光對植物的生長發(fā)育具有特殊重要的地位，它影響著植物幾乎所有的生長階段。

光對植物的作用主要表現(xiàn)在兩個方面：

一是為植物光合作用提供輻射能；

二是作為信號調(diào)節(jié)植物整個生命周期的許多生理過程。

No.1

光照對于植物生長的影響——光合作用和光敏色素

通常植物的生長發(fā)育會依賴太陽光，但蔬菜、花卉等其他經(jīng)濟(jì)作物的工廠化生產(chǎn)、組織培養(yǎng)及試管苗的繁殖等還需人造光源進(jìn)行補(bǔ)充光照，以促進(jìn)光合作用的進(jìn)行。

光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過程。這個過程的關(guān)鍵參與者是植物細(xì)胞內(nèi)部的葉綠體。葉綠體在陽光的作用下，把經(jīng)由氣孔進(jìn)入葉子內(nèi)部的二氧化碳和由根部吸收的水轉(zhuǎn)變成為葡萄糖，同時釋放氧氣。

發(fā)生光反應(yīng)的光系統(tǒng)由多種色素組成，如葉綠素a（Chlorophyll a）、葉綠素b（Chlorophyll b）、類胡蘿卜素（Catotenoids）等。葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的主要吸收光譜集中在450nm和660nm，因而為了促進(jìn)光合作用，主要采用450nm的深藍(lán)光LED和660 nm的超紅光LED，再加部分白光LED的組合來實現(xiàn)高效的LED植物補(bǔ)光照明，如圖1所示：

為了能夠感知周圍環(huán)境的光強(qiáng)、光質(zhì)、光向和光周期并對其變化做出響應(yīng)，植物進(jìn)化出了光感受系統(tǒng)（光受體）。

光受體是植物感受外界環(huán)境變化的關(guān)鍵，在植物光反應(yīng)中，最主要的光受體就是吸收紅光/遠(yuǎn)紅光的光敏色素（phytochrome）。

光敏色素是一類對紅光和遠(yuǎn)紅光吸收有逆轉(zhuǎn)效應(yīng)、參與光形態(tài)建成、調(diào)節(jié)植物發(fā)育的色素蛋白，它對紅光（red light，R）和遠(yuǎn)紅光（far red light，F(xiàn)R）極其敏感，在植物從萌發(fā)到成熟的整個生長發(fā)育過程中都起到重要的調(diào)節(jié)作用。

植物體內(nèi)的光敏色素以兩種較穩(wěn)定的狀態(tài)存在：紅光吸收型（Pr，lmax=660nm）和遠(yuǎn)紅光吸收型（Pfr，lmax=730nm）。兩種光吸收型在紅光和遠(yuǎn)紅光照射下可以相互逆轉(zhuǎn)。

光敏色素相關(guān)的研究表明，光敏色素（Pr，Pfr）對植物形態(tài)的作用包括種子萌發(fā)、去黃化作用、莖的伸長、葉的擴(kuò)展、避蔭作用以及開花誘導(dǎo)等。

因而完整的LED植物照明方案，不僅需要450nm的藍(lán)光和660 nm的紅光，也需要730 nm的遠(yuǎn)紅光。深藍(lán)光（450nm）和超紅光（660nm）可提供光合作用所需的光譜，遠(yuǎn)紅光（730nm）可控制植物從發(fā)芽到營養(yǎng)生長再到開花的整個過程。

深藍(lán)（450nm），超紅（660nm）和遠(yuǎn)紅光（730nm）的適當(dāng)組合，便可提供更好的色譜覆蓋范圍和最佳生長模式。