植物生長燈是人造光源，通常是電光源，旨在通過發(fā)射適合于光合作用的電磁波譜來刺激植物生長。植物燈用于沒有天然發(fā)光或需要補光的應用中。例如：在冬天，當可能的日光時間可能不足以達到所需的植物生長時，燈被用來延長植物接收光的時間。如果植物沒有得到足夠的光，它們將徒長。
簡介
生長的燈光或者試圖提供類似于太陽的光譜，或提供更適合所栽培植物需要的光譜，光譜圖。模擬來自增長燈的不同顏色，溫度和光譜輸出的室外條件，以及改變燈的流明輸出（強度）。根據(jù)所栽培植物的種類，栽培階段（如發(fā)芽/營養(yǎng)期或開花期/結果期）以及植物所需的光周期，光譜的特定范圍，發(fā)光效率和色溫都是可取的 具體植物和時間段。
1868年，俄羅斯植物學家Andrei Famintsyn，是第一個將人造光用于植物生長和研究的人。
典型用法
植物燈用于室內園藝，植物繁殖和食品生產(chǎn)，包括室內水栽和水生植物。雖然大多數(shù)植物燈都在工業(yè)上使用，但也可以在家庭中使用。
根據(jù)平方反比定律，到達表面的點源（在這種情況下是燈泡）輻射的光的強度與表面距離源的距離的平方成反比（如果一個對象是兩倍遙遠的地方，它只接收四分之一的光線）這是室內種植者的嚴重障礙，許多技術被用來盡可能高效地使用光。因此，反射器經(jīng)常用于燈光以使光效達到最大化。燈具或燈具盡可能靠近地移動，使得它們具有相同的照明，并且來自燈的所有光都落在植物上而不是周圍區(qū)域。
例如白熾燈、熒光燈、金鹵燈（HID）和發(fā)光二極管（LED）。今天，專業(yè)使用最廣泛的燈是HID和熒光燈。室內花卉和蔬菜種植者通常使用高壓鈉（HPS / SON）和金屬鹵化物（MH）HID燈，但熒光燈和LED由于其效率和經(jīng)濟性而替代金屬鹵化物。
金屬鹵化物燈經(jīng)常用于植物生長的營養(yǎng)階段，因為它們發(fā)射更大量的藍色和紫外線輻射。隨著陶瓷金屬鹵化物照明和全光譜金屬鹵化物照明的引入，它們越來越多地被用作營養(yǎng)繁殖生長階段的獨家光源。藍色光譜可能會誘發(fā)植物更大的營養(yǎng)反應。
高壓鈉燈也被用作整個營養(yǎng)階段和生殖階段的單一光源。同樣，它們可以用作生殖階段中全光譜照明的修正。紅光譜可能會在植物中觸發(fā)更大的開花響應。如果使用高壓鈉燈作為營養(yǎng)期，植物生長稍快一些。
近年來，LED室內生長燈，可以產(chǎn)生特定波長的光。美國航空航天局已經(jīng)在空間站測試增加空間食物的高效率。結果表明，植物受到可見光譜的紅，綠和藍色部分的光影響。
常見類型
高強度放電燈
雖然熒光燈是過去常見的室內生長燈類型，但現(xiàn)在HID燈最受歡迎。高強度放電燈具有高流明/瓦特效率。有幾種不同類型的HID燈，包括汞蒸汽，金屬鹵化物，高壓鈉和轉換燈泡。金屬鹵化物和HPS燈產(chǎn)生一些與太陽有些相似的色譜，可用于種植植物。汞蒸汽燈是第一種HIDs，被廣泛應用于街道照明，但是當涉及到室內園藝時，它們對于植物生長產(chǎn)生的光譜相對較差，所以它們大多被其他類型的HID替代為生長植物。
所有HID生長燈都需要鎮(zhèn)流器進行操作，每個鎮(zhèn)流器都具有特定的瓦數(shù)。熱門HID功率包括150W、250W、400W、600W和1000W。在所有尺寸中，600WHID燈是光效最高的，其次是1000W、600W HPS比1000W HPS多出7%的光。
雖然所有HID燈都采用相同的原理，不同類型的燈泡具有不同的起動和電壓要求，以及不同的工作特性和物理形狀。因為這樣一個燈泡將無法正常工作，除非使用匹配的鎮(zhèn)流器，即使燈泡安裝上去。除了產(chǎn)生較低級別的燈光之外，錯配的燈泡和鎮(zhèn)流器會停止工作，或者甚至會立即燒毀。
發(fā)光二極管
LED發(fā)光燈由發(fā)光二極管組成，通常在帶有散熱器或內置風扇的外殼中。LED發(fā)光燈通常不需要單獨的鎮(zhèn)流器，可以直接插入標準電源插座直接使用。
LED生長燈根據(jù)用途而有所不同。從光形態(tài)發(fā)生的研究中已知綠色、紅色、遠紅和藍光光譜對根形成，植物生長和開花有影響，但是沒有足夠的科學研究或現(xiàn)場測試使用LED生長燈的試驗推薦的特定顏色比例。已經(jīng)表明，如果給予紅色和藍色光，許多植物將正常生長。然而，許多研究表明，紅色和藍色光僅提供最具成本效益的生長方法，植物生長在光補充綠色下仍然更好。
白色LED生長燈提供全光譜，旨在模仿自然光，為植物提供紅色，藍色和綠色的平衡光譜。所使用的頻譜各不相同，但是白色LED生長燈被設計為發(fā)出類似數(shù)量的紅色和藍色光，增加的綠色光將顯示為白色。白色LED生長燈通常用于家庭和辦公空間的補充照明。
已經(jīng)在溫室試驗中評估了大量的植物物種，以確保植物在生物量和生物化學成分中具有更高的質量，甚至與現(xiàn)場條件相當。通過評估植物的健康和活力以及促進生長的成功來測量薄荷、羅勒、扁豆、萵苣、卷心菜、歐芹、胡蘿卜的植物表現(xiàn)。促進選擇觀賞植物的大量開花。
在飛利浦照明公司進行的LED生長燈測試中，為了在溫室種植各種蔬菜找到最佳的光線配方，他們發(fā)現(xiàn)光線的以下幾個方面影響植物生長光合作用和植物發(fā)育形態(tài)光強度，總光線隨時間變化一天中的哪些時刻，（光譜），光線方向和光分布在植物上。不過值得注意的是，在西紅柿、迷你黃瓜和甜椒之間的測試中，所有植物的最佳配方都不一樣，根據(jù)作物和區(qū)域的不同而不同，所以目前他們必須根據(jù)試驗優(yōu)化溫室中的LED照明。他們已經(jīng)表明，LED光影響抗病性，味道和營養(yǎng)水平，但到2014年，他們還沒有找到一種實用的方式來使用這些信息。
用于初始LED發(fā)光二極管的二極管設計通常為1/3瓦特至1瓦特。然而，現(xiàn)在LED增長燈通常使用較高功率的二極管，例如3瓦和5瓦二極管。對于高度緊湊的區(qū)域，可以使用10瓦特和100瓦特之間的COB芯片。由于散熱，這些芯片通常效率較低。
LED生長燈應至少保持植物遠離植物12英寸（30厘米），以防止葉子燒傷。
螢光燈
熒光燈具有許多形狀因素，包括長，薄的燈泡以及較小的T8燈管。熒光燈的色溫范圍從2700K到10000K。發(fā)光效率范圍為30lm/W至90lm/W。
色譜
不同的增長燈產(chǎn)生不同的光譜。植物生長模式可以響應光的色譜，這一過程完全與光合作用完全分開，稱為光形態(tài)形成。
自然采光具有較高的色溫（約5000-5800K）。可見光的顏色根據(jù)天氣和太陽的角度而變化，并且特定光量（以流明為單位）刺激光合作用。與太陽的距離對這些季節(jié)的光質量和數(shù)量以及由此產(chǎn)生的植物行為的季節(jié)性變化幾乎沒有影響。地球的軸線不垂直于圍繞太陽的軌道的平面。一半年的時間里，北極向著太陽傾斜，所以北半球接近陽光直射，而南半球的陽光在到達地球表面之前必須穿越更多的大氣。在另一半年中，這是相反的。太陽輻射的光的顏色光譜沒有變化，只有數(shù)量（在夏季更多，冬天較少）和到達地球表面的光線質量。垂直溫室中的一些補充LED生長燈僅產(chǎn)生紅色和藍色波長的組合。演色性指數(shù)可以比較光線與常規(guī)陽光的自然顏色的匹配程度。
植物吸收光的能力隨種類和環(huán)境而變化，然而，影響植物的光質量的一般測量是PAR值或光合有效輻射。
已經(jīng)有幾個使用LED種植植物的實驗，并且已經(jīng)表明，植物需要紅色和藍色的光來進行健康生長。從實驗中一直發(fā)現(xiàn)，僅在紅色（660納米）下生長的植物的葉片變形較差，但是通過添加少量藍色可以使大多數(shù)植物正常生長。
植物光要求
植物的具體需求決定哪種照明最適合最佳生長，人造光必須模仿植物最適合的自然光。如果一個植物沒有得到足夠的光，它不會增長，不管其他條件如何。例如：蔬菜在充分的陽光下成長最好，并在室內蓬勃發(fā)展，他們需要同樣高的光照水平，而葉子植物（例如喜林芋屬）生長在陰涼處，可以以更低的光線正常生長水平。
植物燈的使用方式取決于植物生長階段。一般來說，建議在幼苗/成長階段期間植物接受照射16小時，8小時的休息時間；營養(yǎng)階段接受照射18小時，6小時的休息時間；在花期階段接受照射12小時和12小時的休息時間。
光周期
此外，許多植物也需要黑暗和光周期，這種效應被稱為光照周期，以觸發(fā)開花。因此，在設定的時間開關可以打開或關閉燈。最佳的光周期比例取決于植物的種類和種類，因為有些喜歡長時間和短夜，而其他喜歡相反或中等的日長。
在討論植物發(fā)育時，非常重視光周期。
響應光周期花的植物可能具有兼性或專一的反應。兼職的反應意味著一個植物最終會花光，而不管光周期如何花在特定光周期下生長的速度更快。專業(yè)反應意味著植物只有在一定光照條件下種植才會花。
光合有效輻射
通常用于測量光線的亮度和流明，但是它們是測量人眼感覺到的光線強度的光度單位。如圖可用于光合作用的光的光譜水平與流明所測量的相似，但不相同。因此，當測量植物光合作用的光量時，生物學家通常測量植物接受的光合有效輻射（PAR）的量。PAR表示從400到700納米的太陽輻射的光譜范圍，其通常對應于光合生物在光合作用的過程中能夠使用的光譜范圍。
參見
葉綠素
光合作用
鈉燈
螢光燈
參考資料 >