[摘要]基于大量实验数据，本文讨论了植物工厂选择光质量的几个重要问题，包括选择光源，红色，蓝光和黄光的影响以及光谱的选择范围为了提供对植物工厂轻质质量的见解。匹配策略的确定提供了一些可用于参考的实用解决方案。
选择光源

工厂工厂通常使用LED灯。这是因为LED灯具有高发光效率，低能消耗，更少的热量，长寿命以及可调节的光强度和光谱的特征，这不仅可以满足植物生长和有效材料积累的要求，还可以节省能源降低热量产生和电力成本。 LED生长灯可以进一步分为单芯片宽光谱LED灯，以提供通用，单芯片植物特异性宽光谱LED灯和多芯片组合的可调节光谱LED灯。后两种特定于植物的LED灯的价格通常是普通LED灯的5倍以上，因此应根据不同的目的选择不同的灯光来源。对于大型植物工厂，随着市场需求而变化的植物类型。为了降低建筑成本，不会显着影响生产效率，作者建议使用广谱LED芯片作为照明来源。对于小型工厂工厂，如果植物的类型相对固定，为了获得高生产效率和质量而不显着提高建筑成本，则可以将广泛的植物特异性或一般照明的LED芯片用作照明源。如果要研究光对植物生长和有效物质的积累的影响，以便为将来提供最佳的光制公式，可以使用可调节光谱LED的多芯片组合来改变诸如光强度，光谱和轻度时间之类的因素，以获取每种植物的最佳光配方，从而为大规模生产提供了基础。

红色和蓝光

就特定的实验结果而言，当红光（r）的含量高于蓝光（b）时（lettuce r：b = 6：2和7：3;菠菜r：b = 4： 1; Gourd幼苗R：B = 7：3; Cucumber R：B = 7：3） ，，，，等）较高，但是当蓝光含量高于红光时，植物的茎直径和强幼苗指数更大。对于生化指标，比蓝光高的红光含量通常有益于植物中可溶性糖含量的增加。然而，对于植物中VC，可溶性蛋白，叶绿素和类胡萝卜素的积累，使用蓝光含量高的LED照明比红光更有优势，并且在这种照明条件下，使用蓝光的含量也相对较低。

由于工厂工厂主要用于种植叶蔬菜或饲养工业幼苗，因此可以从上述结果结论，在提高产量并考虑到质量的前提下，它适用于使用较高红色的LED芯片光含量比蓝光作为光源。更好的比率是r：b = 7：3。更重要的是，红色和蓝光的比例基本上适用于各种绿叶蔬菜或幼苗，并且对不同植物没有特定的要求。

红色和蓝色波长选择

在光合作用期间，光能主要通过叶绿素A和叶绿素b吸收。下图显示了叶绿素A和叶绿素B的吸收光谱，其中绿光谱线是叶绿素a的吸收光谱，而蓝色光谱线是叶绿素b的吸收光谱。从图可以看出，叶绿素A和叶绿素B均具有两个吸收峰，一个在蓝光区域，另一个在红光区域。但是叶绿素A和叶绿素B的2个吸收峰略有不同。确切地说，叶绿素A的两个峰波长分别为430 nm和662 nm，叶绿素B的两个峰波长分别为453 nm和642 nm。这四个波长值不会随着不同的植物而变化，因此，光源中红色和蓝色波长的选择不会随着不同的植物物种而变化。

叶绿素A和叶绿素B的吸收光谱

只要红色和蓝光可以覆盖叶绿素A和叶绿素B的两个峰值波长，即红光的波长范围通常为620〜680 nm，而蓝光波长范围为400 nm至480 nm。但是，红色和蓝光的波长范围不应太宽，因为它不仅浪费了光能，而且还会产生其他影响。

如果由红色，黄色和蓝色芯片组成的LED灯用作植物工厂的光源，则应将红光的峰值波长设置为叶绿素A的峰值波长，即在660 nm处，峰值波长蓝光应设置为叶绿素B的峰值波长，即450 nm。

黄色和绿灯的作用

当红色，绿色和蓝光的比率为r：g：b = 6：1：3时，这更合适。至于确定绿光峰波长，由于它主要在植物生长过程中起调节作用，因此仅需要在530至550 nm之间。

概括

本文讨论了从理论和实际方面的植物工厂中光质量的选择策略，包括在LED光源中选择红色和蓝光的波长范围以及黄色和绿光的作用和比例。在植物生长的过程中，还应全面考虑光强度，光质量和轻度时间的三个因素与营养素，温度和湿度以及二氧化碳浓度之间的合理匹配。对于实际生产，无论您打算使用宽光谱还是多芯片组合可调频谱LED灯光，波长的比率都是主要考虑因素，因为除了光质量，在操作过程中还可以实时调整其他因素。因此，在植物工厂设计阶段的最重要考虑因素应该是选择光质量。

作者：Yong Xu

文章资料来源：农业工程技术的微信账户（温室园艺）

参考：Yong Xu，植物工厂中的轻质选择策略[J]。农业工程技术，2022，42（4）：22-25。