植物生长几个要素:阳光、水、空气与温度,植物透过光合作用转化成生长发育所需的化学能,驱动植物各个部位组织的生长与发育,而这些生长要素正是植物工厂中所调控的重要参数。
植物光生理
本文由led交通信号灯植物光生理的视点切入,针对人工光源部分,讨论LED在植照运用的利基。
所谓植物照明需求的光质、光量分别指光的色彩(波长)、照耀强度、给光周期与累积总光量,植物体内不同色素分子吸收不同的波长,例如我们熟知的叶绿素吸收光子进行光合作用,构成ATP和NADPH化学能,其他尚有遭到红光与远红光影响的光敏素(Phytochrome),受蓝光影响的隐花色素(Cyrptochrome)与向光素(Phototropin)……等,调控着植物种子的发芽、生长与分化、叶绿素的移动与发育、气孔开合、开花的诱导、色素的组成、酵素的活化、蛋白质的组成……等各种生理现象。
植物经过数亿年的演化,展开出许多物种,对于光照特性首要分红长日植物(Long-day plant)、短日植物(Short-day plant)、日中性植物(Day-neutral plant)三种,其他还有两层日长型、长短日型、短长日型。下图说明照光周期的长短对开花影响,可以得知临界暗期的影响比临界日长更重要,也就是长夜植物开花由暗期长度抉择,非照光时间长度。
除了光周期的影响外,上图也说明不同波长的影响,无论是克制短日照植物开花,仍是促进长短日照植物开花,可运用660nm红光(R)处理。假如红光处理后再以730nm远红光(FR)照耀,红光夜间断作用就被远红光抵消,由此可知光敏素亦参加了植物开花的诱导。
另一个光周期概念led交通信号灯是日总光量(DLI, Daily Light Integral),就是每日照光强度乘以时间,得到每日累积的总光量,就像人每天吃三餐,光照需平均分配而不能过度会合,总光量的调控超过与不及都会对植物的生长发育发作不良影响。