなわれなくなり
植物の生長は止まります。水耕栽培ではこれらをしっかり
管理するメリットがあります。
光合成の明反応と暗反応
植物の葉っぱの細胞の中には沢山の葉緑体があり、大きさは５μｍで楕円状をしておりここで光合成がおこなわれます。
光合成の明反応（光を必要とする反応）
その葉緑体の中に光を受ける受光体（チラコイド)があり、その中無数のクロロフィルαとβが光を吸収して活性化し、水を分解してエネルギー酵素（ＡＴＰ）を作ります。
この反応は光を活用してATPというエネルギーを発生するので光合成の明反応と言います。
このクロロフィルαとβを活性化する光が主に赤(660nm周辺）の波長と青(440nm周辺）の波長であり、植物工場やリビングファームでは赤と青ＬＥＤを多く使っています。
光合成の暗反応（明反応と同時に行われています）
発生したＡＴＰなどのエネルギーを活用して二酸化炭素を分解して根から吸収した水と、葉っぱの
吸収した二酸化炭素を合体してブドウ糖を作る過程をカルビン・ベンソン回路と言い、葉緑体の
ストロマ部分で行われます。
出来たブドウ糖は合成されてデンプンを作ります、この部分では光エネルギーは必要としないので暗反応と言います。この暗反応は明反応の陰で同時的に行われております。
この反応の中から酸素が発生して、葉っぱの気孔から外に出されます。
植物は二酸化炭素を吸収して、酸素を外に出しながらデンプンなどの栄養を作る工場です。
多くの合成されたブドウ糖は合体してショ糖になり、ショ糖は葉の部分から師管を通って根や植物の先端部分に移動していき、デンプンを合成して成長に寄与しています。
代謝（呼吸）作用
代謝（呼吸）に必要な物質は酸素です。
植物が光合成で得たデンプンなどの炭酸化合物を分解してエネルギーを獲得し葉、根、茎などが成長します。
分解するときに酸素を取り入れ二酸化炭素を排出するので、代謝又は呼吸作用と言います。
このエネルギーは植物を食べる全ての生物のエネルギーになります。
蒸散作用
蒸散作用は葉っぱの気孔の部分から葉内にたまった水分を大気中に発散させます。この作用で水を根から取り入れる運搬（ポンプの役割）作用として働きます。
同時に水中や土壌中の無機栄養分を水と共に取り入れ、植物の葉っぱや先端部分に供給をすることができます。
又大気が高温の時に、植物自ら体の温度調節のため葉っぱの気孔から水分を蒸散させ葉面を冷やします。
このような光合成反応や代謝（呼吸）、蒸散などの植物の営みを種からリーフレタスやバジル
ケールなどを水耕栽培するとまさに目の当たりに感じることができます。
根の成長
光合成で作られたショ糖類は師管を通じて根や芽、葉っぱに移動して蓄えれれて,代謝によって
成長に寄与します。根に沢山移動して球体を作りサツマイモ、ジャガイモなどになります。
水耕栽培で野菜などを育てると、下記のように根がどんどん成長する仕組みが目で観察する
ことができます。
種の発芽について
野菜やハーブを種から育てるときには、種の発芽が大変重要です。
特に水耕栽培では少ない種をウレタン培地に植えますので、効率よくに発芽させることが肝要です。
発芽に必要な要素は水、温度そして空気（酸素）です。
特に水をしっかり種に吸収させることが大事です。
種の種類
種には有胚乳種子と無胚乳種子とがあります。
胚乳にはデンプンなど栄養があり、種が発芽する時のエネルギーを作るところです。
無胚乳種子の栄養は子葉の部分に蓄積されて、そこから根や芽が伸びるときのエネルギーが供給されます。胚軸には根として出てくる幼根と芽になる部分があります。
発芽の仕組み
種が発芽するきっかけは種皮を通過した水が胚軸に浸透して発芽酵素（ジベレリン）を作ります。
発芽酵素は胚乳に浸透してデンプンを分解してエネルギーを作り胚軸に戻ります。
胚軸に浸透したエネルギーで幼根を活性化してまず根が成長を始めます。
さらに芽の部分が伸びて子葉として発芽が始まります。
種を植えウレタン培地の隙間から、緑の子葉が見えたとき発芽したことが確認できます。
子葉が成長していき、本葉が出てくるまでは胚乳や子葉に蓄えた栄養を使いますので、肥料を与え
る必要がありませんが、水が枯れないように管理します。
種の発芽が順調にいくことが野菜の栽培の半分は成功したと認識できます
このように植物は地球上に現れてから自ら繁栄するように、いろいろな知恵を出しています。
光を活用して自ら成長する光合成の仕組みを作ったり、根が栄養や水のある方向に伸びていたっりするのも自ら生きるためです。
また虫に葉っぱ食べられたら、毒素を合成したり、近くの植物に伝えたりすることもしています。
植物はいろいろな香りを出していますね、これはたぶんいろいろな信号出していると思いますが、
ただまだ人間にはその理由が解明されていません。
植物は人間以上に生きるすべを持っていると思いませんか？
我々人間は植物の光合成から生きるエネルギーや栄養をもらっています、また病気の治療のための薬も植物からもらっています。香りも脳を活性化して認知症治療にもなります。
このように植物は人に多くの恩恵をもらっています、ぜひもっと植物をリスペクトしてください。
そのために自ら植物を育てることにもっと興味を持っていただきたいと思います。
その為にも水耕野菜栽培を皆さんの生活の一つに加えてください。
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