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写在前面的：这个是我这几年研究LED的一些读书笔记吧，后面是我这次做的最新一代的RGBWU的灯的制作过程，这次的RGB不是第一代的混色的灯珠模式，是一珠3色，6个引脚的。内容有点多，也主要是加工的周期有点长了，希望不会成为跨年工程了，希望大家有点耐心和信心。给点支持吧，老铁们。 ++++
+++++ 我们所见的大部分植物，大都是生长在日光下，于是就有人想到了，模拟日光的全光谱，给植物一个稳定的生长环境，这个思路没错，但是，植物生长并不是需要所有波段的光谱。 植物对光谱具有选择性，植物的光合作用在可见光光谱(380~760nm)范围内所吸收的光能约在6成，其中以波长610~720nm(波峰为660nm)的红橙光以及400~510nm(波峰为450nm)的蓝紫光为吸收峰值区域，这两个波段倍成为植物的“光肥”。植物对510~610nm的黄绿光吸收较少。因此，开发这两个波段为主体的人工光源将会提高植物的光能利用效率。
(实验方法：将叶绿素的丙酮提取液放在光源和棱镜之间，光透过叶绿素提取液和棱镜之后，在后面形成可视光谱，被吸收了的光谱区域将呈现黑线或黑带。比对即能得出叶绿素的吸收光谱。)
众所周知，光是植物生长发育最重要的环境因子之一，其影响植物生长发育和产量品质形成的机理有两类，其一即是光合作用;其二是光形态建成。 第一，光合作用是植物生物量与产量形成的基础，植物95%的干物质源于光合作用产生的碳水化合物。植物对光照条件存在复杂的反应，包括光响应、光抑制、光适应、避阴反应等。太阳的全色光谱中只有部分波段的光被植物吸收产生光合作用，植物的叶片形态、植物的生理反应等都会影响光合作用。 第二，光形态建成是指光作为环境信号作用于植物，调节植物生长、分化和发育的过程。感受光的受体在植物细胞中含量微少，但对外界光环境的变化很敏感。例如600~700nm的红光领域促进莴苣种子萌发，而720~740nm远红光领域抑制莴苣种子萌发。
(植物叶片结构)
(植物细胞结构及叶绿体内部构造图)
这就要另外提到一个概念——“光合色素”。叶片是植物光合作用的主要器官，叶绿体是光合作用的最重要的细胞器，而在光合作用的反应中吸收光能的色素即称为光合色素，其主要有三种类型：叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素。高等植物中含有前两类，藻胆素仅存在于藻类中。其中以叶绿素最为人所知晓。但是叶绿素并非对光合作用唯一有用的色素。其它色素也参与光合作用，因此光合作用效率无法仅有考虑叶绿素的吸收光谱。 (曲线1，细菌叶绿素a;曲线2，叶绿素a;曲线3，叶绿素b;曲线4，藻胆红素;曲线5，β-类胡萝卜素。)
(叶绿素a有效光谱)
(叶绿素b有效光谱)
(胡萝卜素有效光谱)
(叶绿素f有效光谱)
(光合色素对光谱的具体利用 注：摘自刘文科、杨其长等所著的《LED光源及其设施园艺应用》一书中)
植物体内不同光合色素对光波的选择吸收是植物在长期进化中形成的对生态环境的适应，这使植物可利用各种不同波长的光进行光合作用。 光合作用还与照射到叶片表面的光合有效辐射有关，光合有效辐射是对植物光合作用有效的可见光。通常完成一个光合作用需要8~10个光子，因此用光量子通量密度PPFD(单位：μmol/㎡/s)来评价光合作用的有效辐射能取得与实际光生物效应相符合的效果，并被业界广泛介绍。 不同的植物适合的红蓝光等比例有所不同，在不同生长阶段所适宜的光照配方也不同。传统光源的光谱不可调控，而LED能够发出植物生长所需要的单色光，单色光组合后能形成植物光合作用与形态建成所需要的光谱。但要实现光辐射环境的调控还需要准确测量光环境的光学参数，以满足相应植物的生长需求。 值得一提的是，人眼最敏感的光谱为555nm，介于黄-绿光，对蓝光区与红光区敏感性较差。而正如上文所说，植物则不然，对于红光光谱最为敏感，对黄绿光较不敏感，但是敏感性的差异不似人眼如此悬殊。也就是说，植物与人眼对光谱的响应特性不同。
LED植物生长灯是采用半导体照明原理，专用于花卉和蔬菜等植物生产结合高精密技术的一款植物生长辅助灯.一般室内植物花卉，会随着时间而长势越来越差，主要原因就是缺少光的照射，通过适合植物所需光谱的LED灯照射，不仅可以促进其生长，而且还可以延长花期，提高花的品质。进一步把这种高效光源系统应用到大棚、温室等设施等农业生产上，一方面可以解决日照不足导致番茄、黄瓜等大棚蔬菜口感下降的弊端，另一方面还可以使冬季大棚茄果类蔬菜提前到春节前后上市，从而达到反季节培植的目的。
1、光谱范围 对 植物生理的影响 280 ~ 315nm： 对形态与生理过程的影响极小 315 ~ 400nm ：叶绿素吸收少，影响光周期效应，阻止茎伸长 400 ~ 520nm（蓝）：叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大
520 ~ 610nm（绿）：色素的吸收率不高
610 ~ 720nm（红）：叶绿素吸收率低，对光合作用与光周期效应有显著影响
720 ~ 1000nm ：吸收率低，刺激细胞延长，影响开花与种子发芽
＞1000nm ： 转换成为热量
2、从上面的数据来看，不同波长的光线对于植物光合作用的影响是不同的，植物光合作用需要的光线，波长在400 ~ 720nm左右。
400~ 520nm（蓝色）
610 ~ 720nm（红色）
对于光合作用贡献最大。520 ~610nm（绿色）的光线，被植物色素吸收的比率很低。
3、按照以上原理，植物灯基本都是做成红蓝组合、全蓝、全红三种形式，以提供红蓝两种波长的光线，覆盖光合作用所需的波长范围。在视觉效果上，红蓝组合的植物灯呈现粉红色。
4、白光LED灯，最普遍的是使用蓝色核心，激发黄色荧光粉，由此复合产生视觉上的白光效果。能量分布上，在445nm的蓝色区和550nm的黄绿色区存在两个峰值。而植物所需的610~ 720nm红光，则非常缺乏。这就解释了为什么在白光LED照射下，植物生长不利。
5、植物灯的红蓝灯色谱比例一般在5：1 ~ 10：1之间为宜，通常可选7 ~8：1的比例。当然有条件的可根据植物生长周期调整红色和蓝色光的比例最好。
紫外线是阳光中波长为10～400纳米（nm）的光线，可以分为UVA（紫外线A，波长320～400纳米，长波）、UVB（波长280～320纳米，中波）、UVC（波长100～280纳米，短波）3种。
波长280nm以下的UVC波段，对人体和植物的伤害力极大，好在它的穿透能力极弱，无法穿透任何阻隔物质。所以我们并无需担心其造成的影响。
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发表于 2019-12-31 11:02:41
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