植物工廠里,植物在蓬勃生長: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……植物的這些色素在其生長發(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,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)的針對性,根據(jù)植物的種類及生長需要制定相應(yīng)的光配方。
圖片來源:晶元光電
不同植物種類對光譜的要求不同
植物色素對光的波長要求不同,單一的光譜控制顯然不能完全滿足各類植物的生長需要。但囿于時(shí)間,資源等因素,現(xiàn)在無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)中國區(qū)市場總監(jiān)朱明認(rèn)為,針對植物生長的不同階段,有一些基礎(chǔ)光譜配比可以滿足不同植物種類的生長需要,比如植物生長和開花階段,通??梢允褂?:3:1或1:4:1(450nm:660nm:730nm)的光配方。而對于綠葉蔬菜(例如生菜)來說,簡單的450nm:660nm組合(1:4或更多)就已足夠。針對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)化的通常可以采用可調(diào)節(jié)光譜的智能植物燈或者對光源進(jìn)行譜圖精準(zhǔn)匹配。”易美芯光(北京)科技有限公司研發(fā)工程師羅軼對光譜配比方法進(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,各種植物生長燈層出不窮。我國在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方法還需進(jìn)一步研究推廣。
“對植物生長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。誠然,植物生長要素除了光,溫度、水、空氣等也缺一不可,但光要素的解決,無疑是重中之重。
植物的不同部位對光譜的要求不同
鴻利智匯高級工程師張強(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光的要求,例如根、莖、葉等部位。
植物生長時(shí)缺少藍(lán)光會不利于根部的發(fā)育。如果人們需要的是葉類植物,缺少藍(lán)光雖然會導(dǎo)致根部發(fā)育不良,但葉子在光的作用下仍會生長,只是這棵植物就會出現(xiàn)“營養(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,植物的根莖就會長得比較細(xì)。
LED封裝體積小,波長種類多,在植物照明應(yīng)用可以發(fā)揮完全之優(yōu)勢,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,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的光譜是企業(yè)在這場植物照明搶灘戰(zhàn)中的制勝法寶。