LED照明的進步正在使園藝業發生革命性變化。不斷擴展的知識庫支持的新技術正在展示植物如何要求不同的光譜照明和控制。成立智能園藝解決方案（光研院）以幫助支持在快速發展，令人興奮的園藝LED照明領域中產品的開發和製造。

那麼，不同的LED波長（光色）如何影響植物和農作物的生長呢？我們知道水，養分，溫度和許多其他因素都起著關鍵作用，但是光也是重要的因素。本文是光研院系列文章的一部分，該系列探討了照明的許多變化。可以使用它來幫助取消和簡化擴展的園藝LED植物燈照明市場。在本文中，我們將探討園藝中的關鍵顏色波長，它們的作用以及為什麼使用它們。

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植物為什麼需要光？

自農作物種植開始以來，所有水果，蔬菜，花卉和草藥都受到陽光的影響。陽光的持續時間，光譜和強度自然地刺激了植物的生長。光子通量密度（PFD），是指光合作用的光子撞擊植物表面的強度，極大地影響了植物的生物量和生長速率。此外，已表明涉及光源能量水平的光譜功率分佈對調節植物的某些基因型的形態甚至顏色具有影響。最後，光週期是指光的時間和持續時間，可以有效地調節某些短日和長日植物的開花時間。這些光不是唯一的，但它們共同作用以調節植物的整體生長。

植物對不同波長的反應如何？

植物與人眼的反應不同，人眼對光的反應只有短，中和長的感光器，因此我們可以看到顏色。植物對光的響應是類胡蘿蔔素（它們是導致許多水果和蔬菜中的紅色黃色和橙色色調的植物中的色素）以及葉綠素和植物色素調節它們的生長。葉綠素的吸收與光合作用有關，因此與植物的生長有關。植物的植物色素是對環境做出反應並調整形態的傳感器。眼睛的吸收光譜主要是紅色，綠色和藍色的組合，但是植物對280-800nm範圍內的波長會有不同的響應。

因此，植物從天然陽光或人工植物燈吸收波長後，會直接影響其生長和外觀。因此，關鍵是要了解不同波長對植物的影響，以及為什麼要使用我們所使用的LED光色。

為什麼園藝led植物燈照明經常顯示為紫紅色？

許多園藝照明看起來都是紫紅色的-這很典型，因為它是由深藍光和深紅光的光組合而成的。這些波長最常用於園藝LED植物燈照明。通常，將深紅光和深藍光組合起來以最大化光合作用和健康的植物生長，因為這種波長組合對應於葉綠素的吸收峰。


植物如何反應不同的波長(光色)？

波長440nm（深藍光）和660nm（深紅光）都為植物提供能量。但是，藍光被植物內的隱色染料吸收，也負責光形態發生功能，例如氣孔控制，莖伸長和光敏性。植物色素可檢測到紅光與遠紅光的比率，並刺激應力響應，例如伸長率增長，頂端優勢和開花。

可以將關鍵色波長配對在一起以創建最佳的LED配方。不同的植物類型需要不同的光混合，並且通過確定這些最佳LED配方是什麼，可以改善生長性能和植物質量。例如，如下表所示，藍色和紅色波長的組合非常適合多葉綠色植物類型，因為它們為植物提供能量並促進多葉生物量的生長。

儘管綠色波長范圍內的光不易吸收，通常被認為對植物生長和光合作用的影響較小，但一些研究表明，將1/4的綠光LED光（500至600 nm）與淺紅光和淺藍色LED混合（分別為610~630nm和460~475 nm）產生的生物量比其他波長混合的更多。這可能是因為綠光可以穿透植物冠層中的紅色或藍色光，從而使下部植物葉片可以將綠色光用於光合作用。

VITALUX研發的LED顏色組合

隨著對光波長之間的關係以及對生長和形態的影響有了更深入的了解，LED還可以用於控制光質量和光的光譜組成，從而減少能源使用並防止某些光譜區域的不良影響。

使用特殊波長LED的園藝植物照明技術

取決於照明應用的種類和最終目標，有色LED可以在園藝中以各種方式使用。以下是幾種園藝照明技術：

  • 補充照明–用於補充已有的自然日光，以增強光合作用，從而改善植物的生長和質量。常用於溫室環境。彩色LED非常適合用於補充性應用，因為植物接收的關鍵波長的數量不斷增加，因此可以助其一臂之力。

  • 光週期照明–用於通過使用人造光延長自然日長度來控制光照時間。有助於延長冬季的生長時間，例如縮短白天的時間

  • 沒有日光的耕種（非補充性）-用於用人造光完全替代日光，以實現最終的氣候控制。儘管對於此應用，也可能需要白色LED和彩色LED，以彌補由於缺乏自然陽光而缺少植物的波長。

園藝LED照明用於不同的應用

當前，常規的照明光源具有不靈活且廣譜的成分，可能對於生長而言不是最佳的。與傳統螢光燈相比，白熾燈和HPS燈在紅色區域的發射較高，導致莖伸長過度，而螢光燈在藍色區域的發射比例更高，因此僅限於小規模的體外生長。而LED植物燈發出窄波長帶寬的光，因此可以用來補充日光或溫室中使用的當前照明系統，以增強光的光譜組成。

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