光是自然萬物生長(zhǎng)的一個(gè)必須條件，如果從事園藝，或室內(nèi)水培種植等，就更加會(huì)了解“陽光”的價(jià)值。

我們不能在黑暗中種出任何東西，蘑菇和真菌是一個(gè)例外，但是對(duì)于任何通過葉綠素進(jìn)行光合作用的植物來說，必須獲得足夠的陽光來保持生長(zhǎng)。了解植物對(duì)光的需求對(duì)植物工廠以及購買有效且性價(jià)比高的植物生長(zhǎng)燈都很重要！電費(fèi)也并不便宜，如果沒有正確計(jì)劃水培系統(tǒng)，電費(fèi)的損耗則會(huì)很高。

因此，如果我們想成功的種植植物，則需要了解植物的光合作用和植物光需求的基礎(chǔ)知識(shí)。

1、植物為何需要光

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在我們的中學(xué)和大學(xué)課本中光合作用是一個(gè)基礎(chǔ)的話題。但是，除非我們是一位狂熱的植物學(xué)愛好者或從事該領(lǐng)域更高學(xué)歷的人，否則我們對(duì)這個(gè)過程可能了解的并不是很清楚。

植物是自養(yǎng)生物，這意味著它們能夠在體內(nèi)產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)（碳水化合物，蛋白質(zhì)和脂肪）。為了制造這些“食物”，它們從環(huán)境中吸收以下成分：

· 通過發(fā)達(dá)的根系從土壤中獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和礦物質(zhì)

· 水，再次通過根系獲得

· 二氧化碳，通過葉上的毛孔獲得

為了結(jié)合這些成分并生成植物生長(zhǎng)所需的“食物”，植物需要從外界獲得一些能量，它們是從陽光中吸收的，其葉片中使用葉綠素的綠色化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)：

6CO2 + 6H2O —葉綠素和陽光—> C6H12O6 + 6O2

在葉綠素和陽光的作用下，二氧化碳和水結(jié)合在一起產(chǎn)生葡萄糖和氧氣分子。葡萄糖被植物用來生長(zhǎng)和結(jié)出果實(shí)，而氧氣則作為副產(chǎn)品釋放到大氣中。

這是在葉綠素和陽光存在下植物葉片中發(fā)生光合作用過程的簡(jiǎn)單定義。大家可能已經(jīng)注意到化學(xué)方程中沒有任何礦物質(zhì)。但是鎂和磷等礦物質(zhì)對(duì)于光合作用至關(guān)重要。沒有鎂，植物就無法在葉片中產(chǎn)生葉綠素。磷對(duì)于產(chǎn)生蛋白質(zhì)也是必不可少的。

2、光如何影響植物的生長(zhǎng)？

成長(zhǎng)方向

植物的生存完全取決于光源。對(duì)于所有室外植物，太陽是唯一的光源。

當(dāng)?shù)谝黄~子出現(xiàn)在植物上時(shí)，它將會(huì)嘗試朝著光源生長(zhǎng)，以確保葉子接收到最大的光以進(jìn)行光合作用。一些植物將其發(fā)揮到極致，并在白天太陽發(fā)生移動(dòng)時(shí)跟隨太陽。向日葵是這些植物中最著名的例子，植物學(xué)家稱其為向光性。其余的植物被稱為光敏性的，這意味著它們對(duì)光有反應(yīng)。這些植物的莖試圖朝著光源的方向生長(zhǎng)。

可以想象一種在陰影下生長(zhǎng)的園林植物，當(dāng)光線照射到時(shí)，它會(huì)刺激莖部分泌稱為生長(zhǎng)素的生長(zhǎng)激素。這些生長(zhǎng)素導(dǎo)致干細(xì)胞的一部分伸長(zhǎng)，迫使干細(xì)胞向日光下生長(zhǎng)。這些是在植物的整個(gè)生命周期中不斷發(fā)生變化的。

季節(jié)性影響

在一年中陽光的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度隨季節(jié)的變化而波動(dòng)，因此植物也適應(yīng)了這些不斷變化的季節(jié)。在夏季和春季，由于光線充足，大多數(shù)植物都將注意力集中在生長(zhǎng)，花朵盛開和結(jié)實(shí)果實(shí)上。隨著冬季的臨近，當(dāng)光強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間減少時(shí)，植物將更加注重節(jié)約能量并減少生長(zhǎng)。秋天的光合作用減少，葉子開始失去葉綠素。這就是為什么樹葉在秋天趨于變成棕色，黃色或紅色的原因。

3、光譜的重要性

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光是一種以電磁波形式運(yùn)動(dòng)的能量，我們看到的可見光由特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁輻射組成。可見光落在390-700納米的波長(zhǎng)之間。不同波長(zhǎng)的光對(duì)人眼來說是一種特殊的顏色。

使用棱鏡散射光時(shí)，可以看到這些單獨(dú)的顏色，例如VIBGYOR或ROYGBIV。

紅光具有最長(zhǎng)的波長(zhǎng)和最低的能量，而另一端的藍(lán)和紫光具有短的波長(zhǎng)和更多的能量。（這就是為什么富含能量的紫外線被認(rèn)為是危險(xiǎn)的原因之一）

就像人眼中的細(xì)胞一樣，植物的葉子也對(duì)在390-700nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)落在其上的光能做出響應(yīng)。更確切地說，葉中的葉綠素吸收了大部分這種光以產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)。

我們說的是“大部分的光”，而不是全部。有沒有想過為什么植物會(huì)顯得綠色？這是因?yàn)槿~綠素反映了光譜的綠色部分（495-570nm）。

在其余波長(zhǎng)中，紅色和藍(lán)色光對(duì)植物的健康影響最大。這些波長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生不同的影響：

藍(lán)光

該光的波長(zhǎng)在400-500nm之間，具有很高的能量，會(huì)影響植物的葉片生長(zhǎng)。藍(lán)光會(huì)影響葉綠素的產(chǎn)生，但是與紅光相比，一般只需要較少的量。?如果植物沒有獲得足夠的藍(lán)光，它將開始變?nèi)?，葉子上會(huì)出現(xiàn)黃色條紋，而不是綠色。

紅光

這種低能量的光具有600-700nm的波長(zhǎng)。這對(duì)于植物的開花和結(jié)果至關(guān)重要。該波長(zhǎng)的缺乏將不可避免地導(dǎo)致植物的開花延遲或開花期很弱。? ??

了解光譜對(duì)于水培至關(guān)重要。在陽光下，植物獲得所有重要波長(zhǎng)所需的所有光能。而在缺少太陽光的環(huán)境中種植則需要我們通過植物生長(zhǎng)燈來“復(fù)刻”太陽光。

4、如何用燈代替陽光

從到目前為止的數(shù)據(jù)來看，與光有關(guān)的三個(gè)主要因素會(huì)影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。這些因素分別是：

強(qiáng)度：光有多亮，或有多少能量以光子的形式落在葉子上。這決定了光合作用的速率。強(qiáng)度越高，植物中發(fā)生的光合作用越多。

持續(xù)時(shí)間：植物接受光的時(shí)間。在戶外，這是受季節(jié)調(diào)節(jié)的，植物圍繞著它發(fā)展了生命。光照持續(xù)時(shí)間的任意變化都會(huì)影響植物的生長(zhǎng)。

光譜：植物需要紅色和藍(lán)色光譜的光才能在生長(zhǎng)的不同階段蓬勃發(fā)展并開花。

在室內(nèi)生長(zhǎng)系統(tǒng)中，我們將必須選擇能夠滿足所有三個(gè)因素的植物生長(zhǎng)燈。其中，持續(xù)時(shí)間是最容易實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槲覀冎皇窃谠O(shè)定的時(shí)間內(nèi)保持打開狀態(tài)就可以了。

在某些生長(zhǎng)條件下，光照強(qiáng)度可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。種植者通過改變植物與生長(zhǎng)燈之間的距離來改變光強(qiáng)度。光源越近，光線越強(qiáng)。這里的問題是，許多植物生長(zhǎng)燈也散發(fā)出大量的熱量。因此，如果我們將植物生長(zhǎng)燈太靠近植物，它們可能會(huì)枯萎或死亡。因此，必須保持謹(jǐn)慎的平衡。

波長(zhǎng)是另一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的方面。太陽是一個(gè)理想的單一光源，可以為所有需要波長(zhǎng)藍(lán)色和紅色的植物輻射足夠的能量。目前最為普遍的是使用LED植物生長(zhǎng)燈來通過LED固態(tài)光源的光譜可控性來實(shí)現(xiàn)不一樣的光譜配比（發(fā)出足夠的藍(lán)光和紅光成分），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)陽光的“復(fù)刻”。

5、一些常見的植物生長(zhǎng)燈

高強(qiáng)度放電（HID）燈：

這些是在室內(nèi)園藝中廣泛使用的特殊白熾燈。它們非常耗電并且會(huì)散發(fā)大量熱量。因此，將它們靠近植物放置時(shí)必須小心。

HID燈包括高壓鈉燈（更多的紅光）和金屬鹵化物（更多的藍(lán)光）。大規(guī)模的種植作業(yè)比業(yè)余愛好者更多地使用這些生長(zhǎng)燈。

日光燈：

這些能源消耗較少，并且不會(huì)散發(fā)大量熱量。與HID燈相比，它們使用壽命長(zhǎng)且易于管理。

但是，熒光燈會(huì)在光譜的藍(lán)色端發(fā)出較冷的光。因此，它們可能無法提供植物所需的完整光譜波段。在種植水果或開花植物時(shí)，許多種植者傾向于將它們與其他紅色光譜的光混合。

發(fā)光二極管（LED）：

目前越來越流行且慢慢變得主流，尤其是在業(yè)余愛好者中。體積小，緊湊且非常節(jié)能，目前的芯片技術(shù)可以將LED設(shè)計(jì)為同時(shí)發(fā)出紅色或藍(lán)色光譜波長(zhǎng)。而且可以將許多這些LED集成在發(fā)光模塊中，因此，使用LED時(shí)無需混合和匹配不同類型的燈。當(dāng)在室內(nèi)種植LED時(shí)，LED種植燈往往是最有效的。

光（及其能量影響）是水培或室內(nèi)種植的主要限制因素之一，太陽幾乎是無限的能源，但是在室內(nèi)100%復(fù)制它并不容易。然而技術(shù)正在快速發(fā)展，我們擁有比以往任何時(shí)候都更節(jié)能的LED植物生長(zhǎng)燈，因此我們有更加充分的理由期待室內(nèi)種植技術(shù)有光明的未來。