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      LED植物生長燈 –如何判斷正確的光譜

      發布日期: 泛科科技

      在這篇文章中,我將探討在購買LED發光燈時應考慮的最重要標準之一,即光譜。 如果您沒有獲得正確的光色,那么無論您花多少錢,植物都無法很好地生長。

      如果您希望獲得一種新的生長燈,則應真正考慮LED燈,因為它們具有更高的能源效率。 這對您的錢包和環境都有利。 問題在于選擇正確的光源類型并不是一件容易的事。 市場上充斥著各種價格范圍的產品,許多制造商都在宣稱旨在迷惑您的索賠。

      如果您只想快速獲得答案,請直接轉到最后一節,即LED植物燈的最佳光譜。 如果您想了解自己在做什么,可以做出明智的選擇,請閱讀整篇文章。

      什么是光譜?

      植物經過基因編程,可以使用太陽光(我們認為是白光或黃白色光)進行生長。 該光看起來是白色的,因為它包含彩虹的所有顏色,當這些顏色全部混合在一起時,它們看起來是白色的。

      光譜是光線中每種顏色的圖形顯示。

      科學家使用波長數字代替顏色名稱來指代顏色,這是一種更準確的測量顏色的方法。 因此,紅色可能具有630或660的波長。這兩種顏色對我們來說都是紅色,但實際上它們是不同的顏色。

      種植使用熒光燈泡的燈,將燈泡的顏色稱為冷白色(具有更多的藍色)或暖白色(具有更多的紅色)。 這對于熒光燈很有用,但是這樣的指定不適用于LED燈。 對于LED而言,更準確地說是談論波長并顯示實際光譜。

      太陽的光譜
      從上圖可以看到,太陽發出的光包含所有顏色。 它具有比紅色更多的藍光(相對強度更高)。

      植物使用哪種顏色?

      葉綠素a和b吸收的顏色

      植物主要將光用于光合作用,而光是通過葉片中的特定化學物質完成的。 更重要的化學物質包括葉綠素A和B。在吸收光譜(測量吸收的光量)中,您可以清楚地看到藍色和紅色區域的峰,這意味著這些顏色用于光合作用。

      在綠色范圍內幾乎沒有光被吸收。

      這導致了一個錯誤的結論,即植物只需要藍色和紅色的光。

      藍光和紅光的誤解

      植物只有藍光和紅光才能生長良好的想法實際上是一個誤解。 上面的光譜圖是用于在試管中純化的葉綠素的,它不能告訴您植物葉片中發生了什么。 光合作用更加復雜,并且涉及其他化學物質,如胡蘿卜素和葉黃素。 整個葉子吸收的光的光譜光譜表明,植物實際上使用的波長范圍更廣,包括綠色。

      的確,藍色和紅色很重要,并且代表了植物使用的大多數光,但是其他顏色(包括綠色和黃色)也用于光合作用。

       

      植物光合作用吸收的光波長

      不同的顏色做不同的事情

      美國宇航局已經對植物使用的光做了大量工作,他們已經確定了以下內容。

      • 紅光(630 -660 nm)對于莖的生長以及葉子的擴張至關重要。該波長還調節開花,休眠期和種子發芽。
      • 藍光(400 -520 nm)需要與其他光譜中的光仔細混合,因為過度暴露于該波長的光可能會阻礙某些植物物種的生長。藍色范圍內的光也會影響植物中存在的葉綠素含量以及葉的厚度。
      • 綠光(500 – 600 nm)穿過厚的頂部冠層,以支撐下部冠層中的葉子。
      • 遠紅光(720 – 740 nm)也穿過密集的上部冠層,以支持位于植物下部的葉片的生長。另外,暴露于紅外光可減少植物開花所需的時間。遠紅光的另一個好處是,暴露于此波長的植物比未暴露于該光譜的植物傾向于產生更大的葉片。

      最佳光譜取決于您的種植目的

      隨著植物的成熟并經歷從幼苗到成年,然后開花和結果的整個生長周期,它們使用不同的光譜,因此理想的LED燈對于每個生長階段都是不同的。

      最佳光譜還取決于您要種植的植物類型。

      這可能會變得非常復雜,并且實際上僅對想要最大化結果的商業種植者重要。

      通常,植物在所有波長的光下效果最佳,但它們不需要相同波長的光。

      LED燈珠的光譜

       

      常見單個LED燈珠的光譜; 藍色,黃色和紅色

      區分LED燈珠和LED燈很重要。 LED植物生長燈是完整的燈具,可以包含一個或多個LED燈珠。通常不止一個。 LED燈珠是發光的小型獨立組件。

      存在針對特定波長的LED燈珠。該圖顯示了三個燈泡的光譜。藍色,黃色和紅色。請注意,每個燈泡產生的光譜都很窄。例如,藍色燈泡的寬度約為60 nm,僅包含藍色光。

      由于許多人認為植物只需要藍色和紅色的光,因此許多低成本的LED植物生長燈僅提供藍色和紅色的LED燈珠。這似乎是一個完美的解決方案,尤其是因為藍色和紅色LED燈珠比其他顏色的燈泡更高效,更便宜。

      互聯網上的許多LED植物生長燈圖片都顯示“粗大”光-通過使用藍色和紅色LED燈珠組合而成的顏色的行業名稱。

      LED燈珠現在有十幾種不同的顏色。

      如何用LED發出白光?

       

      帶熒光粉涂層的LED產生與日光非常相似的白光

      如上所述,每個LED燈泡都有特定的波長,但是沒有一個能像太陽一樣發出全白光譜。

      提供白光的一種解決方案是將不同顏色的燈泡組合成一個燈具?;締挝唤Y合了藍色和紅色。更先進的裝置將包括黃色和綠色燈泡。由于典型的燈具包含許多燈泡,因此可以對其進行定制以產生不同數量的每種顏色?;旌献銐蚨嗟牟煌伾臒襞?,您將獲得白光。

      產生白光的另一種方法是在燈泡透鏡上涂上磷化合物。此類燈泡通常使用藍光照射熒光粉,并產生白光。這類似于熒光燈泡的工作方式。

      白色LED燈泡似乎是最好的選擇,但有一個陷阱。每當將光轉換為其他顏色時,在轉換過程中都會損失一些強度。這意味著白色燈泡比沒有熒光粉涂層的等效LED燈泡產生的光更少。白色燈泡也更昂貴。即使有這些限制,它們也已成為生長燈的流行選擇。

      白光是最好的嗎?

      太陽發出白光,當植物接收到所有可見光譜的顏色時,它們表現最佳,因此可以得出結論,認為最好的LED燈是白光是合理的。 許多制造商都試圖說服客戶,例如:

      “我們的LED提供最佳的全光譜,可以為植物,蔬菜和花卉在生長的各個階段提供自然光所需的一切”

      要么

      “我們的LED燈復制了太陽光譜”

      這種邏輯的問題在于,植物不需要對我們來說看起來很白的光,也不需要模仿太陽的光。 植物最好用紅色和藍色較多,綠色和黃色較少的光。

      白光對于植物而言并不重要-每個波長的正確數量至關重要。

      光照強度也很重要

      到目前為止,我們已經集中在非常重要的光譜上,但是光強度也很重要。 多年來,溫室大棚燈一直是高強度鈉燈。 我已經使用了多年,它既適合需要較低光照水平的幼苗,也適合需要高光照水平的開花蘭花。 這是一種非常黃的光,只有少量的藍色,但是在400瓦特時,它具有很高的強度。 高強度意味著即使藍色只是光線的次要成分,也仍然足以種植植物。

      上面提到的白色LED似乎是一個完美的解決方案,但是它們的強度比未鍍膜的燈泡低。 因此,非涂層燈泡仍然是不錯的選擇。

      不要管流明值

      強度很重要,但是如何測量?

      這樣做的一種常見方法是測量流明,這是對光的亮度的度量。 流明的問題在于它可以測量人眼所看到的光的亮度,而我們的眼睛所看到的綠光和黃光要比藍光和紅光好得多。

      大部分產生藍色和紅色的光在我們看來不會很明亮,因此流明數較低。 黃綠色的光發出相同數量的光子,對我們來說看起來很明亮,因此具有很高的流明值。 但是這種高流明光不具有用于植物生長的最佳光譜。 流明非常適合為家庭選擇光源,但是對于選擇LED植物生長燈卻幾乎沒有用。

      您可能想知道流明與LUX和腳蠟燭之間的關系。 勒克斯是流明/平方米,英尺蠟燭是流明/平方英尺。

      PAR和PPDF

      科學家們提出了一種更好的方法來測量植物生長的光,稱為PAR(光合有效輻射)。 PAR定義了用于光合作用的植物光的相對數量,范圍為400 nm至700 nm。

      用于LED燈的PAR光譜

      該術語經常被錯誤地用作光量的度量,例如:

      “ PAR是植物可用的光量”要么“這是一個具有高PAR輸出的系統,這意味著燈具發出的強度是其他植物生長燈的2至3倍”

      這些聲明沒有意義,因為PAR定義了要考慮的光譜,而不是光量。

      實際上,光量以PPFD(光合光子通量密度)測量,有時縮寫為PFD。 工業界和園丁在說PPFD時傾向于使用術語PAR互換這兩個術語。

      與流明相比,PPFD是一種更好的方法來測量LED植物生長燈的光量。

      即使這樣也有問題。 由于它僅觀察主要的可見光譜(400-700 nm),而忽略了近紫外線和近紅外線,因此它錯過了植物可以使用的某些波長。 但這是我們目前擁有的用于評估生長燈的最佳,最通用的系統。

      LED植物生長燈的最佳光譜

      LED燈的最佳光譜是什么? 它應該接近植物使用的光譜。 藍色和紅色很多,綠色和黃色很多。 在IR附近添加一些,甚至在UV附近添加一些,效果更好。

      不用擔心會匹配太陽或白光。

      我認為在購買前先查看光的輸出光譜很重要,但是大多數制造商沒有顯示這些光譜。 新提議的LED植物生長燈標簽將顯示包括PAR范圍在內的各種波長的PPFD(稱為PFD)。

      比較PPFD值是下一個最好的選擇。 較高的PPFD將為植物生長提供更多的光照。

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