室内 LED 植物生长灯指南：PPFD、光谱和植物健康照明技巧

目前市场上LED植物照明产品种类繁多，外观可能相似。然而，其实际性能存在显著差异，主要体现在使用寿命较短方面，部分产品仅使用数十小时后即出现故障，或在规定使用寿命内发生严重光衰，且初始光强度输出未能达到产品标称规格。因此，选择合格且可靠的产品已成为许多用户的重要考量因素。

本文以LED植物生长灯为例，介绍植物生长灯的基本知识及如何合理配置光谱，为用户在比较不同产品时提供参考参数。希望这些信息能帮助用户做出明智的选择。

什么是PAR、PPFD和PPF？

PAR（光合有效辐射）指的是植物用于光合作用的特定波长范围（400-700纳米）内的辐射。植物对光的敏感波长范围与人眼对光的敏感波长范围不同，描述光强度的单位也不同。人眼对黄绿色光更敏感，光强度以流明（lm）和勒克斯（lux）为单位测量。植物对红光和蓝光更敏感，光强度以微摩尔每秒（μmol/s）和微摩尔每平方米每秒（μmol/m²/s）为单位测量。

植物主要利用400-700纳米波长范围的光进行光合作用，而这一波长范围正是我们通常所说的光合有效辐射（PAR）。PAR有两个单位：一是光合辐照度（W/m²），主要用于研究日光下的光合作用；二是光合光子通量密度（PPFD）（μmol/m²/s），主要用于研究人工光源和日光对植物光合作用的影响。

PPFD 代表特定照明平面内每秒的光子数量（PAR），即光合光子通量密度，单位为 μmol/m²/s。它是评估植物照明系统对植物实际照明效果的关键指标，因为它直接影响光合作用和植物生长。如图所示,1平方米平面内每秒的光子数为33 μmol/m²/s。

PPF（光合光子通量）是指光合作用中的光强单位，具体指在光合有效辐射（PAR）范围内（波长400–700 nm）每单位面积每单位时间内光子的数量。在相同的功率条件下，光源每秒发出的光子数量越多（即μmol/s值越高），其光效越高，照明设备越节能。光合有效光子通量的单位是每秒的光子数量，通常用μmol/s表示。

植物照明参数	在单位	一般照明参数	在单位
光子通量（PPF）	μmol/s	光通量	流明
光子通量效率（η）	μmol/S/W	光源	Lm/W
光子通量密度（PPFD）	μmol/㎡/s	照度	Lux（lm/㎡）

PAR 测量植物用于光合作用的辐射能量；PPF 测量光源每秒发出的光合有效光子总数，但它并不直接表明这些光子是否到达植物表面。PPFD（光合光子通量密度）在植物照明中至关重要，因为它不仅测量照明系统的整体光子输出，还评估不同光源对植物生长的影响。较高的PPFD与较高的光合作用速率和增加的植物产量相关；PPFD用于评估实际到达植物的光强度，是优化植物生长环境的关键指标。

附图显示了SignliteLED公司生产的1000W可折叠LED植物生长灯的测试报告，其光合有效光子通量（PPF）为2895.35 μmol/s。

植物照明需要什么波长（光谱）？

除了全光谱白光外，促进植物生长的主要光谱包括蓝光、红光和远红外光，其波长分别为450纳米（深蓝光）、660纳米（红光）和730纳米（远红外光）。将这些不同光谱结合使用有助于植物快速生长。

全光谱白光: 全光谱LED灯泡提供与阳光相似的光谱，适用于植物生长的各个阶段，并能满足植物的全面照明需求。

蓝光‌: 蓝光促进叶绿体发育和茎叶生长。它对作物早期生长阶段有显著影响，能有效促进根系发育。蓝光抑制主茎和叶片的生长，但促进主茎的粗壮化。此外，蓝光还调节器官和细胞器的运动，如向光性、气孔开放以及叶绿体的运动。

红光‌: 红光对开花和结果有显著促进作用。它能增加叶绿素、类胡萝卜素等物质的积累，调节开花过程，并提高光合作用效率。红光是光合作用的主要驱动因素，在低光环境下，接受红光照射的植物表现出最高的光合作用效率。

远红光: 730纳米远红光在园艺照明应用中的重要作用在于，它可以通过660纳米和730纳米的光照来控制开花周期。此外，它对植物的主要影响之一是遮荫：如果植物暴露在730纳米远红光下，植物会感知到自己被更高大的植物遮挡，从而促使它更旺盛地生长以突破障碍。

不同光谱范围对植物生理的影响

280-315 纳米：对形态和生理过程的影响微乎其微。

315-400 纳米：叶绿素吸收量低会影响光周期效应并抑制茎的伸长。

400-520 纳米（蓝色）：叶绿素与类胡萝卜素吸收比值最高，对光合作用影响最大。

520–610 纳米（绿色）：低色素吸收率。  

610–720 纳米（红色）：叶绿素吸收率低，对光合作用和光周期效应有显著影响。

720–1000 纳米：高吸收率，促进细胞伸长，并影响开花和种子发芽。

>1000 纳米：转化为热能。

除了蓝光和红光外，其他光谱，如绿光、紫光和紫外光，对植物生长也具有一定影响。绿光有助于缓解叶片过早衰老，紫光可提升颜色和香气，紫外光则调节植物代谢产物的合成。这些光谱协同作用，模拟自然光环境，促进植物健康生长。

全光谱照明的优势在于远红光，可实现双光增益效应。全光谱范围为400-800 nm，不仅涵盖660-800 nm以上的远红光段，还包含500-540 nm的绿色成分。根据实验，绿色成分可增强光穿透力，提升光量子效率，从而实现更高效的光合作用。基于“双光增益效应”，当波长超过685 nm时，补充650 nm红光可显著提升光量子效率，其效果甚至超过单独使用这两种波长时的总和。这种两种波长光线共同提升光合作用效率的现象，被称为双光增益效应或埃默森效应。

植物生长灯采用合理的光谱比例设计，波长范围为380至800纳米，为植物提供生长所需的理想光谱比例，同时补充自然光。这使得植物更加健康、茂盛，适用于任何生长阶段，并适用于水培和土壤栽培。它们非常适合室内花园、盆栽植物、育苗、繁殖、农场、温室等。

植物生长灯中的红蓝光混合是如何设计的？

红蓝光混合在植物生长灯中的重要性：

1. 最大化光合作用效率

叶绿素a和b分别在660nm红光和450nm蓝光波长处具有吸收峰。红蓝混合光精准覆盖光合作用的核心光谱范围，可将光能转化效率提升超过20%。红光激活光系统II，而蓝光驱动光系统I，两者协同作用在光反应阶段加速ATP和NADPH的生成，为暗反应阶段提供充足能量。

蓝光通过抑制茎部伸长、促进叶片增厚及提升机械强度来增强植物的紧凑性；红光则刺激茎部伸长并加速生殖生长。两者结合可实现植物结构与产量之间的平衡。蓝光促进次生代谢物（如维生素和花青素）的积累，而红光则增加可溶性糖含量。混合光同时优化营养成分与风味化合物的合成。

2. 生长阶段中不同的光照比例

在叶菜类蔬菜的幼苗阶段，需要较高的蓝光比例（4:1–7:1）以促进茎叶生长。在开花和结果阶段，切换到较高的红光比例（9:1）可提高产量。

3. 效率显著提升

与全光谱光源相比，红蓝混合光聚焦于有效波长范围，减少了无效光谱带来的能耗，从而实现了单位电能更高的生物量产量。

4. 集成多维效应

智能控制系统可整合紫外线波长，实现根系发育、抗徒长及花色增强等复合功能。例如，多肉植物可通过动态调光技术实现紧凑的植株形态和鲜艳的色彩。

以下是不同植物常见的红蓝混合光比例，供设计或采购参考：

1）. 适用于叶菜类或阔叶观赏植物，如生菜、菠菜和白菜。

2）. 适用于整个生长周期都需要补充光照的植物，例如多肉植物。

3）. 适用于开花和结果植物，如番茄、茄子和黄瓜。

使用植物灯进行室内种植的优势

LED植物灯是一种新型的植物生长灯，通过模拟阳光为植物提供稳定的光照条件，从而满足其生长所需的营养需求和光照需求。与传统自然光照相比，LED植物灯在栽培过程中具有以下优势：

1. 植物灯的光照强度和持续时间可以随时随地进行控制和调节，不受天气、季节等外部因素的影响，这对植物的生长发育具有极大的益处。

2. 植物灯的光谱可以根据不同植物的具体需求进行调整，以满足其在不同生长阶段对光照的不同要求。这有助于提高植物对光谱的吸收和利用效率，从而促进其生长。

3. 与传统光源（如荧光灯）相比，植物灯更节能环保，使用寿命超过35,000小时。它们具有较高的经济和实用价值。

综上所述，在室内种植中使用植物生长灯的一大关键优势在于能够控制植物生长。通过调整合适的光谱、最佳光照强度、温度及二氧化碳浓度，我们可以实现生殖生长与营养生长之间的完美平衡。对所有这些生长参数进行精准控制，意味着我们能够真正实现产量与品质的双重优化。

理解光合作用中光的补偿点和饱和点

光补偿点: 光补偿点究竟是什么？简单来说，它是植物进行光合作用与呼吸作用达到平衡所需的最低光照强度。本质上，它是植物的盈亏平衡点。当光照强度低于这一阈值时，植物消耗的能量将超过其产生的能量，导致生长受阻。植物进行光合作用的方式与我们通过进食获取能量的方式相同。如果光照不足，它们就无法“摄入足够的能量”，最终会“因饥饿而死亡”。

光饱和点: 在一定范围内，光合速率随光强增加而增加。当光强达到一定水平时，光合作用速率不再增加。这一光强水平即为光饱和点。当光强达到光饱和点时，光合作用速率达到最高值，即植物生长速度最快。超过这一光强水平后，进一步增加光强已无效果，这与植物已吃饱的情况类似。此外，长时间暴露在超过光饱和点的光强下通常会加速叶片衰老。

了解光补偿点和饱和点是室内园艺成功的关键。不同的植物有不同的光补偿点，每种植物都需要特定的光照量来生长和繁殖，这意味着它们都有独特的光补偿点。光饱和点和光补偿点因植物种类而异。如果植物没有获得足够的光照达到这个阈值，它们就不会茁壮成长。同样，如果光照超过这个饱和点，任何额外的光照都不会促进生长，甚至可能有害。

下表列出了常见蔬菜的光补偿点和饱和点，供参考。

蔬菜	光 c补偿点（PPFD）微摩尔/平方米/秒	光饱和点（PPFD（聚丙烯荧光蛋白）微摩尔/平方米/秒	最大值光合作用速率
菜花	43	1095	17.3
卷心菜	32	1324	20.3
萝卜	48	1461	24.1
细香葱	29	1076	11.3
莴苣	29.5	857	17.3
菠菜	45	889	13.2
黄瓜	51	1421	21.3
番茄	53.1	1985	24.2
多香果	35	1719	19.2
茄子	51.1	1682	20.1

如何为植物补充光照

自然光通常无法满足作物健康生长的需求。使用 LED 植物生长灯，您可以有效控制作物的生长趋势并提高产量。无论是在温室、垂直农业系统还是其他室内设施中种植蔬菜、水果或花卉，LED 植物生长灯都能根据每种作物的具体特性提供最佳的照护。赛奈光电生产的 LED 植物生长灯已被证明能够促进作物均匀一致的生长，从而提高作物的品质和产量。

通过实验研究发现，补光后光照环境得到改善，植物的茎长、茎粗、叶片大小均有所改善。补光后可相应调整实际光照强度，提高整体光能利用效率，作物产量可提高约25%，水分利用效率可提高3.1%。

此外，冬季温室使用LED补光时，为了最大程度发挥补光效果，必须适当控制温室温度，这可能会增加加热能耗。这将有助于全面优化LED补光策略，提升温室生产效率和经济效益。常用的补光形式有以下几种：

a）红蓝光组合：红光（660nm）促进叶绿素合成和开花结果，蓝光（450nm）促进茎叶生长。两者结合可提高光合效率。

b) 全光谱灯：模拟自然光，适合长期补充照明需求，防止植物伸长或抵抗力降低。

c) 氙气灯：光照强度接近自然光，适合高价值植物，但发热量大，能耗高，成本较高。

在阴天或雨天，应全天提供补充照明。在晴天，当自然光线减弱时，可在下午3点至4点后开启照明，确保每日总光照时长控制在10至12小时之间。连续补充照明超过16小时可能导致光抑制，表现为叶缘灼伤或黄化。

补充照明应在环境温度≥15°C时进行。低温会抑制光合作用。在冬季或自然光不足时，补充照明时间可延长至14小时，但需根据植物种类进行调整。

当自然光强度低于100 μmol/m²·s时，应启动补充照明，以确保光合有效光子通量密度（PPFD）维持在200至1000 μmol/m²·s之间。使用光传感器监测叶片光照均匀性，避免局部过照或欠照。高强度光源应配合使用遮光帘或调光器，以防止紫外线对叶片造成损伤。

对于阳台或室内植物（如吊兰或蜘蛛植物），建议使用低功率LED补充照明（每天8至12小时）。

在温室中，可集成自动化系统，根据植物高度动态调整补充照明高度，从而降低能耗。通过将科学照明设计与精准维护相结合，绿植可保持光亮外观并加速生长。补充照明效果的提升应与温度及水肥管理同步优化。

如何选择适合室内绿植的植物灯？

在室内设施中种植多种作物且缺乏自然光照时，常使用LED植物生长灯来加速植物生长并促进其健康发育。无论您是在室内种植蔬菜还是水果，LED植物生长灯均可补充自然光照、优化光谱结构并提升光照强度，且不会产生额外热量。

此外，LED照明能够有效提升亮度并降低能耗。选择适合叶菜类作物生长的植物灯，可帮助种植者在单位面积内提高产量，同时兼顾作物的独特特性，例如提升口感、增强营养价值及延长保质期。不同照明设备的光谱和光强水平各异，这会对叶菜类作物的生长发育产生影响。通常，结合蓝光与红光的植物灯最为适宜。

大多数叶菜类蔬菜在营养生长期（茎叶生长阶段）建议采用红光与蓝光比例为4:1的照明方案。这一比例能够平衡红光对光合作用的促进作用与蓝光对叶片形态调控的优势。例如，常见的叶菜类蔬菜如生菜和菠菜在该比例下可实现高效的碳水化合物积累及茎叶协调生长。

室内叶菜栽培红蓝光比例应根据栽培阶段动态调整：

1. 基于阶段的控制方案

幼苗期

蓝光显性期：红蓝光比例以3:1至5:1为宜。将蓝光比例提高到30%~50%可促进根系发育和叶片分化，防止茎过度伸长，显著提高幼苗活力。

快速增长阶段

红光增强阶段：逐步调整红蓝光比例至4:1至5:1。增加红光比例（630–660 nm）可提高光合作用速率。结合200–300 μmol/m²/s的光照强度，可使日生长率提高30%以上。

收获前阶段

‌远红光补充‌：在保持4：1主光谱的同时，可添加少量远红光（720-740nm）。

促进叶片扩展和细胞伸长，提高叶菜鲜重和商品性。

2. 特殊要求调整‌

多次收获品种（例如韭菜、空心菜）：保持4：1的比例不变，以避免营养耗尽。

高叶绿素品种（例如羽衣甘蓝）：将蓝光比例提高至25%-30%，以增强色素合成。

笔记：实际应用中，建议选用光谱可调的LED植物灯，并根据具体品种、栽培环境，利用叶片厚度、茎秆硬度等形态指标进行精细调整。

不同蔬菜在不同的生长阶段对光谱的需求各不相同，就像人类对食物的偏好一样。例如，叶菜类蔬菜在整个生长周期中对蓝光的需求相对较高。蓝光促进叶片生长，使叶片更绿、更茂盛，例如生菜和菠菜，充足的蓝光可以使叶片更宽、质地更柔嫩。对于辣椒和西红柿等结果蔬菜，红光在开花结果期间起着至关重要的作用，它能刺激花芽分化，促进坐果，使果实更大、更饱满。购买生长灯时，务必检查产品的光谱参数，并选择能够灵活调整光谱比例以满足蔬菜特定生长需求的型号。

使用室内种植灯时需要考虑哪些因素？

1. 控制光照时间和强度

光照强度（PPFD）以 μmol/m²・s 为单位，是衡量生长灯性能的关键指标。叶类蔬菜需要充足的光照，但过强的光照或长时间的光照也会对其生长产生不利影响。

一般情况下，每日光照时间应控制在10-12小时左右。幼苗期植物较为娇嫩，80-150 μmol/m²・s的光照强度即可，给予幼苗温柔呵护，使其茁壮成长。随着蔬菜进入快速生长期，对光照强度的需求逐渐增加，大约需要200-400 μmol/m²・s的光照强度才能满足其光合作用需求，为植物快速生长提供充足的能量。在开花结果期，有些蔬菜甚至需要超过500 μmol/m²・s的光照强度来促进果实发育。

因此，选择光照强度范围可调、符合蔬菜生长阶段要求的植物生长灯至关重要。

附录为常见蔬菜的推荐光照时间表格，供参考：

名称	照明时间	影响
莴苣	10-12	促进茎叶生长，叶片更厚。
菠菜	10-12	促进茎叶生长，使叶片更嫩、更绿。
白菜	12-14	增加高度，增加叶子数量，并抑制白粉病。
西红柿	11-13	防止果实变形并促进早熟。
黄瓜	8-10	促进早开花、早结果，从而实现早收获、高产。
茄子	10-13	促进植物生长，促进提早开花，增加产量。
青椒	10-12	促进植物生长，防止花果掉落。
西瓜	10-12	促进开花，提高果实产量和品质。
苦瓜	8-10	促进早期开花结果，产生美观的果实。
土豆	10-12	促进植物生长，增强光合作用，产生更大的果实。

2. 控制营养和水分供应

植物灯为植物提供光照的同时，营养和水分的供应也同样重要。种植生菜时，需要提供适量的营养液和水分，以保证其生长发育。适量补充氮肥（如大豆肥）可促进叶绿素的合成，而镁作为叶绿素的核心成分，也应定期补充。

此外，在土壤中添加腐熟的坚果壳（例如葵花籽壳）可以改善通气性，增强根系吸收能力。此外，还应进行通风和气体调节（增加二氧化碳浓度），并控制温度和湿度（50-70% RH），以防止高温高湿导致病害。

3.安装高度和均匀性

不同的植物灯功率不同，光照强度也不同。选择植物灯时，请考虑安装高度。高功率补光灯的光照强度相对较高。

一般来说，光源距离植物越近，PPFD（光合光子通量密度）越高，植物能够接收到更多有效光照。然而，随着距离植物灯距离的增加，光照面积扩大的同时，光强也会随之降低。未经光学设计的植物灯，中心照度与边缘照度差异较大，容易造成补光不均匀和光能浪费。

综上所述，植物灯可以为叶菜类蔬菜的种植提供最佳的光照和环境条件，从而加快其生长速度并改善其生长结果。这一过程需要精心控制光照时长和强度，以及营养和水分的供应管理。

秒摘要

多年来，SignliteLED一直致力于研发 LED生长灯 用于植物生长。SignliteLED生产的LED生长灯适用于大麻、蔬菜、药草、水果和食用花卉等各种作物，是温室蔬菜种植及其他相关领域的理想选择。

SignliteLED 专为室内种植设计，开发了一款 T8 植物灯，其混合照明模式将全光谱日光与补光相结合。该设计将红光和蓝光整合到全光谱中。该设计满足了植物各个生长阶段的全光谱照明需求，并结合了调光功能，能够精确控制不同生长阶段的光量子输出水平，促进植物快速生长。其光谱调节能力、耐用性和成本效益使其成为平衡性能和成本效益的室内种植的理想选择。如有任何疑问或了解更多信息，请联系我们的销售团队。