植物照明的光譜配比難題如何解

　　植物工廠里，植物在蓬勃生長(zhǎng)：他們的葉綠素在忙著光合作用，類胡蘿卜素從旁協(xié)助，光敏素在努力伸直下胚軸“鉤”、調(diào)節(jié)莖葉生長(zhǎng)……植物的這些色素在其生長(zhǎng)發(fā)育過程中起到了至關(guān)重要的作用。

　　據(jù)了解，植物種類不同，所含的色素也不一樣，而不同的色素分子吸收不同的波長(zhǎng)，例如葉綠素主要受紅光和藍(lán)紫光影響，隱花色素與向光素主要受藍(lán)光影響等。色素分子的這個(gè)特性，要求企業(yè)在光譜配比時(shí)需要有更強(qiáng)的針對(duì)性，根據(jù)植物的種類及生長(zhǎng)需要制定相應(yīng)的光配方。

　　圖片來源：晶元光電

　　不同植物種類對(duì)光譜的要求不同

　　植物色素對(duì)光的波長(zhǎng)要求不同，單一的光譜控制顯然不能完全滿足各類植物的生長(zhǎng)需要。但囿于時(shí)間，資源等因素，現(xiàn)在無(wú)法為各種植物一一匹配完美的光譜，幸運(yùn)的是光譜的配比是有規(guī)律可循的。

　　Luminus(朗明納斯)中國(guó)區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)朱明認(rèn)為，針對(duì)植物生長(zhǎng)的不同階段，有一些基礎(chǔ)光譜配比可以滿足不同植物種類的生長(zhǎng)需要，比如植物生長(zhǎng)和開花階段，通?？梢允褂?:3:1或1:4:1(450nm:660nm:730nm)的光配方。而對(duì)于綠葉蔬菜(例如生菜)來說，簡(jiǎn)單的450nm:660nm組合(1:4或更多)就已足夠。針對(duì)全球種植的開花植物，他認(rèn)為配光時(shí)可以考慮將白光也加入其中。

　　“要求很高，需要精確優(yōu)化的通?？梢圆捎每烧{(diào)節(jié)光譜的智能植物燈或者對(duì)光源進(jìn)行譜圖精準(zhǔn)匹配?！币酌佬竟?北京)科技有限公司研發(fā)工程師羅軼對(duì)光譜配比方法進(jìn)行了補(bǔ)充。

　　近年植物照明討論熱度高居不下，大量企業(yè)涌入，各種植物生長(zhǎng)燈層出不窮。我國(guó)在LED植物照明技術(shù)的起步較晚，核心技術(shù)掌握不夠，光生物學(xué)規(guī)律及LED光源裝置和照明智能控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化存在不少障礙，高精確度的光譜配對(duì)方法還需進(jìn)一步研究推廣。

　　“對(duì)植物生長(zhǎng)影響較大的光照條件既有光譜配比、還有光照強(qiáng)度和光照時(shí)間等，需要綜合考慮。”羅軼最后說道。誠(chéng)然，植物生長(zhǎng)要素除了光，溫度、水、空氣等也缺一不可，但光要素的解決，無(wú)疑是重中之重。

　　植物的不同部位對(duì)光譜的要求不同

　　鴻利智匯高級(jí)工程師張強(qiáng)認(rèn)為在光譜配比時(shí)，除了注意植物種類的區(qū)分，還應(yīng)該考慮植物不同部位對(duì)光的要求，例如根、莖、葉等部位。

　　植物生長(zhǎng)時(shí)缺少藍(lán)光會(huì)不利于根部的發(fā)育。如果人們需要的是葉類植物，缺少藍(lán)光雖然會(huì)導(dǎo)致根部發(fā)育不良，但葉子在光的作用下仍會(huì)生長(zhǎng)，只是這棵植物就會(huì)出現(xiàn)“營(yíng)養(yǎng)不良”的樣子;如果需要的是根莖類植物，光譜配比時(shí)缺少藍(lán)光則是致命的。

　　另外，在紅色段光譜的選擇上，根莖類植物要更多的補(bǔ)充紅光以及適當(dāng)補(bǔ)充紅外光。如果紅外光照射過量，植物的根莖就會(huì)長(zhǎng)得比較細(xì)。

　　LED封裝體積小，波長(zhǎng)種類多，在植物照明應(yīng)用可以發(fā)揮完全之優(yōu)勢(shì)，依不同植物種類、目的與需求，設(shè)計(jì)成各種樣式的光源，滿足不同植栽技術(shù)，除光譜配比調(diào)整容易外，透過LED數(shù)量或是電控設(shè)計(jì)，光照強(qiáng)度和總光量也能精準(zhǔn)控制。加上發(fā)光效率高(省電)，操作壽命長(zhǎng)，這些都是傳統(tǒng)燈具所缺乏的。

　　如今越來越多不同種類的植物被遷進(jìn)植物工廠，常見的除了蔬菜瓜果、花卉等還有各種藥材。植物種類的增多為企業(yè)的光譜配比工作帶來更大挑戰(zhàn)，同時(shí)為光譜配比研究工作的進(jìn)步帶來良好機(jī)遇。掌握核心技術(shù)，配比出滿足不同植物生長(zhǎng)的光譜是企業(yè)在這場(chǎng)植物照明搶灘戰(zhàn)中的制勝法寶。