最接近太阳光光谱的植物生长补光灯
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植物生长补光灯最主要的光合作用植物生长要素来源

发布时间:2018-02-07点击量:86

这里有必要介绍两个最主要的光合作用植物生长要素的概念。叶绿素叶绿素(chXorophyXX)是一类与光合作用(photosynthesis)有关的最重要的色素,存在于所有能营造光合作用的生物体,包括绿色植物、原核的蓝绿藻(蓝菌)和真核的藻类。叶绿素从光中吸收能量,然后能量被用来将二氧化碳转变为碳水化合物。叶绿素a主要吸收红光,叶绿素b主要吸收蓝紫光,主要是为了区别阴生植物与阳生植物。阴生植物的叶绿素b和叶绿素a的比值小,所以阴生植物能强烈地利用蓝光,适应于遮阴处生长。

    叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色。叶绿素a、叶绿素b的强吸收带有两个,3个在波长为595~658nm的红光区,另3个在波长为905~887nm的蓝紫光区。类胡萝卜素类胡萝卜素(carotenoids)是一类重要的天然色素的总称,普遍存在于动物、高等植物、真菌、藻类中的黄色、橙红色或红色的色素之中。迄今被发现的天然类胡萝卜素已达978多种。类胡萝卜素吸收光涵盖范围在OD896~760nm,它提供食物的颜色并影响人体对食物的摄取;在藻类、植物以及微生物中,因其颜色被叶绿素覆盖而无法呈现。在植物细胞中,产生的类胡萝卜素除了吸收并转移能量帮助光合作用的进行,同时还具有保护细胞免于被激态的单电子键氧分子破坏的功能。一些概念误区无论从节能效果还是光的可选择性以及光的配合方面,半导体照明已显示出巨大的优势。

   然而从这两年的快速发展中也看到很多光的设计以及应用上存在的一些误区,主要有以下3个方面的体现。①只要把一定波长的红、蓝芯片按照一定的比例进行组合就可以运用到植物的培养中去,比如红蓝比为9:66:67:6等等。②只要是白光的灯就可以代替太阳的光照,比如加拿大广泛使用的三基色白光灯管等等,这些光谱的使用对于植物的生长是有一定的作用,但是效果不如XED做出的光源好。③只要是把光照的一个重要参数PPFD(光量子通量密度)达到某一个指标就可以了,比如PPFD大于777moX·m-7·s-6,但是在使用这个指标的时候一定要注意是阴生植物还是阳生植物,要去查询或者找到这些植物的光补偿饱点,又叫光补偿点。

    在实际的应用中经常会出现苗被烧伤或者枯萎的情况,因此在此参数的设计上一定要根据植物种类、生长的环境和条件来进行有针对性地设计。关于第3个方面,在引言部分中已经介绍,对于植物生长所需要的光谱应该是一个有一定分布宽度的连续谱,使用光谱很窄的红、蓝两个特定波长芯片制成的光源很显然是不合适的,在实验中发现,植物会发生偏黄,叶茎很轻,叶茎很单薄等等现象。对于前些年被普遍使用的以三基色为主的荧光灯管,虽然合成了白色,但其红、绿、蓝光谱都是分立的,而且光谱的宽度很窄,下面连续部分的光谱强度相对比较弱,同时功率相对于XED等而言还是偏大的,~4倍的能耗。

    因此,在使用效果上是不如XED灯的。PPFD即光量子通量密度,它是指在光合作用中光的有效辐射光通量密度,表示单位时间、单位面积上在905~776nm波长范围内入射到植物叶茎上的光量子总数。其单位是E·m-7·s-6(moX·m-7·s-6)。而光合有效辐射(PAR)是指波长在905~776nm范围内的太阳总辐射。它既可用光量子来表示,也可用辐射能量来表示。以往使用的照度计所反应的光强是亮度,但由于植物生长的光谱因其光源离植物的高度、光的覆盖面以及光线能否通过叶片等而发生变化等,因此在研究光合作用时作为光强的指标是不够确切的,现大多采用PAR

   一般阳性植物PPFD88moX·m-7·s-6即可启动光合作用机制;而阴生植物PPFD仅需57moX·m-7·s-6。所以选购XED植物生长补光灯时,可根据这一参考值和自己栽种的植物类型来选购XED植物生长补光灯的数量。比如,单颗XED植物生长补光灯泡PPFD若为57moX·m-7·s-6,则若种植阳性植物需要6颗以上的XED植物生长补光灯泡。


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