近年来由于市场需求的推动，普遍采用温室大棚在冬天生产反季节的花卉、瓜果、蔬菜等。但由于冬季光照时间短，大棚内作物普遍存在光照不足的现象，严重制约了作物的产量和品质。农户急需一种能够为设施种植补充光照的设备。新崛起的 LED 灯具有寿命长、耗能低、光谱可调等优点，在设施光环境的调控中越来越受到人们的青睐。那么什么是LED补光灯？它的作用原理是什么？使用LED补光灯对植物的生长发育又有哪些好处呢？
一、什么是LED补光灯？
众所周知，植物要利用光的能量来进行光合作用，以获得生长发育必须的养分。所以，光是植物赖以生存的关键。LED补光灯是一种用LED发光元件发出的光替代阳光，专门促进植物光合作用、为植物创造适宜生长发育的光环境而设计的具有特定光谱波长的专用灯具（图1）。
图1 LED补光灯正在对植物进行补光（图片来源于广州力侬官网）
二、LED补光灯的补光机理及补光灯类型
光作为影响植物生长的首要环境因素，不仅影响植物的生长发育、形态建成及各种物质的代谢，还对生殖生长有着重要的作用。然而植物并不是吸收利用所有波段的光，不同波长的光线对于植物光合作用的影响也是不同的（表1），植物光合作用需要的光线，波长在400-700nm左右。其中波长在400-500nm（蓝色）的光以及在610-720nm（红色）的光对于光合作用贡献最大。因此，LED植物补光灯的发光光谱基本可分为全蓝、全红、红蓝组合、或包含有400-700nm中全部发光光谱（全光谱）的几种类型。（图2）
表1 不同波长的光对植物的作用效果表(表格来源于伟照业光电)
图2 三种典型的LED补光灯的发光光谱
(a)红蓝组合补光灯 （b）全光谱补光灯 （c）含有远红光波段的改进型全光谱补光灯
三、LED补光灯相比于传统补光灯的优势
传统的白炽灯、高压钠灯等无法把控发光波长，并且还有植物不必要的波长成分，产生大量热量，效果不明显，比较费电，成本加重。而LED植物补光灯红蓝光波长精准可控，还可定制适合于不同植物，不同生长阶段的光配比，解决大棚冬季缺乏阳光的困恼，促进植物光合作用中所需要的叶绿素，提高果实的甜度且减少病虫害的发生。
四、如何选择LED补光灯？
由于不同种植物生长规律的差异，每种植物所需的补光波段，光色配比都不完全相同，一般需要根据自身种植植物与厂家沟通进行定制。一般来说，对于花卉观叶或叶类蔬菜，其红蓝配置比一般低于6.8:1，让蓝光多一些，因为蓝色光有利于植物叶片生长。对于观花类一般红蓝配置比一般在6.8以上，让红色光多点，因为红色光有利于植物开花与结果。从小苗到开花整个生长期都要补光的，选6-7：1的就行。
五、LED补光灯在实际生产中的应用
1、LED补光灯提高作物品质
研究发现红橙光会使植物的发育显著加速，有利于干物质的积累和植物器官的形成，引起植物较早开花，结实，在植物增色增产方面其主导作用。实验表明，对温室中生长的黄瓜采用红蓝组合的LED灯进行照射培养，结果显示经LED灯照射培养的黄瓜幼苗叶片更厚，颜色更深，植株生长更为壮实。（图3）
CK LED补光
CK LED补光
图3 使用LED补光灯种植的黄瓜
2、LED补光灯在蔬菜育苗上的应用
蔬菜育苗是设施农业的重要环节。设施内光照不足，幼苗极易发生徒长，进而影响蔬菜的生长、花芽的分化及果实发育，最终影响其产量和品质。LED补光灯具有独特的补光优势，研究表明，用LED灯补光可有效提高苦瓜幼苗的叶绿素含量和叶面积、降低株高、增加茎粗、显著提高了壮苗指数，有效限制了幼苗徒长，有利于培育壮苗。（图4）
LED灯补光 日光照射（ck)
补光灯前苦瓜苗 补光灯后苦瓜苗
图4使用LED补光灯对苦瓜进行壮苗
六、LED补光灯与照射植物间距离的选择
LED植物补光灯的安装要科学，才能有效提高植物灯的光利用率。为确保植物的补光强度，应将植物补光灯尽可能的安放在植物的正上方，其距离应根据植物灯功率大小而设定。一般植物灯与植物间的距离越近，光利用率越高。用LED植物灯补光，由于LED热能很少，不会灼伤植物，可以近距离照射，最近距离可以10厘米。一般对功率小于8W的植物灯，照射距离在0.5米左右，功率大于8W的植物灯，照射距离可以在0.7-1米之间。
七、LED补光灯补光时长
植物LED补光灯必须依据植物生长的原理来应用，白天晴天时，应在草苫掀开前，落下后进行补光，每次放完帘后可进行3h的补光，切记不可整晚补光。遇到连阴天、雾霾天、雨雪天需要全天补光。在植物的各个生长期，所需补光的时间也各有不同，在开花期应少照射，结果成长期多照射。光补偿点高的植物可以适量延长补光时间。
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