「水滴レンズによる葉焼け」の理屈と体験

[園芸相談センター]の過去ログです
タネツリ 【関東】 [URL:http://homepage2.nifty.com/tane-tak/] 2005/10/11(火) 22:38:20
「夏の日中に潅水すると、水滴がレンズ状になって葉焼けを起こす」といわれてきました。今日借りてきた本にも、そう書いてあります。本当でしょうか。
1　理屈としてはありうるか。
2　体験したことがあるか
3 サトイモの水滴は、なぜ葉を焼かないか。
上記3点のいずれかでも結構です。教えてください。
　
たちつ 【近畿】 2005/10/11(火) 23:38:56

まず3)から
物事どれでも、性質があります。燃えやすいもの、燃え難いもの、燃えないものがあります。座頭は目の構造が故障しているので見えないし、白人は、明るければ見えないし、我々は殆ど見えるし、昆虫は可視光線以外も見える。このようなもので、日焼けに強い耐性を持っているかどうかの問題。

2)は、気にしたことが無いので、確認したことは無い。しかし、雨で埃が半端に洗い流されたり、雨水の作用で、埃が集まったりして、日影になり、白い斑点が出来る場合は有る。(光合成不完全や細胞窒息壊死等)

1)は、水滴が表面張力で、レンズとなり、葉が焦点となり、葉焼けするらしい。現実の問題として、焦点は水滴の下にあり、冷やされているので、日焼けし難いし、振動や、風で絶えず焦点は不安定で不可能に近い。ただし真夏で太陽光が強く、焦点が、水滴の真下でなく、濡れていない場所なら、数分で焼ける。又水道水なら、水滴が蒸発して、塩素濃度が高くなり、葉焼けする場合も有る。眼鏡レンズのコーテングは、水道水で洗えば、約半年で焼けて斑点ができる。
いずれも、水滴による日焼けよりも、水滴による悪戯と考えたほうが良い。余り心配する影響では無い。と思う。
しかし、雪と酸性雨が及ぼす、根の影響は、植物を枯らすほどの影響がある。私は、松枯れ病の原因は、松くい虫に拠る被害というより、酸性雨が根を弱らして、弱った木に、松くい虫が繁殖したと考えます。
猫が弱って、酸性体位になると、寄生虫(蚤・ダニ等の対外寄生虫や体内寄生虫)が大繁殖し、体が弱り、弱るから、益々繁殖する。　このようなイメージ。何事も偏ることは良くない。程ほどに。という考え方。

本でも、ネットでも、誰かがそのように書けば、内容を置き去りにして、表現だけが先走る。どうせそのように表現するならば、被害の比較画像を載せればよいものですが、いまだかって、私は比較画像を見たことが無い。(^_^;)

総桐の無垢和タンスは、マスクと白手袋をはめないと、染みがつく。これが素人では、染み抜きできなすんだなぁ〜。失敗した。ベニア板にしておけば良かった。(^_^;)
ハッピ−マン 2005/10/12(水) 00:42:07
タネツリさん、こんばんは。水滴はたしかにレンズの作用をします。しかし、水滴レンズで葉焼けを起こすためには葉の上で水滴ができないといけないですね。葉の表面が疎水性でかつ水滴が溜まる葉を持つ植物は少ないので観察する機会が少ないですね。レンズは曲面が強いほど焦点距離が短くなりますが、水と接触している水滴レンズが葉の表面で焦点が合うことは難しいことですし、葉焼けを起こすところまで温度が上がることはまず考えられないことです。水滴が非常に小さい場合は葉の表面で焦点が合う可能性がありますが、水滴レンズが小さいと集熱量は非常に少なくなりますね。葉には根からの導管がありますからそれに打ち勝って葉焼けを起こさせるのはこれもまた難しいでしょう。サトイモの葉は水分が多く温度が上がるとどんどん蒸散作用が働いて葉焼けが起こらないのではないかと思います。
ぽー 【関東】 2005/10/12(水) 03:30:59
１）について。理屈としてはあり得ると思います。
植物での経験はありませんが、自動車ではよく経験することです。

雨や洗車のあとなどに起こるのですが、ボンネットなどに水滴がついたまま日に当たっていると、白っぽいシミになります。
＜レンズの作用で車体の金属が熱くなる＞＋＜たちつさんがおっしゃるように水道水の塩素濃度が濃くなる＞ということだと思います。
このシミは、いったんつくと、まず容易には落とせません。単に塩素分が残るというだけでなく、「日焼け」に近いことが起きているのではないかなあと思います。
なので、車を大事にする人は、洗車のあとなど神経質なほど水分をきれいに拭き取ります。

ただ、植物でこれが起きるかどうかはわかりません。
２）、３）については、上のお２人の説、説得力がありますね〜。
M２ 【中国】 2005/10/12(水) 05:43:32
私は水滴で葉焼けを起こしてもレンズ効果ではないと思います。

１の理屈についてですがこれが一番否定できると思う。レンズ効果は虫めがねでよく実験例がありますが、このときに浴するのは（見るにも燃やすにも）焦点を合わせないといけないことです。この水滴が固体の真ん丸でしたらいざ知らず、液体でさらに重力で（横から見て）半円になるのでまず焦点が合わないです。さらに焦点は風が吹くとずれるので定まらない。レンズ効果で燃やすには最悪の条件が揃っているのでまず無理でしょう。

そんなもので３は答えられないです。（２は無いといえるが）

とはいえ、水の性での葉焼けは経験ありますね。普通は蒸発のほうが早いのですが、ハウス内の湿度が高く温度も高くなってしまったときに水滴のところが高温で傷んだ覚えがあります。かすかな覚えでなにだったか覚えてないですが、条件が悪いと極々まれに起こるようです。
たちつ 【近畿】 2005/10/12(水) 08:28:49

確かに、レンズ効果に因る事故は、現実にあります。例えば、フロントガラスの手前の棚の上や、座席にペットボトルを置いていて、座席が発火して、車が燃えた事は、何年かに一度ある。これは異例中の異例と言えます。
>水滴がレンズ状になって葉焼けを起こす
ので、注意を喚起する。
とは、発生頻度が多い　と云う事です。多いから、注意しましょう。
この表現は、可笑しい。まれに起こるかも知れませんが、絶えず起こるはずが無い。
葉の表面にレンズ状の水滴は、ハスやサトイモのように、綺麗な形ではありませんが、どの葉にも出来ることは事実です。だからと言って、レンズ効果で葉焼けすることは、殆ど無い。
むしろ、水妬け(濃縮酸性焼け　とか　高水温=熱湯による焼けど　とか　泥焼け)と考えるべきですね。

>水滴がレンズ状になって葉焼けを起こす
という、表現より
「真夏の散水には、葉に溜まった水滴が、太陽熱で、高温になったり、水道水なら、塩素分が濃縮されて、葉にシミ跡が残る場合があります。」
のが、まだましかもね。
水滴が高温になる　といっても、放射熱(葉に熱伝道したり、蒸発による気化熱)もあることですし、若干の無理もある。
ハッピ−マン 2005/10/12(水) 10:10:43
確かに「酸性雨」は問題です。近畿地方に降る雨のＰＨは４ぐらいです。雨は蒸発した水分が成分で一種の蒸留水ですから、ほんの少しの酸性物質が入るとＰＨが下がりますから植物にとってすぐにどうこう影響がでる訳ではありません。が、葉の表面で雨水が蒸発すると酸性物質が濃縮されることになりますので悪い方向に作用するでしょう。また雨だけを頼りに生きている山野の植物に対しては将来大きな問題になるでしょう。水滴レンズは植物が生まれた太古の時代からあったでしょうが、それよりも水の恩恵のほうが圧倒的に大きいといえるでしょう。
酸性雨は、植物に対してよりも人間の造った建造物への影響がすでに出ています。酸性雨の正体は、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩など人間の経済活動によって発生したガスです。煙突や車のマフラ−から出たガスが雨に混じって降ってくるのは当たり前のことです。
タネツリ [URL:http://homepage2.nifty.com/tane-tak/] 2005/10/12(水) 22:28:24
>1　理屈としてはありうるか。
　補足させてください。
　太陽光線がレンズに接した平面に焦点を結びますか。結ぶなら、そのレンズの厚みを、高さと幅との比で表していただけますか。
らんちゅう 【関東】 2005/10/12(水) 23:57:47
みなさんこんにちは
私もこの話　植物関係の記事と　カーワックスか何かの記事で　何回か読んだ記憶が有ります　いずれも否定的な（葉焼けしない）内容でした

車の塗装面に白く残るのは　水道水の成分で　主にカルシウム（塩化カルシウム）だそうです　車の塗装色にもよりますが　表面温度で７０〜８０℃になり　焼きついた状態になる為　簡単に落ちなくなるそうで　レンズ効果？では無いそうです

友人が　ホ○ガラス　に勤めていたので聞いてもらいました

凸レンズでは焦点は離れた場所に出来ます　特に「平凸レンズ」（片面が平らな凸レンズ）では「両凸レンズ」より更に焦点距離が長くなります　ですからレンズに接している様な状態では　植物に害を与える程の温度上昇出来る可能性は低いそうです

又　レンズは小さければ焦点距離が短くなるのですが　小さい水滴が長時間　維持出来るか？疑問が残ります

他にも　レンズその物の形状や　光の強さや角度などの状態が　どの程度そろうか？などは確率の問題も出てきそう　との事

試験した事が無いので解からないが　「理論上は有り得るかも知れないが　実際には無いと考えて良いのでは」という　きわめて一般的な回答でした
たちつ 【近畿】 2005/10/13(木) 00:11:39

何十年も昔に習ったことで、覚えていませんが、
真正球面体でしょう。レンズの厚みが、薄ければ、焦点距離は、葉を貫通する。つまり焦点が無い(ぼやける)
厚過ぎれば、焦点がレンズの厚みの中に存在することになり、焦点が沢山存在することになる。中心線の中に分散する。その集光量の分布は、
そのレンズに内接する、球の表面と中心線の交わるところ。
其の他、レンズの材質や透明度にも因る(屈折と乱反射)
だから、不安定な葉の上の不安定な水滴は、レンズとしても不安定。
葉を絶対的に安定させ、水滴を固体にしないと、レンズも安定しない。
そのように、安定する状態は、極めて少ない。
ぽん 2005/10/13(木) 05:53:30
１について

うちのぎぼうしは夕刻に葉の上に水滴が残っていると斑点状に葉焼けします。西日の当たるところに植えちゃったので。

水滴が残らないように根元に水遣りをするようになってだいぶ減りました。日中は日の当たらない場所のせいか、水遣りの時間は関係ありません。とにかく夕方に水滴が残っていると葉焼けします。

ちなみに日陰になる場所に植えてあるぎぼうしは葉の上に水滴が残っていても葉焼けしません。

また、葉焼けぎぼうしを植えてある場所は真夏は日に２時間ほど西日が当たります。北向きなので、気温はそれほど高くなりません。

２について

レンズ状になって光線が集まるためか、水滴が高温になるためか、水中の成分が葉の上に析出するせいなのかは検証していません。

ぎぼうし以外の植物でこの現象を見たことはありません。ぎぼうしはもともと日陰の植物なので、単に強光に弱いのだろうと思っていました。でも、やはり夏の方が葉焼けは起こりやすいので、気温や水滴の温度も関係しているのかもしれません。
水滴が残っているだけでは葉焼けしないので、光線が（直接的か間接的かはともかくとして）関係していることは確かだと思います。
ちなみに件のぎぼうしが植わっている場所は西日が３時間ほど当たり、あとは日陰です。北向きの庭ですし、日の当たっている時間が少ないので、気温の上昇はさほどではありません。

うちのぎぼうしはとてもきれいな丸い水滴をのせます。日に当たるときらきら輝いて美しいのですが、何せ葉焼けしてしまうので、しばらく眺めてから揺らして落とすようにしています。

３について

強光への耐性は植物によって異なるので、同じ条件でも葉焼けしたりしなかったりがあるのは不思議ではないですよね。うちでもぎぼうし以外は斑点状の葉焼けはしません。
さといもは熱帯性で日当たりの好きな植物なので、当然強光に強く、それで葉焼けしないのではと思います。
たちつ 【近畿】 2005/10/13(木) 15:39:55
ただし真夏で太陽光が強く、葉が乾いている。
レンズとなる水滴の変形(歪み・蒸散収縮)と透過集光と太陽の軌跡などの条件が合えば、細かい葉焼けが出来る可能性も否定できません。
普通、夏焼・日焼けは、紫外線の悪戯ですが、この場合には、赤外線の悪戯と考えられます。
一般植物にたいして、あえて、特別に注意を喚起するような問題では無いと考えられます。
みっちー 【関東】 2005/10/13(木) 17:22:50
＞真夏の散水には、葉に溜まった水滴が、太陽熱で、高温になったり、水道水なら、塩素分が濃縮されて、葉にシミ跡が残る場合があります
　『レンズ現象』という言い方をしますが、実際にはたちつさんが言われてるやつがほとんどではないでしょうか。葉に残っている水滴が太陽光で高温になって…。
数多く（年間１５０万鉢）の野菜苗を生産していますので、こういった経験はかなりあります。特に焼けやすいのは、キュウリ、トマト、あたりですね。焼けると表現しますが、葉に白や茶色の斑点ができる程度です。
真夏に栽培するブロッコリーやキャベツ、白菜、レタスなどの苗には、こういった現象は見られませんね。
やはり作物によって、かなり差が有りますね。
タネツリ [URL:http://homepage2.nifty.com/tane-tak/] 2005/10/13(木) 21:32:06
>1　理屈としてはありうるか。
　別の尋ね方をさせてください。
　ビー玉を真二つに切った形のレンズの焦点は、レンズのすぐ近くにできますか。
「夏の日中に潅水すると、水滴がレンズ状になって葉焼けを起こす」といわれてきことの真偽についての質問です。
　
たちつ 【近畿】 2005/10/13(木) 21:58:14

どちらの方向から、太陽の入射をさせるかにも拠りますが、いずれにしても、焦点はバラバラで定まらないか、限られた部分から、入射した光にだけ、焦点が有ると思います。しかし現実的に、そのような、半分に切れた球の形の水滴は存在しない。　
余談ながら、ダイヤは、表から光が入れば、全部反射して、表に帰るようにカットしますが、逆に裏から光を入れれば、戻ってこない。(表に抜ける)
cat 2005/10/13(木) 22:42:33
１　水滴は、表面張力で凸レンズ上になるので理屈に合う。
　　（葉の表面に完全に焦点が合わなくても、単位面積あたりの光量がま　　　すのは明白）
２　エゾマツで経験あり。
３　ぽんさんも触れられていますが、温度ではなく光の強度に起因するの　　で元々強い光のもとでそだつタイプの植物は葉焼けしないのでしょう。
たちつ 【近畿】 2005/10/13(木) 23:39:42
>半分に切れた球の形の水滴は存在しない。
間違い。存在する。
紫外線も屈折する。(UVカット)　赤外線も屈折する。(赤外線カメラ)
　フームッ　(^_^;)
ハッピ−マン 2005/10/14(金) 01:28:57
タネツリさん、ビー玉を真二つに切った形のレンズの焦点は、レンズのすぐ近くにできます。またcatさんのお話のように焦点が合わなくとも単位あたりの光量は増えます。ですから葉の表面でビー玉を真二つに切った形の水滴が出来るならば、葉焼けする可能性は否定できません。曲率の大きな丸い水滴は、水になじみやすい葉では起こりにくいこと、サトイモの葉のように疎水性（水をはじきやすい性質）の表面を持つ葉ほど出来やすい。しかし、疎水性のある葉の表面で水滴をとどめておくためには葉が水平でお皿のように水がたまる形でなくてはいけない。

　葉が疎水性であるかどうかは、水溶性の農薬を使用する場合に展しょく剤が必要なものがそれに当る。こうした葉は、てかてかして光沢のある葉が多いので、もしも、皆さんの情報で、こうした性質の葉に葉焼けが多いとしたら水滴レンズが原因での葉焼けは起こっているかもしれない。

　生物は進化をしてきたといわれている。光と水は生物には重要であり、植物にとっては両方とも必需品といえるので、長い進化の営みの中で彼らは、水滴レンズが有害であるならば、それから身を守るための進化も当然行ってきたはず。葉の表面に水滴レンズができないように、また水滴レンズができても大丈夫な体に進化してきたであろうと思う。しかし何事も100％ということはありえない。誰かが運悪く交通事故にあうように、非常に低い確率で水滴レンズの被害にあう葉っぱがあるとしてもおかしくはない。

　この問題は実験が可能なのでどなたか意のある人は挑戦するとよい。動植物は、栄養を吸収して体を形成していくが、そのなかで油脂も作り出している。植物の作る油は種子にたくさん貯蔵される。これは発芽の栄養源としてのエネルギ−として使用されるのは当然のことだが、種子を外部環境から身を守るためにも役立っている。人間様はときとしてその油を人間本意の見方から資源として頂戴しているけれども、本来は植物が生存を続けるために長い時間をかけた進化の結果の産物に違いない。　オゾンホ−ルができて紫外線のふりそそぐ量がふえている現在、移動が出来ない植物にとっては人間以上に大問題のはずだろう。
M２ 【中国】 2005/10/14(金) 07:09:36
>１　水滴は、表面張力で凸レンズ上になるので理屈に合う。
>　　（葉の表面に完全に焦点が合わなくても、単位面積あたりの光量がますのは明白）

レンズになる理屈は合うでしょうが、葉焼けになる理屈には物足ら無いと思います。実際、光が必要なのに一番吸収するはずの黒色ではないのはなぜなのでしょうか？光を独り占めしないためとも言われますが、（否定ではないですが）私はどっちかというと葉焼けを防ぐ意味合いのほうが大きいと思っています。自分に必要な光を受け取りつつ、余分な光を逃がすことで自分を守っていると思う。（もちろん、雨も想定して）


少なくともレンズ効果による防御策は持っていないと雨が降っただけ、露が降りただけで枯れる事を意味することになるので「まず無い」と言い切れる確率でないとおかしいと思う。
ぽん 2005/10/14(金) 15:51:34
うちではぎぼうし以外は水滴による葉焼けはしません。
ぎぼうしはもともと日陰の植物で、直射日光を受けることのほとんどない環境に自生しているので、強い光線に対する耐性は必要とせず、従って防御策を持つようには進化していなのでは。

ちなみに水滴によって斑点状に葉焼けをしても、ぎぼうし本体の成長にはほとんど影響はないようです。株も元気ですし、花も咲きます。もちろんそれで枯れたりはしません。ただ、ぎぼうしは葉の美しさが身上なので、わたしの方で気をつけて葉焼けが起こらないようにしているだけです。

日の当たるところに植えてしまったのもわたしの勝手なら、葉焼けを嫌うのもわたしの勝手で、ぎぼうしの知ったことではないのです。園芸植物は自生地とは異なる環境に植えられてしまうことが多いので、生来の防御機構がうまく働かなかったり、植えられた場所に必要な防御機能を持っていなかったりするのは珍しくないと思うのですが。

ぎぼうしが水滴と強光線で葉焼けするのは本当ですったら（レンズ効果のせいかどうかはわかりませんが）。
M２ 【中国】 2005/10/15(土) 06:28:44
>ぎぼうしはもともと日陰の植物で、直射日光を受けることのほとんどない環境に自生しているので、強い光線に対する耐性は必要とせず、従って防御策を持つようには進化していなのでは。

それは無いでしょう。光に強くなれなかったとしても対応策は持ってます。一番の例は葉の角度です。どの植物でも光の強さが違うと同じ種でも葉の角度が違います。光が強いと葉が立つ様に斜めになり、光が弱いと寝るように横になります。これは防御とまで行かなくとも光の強さにより自分に（その植物に）とって光に対してより良い状況に持っていっていこうとしてる証拠です。（胡蝶蘭で例を挙げますと、遮光率３０％くらいで植え込み資材が０度として４５〜６０度、７５％でほぼ水平（農家の基準）になります）
理屈とすれば、切り口でも斜めになると面積が増えますよね。その分、光の場合は強さは分散されます。（説明の仕方は悪いですね、解っていただけるでしょうか？）

これを例にとっても光をより多く得るだけなら水平の方がいいはずですよね。
たちつ 【近畿】 2005/10/15(土) 17:17:41

受光光束ベクトルとか、超高周波振動熱変換係数とか、群落光合成とか
緑色吸収(赤色吸収)とか　光の共用性と葉色や形状の違い・・・・等色々あって難しいですねぇ〜。
とにかく、共に末永く共存共栄していきましょう。あるときは耐え、あるときには喧嘩し、あるときには、分け与え・助け合おうと云う事ですね。人間模様の縮図ですね。社会の営みとは、自然の恩恵をより良く利用し、複雑に絡み合って、時間だけが過ぎていく。このようなもので、一方向から、観察しても、なかなか解からないものですね。(・・?

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