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浅谈植物光照几点常识
发布时间:2015-10-1  浏览次数:1592

前几天,一篇“LED跑到外太空种菜去了的文章吸引了不少人的眼光。其实,利用人造光源种植蔬菜并不是什么新鲜事,只是有了LED以后使得种植成本和技术变得更加成熟。如果你也想利用LED种植蔬菜,那就必须了解以下几点常识:

  一、 照明与植物光照的区别

  照明的目的是满足人们在黑暗状态下的视觉需求。我们通常用勒克司(lux,法定符号lx)作为照明的照度单位,等于1流明(lumen)的光通量(Luminous flux)均匀照在1平方米表面上所产生的照度,又称米烛光。

  植物光照的目的是利用光对植物叶面的辐照产生光合作用。植物学家和研究者通常采用每秒照射到植物表面的光子流量来表述辐照的强度。这就是PPF PAR法。PPF表示光合作用的光子流量,即每秒照射到每一平方米区域上的光子数目。一般用微摩尔来表示光子的数量。如1μmol 表示6 ×1017个光子,1mol 代表6 ×1023个光子。PPF PAR法不涉及与植物生长无关的人眼视见函数,所以是一种测量植物生长用灯光输出辐照强度的有效方法。

  二、 植物光照需要的波长和配比

  对于大多数植物来讲,生长需要的波长主要集中在400-510nm的蓝、紫光和610-720nm的红、橙光范畴。但不同的植物需要的波长和波长比例并不相同。甚至同一植物在幼苗期、生长期、开花期、结果期需要的波长和波长比例也不相同。更甚者,同一植物在不同季节、不同土壤、不同二氧化碳浓度、不同环境温度、不同水质、不同海拔高度种植时,对于光照波长和波长配比的需求都有所改变。为了保证植物的正常生长,必须给植物一个合适的光照波长和波长比例,我们通常称之为光配方,也有人称之为植物光食谱

  三、植物光照的光饱和点和光补偿点

  光饱和点: 在一定的光强范围内,植物的光合强度随光照度的上升而增加,当光照度上升到某一数值之后,光合强度不再继续提高时的光照度值,叫做光饱和点。

  光补偿点:植物的光合强度和呼吸强度达到相等时的光照度值,叫做光补偿点。

当植物光照不足时,植物的杆茎较细,叶片窄长,植物整体重量较轻;而当光照过量时,植物会过度生长,而且由于叶绿素的破坏作用,植物还将显示出其它不良的症状。因此,植物光照需要一个合适的数值。

不同植物的光补偿点和光饱和点是不相同的,为了满足不同植物的生长需求,必须根据所光照植物的光补偿点和光饱和点进行调节。

  四、植物光照技术的门槛到底有多高

  很多人认为植物光照非常简单,只要把红、蓝两色的LED安装在同一个灯具上就可以叫做“LED植物光照灯了。其实不然,请看以下分析:

  1.LED红、蓝光的波长问题

  以红光LED为例,目前LED红光的峰值波长都在620nm左右,而大部分植物需要的红光波长集中在660nm左右(有些植物甚至需要680-720nm的波长),加上LED的发光波长范围很窄,以至于620nm红光LED的光谱中根本没有640nm以上的红光波长,这种植物灯的光照效果,对于需要640nm以上红光波长的植物来讲,与纯蓝光照射没有什么区别。当然,蓝光LED也存在同样问题。这是很多厂家生产的植物光照灯没有光照效果或者光照效果不佳的主要原因之一。

  2.不同植物的波长和波长配比问题

  前面讲过,不同植物需要的波长和波长比例不同,同一植物不同生长阶段需要的波长和波长比例也不同。这就使得如何准确(最起码是比较准确)掌握各种植物,以及各种植物在不同生长阶段所需要的波长和波长比例尤为重要!但植物是一个生长周期很长的作物,要想掌握各种植物及其不同生长阶段所需的光照波长和波长比例,需要投入很多资金、时间和人力进行实验,形成长期的数据积累。这也是目前生产植物光照灯的厂家互相保守光数据秘密的根本原因。

  五、 LED植物光照的强度问题

  根据植物光照的光饱和点定义,当光照度上升到饱和点时,植物的光合强度不再继续提高。把植物光照的强度控制在光照饱和点附近,可以最大的促进植物光合,并减少不必要的电能浪费。但如何获取各种植物在不同生长阶段和不同生长环境下的光饱和点,同样也是一件耗资、耗时、耗费人力的事情。

  六、 LED植物光照灯具的成本问题

  LED的成本问题是一个大家都熟知的问题,在此不做过多叙述。

  综上所述,利用LED植物光照灯来提高植物的产量和品质,是一项系统工程,是一件利国利民、造福人类的好事,但其中奥秘也不是所有LED灯具生产厂家都能够驾驭得了,正所谓:项目虽然好,投资需自量。

 

 

                                               (刘兆辉)

 
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