植物燈

光環(huán)境是植物生長發(fā)育不可缺少的重要物理環(huán)境因素之一，通過光質(zhì)調(diào)節(jié)，控制植株形態(tài)建成是設(shè)施栽培領(lǐng)域的一項重要技術(shù)。

做為強電產(chǎn) 品，應(yīng)選購質(zhì)量好的，有安全保證的產(chǎn)品，安裝使用時應(yīng)注意安全用電。

適用于植物補光的光源有:高壓鈉燈，金鹵燈，陶瓷金鹵燈，微波硫燈，等離子燈，熒光燈，無極燈和三基色稀土補光燈、LED植物燈等。最常用的是鈉燈，金鹵燈和LED植物燈。其他的比較小眾，或價格非常昂貴。

高壓鈉燈可分為普通鈉燈，高光效鈉燈，植物用鈉燈，常用的有250w,400w,600w,1000w。目前的趨勢是功率越大越好，因為很簡單，1套1000w系統(tǒng)比兩套400w系統(tǒng)便宜且覆蓋面大效果好。

普通鈉燈價格低廉，光通量低，高光效鈉燈顧名思義，光通量更高，但是這些都不是真正的植物用鈉燈，只是用來作路燈的而已。

植物用鈉燈必然是高流明輸出，加上正確的光譜;而高光效鈉燈雖有高流明輸出，但光譜里紅光和藍光的含量大大低于植物鈉燈，沒什么用的綠光卻高出植物鈉燈7-9倍，只能是效果底下浪費能源。所以才有客戶問為什么生長效果不明顯，你，用錯燈了。

要判斷高光效鈉燈和植物鈉燈只能通過光譜分析，目前沒有用肉眼判斷的方法。這也就是目前不少工廠能夠肆無忌憚的忽悠廣大種植戶，給消費者帶來損失的原因。

金鹵燈含有豐富的藍光，而即便是光譜補強過的植物鈉燈，其所含藍光也大大少于金鹵燈。鈉燈和金鹵燈一起用的話會達到一個非常完美的效果，不過考慮到成本，溫室里還是以用鈉燈為主。購買金鹵燈要小心不良商家，用金鹵燈的外殼內(nèi)部其實是水銀燈，價格非常低廉。

三基色稀土補光燈生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品最早有臺灣傳入大陸。它的工作原理和日光燈一樣，燈管通電后發(fā)射電子和燈管內(nèi)的汞蒸汽形成內(nèi)部電路回路。燈管內(nèi)的汞原子在與惰性氣體碰撞后放電，激發(fā)出253.7nm的紫外線，紫外線被含有某些稀土元素的三基色熒光粉吸收轉(zhuǎn)化成可見光。三基色稀土補光燈的光質(zhì)組合相對固定，不可以隨意調(diào)整，燈光中的光合有效輻射能占比較低，因此，無法滿足不同植物或植物不同時期對不同光質(zhì)組合(光合營養(yǎng))的需要，更無法滿足苛刻的植物光合作用領(lǐng)域的科研實驗要求，所以，適用范圍相對小，綜合補光效果一般。另外，這種燈的制造材質(zhì)和工藝決定了其易碎，對使用環(huán)境存在危害，劇毒汞蒸氣泄漏會隨空氣飄落而滲透到植物體、人體中，危害健康，特別是對孕婦、嬰幼兒、老年人的傷害極大。所以，這種補光燈不適合在家庭、辦公室等空間小而人員多的環(huán)境中使用。目前，三基色稀土補光燈的市場太亂，品質(zhì)良莠不齊，效果過硬的產(chǎn)品極少，再加上采購和后期使用維護成本高昂(功率相對高，壽命相對短)，使用受限，效果不佳等因素，所以，目前應(yīng)用范圍很小。

LED植物燈是最近5年左右隨led白光照明而興起的高科技新產(chǎn)品。國內(nèi)許多科研院所的有關(guān)"不同LED光質(zhì)對植物影響"的實驗也是最近幾年才開始或完成。LED植物燈光質(zhì)是由芯片決定的，而目前的植物燈所用的國產(chǎn)芯片的品質(zhì)尚不過關(guān)，所以只能選擇進口芯片封裝的led燈珠還生產(chǎn)led植物燈，因此導(dǎo)致燈具生產(chǎn)成本高昂。但因其光質(zhì)準確且可人為組合調(diào)整、單位功耗的光合輻射高、植物補光效果好、運營成本低(超級省電)等諸多優(yōu)勢，所以深受全世界的農(nóng)業(yè)科研院所、智能化植物工廠等的青睞。但，從2012年后，一些私人手工作坊加入了燈具的制造陣營。這些人不懂農(nóng)業(yè)技術(shù)，更沒有產(chǎn)品實驗條件，不考慮安規(guī)問題，只是采購元件隨意拼裝，成品價格超級便宜。這種劣質(zhì)無效的所謂的"LED植物燈"正在擾亂著原本艱難的市場環(huán)境，這個問題也是目前白光led市場所面臨的現(xiàn)狀。所以，選擇LED植物燈時，也要擦亮眼睛，最好選擇2012年以前建廠，產(chǎn)品有質(zhì)保，有品牌，價格合理的產(chǎn)品，不可貪圖便宜而遭受巨大經(jīng)濟損失和安全事故。

不同的植物對光譜有不同的需求，比如針對生菜是紅/藍4:1，草莓5:1，通用型8:1，有些需 要增加紅外線和紫外線，但是某些工廠一知半解，把所有光譜做在一起美其名曰全光譜適合任何植物，結(jié)果因為里面含有紫外線把人家蘭花照死了，還好不是幾十萬的那種。白光里含有所有光譜，于是又有人整了個白光LED，說起來是全光譜，飛利浦也干了這個傻事。而我做了個實驗，相同的植物，一邊用兩個200w的白光，一邊用一個90w的UFO(紅藍1:1)和90w方形(紅藍8:1)，一星期后白光下的植物明顯比用紅藍燈的長得慢，不要迷信白光了，最多在紅藍燈里加幾顆白光LED用來改善用，而不是當成主燈用。LED本身的輸出流明不高，有些客戶說飛利浦的沒用，因為飛利浦這些T管燈最大也就20w，還加了個磨砂燈罩，又損失了部分流明。掛到高處射到植物上還能剩下多少微摩爾?有效果才怪。50瓦以下的LED植物燈適合靠近植物使用，比較適合于植物組培(分層種植)，家庭養(yǎng)花種菜，小空間無土栽培等領(lǐng)域，而50瓦以上的LED植物燈適合溫室大棚使用，燈距作物主冠區(qū)控制在2.5米內(nèi)為佳。

經(jīng)過應(yīng)用測試，LED植物燈非常適合植物的生長、開花、結(jié)果。一般室內(nèi)植物花卉，因缺少自然光照會隨著時間而長勢越來越差，而通過使用植物所需光譜(光質(zhì)組合)的LED植物燈照射，不僅可以促進其生長，而且還可以延長花期，提高花的品質(zhì)。而把這種高效光源系統(tǒng)應(yīng)用到大棚、溫室等設(shè)施等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，一方面可以解決日照不足導(dǎo)致番茄、黃瓜等大棚蔬菜口感下降的弊端，另一方面還可以使冬季大棚茄果類蔬菜提前到春節(jié)前后上市，從而達到反季節(jié)培植的目的。

(1)作為人造補充光照，從早上5點到晚上23點的任何時間都可以增強光照，并可以延長有效照明時間。

(2)無論在晴天、陰天、雨天，都可以合理有效延長和科學(xué)控制植物所需要的光照，只要您掌握了這種補光產(chǎn)品和產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)。

(3)在溫室或植物實驗室，可完全替代自然光，保證健康植物生長，促進植物更好生長。

作為第四代新型照明光源，LED具有許多不同于其他電光源的特點，這也使其成為節(jié)能環(huán)保光源的首選。

應(yīng)用于植物培養(yǎng)領(lǐng)域的LED還表現(xiàn)以下特征:波長類型豐富、正好與植物光合作用和光形態(tài)建成的光譜范圍吻合;頻譜波寬度半寬窄，可按照需要組合獲得純正單色光與復(fù)合光譜;可以集中特定波長的光均衡地照射作物;不僅可以調(diào)節(jié)作物開花與結(jié)實，而且還能控制株高和植物的營養(yǎng)成分;系統(tǒng)發(fā)熱少，占用空間小，可用于多層栽培立體組合系統(tǒng)，實現(xiàn)了低熱負荷和生產(chǎn)空間小型化;此外，其特強的耐用性也降低了運行成本。由于這些顯著的特征，LED十分適合應(yīng)用于可控設(shè)施環(huán)境中的植物栽培，如植物組織培養(yǎng)、設(shè)施園藝與工廠化育苗和航天生態(tài)生保系統(tǒng)等。

截止2013年，我國設(shè)施園藝面積發(fā)展迅速，植物生長的光環(huán)境控制照明技術(shù)已經(jīng)引起重視。設(shè)施園藝照明技術(shù)主要應(yīng)用于兩個方面:一、在日照量少或日照時間短的時候作為植物光合作用的補充照明;二、作為植物光周期、光形態(tài)建成的誘導(dǎo)照明。

1、LED作為植物光合作用補充照明的研究 傳統(tǒng)人工光源產(chǎn)生太多熱量，如采用LED補充照明和水培系統(tǒng)，空氣能夠被循環(huán)使用，過多的熱量和水份可以被移除，電能能夠被高效地轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Ч夂陷椛?，最終轉(zhuǎn)化為植物物質(zhì)。研究表明:采用LED照明，生菜的生長速率、光合速率都提高20%以上，將LED用于植物工廠是可行的。研究發(fā)現(xiàn)，與熒光燈相比，混合波長的LED光源能夠顯著促進菠菜、蘿卜和生菜的生長發(fā)育，提高形態(tài)指標;能夠使甜菜生物積累量最大，毛根中甜菜素積累最顯著，并在毛根中產(chǎn)生最高的糖分和淀粉積累。 與金屬鹵化燈相比，生長在符合波長LED下的胡椒、紫蘇植株，其莖、葉的解剖學(xué)形態(tài)發(fā)生顯著的變化，并且隨著光密度提高，植株的光合速率提高。復(fù)合波長的LED可引起萬壽菊和鼠尾草兩種植物的氣孔數(shù)目增多。

2、LED作為植物光周期、光形態(tài)建成的誘導(dǎo)照明 特定波長的LED可影響植物的開花時間、品質(zhì)和花期持續(xù)時間。某些波長的LED能夠提高植物的花芽數(shù)和開花數(shù);某些波長的LED能夠降低成花反應(yīng)，調(diào)控了花梗長度和花期，有利于切花生產(chǎn)和上市。由此可見通過LED調(diào)控可以調(diào)控植物的開花和隨后的生長。

3、 LED應(yīng)用于航天生態(tài)生保系統(tǒng)的研究

建立受控生態(tài)生保系統(tǒng)(Controlled Ecological Life Support SystemCELSS)是解決長期載人航天生命保障問題的根本途徑，高等植物的栽培是CELSS的重要元件，其關(guān)鍵之一光照。

基于空間環(huán)境的特殊要求，空間高等植物栽培中使用的光源必須具有發(fā)光效率高、輸出的光波適合于植物光合作用和光形態(tài)建成、體積小、重量輕 、壽命長、高安全可靠性記錄和無環(huán)境污染等特點。與冷白熒光燈、高壓鈉燈和金屬鹵素?zé)舻绕渌庠聪啾容^，LED更能有效地將光能轉(zhuǎn)化成光合有效輻射，植物補光效果更好;此外它具有壽命長、體積小、重量輕和呈固態(tài)等特點，因此，LED在地面和空間植物栽培中倍受重視。研究表明LED照明系統(tǒng)能提供光譜能量分布均勻的照明，其電能轉(zhuǎn)換為植物所需光的效率超過金鹵燈的520倍。

以菊花為試材，選取生長一致且粗壯菊花莖段120枝，分成2組，每組60枝。剪取長約12cm的帶葉枝段，并將基部削成楔形面，將基部用10PPM的萘已酸處理12小時，然后分別快繁于自然光的智能苗床與有LED植物生長燈的紅光苗床，觀察、記錄莖段的生長情況。葉綠素含量測定用浸提法于培養(yǎng)的第3\6\12天，均勻取各處理同等部位葉片0.2g，剪碎，用1:1的丙酮:無水乙醇浸泡，置于40度恒溫箱中提取24小時后測定波長652nm處OD值，計算葉綠素含量。可溶性糖用35二硝基水楊酸法測定硝酸還原酶(NR)活性用磺胺比色法測定.得到如下結(jié)果:

1，培養(yǎng)30d后紅光下的莖段較自然光下的生根早，最終根數(shù)多，生根率高達100%，根多而壯。葉色濃綠，莖粗壯，苗長勢旺盛。整個培養(yǎng)過程中紅光下材料的長勢明顯優(yōu)于自然光下，顯示紅光有促進千頭小黃菊生根的效應(yīng)(表1)。LED植物生產(chǎn)燈表1 紅光和自然光照下千頭小黃菊枝段生根比較

2，在莖段生長過程中，無論是自然光下還是紅光下，葉綠素含量均先降后增。但紅光下葉綠素含量高于自然光下，說明紅光對葉綠素的形成表現(xiàn)出明顯的促進作用，并且隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加這種結(jié)果越明顯(表2)。紅光下植株生長勢較好，可能是由于植株體內(nèi)葉綠素含量較高，光合作用較旺盛，有更多的碳水化合物的合成，從而為植株的生長提供了充足的物質(zhì)和能量所致。LED植物生長燈表2自然光和紅光下葉綠素和可溶性糖含量

3，培養(yǎng)第9天的可溶性糖含量比第15天的低，且紅光下比自然光下下降多，紅光下的莖段生根也較自然光下的早。15天后，紅光下的可溶性糖含量比自然光下高，這可能與紅光下葉綠素含量較高(表2)，光合作用較旺盛有關(guān)。

4，紅光下莖段中NR活性明顯大于自然光下(表2)。可見紅光可促進菊花莖段氮代謝。

總之，紅光有促進菊花莖段生根、葉綠素形成、碳水化合物積累以及吸收和利用的作用。在快繁過程中運用紅光的植物生長燈補光對于促進各種植物的快速生根及提高種苗質(zhì)量效果明顯。

植物都要依靠光的能量進行光合作用而生長、開花、結(jié)果。但由于自然界經(jīng)常出現(xiàn)千變?nèi)f化的氣候變化和光照變因，使植物在各個不同的生長期不能充分吸取到自身不同生長期間所需要的光合營養(yǎng)，給生長帶來不利，尤其是在育苗階段。對此，科學(xué)合理的人工光譜對植物的生長創(chuàng)造了很好的吸收和反射條件。而藍光區(qū)和紅光區(qū)的各能源值，十分接近植物光合作用的效率曲線(對綠色植物效率更是顯著)是植物生長的最佳光源。

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一般使用普通電光源補充光照和應(yīng)用不同覆蓋材料等農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，如采用單色熒光燈或彩色塑料薄膜，改變光環(huán)境以調(diào)控設(shè)施栽培環(huán)境中植物的生長發(fā)育。led植物生長燈采用了不同于這些措施，從而避免了存在著不同程度的問題，如缺乏對具體光譜成分的分析導(dǎo)致光質(zhì)處理不純，光強不一致、接近甚至或低于植物的光補償點，照射光源能效低等。LED在植物設(shè)施栽培環(huán)境中的大量應(yīng)用研究結(jié)果表明，LED能夠解決這些難題，特別適合應(yīng)用于人工光控制型植物設(shè)施栽培環(huán)境。

根據(jù)材料分為PC燈罩、玻璃燈罩、塑料燈罩、紙燈罩等，根據(jù)用途分為led照明燈罩、led植物燈罩