光照對于植物生長的影響

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　　光對植物的生長發(fā)育有著特殊的重要地位，影響著植物的大部分生長階段。光對植物的作用主要表現(xiàn)在兩個方面。一個是為植物的光合作用提供輻射能量。第二個是把植物的整個生命周期作為信號來調(diào)節(jié)的許多生理過程。

　　No.1光對植物生長的影響--光合作用和光敏色素通常，植物的成長發(fā)育依賴于太陽光，但蔬菜、花卉等其他經(jīng)濟作物的工廠化生產(chǎn)、組織培養(yǎng)、試驗管苗的繁殖等，為了促進光合作用，需要用人工光源補充光照射。光合作用是綠色植物通過葉綠體，利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)換成儲存能量的有機物，釋放氧氣的過程。這個過程的關(guān)鍵參與者是植物細胞內(nèi)部的葉綠體。葉綠體在陽光的作用下，通過氣孔將進入葉子內(nèi)部的二氧化碳和從根部吸收的水變成葡萄糖，同時釋放氧氣。引起光反應(yīng)的光系由葉綠素a(Chlorophyll a)、葉綠素b(Chlorophyll b)、胡蘿卜素(Catotenoids)等多種色素構(gòu)成。由于葉綠素a、葉綠素b和胡蘿卜素的主要吸收光譜集中在450nm和660nm，為了促進光合作用，主要采用450nm深藍色LED和660nm的超紅色LED，再加上部分白色LED的組合，實現(xiàn)高效的LED植物補光照明。

　　植物感測了周圍環(huán)境的光強度，光質(zhì)，光方向，光周期，并進化了光敏系統(tǒng)(光受體)來響應(yīng)其變化。光受體是植物感受外部環(huán)境變化的關(guān)鍵，植物光反應(yīng)中最主要的光受體是吸收紅色/遠紅色光的感光色素。感光性色素對紅光和遠紅光的吸收有逆轉(zhuǎn)效果，是參與光形態(tài)的形成、調(diào)節(jié)植物發(fā)育的色素蛋白質(zhì)，對紅光(red light，R)和遠紅光(far red light，F(xiàn)R)極為敏感，在從植物的發(fā)芽到成熟的成長和培養(yǎng)過程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。

　　植物體內(nèi)的感光性色素存在紅色吸收型(pr，lmax=660nm)和遠紅色吸收型(pfr，lmax=730nm)兩種穩(wěn)定狀態(tài)。兩種光吸收型可以在紅光和遠紅光的照射下相互反轉(zhuǎn)。根據(jù)有關(guān)感光性色素的研究，對植物形態(tài)的感光性色素(pr，pfr)的作用中，包含種子的發(fā)芽，黃化除去作用，莖的伸長，葉的擴展，驅(qū)陰作用，開花誘導(dǎo)等。

　　因此，完整的LED植物照明系統(tǒng)不僅需要450nm的藍光和660nm的紅光，還需要730nm的遠紅光。深藍色光(450nm)和超紅色光(660nm)提供了光合作用所需的光譜，遠紅色光(730nm)可以控制從植物發(fā)芽到營養(yǎng)生長，甚至開花的整個過程。深藍(450nm)、超紅(660nm)和遠紅光(730nm)的適當(dāng)組合可以提供更好的色度涂覆范圍和最佳的生長模式。No.2730nm遠紅色LED對植物的兩大影響

　　1、730nm遠紅光的遮光作用730nm遠紅色照明對植物的最主要影響之一是遮陰作用。如果植物只照射660nm深的紅光，則植物在太陽光的直接照射下會感覺正常生長。另一方面，植物主要被730nm的遠紅光照射的話，植物會被其他更高的植物遮住太陽的直射光，所以這個植物會更加努力突破遮蔽，也就是說有助于提高植物的生長，但不一定有更多的生物量。

　　2、730nm遠紅光的開花誘導(dǎo)作用730nm遠紅光在園藝照明應(yīng)用中的另一個重要作用是可以通過660nm和730nm的照明來控制開花周期，而不需要只依賴于季節(jié)的影響，并且對于觀賞性花卉具有重要的價值。從感光性色素pr到pfr的轉(zhuǎn)換主要由660nm的深紅色光(表示白天的太陽光)引起，但是從pfr到pr的轉(zhuǎn)換通常在夜間時間自然發(fā)生

　　也可以由730nm的遠紅色光照射激發(fā)。感光性色素控制植物的開花主要取決于pfr/pr的比率，因此可以通過730nm的遠紅外光照射來控制pfr/pr值，并且可以更準確地控制開花周期。

　　3、LED植物照明的定制光配合LED被用于園藝照明，可以最大提高植物的成長速度40%，也可以靈活控制花期。因為單一LED相互獨立，所以可以在溫室里簡單操作照明性能。LED本身的光合作用光子通量(photosynthetic photon Flex，ppF)的光效率高，深藍色(450nm)和遠紅色(730nm)的光LED的典型ppF光效果為2.3 mol/J左右，超紅色(660nm)LED的典型ppF光效果為3.1 mol/J左右，并且這些LED的波長為葉綠素a/b它與胡蘿卜素和感光色素pr/pr吸收光譜非常匹配，可以實現(xiàn)有效的照明，并且可以顯著地降低能量消耗。LED在照明方向不散熱，不會損傷植物，適合于上照明、內(nèi)部照明、多層栽培等。R/FR比是紅色(660nm)和遠紅色(730nm)光強度的比。R/B比是紅色(660nm)和藍色(450nm)的光強度之比。通過控制R/FR比和R/B比，可以實現(xiàn)各種植物的最佳定制光配合。