光是植物的主要能量来源，驱动了赋予地球生命的光合作用的复杂过程。但是，并非所有光对植物同样有用。在广泛的太阳辐射中，有一个特定范围 光合有效辐射（PAR），对植物生长和开发至关重要。
在这篇全面的文章中，我们将探讨什么是par，如何测量，其对植物生理学的重要性，不同的照明技术及其在农业，园艺和生态学中的作用。
1。什么是光合作用的活动辐射（PAR）？
光合有效辐射（PAR） 是指植物用于光合作用的光谱部分。具体而言，它包含来自大约的波长 400至700纳米（NM）。
- 这 400-700 nm 范围包括可见光 紫色 （400 nm）至 红色的 （700 nm）。
- 该范围捕获了叶绿素和其他颜料吸收以将二氧化碳和水转化为糖和氧气的能量，这是植物寿命基本的过程。
重要的是，PAR不是光强度本身的量度，而是定义 波长 对植物有用的光。
2。光谱和植物反应
太阳在包括紫外线（UV），可见光和红外线（IR）的各种波长上发出电磁辐射。但是，植物主要对可见范围敏感。
PAR内的关键区域：
- 蓝光（400–500 nm）：对植物生长至关重要；影响叶片厚度，茎伸长和光疗法（向光的生长）。
- 绿灯（500–600 nm）：较少被叶绿素吸收，但深入植物檐篷，有助于下叶的光合作用。
- 红灯（600–700 nm）：对于开花和果实至关重要；与蓝光协同作用，可为整体植物开发。
叶绿素a 和 叶绿素b，主要的光合色素吸收主要是蓝色和红色波长，反映了绿色，这就是为什么大多数植物显得绿色的原因。
3。测量标准杆
与人类视力（Lux或Lumens）的典型光测量不同，测量标准均集中在 光子的数量 而不是感知的亮度。
关键测量单元：
- 光合光子通量（PPF）：测量每秒光源发出的PAR光子的总量。表示 每秒微孔（μmol/s）。
- 光合光子通量密度（PPFD）：测量落在每秒平方米的PAR光子的数量。表示 每平方米微孔（μmol/m²/s）。这是评估园艺照明的最相关的测量。
- 每日光积分（DLI）：累积PPFD在24小时内收到，以 摩尔/平方米/天。该指标有助于确定每天收到的灯泡总收到。
量子传感器 通常用于通过计算400-700 nm范围内的光子数量来测量PAR。
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4。质量对植物生长的重要性
光合作用效率与PAR的可用性和质量紧密相关：
- 较高的PAR =较高的光合速率 （最多到饱和点）
- 低par =降低生长 （植物向光伸展，变成长腿）
光补偿和饱和点
- 这 光补偿点 光合作用速率等于呼吸速率。在此下方，植物会失去能量。
- 这 光饱和点 是光的增加不再增加光合作用。
不同的植物物种已在不同的光环境中进化：
- 耐遮阳的植物：较低的补偿和饱和点。
- 爱好阳光的植物：更高点，需要更大的标准才能获得最佳增长。
5。par的来源：自然和人造
自然光（阳光）
- 提供包括紫外线，可见和红外辐射在内的全光谱。
- 来自阳光的PAR的数量和质量取决于纬度，季节，一天中的时间，天气状况和大气因素。
人造照明
在温室和室内农场等受控环境中，人造灯至关重要：
种植灯的类型：
- 荧光灯：
- 排放：主要是蓝光。
- 适合幼苗和营养生长。
- 高压钠（HPS）灯：
- 排放：富含红色和橙色的光。
- 适合开花阶段。
- 金属卤化灯：
- 排放：更平衡蓝色的光。
- 用于营养生长。
- LED长大的灯光：
- 高度定制；可以设计以发出特定的波长。
- 节能和持久。
- 现代园艺LED可提供最佳的能量浪费。
6。PAR分布和冠层穿透
在茂密的种植中，并非所有叶子都会获得相同数量的光。
关键概念：
- 顶叶：获得更激烈的标准。
- 下叶：较少的标准杆;可能更多地依靠绿光穿透。
适当的光管理确保整个工厂，不仅是顶部叶子，都可以有效地参与光合作用。
光扩散 策略（例如，扩散面板或补充照明）有助于在植物檐篷中更均匀地分配par。
7. PAR管理的实际应用
温室
- 补充照明可确保在短冬季的时间内足够。
- 动态阴影系统调节自然阳光以防止过度暴露。
室内垂直农业
- LED系统可满足植物需求。
- 在不同的生长阶段调整光谱和强度可最大程度地产量。
林业和生态学
- PAR测量有助于评估自然生态系统中的植物健康和生产力。
- 了解PAR的可用性有助于管理森林和自然栖息地。
研究
- 关于植物生理学的实验通常需要精确的PAR对照，以隔离光对生长的影响。
8。影响可用性的因素
季节和纬度
- 夏季提供较长的日光时间和更高的质量强度。
- 与极地区域相比，热带地区全年获得的标准杆更加一致。
天气状况
- 云覆盖大大减少了直接PAR，但会增加弥散光，这可以更有效地穿透檐篷。
一天中的时间
- 中午提供了最高的标准水平；早晨和晚上的水平较低。
大气条件
- 空气污染和颗粒物可以散射并吸收阳光，从而减少到达表面。
9. PAR技术的进步
智能照明系统
- 传感器监视实时PAR水平，动态调整人造照明。
- 自动化可确保没有人干预的最佳光条件。
光谱调整
- 现代LED使种植者可以调整光谱以进行特定的植物阶段 - 蓝光和红光开花刺激营养生长。
综合作物管理
- 将PAR监测与温度，湿度和CO₂管理相结合可为农作物创造最佳的微气候。
10。关于PAR的常见误解
- “更多的光总是更好”：过度的PAR会损害植物（抑制光）和废物能量。
- “所有LED都提供良好的标准杆”：只有专门的园艺LED才针对PAR输出进行了优化。
- “绿灯没用”：虽然绿光的吸收程度较小，但它深入到冠层并有助于光合作用。
结论
光合有效辐射（PAR） 对于理解植物灯相互作用至关重要。通过关注400-700 nm范围，种植者，研究人员和生态学家可以更有效地优化植物健康，最大化产量并管理自然环境。
随着照明技术的发展和我们对植物生理学的理解加深，管理PAR将成为可持续农业和生态管理的更为关键的组成部分。掌握PAR不再是可选的 - 对于认真培养植物的任何人，无论是为了食物，研究还是保护我们地球的生态系统，这都是至关重要的。
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