LED植物生长灯是植物种植过程中使用的一种人工光源。与其他人工光源一样,其目的都是依照植物生长规律给予必要光照,以灯光代替太阳光给植物生长发育营造必要的物理环境。LED植物生长灯与传统灯具的主要区别在于发光部件使用了LED(发光二极管)。
光环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。
作为新型照明光源,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:
1、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;
2、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;
3、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;
4、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;
5、LED寿命长、耐用也降低了运行成本。
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。
近十年来,我国设施园艺面积发展迅速,植物生长的光环境控制技术已经引起重视。设施园艺光照射技术主要应用于两个方面: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射;作为植物光周期、光形态建成的诱导照射。LED在这两方面都有显著的优势。
一、LED作为植物光合作用补充照射。
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。 经试验在紫色光线下的冬青幼苗,长得最高,但叶片很小,根也浅,一副营养不良的样子。偏黄色灯光下的幼苗不仅矮小,叶片看起来也毫无生机。而在红色、蓝色混合光下生长的冬青长势最好,不仅强壮,根系也非常发达。这种LED光源的红色灯泡和蓝色灯泡是按照9:1的比例配置的。
结果证明,9:1的红蓝光对植物生长最有利,经过这种光源照射,草莓和西红柿果实饱满,糖分和维生素C的含量明显增加,而且不会出现空心的现象