• 光環境是植物生長發育不可缺少的重要物理環境因素之一,通過光質調節,控制植株形態建成是設施栽培領域的一項重要技術。

LED植物生長燈是以LED(發光二極管)為光源,依照植物生長規律必須需要太陽光,用燈光代替太陽光給植物生長發育環境的一種燈具。

    光環境是植物生長發育不可缺少的重要物理環境因素之一,通過光質調節,控制植株形態建成是設施栽培領域的一項重要技術。

    LED植物生長燈以LED(發光二極管)為光源,依照植物生長規律必須需要太陽光,用燈光代替太陽光給植物生長發育環境的一種燈具。

    LED植物燈,有助縮短植物的生長周期,因為這種燈的光源主要是由紅藍光源組成的,采用植物最敏感的光波段,紅光波長使用620-630nm和640-660nm, 藍光波長使用450-460nm和460-470nm。讓植物在生長過程中促進多發側枝和芽的分化,加快根莖葉生長,加快植物碳水化合物的合成和維生素的合成,縮短了生長周期。

    LED在植物設施栽培環境中的大量應用研究結果表明,LED植物燈特別適合應用于人工光控制型植物設施栽培環境。

    人工光源的色溫與流明是以生物的眼睛所看到的,而植物對光的需求是行光合作用,這是不看色溫與流明的是以輻射值論定的。



    光譜范圍對植物生理的影響

    ·280~315nm––>此種波長已屬紫外線光線,對于各類動、植物甚至于菌類生長,均有直接壓制性生長的功能,對形態與生理過程的影響極小。

    ·315~400nm––>此種光波亦屬遠紫外線光雖無紫外線傷害植物,為對植物生長并無直接作用,葉綠素吸收少,影響光周期效應,阻止莖伸長。

    ·400~520nm(藍)–>此類波長可直接處使植物根、莖部位發展,對于葉綠素與類胡蘿卜素吸收比例最大,對光合作用影響最大。

    ·520~610nm(綠)–>綠色性植物排斥性推擠,綠色素的吸收率不高。

    ·610~720nm(紅)–>植物的葉綠素吸收率不高,唯此波長對于光合作用與植物生長速度有顯著影響。

    ·720~1000nm––>此類波長泛屬紅外線波長,對于植物的吸收率低,可直接刺激細胞延長,會影響開花與種子發芽。

    ·>1000nm––>已接近雷射光波長已轉換成為熱量。

    以上的植物與光譜數據來看,每種波長的光線對于植物光合作用的影響是不同的,植物對于光合作用需要的光線中,400 ~ 520nm(藍色)光線,以及610 ~ 720nm(紅色)對于光合作用貢獻最大,而520 ~ 610nm(綠色)光線,對于植物行使生長作用的功效比率很低。

    若按照以上原理植物只對于400 ~ 520nm(藍色)及610 ~ 720nm(紅色),的光譜有直接幫助生長的效果,所以學術概念下的植物燈都是做成紅藍組合、全藍、全紅三種形式,以提供紅藍兩種波長的光線,用來覆蓋植物行光合作用所需的波長范圍。

    在視覺效果上,紅、藍組合的led植物生長燈呈現粉紅色,這種混光色實對生物照明是極為不舒服的色系,然卻只能以實用性怯其外觀,以擇其實用性為主。

    一般白光LED燈珠,最普遍的是使用藍色芯心,激發黃色熒光粉發光,由此復合產生視覺上的白光效果。于積分球測試報告上的能量分布上,在445nm的藍色區和550nm的黃綠色區存在兩個峰值。

    而植物所需的610 ~ 720nm紅光,則覆蓋的比較少無法對其種植植物供應光和作用所需的光效能。這就解釋了為什么在白光LED照射下,為何植物的生長速度及采收效果均不如一般戶外種植。

    利用上述的數據一般的植物燈的紅藍燈色譜比例一般在5:1 ~ 10:1之間為宜,通??蛇x7~ 9:1的比例,唯比例分配需采燈珠亮度比為混光依據,非采燈珠數量為混光依據。

    用led植物生長燈于植物種植時時,一般距離葉片的高度為30-50公分左右,這中間尚需要實際依種植植物的種類給予不同光強度,調整高度一般視為最簡便的亮度調整方式。

    業界人士解釋,大型植物工廠的層架內裝有植物專用的LED燈,與一般LED光譜不同,為配合光合作用,植物燈頻譜偏藍光與紅光,且根據個人需求不同,也可調成冷、暖白光,配合手機APP遙控,操作十分方便。業者說,多層架型植物工廠配備水循環流通系統,經測試可種植百余種植物,適合量產需求者使用。除家用外,植物工廠一般有2種獲利途徑,一是葉菜類的大量量產,如小白菜、青江菜、萵苣等十字花科植物;二是種植難度高的人參、牛樟芝等高經濟價值作物,只要使用特定的LED頻譜和管控系統,就能培育生長條件較苛的季節性作物。

    隨著LED產業的廣泛發展,LED企業也不斷的尋找新的發展出路,LED植物生長燈無疑是給LED企業一個重生的機會,然而盡管植物生長燈前景看好,植物工廠的發展仍面臨一些“瓶頸”。比如前期投入過大,一個日產1000株生菜的人工光型植物工廠,一般需要比較高的前期投資。即使政府補貼50%,通常也需要5—7年時間才能實現盈利。此外,工廠農業時代的種植技術還有待成熟,與之相關的質量控制、物流銷售模式也在探索之中。


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