植物生長燈管在使用之前,就必須了解光照強度。才能合理補光。
計算植物生長所需的光照強度的方法,通常有以下幾種方法和考慮因素:
確定光補償點和光飽和點:通過專業(yè)的實驗設(shè)備,如使用光合測定儀等,對植物進(jìn)行不同光照強度下的光合作用測定。當(dāng)光合作用吸收的二氧化碳與呼吸作用釋放的二氧化碳量相等時,此時的光照強度即為光補償點。隨著光照強度增加,光合作用強度不再增加時的光照強度就是光飽和點。植物生長所需的光照強度通常在光補償點和光飽和點之間。例如,陽性植物的光補償點較高,一般在全部太陽光強度的 3% - 5%,光飽和點可達(dá)到 50000lux 以上;而陰性植物光補償點不超過全部太陽光照強度的 1%,光飽和點有的僅為 5000 - 10000lux。
參考經(jīng)驗數(shù)據(jù):對于一些常見植物,已有大量研究確定了其光補償點和光飽和點的大致范圍,可以直接參考相關(guān)的植物生理學(xué)資料、學(xué)術(shù)論文或?qū)I(yè)書籍。比如,模式植物擬南芥在人工氣候室中通常在低 PPFD(100 - 200μmol m?2 s?1)和適中溫度下生長良好。
不同植物種類:陽性植物如桃、杏、楊樹等,生長需要較強的光照,一般需光量高,適合在陽光充足處,通常需要 3000 - 10000lux 甚至更高的光照強度;陰性植物像珍珠梅、文竹、紅豆杉等,適宜在較弱光照下生長,一般 500 - 2000lux 即可;耐陰植物如杜鵑、山茶、七葉樹等,對光照適應(yīng)幅度較大,在全日照下生長良好,也能忍受適當(dāng)庇蔭,所需光照強度介于陽性和陰性植物之間。
不同生長階段:植物在不同生長階段對光照強度需求不同。種子發(fā)芽后的早期階段,光照強度可以較低,大約為 50 - 150μmol/m2/s;在植物生長期,光照強度需要逐漸提高,一般為 200 - 400μmol/m2/s;當(dāng)植物進(jìn)入開花和結(jié)果期后,大多數(shù)植物在此階段需要更高的光照強度,通常在 400 - 800μmol/m2/s 之間。
已知燈具光通量和距離:如果使用人工光源,可根據(jù)公式 “光照強度(lux)= 光源光通量(lm)/ 距離的平方(m2)” 來計算植物表面接收到的光照強度。例如,一盞光通量為 1000lm 的燈具,距離植物 1m,則植物表面的光照強度大約為 1000lux。但實際情況中,還需考慮燈具的光束角度、反射率等因素對光照分布的影響。
根據(jù)燈具功率和效率估算:燈具功率通常與其提供的光照強度有關(guān),可通過公式 “燈具功率(W)= 光源光通量(lm)/ 光源效率(lm/W)”,先根據(jù)燈具的功率和效率估算出光源光通量,再結(jié)合距離等因素計算光照強度4。不同類型的燈具,如 LED 燈、熒光燈、高壓鈉燈等,其光源效率不同。例如,LED 植物生長燈的光源效率一般較高,可達(dá)到 80 - 150lm/W 左右,而高壓鈉燈的光源效率通常在 100 - 150lm/W 之間。
在實際應(yīng)用中,要準(zhǔn)確計算植物生長所需的光照強度較為復(fù)雜,需要綜合考慮多種因素。同時,還可以借助專業(yè)的光照測量儀器,如光合有效輻射計、照度計等,對實際的光照強度進(jìn)行測量和校準(zhǔn),以確保為植物提供適宜的光照環(huán)境。