LED植物灯

原理

        境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一，通过光质调节，控制植株形态建成是设施栽培领域的一项重要技术;植物生长灯更加具有环保节能的作用，LED植物灯给植物提供光合作用，促进植物生长，减短植物开花结果用的时间，提高生产！在现代化建设中，它是农作物不可或缺的产品。
 

特征

        类型丰富、正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合；频谱波宽度半宽窄，可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱，；可以集中特定波长的光均衡地照射作物；不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化。

        LED植物灯特征：波长类型丰富、正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合；频谱波宽度半宽窄，可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱；可以集中特定波长的光均衡地照射作物；不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化。

应用

        作为第四代新型照明光源，LED具有许多不同于其他电光源的特点，这也使其成为节能环保光源的首选。应用于植物培养领域的LED还表现以下特征：波长类型丰富、正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合；频谱波宽度半宽窄，可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱，；可以集中特定波长的光均衡地照射作物；不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化；此外，其特强的耐用性也降低了运行成本。由于这些显著的特征，LED十分适合应用于可控设施环境中的植物栽培，如植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗和航天生态生保系统等。
 

用途

        有机种植是一种在生产中不使用化学合成的肥料、农药、生长调节剂，也不采用基因工程和离子辐射技术，而是遵循自然规律，采取农作、物理和生物的方法来培肥土壤、防治病虫害，以获得安全的生物及其产物的农业生产体系。
 

        其实有机种植也不是完全不用肥料的，但能用的就是有机肥料：经高温发酵无害化处理后的农家肥，矿物质肥，生物菌肥等。基于这种施肥的局限性，植物的生长周期必定受到影响，对现时市场大量需求显得供不应求了，所以，缩短生产周期是其中的一个办法。
 

        LED植物灯，有助缩短植物的生长周期，因为这种灯的光源主要是由红蓝光源组成的，采用植物最敏感的光波段，红光波长使用620-630nm和640-660nm, 蓝光波长使用450-460nm和460-470nm。这些光源都是让植物产生最佳的光合作用，植物得到最佳的生长状态，实验和实际应用都表明，除了给植物在缺光时间里得到补光外，还让植物在生长过程中促进多发侧枝和芽的分化，加快根茎叶生长，加快植物碳水化合物的合成和维生素的合成，缩短了生长周期。
 

        在全球有机食物需求快速增加的情况下，大力发展有机种植是越来越多生产者的机遇。
 

研究

        近十年来，中国设施园艺面积发展迅速，植物生长的光环境控制照明技术已经引起重视。设施园艺照明技术主要应用于两个方面：
 

        一、在日照量少或日照时间短的时候作为植物光合作用的补充照明；
 

        二、作为植物光周期、光形态建成的诱导照明。
 

        1、LED作为植物光合作用补充照明的研究传统人工光源产生太多热量，如采用LED补充照明和水培系统，空气能够被循环使用，过多的热量和水份可以被移除，电能能够被高效地转变为有效光合辐射，最终转化为植物物质。研究表明：采用LED照明，生菜的生长速率、光合速率都提高20%以上，将LED用于植物工厂是可行的。
 

        研究发现，与荧光灯相比，混合波长的LED光源能够显著促进菠菜、萝卜和生菜的生长发育，提高形态指标；能够使甜菜生物积累量最大，毛根中甜菜素积累最显著，并在毛根中产生最高的糖分和淀粉积累。
 

        与金属卤化灯相比，生长在符合波长LED下的胡椒、紫苏植株，其茎、叶的解剖学形态发生显著的变化，并且随着光密度提高，植株的光合速率提高。复合波长的LED可引起万寿菊和鼠尾草两种植物的气孔数目增多。
 

        2、LED作为植物光周期、光形态建成的诱导照明
 

        特定波长的LED可影响植物的开花时间、品质和花期持续时间。某些波长的LED能够提高植物的花芽数和开花数；某些波长的LED能够降低成花反应，调控了花梗长度和花期，有利于切花生产和上市。由此可见通过LED调控可以调控植物的开花和随后的生长。
 

        3、 LED应用于航天生态生保系统的研究
 

        建立受控生态生保系统(Controlled Ecological Life Support System,CELSS)是解决长期载人航天生命保障问题的根本途径，高等植物的栽培是CELSS的重要元件，其关键之一光照。
 

        基于空间环境的特殊要求，空间高等植物栽培中使用的光源必须具有发光效率高、输出的光波适合于植物光合作用和形态建成、体积小、重量轻、寿命长、高安全可靠性记录和无环境污染等特点。与冷白荧光灯、高压钠灯和金属卤素灯等其它光源相比较，LED更能有效地将光能转化成光合有效辐射；此外,它具有寿命长、体积小、重量轻和呈固态等特点，因此，近年来在地面和空间植物栽培中倍受重视。研究表明LED照明系统能提供光谱能量分布均匀的照明，其电能转换为植物所需光的效率超过金卤灯的520倍。