作为 Kas Als Energiebron HNT 课程的老师，我经常收到有关 LED 灯的问题。对植物生长的影响是什么以及如何最好地将 LED 集成到气候控制中等等。自从引入 LED 照明以来，人们观察到植物表现出与在阳光下或通常的 Son-T 灯下不同的反应。

这本身并不奇怪，因为毕竟植物通常在自然太阳辐射下生长，这与人造光具有截然不同的特性。

很久以前，当人们开始在低压钠灯或路灯下种植植物时，这种情况就已经出现了。解决方案是改用高压钠 (HPS)，其光谱包含更多蓝色。植物显然需要它来进行自然发育。出于同样的原因，红色 LED 灯目前以标准方式与大约 5% 的蓝色混合，形成了特有的紫色 LED 灯。

LED 光谱提供新的可能性

近年来，人们对 LED 光的光谱成分的影响进行了大量研究。这个想法是特定的浅色可以促进某些期望的发展并减慢其他人的发展。一个例子是远红光会导致更多的拉伸，这有利于作物中良好的光分布等。更多的蓝光 (UV) 光会产生更紧凑的生长。也正在用绿色和白色 LED 灯进行实验。毫无疑问，那里仍然有很多有趣的发现。

LED 生长灯耗电更少

现在大规模使用 LED 的主要原因是它们可以非常有效地产生 PAR 光。LED 提供更多的 PAR，因此在相同的电费下，每平方米可以生产更多的水果公斤数或更多的花枝和盆栽植物。LED 还可以在关闭光发射的变暗屏幕下实现更高的光照水平，而不会使温度升高太多。以前使用 Son-T 时 200 微摩尔/平方米的 PAR 水平很常见，而现在 300 微摩尔正在成为某些作物的新标准。理论上，这可以将产量提高 50%。

简而言之，LED 似乎是未来可持续温室园艺的理想光源。前提是有足够的绿色电力可用。

植物如何看待 LED 灯？

不幸的是，越来越明显的是，在密集的 LED 照明下也会出现问题。仅举几例：叶子和花朵的紫色着色、凹凸不平的叶子和较短的瓶插寿命。还发现光合作用不会随着较高的 PAR 水平成比例地增加，而是会因花青素的形成而减慢。怀疑的原因是光谱，还有植物的荷尔蒙平衡、温度影响和可能的营养缺乏。最后两个因素使观察光源的物理特性以及它们如何在温度和蒸发方面影响植物变得有趣。

LED 对养分吸收和作物温度有何影响？

光源的特征在于它们的光谱组成。PAR 光 (400 – 700 nm) 决定了潜在的光合作用。辐射中具有更短或更长波长的其他成分包含可以加热植物部件并驱动蒸发的能量。此外，人造光源产生的对流热可以通过空气流动促成这一点。

在相同的 PAR 强度 (micromol/m2.s) 下，与太阳光和 HPS 光相比，LED 向作物发射的能量大约不到一半。这也意味着一半的蒸发和养分供应。但当然也减少了植物顶部、叶子、芽、果实等的加热。加热实际上有利于加速光合作用的过程，并使形成的糖的运输和消耗与生产保持平衡。

数百万年来，植物已经适应了阳光的光谱组成。如果这些植物主要或什至完全接收 LED 光，同化产物和养分有效性之间的正常关系就会失去平衡。并且由于植物温度较低，源汇活动也会减少。

LED如何才能真正走向成功？

因此，就 PAR 光而言，LED 灯非常高效，但同时会扭曲天然植物在能量、水、同化物和养分摄入方面的平衡。为了让这些余额恢复正常，必须采取额外的措施。例如，在栽培单元和多层栽培（垂直农业）中，通常会提供密集的空气循环，以获得均匀的水平和垂直温度和水分分布。这也大大增加了蒸发，从而增加了养分吸收。

目前还不完全清楚这应该如何在普通温室中完成。加热程度高于正常温度，还是在作物顶部或花蕾处（额外的）生长管？也许是营养液的不同成分，或者更多的（垂直）空气流动？或者混合照明毕竟不是那么糟糕吗？无论如何，屏蔽辐射以防止作物降温是非常明显的。

无论如何，有一件事是清楚的；要使 LED 的大规模应用真正取得成功，我们必须更多地考虑植物的自然需求和特性，而不仅仅是关注技术。在可持续发展的背景下，除了光的利用，热的利用也是必不可少的。

更快、更高效