光照对于植物生长的影响

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　　光对植物的生长发育有着特殊的重要地位，影响着植物的大部分生长阶段。光对植物的作用主要表现在两个方面。一个是为植物的光合作用提供辐射能量。第二个是把植物的整个生命周期作为信号来调节的许多生理过程。

　　No.1光对植物生长的影响--光合作用和光敏色素通常，植物的成长发育依赖于太阳光，但蔬菜、花卉等其他经济作物的工厂化生产、组织培养、试验管苗的繁殖等，为了促进光合作用，需要用人工光源补充光照射。光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能将二氧化碳和水转换成储存能量的有机物，释放氧气的过程。这个过程的关键参与者是植物细胞内部的叶绿体。叶绿体在阳光的作用下，通过气孔将进入叶子内部的二氧化碳和从根部吸收的水变成葡萄糖，同时释放氧气。引起光反应的光系由叶绿素a(Chlorophyll a)、叶绿素b(Chlorophyll b)、胡萝卜素(Catotenoids)等多种色素构成。由于叶绿素a、叶绿素b和胡萝卜素的主要吸收光谱集中在450nm和660nm，为了促进光合作用，主要采用450nm深蓝色LED和660nm的超红色LED，再加上部分白色LED的组合，实现高效的LED植物补光照明。

　　植物感测了周围环境的光强度，光质，光方向，光周期，并进化了光敏系统(光受体)来响应其变化。光受体是植物感受外部环境变化的关键，植物光反应中最主要的光受体是吸收红色/远红色光的感光色素。感光性色素对红光和远红光的吸收有逆转效果，是参与光形态的形成、调节植物发育的色素蛋白质，对红光(red light，R)和远红光(far red light，FR)极为敏感，在从植物的发芽到成熟的成长和培养过程中起着重要的调节作用。

　　植物体内的感光性色素存在红色吸收型(pr，lmax=660nm)和远红色吸收型(pfr，lmax=730nm)两种稳定状态。两种光吸收型可以在红光和远红光的照射下相互反转。根据有关感光性色素的研究，对植物形态的感光性色素(pr，pfr)的作用中，包含种子的发芽，黄化除去作用，茎的伸长，叶的扩展，驱阴作用，开花诱导等。

　　因此，完整的LED植物照明系统不仅需要450nm的蓝光和660nm的红光，还需要730nm的远红光。深蓝色光(450nm)和超红色光(660nm)提供了光合作用所需的光谱，远红色光(730nm)可以控制从植物发芽到营养生长，甚至开花的整个过程。深蓝(450nm)、超红(660nm)和远红光(730nm)的适当组合可以提供更好的色度涂覆范围和最佳的生长模式。No.2730nm远红色LED对植物的两大影响

　　1、730nm远红光的遮光作用730nm远红色照明对植物的最主要影响之一是遮阴作用。如果植物只照射660nm深的红光，则植物在太阳光的直接照射下会感觉正常生长。另一方面，植物主要被730nm的远红光照射的话，植物会被其他更高的植物遮住太阳的直射光，所以这个植物会更加努力突破遮蔽，也就是说有助于提高植物的生长，但不一定有更多的生物量。

　　2、730nm远红光的开花诱导作用730nm远红光在园艺照明应用中的另一个重要作用是可以通过660nm和730nm的照明来控制开花周期，而不需要只依赖于季节的影响，并且对于观赏性花卉具有重要的价值。从感光性色素pr到pfr的转换主要由660nm的深红色光(表示白天的太阳光)引起，但是从pfr到pr的转换通常在夜间时间自然发生

　　也可以由730nm的远红色光照射激发。感光性色素控制植物的开花主要取决于pfr/pr的比率，因此可以通过730nm的远红外光照射来控制pfr/pr值，并且可以更准确地控制开花周期。

　　3、LED植物照明的定制光配合LED被用于园艺照明，可以最大提高植物的成长速度40%，也可以灵活控制花期。因为单一LED相互独立，所以可以在温室里简单操作照明性能。LED本身的光合作用光子通量(photosynthetic photon Flex，ppF)的光效率高，深蓝色(450nm)和远红色(730nm)的光LED的典型ppF光效果为2.3 mol/J左右，超红色(660nm)LED的典型ppF光效果为3.1 mol/J左右，并且这些LED的波长为叶绿素a/b它与胡萝卜素和感光色素pr/pr吸收光谱非常匹配，可以实现有效的照明，并且可以显著地降低能量消耗。LED在照明方向不散热，不会损伤植物，适合于上照明、内部照明、多层栽培等。R/FR比是红色(660nm)和远红色(730nm)光强度的比。R/B比是红色(660nm)和蓝色(450nm)的光强度之比。通过控制R/FR比和R/B比，可以实现各种植物的最佳定制光配合。