什么是植物的理想生长光谱？
什么是生长光谱？
生长光谱是指由光源产生的用于促进植物生长的光的电磁波长。对于光合作用，植物在 PAR（光合
有效辐射）以纳米 (nm) 为单位测量的波长 (400nm-700nm) 区域。
纳米是通用的测量单位，但也用于测量光谱——人类只能检测可见光谱波长（380-740nm）。植物，在
另一方面，检测波长，包括我们的可见光及其他波长，包括紫外线和远红光谱。
重要的是要注意光谱对植物生长的影响取决于环境条件、作物种类等。通常，植物中的分子叶绿素
负责将光能转化为化学能，吸收蓝光和红光光谱中的大部分光以进行光合作用。在 PAR 范围的峰值中发现了红光和蓝光。
LED植物灯
LED 植物生长灯是室内和温室农民以及大麻种植者使用的节能灯。用作唯一光源（室内）或补充光源（温室），
LED 使用全光谱照明以比传统 HPS 灯更低的成本帮助植物生长 (1)。
许多种植者利用 LED 灯来帮助扩大植物生产，因为它们具有全光谱能力、低热量浪费和低维护以及延长的使用寿命。并给出一个
植物的生理和形态受特定光谱的强烈影响，LED 植物生长灯可以在生长周期的特定时间有效地促进作物 (2) 的生长。随着
密切监控质量的能力，可以轻松评估能源输出以扩大作物生产。
生长光谱图 - 光合作用
上图显示了 PAR 范围——用于光合作用的轻型植物的光谱。像这样的生长光谱图包括 PAR 范围和其他光谱
发现 PAR 范围之外的波长也有助于植物生长。
光合效率（光吸收）的峰值落在 PAR 范围的红光和蓝光光谱中。红色辐射（约 700nm）被认为最有效
驱动光合作用——尤其是在生物质生长的开花阶段（对大麻种植者很重要）。蓝光对于植物的营养和开花阶段都是必不可少的
植物生长，但主要用于建立营养生长和结构生长。
什么是植物的理想生长光谱？
植物的理想生长光谱取决于几个因素。这些包括特定植物如何使用 PAR 光谱光进行光合作用，以及光合作用之外的波长
400-700nm 范围。这种光可以帮助加速开花、增加营养、加快生长速度等。如果光源是单一的（室内）或补充的（温室）也
影响应该使用哪种生长光谱。
通常，光合效率出现在红色和蓝色峰值处，这意味着植物在生长时吸收这些光谱最多。您可能认为理想的生长光谱是
等于阳光——毕竟，它有数百万年的经验——然而，它比这更详细。
阳光会产生大量的绿色、黄色和橙色——它们是最容易获得的光谱。事实上，研究 (3) 告诉我们绿光如何在不被叶绿素吸收的情况下
以及红色和蓝色（因此大多数植物呈现绿色的原因），它对于光合作用绝对至关重要。
蓝色和红色波长以外的光谱很少被植物用来生长，因为红色和蓝色是发生光合作用活动最多的地方——这是全光谱的一个重要原因
生长灯非常有效，因为种植者可以非常具体。
什么是广谱照明？
广谱照明——通常被称为全光谱照明，是指太阳光提供的完整光谱。这意味着广谱照明的波长包括
380nm-740nm 范围（我们将其视为颜色）加上不可见的波长，如红外线和紫外线。
LED 植物生长灯的一个优点是它们可以设置为在白天或晚上的特定时间段内产生特定波长。这使其成为植物的理想选择，因为种植者可以
根据作物和生长条件分离特定的光谱颜色。全光谱照明还可以加快或减慢生长速度，促进根系发育，改善营养
和颜色等。
种植光谱和大麻
与其他植物相比，大麻的生长光谱有所不同，因为种植者专注于最大限度地提高产量、控制 THC 和其他大麻素的生产水平，
增加开花，并保持整体均匀度。
除了可见颜色外，大麻对 PAR 范围之外的波长的响应特别好。因此，使用全光谱 LED 的另一个好处是能够使用
特定剂量的紫外线波长 (100-400nm) 和 PAR 范围之外的远红波长 (700-850nm)。
例如，增加远红光 (750nm-780nm) 可以帮助刺激大麻茎的生长和开花——这是种植者想要的，而必要的蓝光则是最少的，
可防止茎杆伸长不均和叶片收缩。
那么，大麻的理想生长光谱是什么？没有单一的光谱，因为在不同的生长阶段，不同的光照会促进某些植物形态。这
下图解释了外缘 PAR 光谱使用的概念。
个人与商业大麻
大麻的个人种植灯与商业种植灯的区别可以由多种因素决定。首先，商用 LED 植物生长灯中的可用光谱将
包括完整的 PAR 范围及以上——这对大麻种植者来说尤其有利。
商业植物生长灯可以无线配置为在 24 小时周期内以特定时间间隔发出特定波长和强度——生长灯设置通常协同工作
种植者的 HVAC 系统也是如此。
使用个人 LED 植物生长灯，每瓦流明可能会更低——这使得它们的能源效率更低，潜在产量更小。许多不是广谱的，可能只是
提供小范围的蓝光和红光。此外，虽然个人植物生长灯的运行成本仍然较低，但需要考虑的其他因素包括噪音较大的风扇、劣质塑料
外壳、更短的 LED 寿命和过热问题。
我应该为不同的植物使用不同的光谱吗？
在某些作物中，蓝光有利于营养水平和着色，较高的红光与远红光的比例有助于叶片大小和开花。这就是为什么今天的全光谱 LED 如此受欢迎的原因
先进——因为通过选择正确数量的红光和蓝光 (4)，叶绿素色素可以吸收更多他们需要的光。
大麻种植者——关注 UVB/蓝色的各种结构和 THC 效力益处，我们将介绍，主要关注叶子大小和开花。
因此，远红光和红光对于提高它们的产量相对更重要。
其他室内种植者也在尝试控制使用远红光谱，例如沙拉叶种植者。植物将此光谱与直接阴影联系起来
阳光，这会发生在树冠下方，当植物接触阳光时会导致叶子和茎伸展。
这意味着当有策略地使用时，可以在没有不必要压力的情况下发生更大的叶子和开花。因此，虽然没有针对任何特定植物的特定 LED 生长光谱，
红光与蓝光的比例对于最大化生长和光合作用速率非常重要。
为了进行光合作用和叶绿素为植物生长吸收最大量的光，植物最有效地使用蓝光和红光。其他光谱，如绿色/
黄色/橙色对光合作用不太有用，因为叶绿素 b 的量主要从蓝光中吸收，而叶绿素 a 的量主要从红光和蓝光中吸收。
值得注意的是，光合作用比叶绿素吸收更复杂，但了解基本原理很重要。
对于生长，蓝光对于帮助植物产生健康的茎、增加的密度和建立的根至关重要——所有这些都发生在早期的营养生长阶段。然后成长
继续增加红光吸收，导致更长的茎，增加叶子和果实/开花等。正是在这里，红光在植物成熟中起主导作用，因此，
尺寸。
最后，产量——这归结为光谱的组合，对于种植者来说通常是非常独特的，包括同一作物的几个品种（如大麻）的种植者。有
没有一种光谱可以产生更多的作物——最佳照明在很大程度上是一个整体的、不断变化的过程。
按类型增加光谱
某些光谱会触发植物的生长特征。一般来说，蓝光光谱促进营养和结构生长，红光促进开花、果实、叶子的生长，
和茎伸长。每种作物类型在整个日光周期的不同时间对不同的光谱和光量敏感——这直接影响光合作用的速度。
从本质上讲，我们知道控制生长光谱会对生长领域产生重大影响 - 如开花、风味、颜色、紧密度等。 然而，重要的是要认识到
发出特定生长因子的信号是一个更大、更复杂的循环的一部分。结果也因环境（室内或温室）、相对温度/湿度、作物
物种、光强度（每瓦流明）和光周期等。
让我们来看看特定的生长光谱及其在园艺中的应用。
紫外光谱（100–400 nm）
人眼不可见的紫外线光谱在 PAR 范围（100nm-400nm）之外。大约 10% 的太阳光是紫外线，与人类一样，植物也会受到伤害
过度暴露在紫外线下。分为 3 种类型，UV-A (315-400 nm)、UV-B (280-315 nm) 和 UV-C (100-280 nm)。
虽然紫外线在园艺中使用的好处仍在研究中，但紫外线通常会带来更深的紫色——事实上，少量也会产生有益的影响
颜色、营养价值、味道和香气。
研究表明，使用控制量的紫外线也可以减少环境压力、真菌和害虫。研究表明，大麻素如 THC 增加
(5) 在大麻中可以使用 UV-B 光（280nm – 315nm）来实现。
蓝光光谱（400–500 nm）
蓝光光谱广泛负责提高植物质量——尤其是在叶类作物中。它促进气孔开放——允许更多的二氧化碳进入叶子。蓝光
驱动光合作用所需的叶绿素色素吸收峰值。
这对处于营养阶段的幼苗和幼苗至关重要，因为它们会建立健康的根和茎结构 - 在必须减少茎伸展时尤其重要。
绿光光谱（500–600 nm）
与红色或蓝色光谱相比，绿色波长对植物光合作用不太重要，因为它（不）容易吸收叶绿素。
尽管如此，绿色仍然被吸收并用于光合作用。事实上，实际上只有 5-10% 被反射 - 其余的被吸收或传输到更低的地方！这是由于绿光的能力
穿透植物的冠层
在温室中，由于阳光的存在，与仅在室内种植的作物相比，使用 LED 生长灯补充绿光光谱的重要性较低——例如
大麻或垂直作物种植。
红光光谱（600–700 nm）
众所周知，红光是促进光合作用的最有效光谱，因为它被叶绿素色素高度吸收。换句话说，它位于叶绿素的峰值
吸收。红光波长（特别是 660nm 左右）促进茎、叶和一般营养生长——但最常见的是，叶和花的高大伸展。
需要与蓝光平衡配对以抵消任何过度拉伸，例如变形的茎伸长。重要的是要考虑，虽然红色是最敏感的光谱
对于植物，当与其他 PAR 波长结合时，它的功效会真正发挥作用。
远红光光谱 (700–850 nm)
远红影响植物生长的方式有几种——一种是启动避荫反应。在大约 660nm（深红色）处，植物会感觉到明亮的阳光照射。来自 730nm
甚至更远——即远红光与红光的比率更高，植物会检测到来自另一株植物或树冠上方的叶子的光“阴影”，因此会发生茎和叶的拉伸。
远红色对于促进开花非常有用，并且在某些植物中可以增加果实产量 (6)。在像大麻这样依赖较长黑暗时间的短日照植物中，730nm 可以
在光周期结束时使用以促进开花。许多种植者正在尝试用爆发的红光来中断黑暗循环，以促进生长和开花。
寻找合适的生长灯
当我们了解植物与不同光谱相互作用的方式时，需要了解大量信息和科学。优化产量和稳定的质量
我们所学的植物中的大部分归因于一起使用的光谱——很像自然阳光。
在 BIOS，我们不断发展我们的知识和研究，了解特定作物和菌株的光谱如何发挥最佳作用 - 以及植物光周期中的哪个时间段。我们的 LED
生长照明系统是通过详细的科学研究设计和开发的，使种植者能够控制使用理想的光谱来优化产量、质量和可变性
他们的植物。
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