植物生长究竟需要哪些波段的光谱?

植物生长究竟需要哪些波段的光谱?

2018-03-15 15:09:40 55

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。

植物生长灯|LED组培灯|LED花期灯

      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分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。
      在温室内部常常以高压钠灯做为人工光源。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。但是如果不用光源改善方法,仍是有其它方法可补救此光源不足问题。例如以温度调节或是施用生长荷尔蒙。

      由BSE研究室对光源与植物组培养苗发育关系的研究结果,有两点结论与此篇文章相近:
      一、光源的颜色并不影响光合作用速率,因此也不影响鲜重或干物重。影响光合作用速率的主要因子仍是光量与温度。
      二、光质影响了组培苗的形态,例如组培苗节距长度(苗的高度),叶片叶绿素含量,地下物与地下物的比例等。

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植物生长灯,又称植物补光灯,是根据对太阳的光谱光波的深入研究,提取其中对植物生长必不可少的光,利用不同波段led的配比研发出新型的植物生长灯。依照植物生长规律必须需要太阳光,而植物补光灯就是利用太阳光的原理,灯光代替太阳光给植物提供更好的生长发育环境的一种灯具。 科学证明,植物在正常的生长发育过程中需要阳光进行光和作用,通过阳光的照射才能产生光和作用,从而产生养料和有机质,输送到叶子,花和果实,如果光照不足或者没有光照,会造成植物无法正常的进行光合作用,从而给作物造成不同程度的减产。植物生长灯能发射出出固定波长在610nm--720nm的红光和波长在400nm--520nm的蓝光,其中波长在610nm--720nm的红光,叶绿素能吸收75%-85%,该波段波长的红光对植物(种子)发芽,开花,结果,植物体叶绿素的合成,对光合作用与光周期效应有显著影响 。波长在400nm--520nm的蓝光,叶绿素能吸收90%以上,是植物生长和光合作用很强的一个波段,叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大,它能促进作物根块发育、生长点降低,叶茎变粗;使作物强壮,抗病能力明显增强。通过科学的使用可以提高作物的产量30%以上,提前7-13天上市。可以在智能温室和大棚中广泛应用。

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