备注
以上参数比例为红:蓝=8:1,仅供参考
LED植物生长灯对苜蓿芽苗菜和香椿苗芽菜的影响
LED植物生长灯的光谱对苜蓿芽苗菜生长、营养品质和抗氧化特性的影响试验表明,红光显著提高苜蓿芽苗菜鲜质量产量,白光显著提高芽苗菜干质量产量;蓝光 显著提高苜蓿芽苗菜可溶性蛋白、游离氨基酸、维生素C、总酚类和总黄酮的含量和对DPPH自由基的清除能力,显著降低芽苗菜硝酸盐的含量;白光有利于类胡 萝卜素含量的提高;苜蓿芽苗菜在黄光下槲皮素含量与PAL活性显著正相关;综合考虑认为应用篮光照LED植物生长灯的光质在植物组织培养和芽苗菜栽培中的 调控作用及机理射适合于培养高品质的苜蓿芽苗菜。
LED植物生长灯光质对香椿芽苗菜生长和营养品质的影响试验表明,白光下香椿芽苗可食干质量、全株干质量、可食率、Vc和可溶性糖含量均显著高于对照和其 他光质;蓝光下香椿芽苗菜可溶性蛋白和游离氨基酸含量最高且显著高于对照和其他光质;红光显著降低硝酸盐含量,其次是白光和蓝光;白光和黄光显著提高香椿 芽苗菜地上部分的总黄酮含量,白光显著提高芽苗菜地下部分的总黄酮含量;红光有利于香椿芽苗菜子叶中花青苷含量的积累,其次是黄光。总体而言,应用白光照 射有利于香椿芽苗菜的生长,提高可食率,改善部分营养品质。
LED植物灯波长类型丰富、正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合;频谱波宽度半宽窄,可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱,可以集中特定波长的光均衡地照射作物;不仅可以调节作物开花与结果,而且还能控制株高和植物的营养成分;系统发热少,占用空间小,可用于多层栽培立体组合系统,实现了低热负荷和生产空间小型化的特点。
光 谱 范 围 对 植 物 生 理 的 影 响
280 ~ 315nm 会使植物在短时间内枯萎,对形态与生理过程的影响极小,
315 ~ 400nnm 叶绿素吸收少,影响光周期效应,阻止茎伸长,使植株变短叶片饱满
400 ~ 520nm(蓝) 叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大,对光合作用影响最大
520 ~ 610nm 色素的吸收率不高
610 ~ 720nm(红) 最有助于光合作用的区域,也是控制日照时间最有效的波长领域
720 ~ 1000nm吸收率低,刺激细胞延长,影响开花与种子发芽
>1000nm 只转换成为热量
植物对光谱的敏感性与人眼不同。人眼最敏感的光谱为555nm,介于黄-绿光。对蓝光区与红光区敏感性较差。植物则不然,对于红光光谱最为敏感,对绿光较不敏感,但是敏感性的差异不似人眼如此悬殊。植物对光谱最大的敏感地区为400~700nm。此区段光谱通常称为光合作用有效能量区域。阳光的能量约有45%位于此段光谱。因此如果以人工光源以补充光量,光源的光谱分布也应该接近于此范围。
光源射出的光子能量因波长而不同。例如波长400nm(蓝光)的能量为700nm(红光)能量的1.75倍。但是对于光合作用而言,两者波长的作用结果则是相同。 蓝色光谱中多余不能作为光合作用的能量则转变为热量。换言之,植物光合作用速率是由400~700nm中植物所能吸收的光子数目决定,而与各光谱所送出的光子数目并不相关。但是一般人的通识都认为光颜色影响了光合作用速率。植物对所有光谱而言,其敏感性有所不同。此原因来自叶片内色素(pigments)的特殊吸收性。其中以叶绿素最为人所知晓。但是叶绿素并非对光合作用唯一有用的色素。
其它色素也参与光合作用,因此光合作用效率无法仅有考虑叶绿素的吸收光谱。
光合作用路径的相异也与颜色不相关。光能量由叶片中的叶绿素与胡萝卜素所吸收。能量藉由两种光合系统以固定水分与二氧化碳转变成为葡萄糖与氧气。此过程利用所有可见光的光谱,因此各种颜色的光源对于光合作用的影响几乎没有不同。
有些研究人员认为在橘红光部份有最大的光合作用能力。但是此并不表示植物应该栽培于此种单色光源。对植物的形态发展与叶片颜色而言,植物应该接收各种平衡的光源。
蓝色光源(400~500nm)对植物的分化与气孔的调节十分重要。如果蓝光不足,远红光的比例太多,茎部将过度成长,而容易造成叶片黄化。红光光谱(655~665nm)能量与远红光光谱(725~735nm)能量的比例在1.0与1.2之间,植物的发育将是正长。但是每种植物对于这些光谱比例的敏感性也不同。
在温室内部常常以植物生长灯做为人工光源。以Philips Master SON-TPIA灯源为例,在橘红色光谱区有最高能量。然而在远红外光的能量并不高,因此红光/远红光能量比例大于2.0。但是由于温室仍有自然阳光,因此并未造成植物变短。(如果在生长箱使用此光源,就可能产生影响。)
在自然阳光下,蓝光能量占有20%。对人工光源而言,并不需要如此高的比例。对正常发育的植物而言,多数植物只需要400~700nm范围内6%的蓝光能源。在自然阳光下,已有此足够蓝光能量。因此人工光源不需要额外补充更多的蓝光光谱。但是在自然光源不足时(如冬天),人工光源需要增加蓝光能量,否则蓝色光源将成为植物生长的限制影响因子。