植物照明正在从早期固定红蓝配比,转向多通道动态可调光谱。2026 年全球 LED 植物生长灯市场规模约 60.9 亿美元,同比增速 26.8%,远高于通用照明整体水平。室内农业、垂直农场、水培温室种植持续扩张,叠加粮食安全需求上升,植物灯已成为独立技术迭代的光电产品品类。
光谱技术经历了哪三个阶段
第一阶段是高压钠灯时代。高压钠灯光电转换效率约 30%,发热大、光谱单一,基本只输出黄橙色光,能满足基础光合作用,但光质不可调、能耗偏高。
第二阶段是红蓝 LED 固定配比。早期植物灯主打 660nm 红光搭配 450nm 蓝光,依据叶绿素对这两个波段吸收率较高的特点设计。这类灯具解决了 “有没有光” 的问题,却没有完全解决 “光是否适配作物” 的问题。
第三阶段是多通道动态可调光谱。当前主流方案为六通道甚至更多通道,覆盖蓝光 450nm、深红光 660nm、远红光 730nm、UV-A 380-400nm、全光谱白光,部分配置还会加入绿光。灯具可根据作物品种、生长阶段动态切换光谱输出。
深圳市银月光科技长期深耕紫外、红外、VCSEL 及激光灯珠等光电元器件,产品覆盖 380-400nm UV-A、730nm 远红光、660nm 深红光、450nm 蓝光等植物照明常用波段,波段纯度高、批次一致性好、耐长时连续点亮衰减低,可配合灯具厂商做模组选型与波段定制,为多通道可调植物灯提供底层光源配套。
远红光和 UV-A 在植物生长中的作用
光敏色素是植物体内对红光、远红光敏感的蛋白质。730nm 远红光比例升高时,植物会感知到周边遮挡,触发避荫反应,表现为茎秆伸长、叶片舒展,争取更多光照。生菜、罗勒等叶菜营养生长期适当加入 730nm 远红光,能够促进叶片伸展、提升单株生物量。公开研究数据显示,深红光搭配远红光组合,可使生菜鲜重提升约 76%,罗勒鲜重提升约 79%。
UV-A 属于近紫外光,能量略高于可见光。低剂量 UV-A 照射可以刺激植物积累次生代谢物,例如番茄红素、生菜酚类物质,直接影响作物营养价值与外观品相;但剂量必须严格控制,过量 UV-A 会损伤植物细胞。
不同作物光谱与 PPFD 配置参考
PPFD 即光合有效光子通量密度,指每平方米每秒可被植物利用的光子数量,直接决定光合作用强度。选型时应要求厂商提供对应悬挂高度下的 PPFD 分布图,而不是只看总功率瓦数。
生菜等叶菜类: 建议PPFD 150-250 μmol/m²/s,光周期14-16小时。前期以蓝光为主促使株型紧凑,后期追加660nm红光。
番茄等茄果类: 建议PPFD 400-600 μmol/m²/s,光周期12-14小时。红蓝比控制在3:1左右,开花坐果期引入730nm远红光。
罗勒等香草类: 建议PPFD 200-350 μmol/m²/s,光周期14-16小时。深红与远红光的高效组合能显著拉升生物量。
草莓等浆果类: 建议PPFD 300-500 μmol/m²/s,光周期12-14小时。在果实转色期引入低剂量UV-A以促进花青素积累。
育苗期: 建议PPFD 100-150 μmol/m²/s,光周期16-18小时。适度提高蓝光比例,有助于根系发育和防止徒长。
固定配方向 AI 动态调光演进
植物照明技术路线正从固定光谱向动态可调多通道光谱发展,远红光与 UV 波段已成为提升作物产量、品质的关键方向。进一步的智能化思路,是让光谱调整与作物生长周期、能源价格联动。
灯具端部署多通道 LED 模组与传感器,系统端接入作物生长模型与电价数据。白天电价偏高时适当降低光强、延长光周期;夜间电价偏低时拉高光强、缩短照射时间,在维持相同 DLI 即日累积光量的前提下压缩电费支出。目前这种光谱与能耗双优化模式,已在荷兰、日本商业化植物工厂落地应用。多通道方案对光源一致性、波段精度要求更高。
植物灯选型容易忽略的三个要点
第一,不要只看瓦数。部分标称 “1000W 植物灯” 的产品,实际输入功率可能仅 200W 出头,且不同 LED 光电效率差异较大。核心指标应看 PPFD 分布和光合光子效率,即每消耗 1 度电能产生多少有效光子,目前主流产品该指标在 2.5-2.8μmol/J 之间。
第二,全光谱不等于最优解。全光谱白光灯便于人员观察植株状态,但从光合效率角度看,黄绿光波段被植物反射较多,存在光浪费。专业种植场景下,窄波段多通道方案的光合效率通常高于单一全光谱方案。
第三,散热设计决定灯具寿命。LED 植物灯通常每天运行 12-16 小时,热管理直接影响光衰速度。航空级散热结构可将光衰控制在 10% 以内,标准寿命达到 30000-50000 小时。选购时可关注热管散热或主动风扇方案,以及灯珠结温参数。
总结
植物照明是技术迭代快、参数要求细的垂直领域。远红光 730nm 与 UV-A 380-400nm 已经从可选配置变为关键变量,前者调控植株形态,后者影响营养成分与外观品相。选型核心看 PPFD 与 μmol/J,不要仅凭瓦数判断。动态可调光谱结合能耗联动,是植物灯智能化竞争的下一阶段方向。
来源:LED照明课堂
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