1000wLED植物灯的12种植物光配方

近几年，随着农业生产力的提高，温室大棚发展迅速。传统温室大棚使用普通电光源补充光照已经不能满足人们日益增长的需求。普通电光源缺乏对具体光谱成分的分析，导致光质处理的不纯、光强的不一致、低于植物光补偿点、照射光源能效低等问题，最终导致投入产出比不是很理想。新型的1000wLED植物灯面世以来，因体积小和质量轻与寿命长以及光强可调等优点，使其成为植物光环境调控的最重要光源之一，并在节能和促进植物生长方的面都具有明显的优势。

一、光的应用分类

视觉应用：应用于照明，物理单位是以平均人眼的视效函数对光谱辐射功率加权得到的光通量是为主要参数。

非视觉应用：以动物、植物、医疗、微生物、识别、数据传送等应用，物理单位是辐射功率或者是光量子数。

二、光子的能量

LED植物灯发光是能量的转换现象，电子与空穴复合是多余的能量会发光，产生的光子，波长是越短，产生光子的能量是越高，光子是光传递能量过程之中的最小单位，植物光合作用吸收的就是这种带能量的光子，光合作用是在光子能量包驱动来进行，而不是一般的光能量作用，这就是植物光合作用是需要光子去表达的原因。

单个光子的能量是在波长400nm与波长700nm的能量比是1.75，蓝光比红光能量大 1.75 倍。

相同辐射功率下，产生光子的数量是随着波长的增大而增加。

光合作用是由光子通量来产生，是携带能量的光子在酶的作用下来分解CO2与H2O后产生新的分子的过程，但不是所有被植物吸收的光子都产生相同的光合作用，需要用能量传递的角度来理解光合作用，用“光餐”来理解光子与植物的关系

光合有效辐射的光子数量采用两种度量单位：光合光子通量（PPF），其波长范围是从400到700 nm，二是产生的光子通量（YPF），其波长范围是可以根据植物的光合响应下确定波长范围。

三、led植物灯的参数与单位

摩尔量（mol）：在描述物质构成的基本单位如分子、离子、光量子等的时候，常常采用摩尔量表示，摩尔量是由6.022EXP(23)个物质的基本粒子来构成一个基本量，单位是：摩尔（mol），在植物光合作用里光子的数量也是采用摩尔量来表示，一个光子摩尔（mol）里包含有6.022EXP(23)个光子，由于是在植物光合里摩尔的单位大，许多参数都是采用微摩尔表示。

1 摩尔（mol） = 1000000微摩尔（umol）。

1 微摩尔（umol）包含有6千万个亿的光子。

PAR：光合有效辐射

植物用于光合作用的特定波长范围（400-700nm）的辐射称作光合有效辐射，标注单位有两种，一是用光合辐照度表示（w/m2），主要是用于太阳光的光合作用的广义研究，二是用光合光子通量密度PPFD来表示（umol/m2s），主要是用于人造光源和太阳光对植物光合作用的研究，采用每秒辐射到植物表面的光子流量的这个方法来表示辐射源的辐射能力，称为PPF PAR法。（注：m2表示平方米）

PAR约占太阳总辐射的50%，要注意的是，光合辐照度这个单位是体现不出波长的影响。

PPF：光合光子通量

是指波长在400-700nm波段里，人造光源每秒辐射出光子的微摩尔的数量，单位是umol/s。

PPFD：光合光子通量密度

与PPF相对应的是每平方米每秒光源辐射出的微摩尔数量，单位是umol/m2s ，是密度的概念。

PPFD是表示在一平方米范围里面的PPF。

PPFD是与辐射距离相关的物理量，与照射距离的平方成反比。

1 PPFD 表示每秒1微摩尔的光子数量辐射在1平方米的表面。

1umol/m2s（PPFD）是有多大呢，它表示10平方纳米里面有6个光子。

YPF：产生的光子通量

是指在人造光源所发出的波长范围里，每秒辐射出的光子微摩尔的数量，单位umol/s。通常认为的波段是在360-760nm，对于LED植物灯的光源，波长范围设定在380-800nm。

YPFD：产生的光子通量密度

与YPF相对应的是每平方米每秒辐射的微摩尔数，单位umol/m2s ，是密度的概念。

YPFD是表示为一平方米范围里的YPF。

YPFD是与辐射距离相关的物理量，与照射的距离的平方是成反比。

YPFD更能够准确的表达LED植物灯光质的光量。

对于红光蓝光谱，YPF等于PPF，其他光谱PPF

PAR和PPFD的区别，PAR是个物理的概念，而PPFD是这个物理概念的单位。

PPFD与PPF的关系：PPFD是由种植工艺参数得出的基本量，PPF是灯具制造的最主要参数。

为了清晰了解辐射和照明与植物光合作用的这三个概念，我们制作了下面的表格。

人造光源的辐射、照明、植物光合作用这三个概念对比表：

四、不同光源与灯具之间定量分析参数

对于不同的人造光源，采用下面的指标是可以比较他们之间的光谱参数性能，这些参数也是可以比较同种光源相同光谱形态下不同厂家的光谱参数性能，通常，这些值越大越好，数值大并不意味着种植效率高，需要是具备专业技能的专业评估。

PPF/w：是表示每耗电一瓦所产生的PPF。

PPFD/w：表示每耗电一瓦所产生的PPFD。

YPF/w：是表示每耗电一瓦所产生的YPF。

YPFD/w：表示每耗电一瓦所产生的YPFD。

以上这些值大小与光谱形态（光质）是有关的，如果是把这些值再除以植物灯的价格，那就是可以比较植物灯价格高低，这些值的有效性需要通过第三方独立的专业分析才可靠。

通常，农用钠灯最大到 2.2 PPF/w，LED光源，最大2.1 PPF/w

五、光质、光量、光周期

光质LQ，是在一定的波长范围内光谱的形态，没有单位。

光量是LI，是表示光质所能辐射的光子的数量，既可以用光子流量来表示，也是可以用光子密度表示，单位：PPF（YPF）或者PPFD（YPFD）。

光周期是PP，表示在一个自然日内，植物灯开灯时间的总和，单位：小时

六、植物每天需要的辐射量

许多人热衷研究植物辐射的补偿点和饱和点来推算植物灯应该使用多大的PPFD，从补偿点到饱和点的范围较大，在这个范围的选择植物灯的光量具是有人为的随机性，补偿点与饱和点只是定性的分析，量化过程是一定要考虑其他环境因素，不可以机械的理解，用“光餐”解释植物补光可能更为恰当，在我们的种植工艺专家的系统里，我们给出的是植物每天每平方米合理需要的辐射量，这个量值是关系到种植成本与种植品质，我们的这个参数就是参考农业科学长期研究的种植工艺参数DLI，具有理论的依据。

日光合量DLA：指人造光源在光周期下每天每平方米的PPFD所产生的光子的摩尔数量，单位：mol/m2d。

由于植物灯的光量是在光周期下是恒定的，DLA=0.0036*PPFD*PP。PP-光周期单位是：小时。

DLA是种植工艺的参数，植物工厂的植物种植所要的PPFD就是用DLA计算出来的。

日光积分量DLI：指太阳光有效辐射下每天每平方米的光合作用积分量，单位：mol/m2d。

DLI在传统种植中是一个很重要的光合量参数，是长期农业科学研究的重要技术参数，具有普遍的种植指导意义，在太阳光的照射下，由于太阳光的光合辐照度（换算成PPFD）随时间与天气在不断变化，这个变化是会出现跨度有时会在补偿点与饱和点之间，DLI是需要按照积分的方法计算，初步的计算可以用平均PPFD与有效时间（小时）进行计算。

在太阳光下是按照平均值方法计算的DLI，DLI=0.0036*PPFD（平均）*有效时间。有效时间单位：小时。

在室外种植中，DLI参数是会受到饱和点的影响，在温室的大棚里，室内的DLI是小于室外的DLI，温室的DLI通常也是会小于DLA，DLA参数的建立，科学的提供了温室是否补光与补光量大小的重要理论依据，系统的建立人造光源的DLA数据库，可以提供植物工厂应用的基础数据体系，是有着很重要的意义，希望农业科研人员参与到这项工作中。

DLA是植物工厂与温室补光的种植工艺的最主要参数，是植物灯的设计最主要依据，DLA是可以通过实验数据或者通过DLI经过加权后初步得出，但是需要实验数据修正，DLA与DLI的关系是：DLA

七、光源功率、PPF、PPFD、安装高度的关系

适当的安装高度可以降低光源功率，减少系统的能耗。对于同一种PPF的光源，安装高度与PPFD的关系是安装高度的增加，PPFD是以2次方的速率下降。

八、 LED植物灯的极限参数

植物灯光谱形态确定后，对应于这种光谱形态的最高YPF或PPF就是可以计算出来的，这对评估LED植物灯的应用是非常重要的，也是LED植物灯与其他类型的植物灯性能做比较的主要方法。

以辐射效率40%为例：

波长445nm，PPF/w = 1.538

波长660nm，PPF/w = 2.19

3000k白光，YPF/w = 1.99

蓝光+红粉，YPF/w = 2.133

红蓝光，PPF/w = 2.12

目前的LED封装技术批量供货的最高辐射效率是低于40%。

目前LED植物灯的PPF/w值是小于2，基本上是在1.6-1.8之间。

目前农用钠灯的PPF/w 值是在2.0-2.2之间。

深圳耀嵘科有限公司经过不断研究，发现不同的植物生长发育是需要不同的光配方，按照更合理的光配方配置1000wLED植物灯，植物才能够生长的更加完美。下面是部分研究光配比参数：  

（1）生菜：定植和育苗光源分别采用红蓝光 6∶1和 7∶1 的光源最适合其生长。   

（2）韭菜：红/蓝 7∶1 处理下韭菜株高、茎粗、叶宽等质量比均显著高于其他处理。  

（3）黄瓜：7∶2 是适宜黄瓜幼苗生长的最佳红蓝光配比。而生长期 7∶1 为最佳红蓝光配比。   

（4）青菜、空心菜：以 7∶1 是适宜青菜、空心菜叶子生长的最佳红蓝光配比。

（5）白萝卜：生长最适宜的光质：红蓝光配比是 8∶1。  

（6）油麦菜：红蓝光比例是在 9∶1，是有利于油麦菜的生长。   

（7）草莓、西红柿：红蓝光是 9∶1 对草莓、西红柿生长最有利，并且果实是饱满且营养丰富。   

（8）冬青：红蓝光按照 8∶1 的比例配置，冬青长势最好，强壮而且根系也非常发达。   

（9）芽苗菜：以 6∶2∶1 的红绿蓝光配比效果最明显。   

（10）马蹄莲：生长情况以补照红蓝光 6∶2的比例效果最好。   

（11）红掌骄阳： 综合分析， 红蓝光 7∶3 处理较佳， 有利于形态和根部生长以及干物质积累。   

（12）铁皮石斛：红蓝光是 7∶3，其增殖效果最好；6∶4 时， 更是有利于苗株光合作用和物质积累。

深圳耀嵘科技有限公司1000wLED植物灯能够满足植物波长光照需求，特别是适合应用于光控植物设施栽培环境，可以很好地满足市场的需求，广泛应用于植物栽培和温室补光与植物组培以及植物工厂，具有能够促进植物生长，调节植物形态的建成，节能环保等多方面的优势。