植物工廠燈光對生長需求 - 農業知識入口網

川七 含有豐富的蛋白質、碳水化合物、維生素、胡蘿蔔素等營養物質，尤以胡蘿蔔素含量較高，每100g成長葉片中含蛋白質1.85g、脂肪0.17g克、總酸0.10g、粗纖維0.41g、乾物質5.2g、還原糖0.44g、維生素C6.9mg、胺基酸總量1.64g、鐵1.05 mg、鈣158.87 mg、鋅0.56 mg等。 同時經常食用具有滋補腎臟、壯腰膝、消散瘀、活血、健胃保肝等保健功效。
LED藥用植物燈 依照植物光合作用需要的光線，將LED植物燈 基本都是做成紅藍(紅白)組合、全藍、全紅三種形式，覆蓋光合作用所需的波長范圍。在視覺效果上，紅藍組合的植物燈呈現紫紅色。紅光促進植物發芽，開花, 藍光促進植物生長，可以自主選擇更合適的波長和顏色比例促進植物的生長。

植物工廠Plant Factory . 農金時代科技種菜. 採用光照.人工光照需要植物燈.LED燈.LED植物生長燈.植物工廠.LED植物燈.LED植物生長燈.植物補光.精緻農業.室內栽培.糧荒.增加產量.縮短生長期.控制產量.補光.控制產量.省電.室內培育LED植物燈.LED植物生長燈(LED Grow Light).LED植物生長燈-35W. LED Grow Light-60W.LED植物燈規格.LED紅藍光.自然光LED燈.節能省電.光合作用.藥用植物培育.牛樟芝培育.冬蟲夏草培育.蘭花培育.100W植物燈.高經濟作物培育.400W高壓鈉燈.LED光源.增加收穫量。
植物工廠是指環境可以控制且可依照計畫允許全年無休的量產植物的場所。而量產植物需要幾個條件：第一個是生長環境可以控制，第二個是減少植物生長的逆境。如在溫室中的光量控制需要以遮蔭網遮掩過多的陽光，也需要以人工補光補足陽光的不足；當然也需要溫、濕度的調控。像這種允許全年穩態量產的設施就稱之為「植物工廠」。
植物工廠依使用光源的不同可分成三種類型： “太陽光利用型"的植物工廠就如同傳統的精密溫室，在臺灣種蝴蝶蘭的蘭花溫室就是屬於這一種。再來是 “太陽光與人工光源併用型＂的植物工廠，這比較像荷蘭的溫室於利用陽光之外還採用高壓鈉燈進行人工補光，第三種就是 “完全人工光源型＂ 的植物工廠，早期也是使用高壓鈉燈，由於高壓鈉燈很熱需要冷氣散熱花費大量電費，使得這一型的植物工廠經營不順，因而降低業者的投資意願，但是現在科技進步，光源可以用高效能的人工光源，如T5燈管與LED 燈管，燈具方面就相對的節能很多，再加上LED使用直流電，可搭配太陽能板與利用太陽光電整套技術，大量降低整體的操作成本，再加上燈具不會太熱，亦減輕冷氣的負荷。這種種科技進步，使植物工廠由過去的「技術上可行」，進展成今日的「經濟上可行」，而又日漸受到重視。

看來植物生長用燈光還要看他種類，才能決定光源種類。

LED植物生長燈是採用半導體照明技術，專用於蔬菜和花卉生產的一種新型植物生長補光燈。雖然一般白光LED也具有植物所需波段，如為暖白光 LED 光譜分析圖，經試驗，植物生長燈的紅光和藍光的波長 更適合蔬菜與花卉的生長、開花、結果。
由於藍色有利於植物葉片生長，而紅色則有利於植物開花與結果，所以LED燈具的紅藍燈珠配置數量，可按照用戶的植物對光的要求特殊製作。

科學家們使用了紅葉萵苣和綠葉萵苣以及六隻LED燈進行實驗。科學家們研究它們的生長特性包括芽和根的鮮重和干重、芽和根的比重、總葉面積和葉綠素含量。在這項研究中，科學家對葉綠素螢光、抗氧化能力、酚類濃度和類黃酮濃度也分別進行了測定。報告顯示：「利用不同比例的藍光和紅光（藍光與紅光比例分別為0:100、13:87、26:74、35:65、47:53、59:41。）LED燈照射兩種萵苣，得到了不同的生長結果，顯示了紅光LED是提高萵苣生長速度的主要原因。萵苣生長最佳的實驗組中藍、紅光比例分別為35:65、47:53、59:41。」
該實驗證實，藍光LED和紅光LED分別對植物體內抗氧化劑的酚類化合物的積累和萵苣的生長具有積極作用。科學家說：「單獨用紅光LED照射能刺激萵苣植物提高生物量積累，但是，這種單獨照明會誘導異常葉形，並且對多酚類和抗氧化劑水平產生消極影響。」他們建議在封閉式植物生產系統中使用藍光LED和紅光LED混合照射，以提高萵苣作物的品質和產量。

科學家們使用了紅葉萵苣和綠葉萵苣以及六隻LED燈進行實驗。科學家們研究它們的生長特性包括芽和根的鮮重和干重、芽和根的比重、總葉面積和葉綠素含量。在這項研究中，科學家對葉綠素螢光、抗氧化能力、酚類濃度和類黃酮濃度也分別進行了測定。報告顯示：「利用不同比例的藍光和紅光（藍光與紅光比例分別為0:100、13:87、26:74、35:65、47:53、59:41。）LED燈照射兩種萵苣，得到了不同的生長結果，顯示了紅光LED是提高萵苣生長速度的主要原因。萵苣生長最佳的實驗組中藍、紅光比例分別為35:65、47:53、59:41。」
該實驗證實，藍光LED和紅光LED分別對植物體內抗氧化劑的酚類化合物的積累和萵苣的生長具有積極作用。科學家說：「單獨用紅光LED照射能刺激萵苣植物提高生物量積累，但是，這種單獨照明會誘導異常葉形，並且對多酚類和抗氧化劑水平產生消極影響。」他們建議在封閉式植物生產系統中使用藍光LED和紅光LED混合照射，以提高萵苣作物的品質和產量。

每種波長的光線對於植物光合作用的影響是不同的，植物對於光合作用需要的光線中，400 ~ 520nm（藍色）光線，以及610 ~ 720nm（紅色）對於光合作用貢獻最大，而520 ~ 610nm（綠色）光線，對於植物行使生長作用的功效比率很低。
若按照以上原理植物只對於400 ~ 520nm（藍色）及610 ~ 720nm（紅色），的光譜有直接幫助生長的效果，所以學術概念下的植物燈都是做成紅藍組合、全藍、全紅三種形式，以提供紅藍兩種波長的光線，用來覆蓋植物行光合作用所需的波長範圍。

試驗以LED10 R(10W紅光)，7R3B(7 W紅光混合3W藍光)，5R5B(5W紅光混合5W藍光) 5R2B(5W紅光混合之2W藍光)及23W110V及23W220V黃光省電燈泡為對照進行。10R(10W紅光)的照度高於7R3B(7W紅光混合3W藍光)，更高於5R5B(5W紅光混合5W藍光) 。藍光對照度之貢獻度遠不及紅光。 10R燈光於燈下之照度高於23W110V或23W220V 黃光省電燈泡，但是在距離250cm處則10R之照度低於23W110V及23W220V。不同燈泡下之‘白天星’到花日數10 R於不同距離下為44日。其餘燈泡正方形中心點則為42日，相差為2日。‘黃精競’之到花日數則在51日至54日之間，其10 R之紅光抑制開花之效果仍比其他各組佳，其次為省電燈泡。‘芬蘭小粉’之到花日數之結果相似，以10 R之結果最好，其次為 23W220V之省電燈泡。

謝謝堤供好資料，想步到光是植物工廠光源又需要學這麼多知識。

採用植物工廠技術可用最小的能源消耗以及最低的污染來種植園藝作物。而光能是植物光合作用所需資源中最貴的，所以提升LUE至關重要。如果在這些植物工廠通過改進照明、環境控制系統，以及選擇合適的種植品種，可以明顯降低在植物種植中的電力消耗。
在植物工廠內如何提高人工照明光能利用率（LUE）方面，我們通過大量的應用找到了幾個提高LUE的方法：1，使用高電光轉換效率的光源，同時降低光源成本；2,減少光衰減；3,提升到達溫床表面的光的比率；4,保證葉面積指數（LAI）為其最大值3；5,通過控制環境來提升f值（光合作用導致的產品品質增加）。未來LUE可以提升2倍，甚至3倍。
儘管植物工廠在產量和效率方面優點突出，但存在的問題也同樣明顯，那就是高昂的成本，在一定程度上影響了它的推廣。一個一般規模的植物工廠，建成需要十幾萬元的投入，後期的運行和維護也是一筆花銷，因此如何降低成本是下一步所要面對的問題。
在降低建設成本方面，他們將主要致力於新材料的研發，製作出成本低、隔熱保溫性能好、便於安裝的新材料。而在運營方面，除了盡可能減少動力方面的消耗外，新能源的利用也是重要的手段。如果能使用太陽能、風能等清潔能源，雖然會增加前期投入，但運營費用也會大大降低。那麼植物工廠這種生產方式，植物工廠將來肯定會走向普及，但由於其需要一定的投入，因此全部使用它來供應糧食蔬菜並不現實，但在一些特殊環境下，比如極地或太空中，它作為主要供應方式還是有可能的。

光線光譜與植物光合作用的關係：
280~315nm對形態與生理過程的影響極小。
315~400nm（紫）葉綠素吸收少，影響光週期效應，阻止莖伸長。
400~520nm（藍）葉綠素與類胡蘿蔔素吸收比例最大，對光合作用影響最大。
520~610nm（綠）色素的吸收率不高。
610~720nm（紅）葉綠素吸收率低，對光合作用與光週期效應有顯著影響。
720~1000nm IR紅外線 吸收率低，刺激細胞延長，影響開花與種子發芽。
＞1000nm轉換成為熱量。

在植物工廠，可以擺放多層栽培系統，而且植物生長速度快，比如萵苣，種植秧苗後2周即可收穫。用幾十平方米的地方就可以生產出相當於20公頃耕地的產品，效益等於耕地的2000倍，而且還有不使用農藥、不受氣候影響的優點。一旦解決了成本問題，植物工廠則會進一步發展壯大。
螢光燈的最大優勢在於成本低，其成本不足發光二極體的1/10，不足高壓鈉光燈的1/3。
古在豐樹教授在千葉大學園藝學院內設立了實驗設施，使用螢光燈培育稻秧。鈉光燈可以用於實用化的小型蔬菜工廠，雖然價格偏高，但其優點是把能源轉化為光的效率較高（為30％），超過了螢光燈和發光二極體。
鈉光燈可以用於適用化的小型蔬菜工廠，雖然價格偏高，螢光燈價格。但其優點是把能源轉化為光的效率較高（為30％），超過了螢光燈和發光二極體。螢光燈。

硝酸鹽在植物體內被陽光作用後，就成了植物必需的蛋白質。
硝酸鹽是職務必須營養分。
因此蔬菜在採收前24~36小時需要全日照，並更換清水以便消化
硝酸鹽在植物體內殘留，財部會傷害人體健康。

LED燈板以紅燈為主，中間按一定距離均勻分佈著藍燈，比例大概為8:1到9:1，太陽光對於植物而言是全波段的，紅光、藍光、紫外線、紅外線等都包括，但實驗顯示，植物吸收的光線波段主要是紅光和藍光，比例超過60%。因此將紅光和藍光按照一定配比製成光源，就能滿足植物生長需求。紅外和遠紅外等成分主要以熱量的形式出現，而且耗能嚴重。去掉那些部分，不會影響植物品質。他們做過實驗，這種環境下成長起來的植物，維生素和糖的含量幾乎沒有變化。由於植物工廠內環境可控性強，栽培環境的二氧化碳濃度可以得到大幅增加，使植物的光合效率提高，植物生物量的形成和營養物質的積累，都是常規栽培的幾倍。
生產技術
植物進行光合作用需要葉綠素，它能吸收光，而葉綠素主要吸收的是紅光和藍紫光，所以蔬菜大棚內懸掛發紅色或者藍色光的燈管有助於光的吸收。至於為什麼不用白光，是因為白光雖然是七色光，裏面含有紅光和藍紫光，但葉綠素並不能很好的吸收其他顏色的光，比如葉綠素很少吸收綠光。所以懸掛發紅色或者藍色光的燈管提高了光的利用率。

1.不同波長的光線對於植物光合作用的影響是不同的，植物光合作用需要的光線，波長在400-700nm左右。400-500nm（藍色）的光線以及610-720nm（紅色）對於光合作用貢獻最大。
2. 藍色(470nm)和紅色(630nm)的LED，剛好可以提供植物所需的光線，因此，大棚裏的植物燈，比較理想的選擇就是使用這兩種顏色組合。在視覺效果上，紅藍組合的植物燈呈現粉紅色。
3. 藍色光能促進綠葉生長；紅色光有助於開花結果和延長花期！
4.植物燈的紅藍比例一般在4：1--9：1之間為宜，通常可選4-7：1。
5.用植物燈給植物補光時，一般距離葉片的高度為0.5米左右，每天持續照射12-16小時可完全替代陽光。
葉綠素a.b吸收紅 藍紫色光。
胡蘿蔔素 葉黃素吸收紫藍色光。
綜合以上，紅色和藍色光照有利於植物製造葉綠素，從而加強光合作用，使植物積累更多養分。

目前比較習慣的分類方法是按照植物生長中最重要的條件之一光能的利用方式不同來劃分，共有三種類型，即太陽光利用型、人工光利用型、太陽光和人工光並用型。其中人工光利用型被視為狹義的植物工廠，稱為密閉式植物工廠，它是植物工廠發展的高級階段。
植物都需要陽光的照射才能生長的更加茂盛。光對植物生長的作用是促進植物葉綠素吸收二氧化碳和水等養份，合成碳水化合物。科學家發現藍光區和紅光區十分接近植物光合作用的效率曲線,是植物生長的最佳光源。