組培光照的需求指標(biāo)

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光是植物生長重要的環(huán)境影響因子，光對植物的作用主要體現(xiàn)在光合作用(photosynthesis)、光形態(tài)建成(photomorphogenesis)和光周期調(diào)節(jié)(photoperiodcontrol)。人工光影響植物的生長主要體現(xiàn)在光譜、光照強(qiáng)度、光周期、光分布等幾個方面...

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光是植物生長重要的環(huán)境影響因子，光對植物的作用主要體現(xiàn)在光合作用(photosynthesis)、光形態(tài)建成(photomorphogenesis)和光周期調(diào)節(jié)(photoperiod control)。人工光影響植物的生長主要體現(xiàn)在光譜、光照強(qiáng)度、光周期、光分布等幾個方面。

太陽光中的光譜極寬，但可以被植物有效吸收利用的光譜波長是非常有限的。一般認(rèn)為，太陽光中280-800nm波長范圍的光是植物可吸收利用的光，這部分光影響著的植物的生長發(fā)育。而這個波段中，起主要作用的是藍(lán)光波段(400-500nm)和紅光波段(600-700nm)。

紅光波段是葉綠素最強(qiáng)的吸收光帶，對植物有著最強(qiáng)的光合效應(yīng)，紅光有利于大部分植物的干物質(zhì)積累，增大植株的葉片面積，加快植株葉片的生長速率。通常紅光與遠(yuǎn)紅光(700-800nm)共同作用于植物的光敏色素(phytochrome)，調(diào)節(jié)著植物的光形態(tài)建成。適當(dāng)增加遠(yuǎn)紅光的比例，可促進(jìn)植株莖的生長。

藍(lán)光波段是植物進(jìn)行光合作用的次高峰區(qū)，是植物葉綠素和類胡蘿卜素的強(qiáng)吸收帶，對植物的生長和生物量的積累亦有調(diào)控作用。藍(lán)光可提高植物幼苗的根系活力，提高根系對養(yǎng)分的總吸收面積和活躍吸收面積，有利于植物根系的生長發(fā)育。

除去紅藍(lán)光波段，植物對其他波段的光的吸收利用較少，因此對于植物形態(tài)和生理影響較小，但對植物生長也會產(chǎn)生不同效果的影響。例如，UV-B (280-320nm)會導(dǎo)致植物色素褪色;UV-A (320-400nm)影響植物的光周期效應(yīng)，抑制莖的伸長;遠(yuǎn)紅外(700-800nm)影響著植物的發(fā)芽和開花，黃綠光(500-600nm)可促進(jìn)植物的光合系統(tǒng)的光合效率。

以往的研究發(fā)現(xiàn)，在植物的生長發(fā)育過程中，一般單色光不足以保證植物的良好生長，復(fù)合光可以有效解決這一問題。適度提高復(fù)合光中紅藍(lán)光源的比例，可促進(jìn)植物工廠中種苗的生長發(fā)育，改善植株長勢。

目前為止，植物工廠使用的人工光源主要有高壓鈉燈、熒光燈和發(fā)光二極管(LED)。早期的植物工廠多使用采用高壓鈉燈用于植物的補(bǔ)光，但其光譜缺少植物生長必須的紅藍(lán)光譜，發(fā)熱量較高，功率高，不利于多層立體栽培。熒光燈的發(fā)射光譜范圍可在350-750nm之間，光譜性能較好，較高壓鈉燈相比，發(fā)光效率更高，功率較低，但其紅光光譜波峰值較低，一般在植物培養(yǎng)時需增加紅光光源進(jìn)行補(bǔ)光處理。

LED是目前植物應(yīng)用最為廣泛的人工光源，LED可散發(fā)植物所需要的各種單色光，根據(jù)生產(chǎn)需要，可進(jìn)行不同光譜的組合，滿足植物的生長發(fā)育對于光譜的需求;作為冷光源，它具有散熱量小的優(yōu)點(diǎn)，可以很好的用于植物工廠的多層立體栽培;電能轉(zhuǎn)換效率也較高，節(jié)電效果為熒光燈和高壓鈉燈的數(shù)倍;同時兼具環(huán)保、壽命長、少維護(hù)等特點(diǎn)，因此是目前植物工廠應(yīng)用較多的主流光源。