LED植物生长灯在植物研究中的应用

2019-09-17

LED植物生长灯简介

  LED植物生长灯是一种以LED(发光二极管)为发光体,满足植物光合作用所需光照条件的人造光源。按类型分,属于第三代植物补光灯具!在缺少日光的环境,这种灯具可充当日光,使植物能够正常或者更好地生长发育。这种灯具有壮根,助长,调节花期、花色,促进果实成熟、上色,提升口感和品质的作用!

LED植物生长灯的特征

  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。

  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。

LED植物生长灯用途

  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。

LED植物生长灯在植物研究中的应用

  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。