植物生长灯使用之生物光源色温与特性需求

使用辅助光源刺激或引导农作物、植物生长，其实已是常见的种植技术，但传统灯具虽在亮度、植物生长改善效益显着，但传统生长辅助灯具仍有耗能大、寿命短等问题，在节能与效益考量方面已不是LED植物生长辅助灯具的对手，LED植物生长辅助灯具在光源能耗优化、特定波长控制不仅更精确，使用效益也远远超越传统辅助灯具效果…

在农业或是植物培育用途方面，使用人工光源辅助改善因为天候或日照问题、导致植物光合作用无法达到最大效用的用途，其实已相当普遍，但需注意的是植物用的辅助光源其实是有目的性的用途，设置的重点在改善植物生长的某些反应或成果，透过实务试作也能验证人工光源对控制植物生长条件与对应改变，这也让科技化种植的效益与需求逐渐产生。

人工光源可克服天候限制  改善作物产能

从实务的角度检视，人工光源在不同色温表现与亮度的流明数，其实不光只是人类视觉的效果差异，而是可以直接左右植物生长状态，因为人工光源直接影响的是植物对「光」行光合作用的结果，不仅是可见光的光色差异，而是不同光谱范围、流明数的差异，因此检视人工光源的效益重心应该放在更具体的光源光谱、光照强度差异，反而人眼观看的视觉差异就不是那麽重要。

透过反覆实验验证，植物生长对不同人工光源的光谱、照明强度，其实在不同波长光度照射下，其植物产生之光合作用影响是有很大的不同的，在植物所需的光照中，对400？520nm、610？720nm可对一般植物生长之光合作用有显着效用。

绿色光线(520？610nm)光照反而对植物行使光合作用的生长功效影响的比率相当低，甚至可以忽略不计，可以合理推断，若是针对提升生长速度的经济性农作物而言，自然可以导入蓝、红色对应光谱的人工光源辅助，加强其生长效益。

泛用型植物生长灯  锁定红？蓝光混色LED光源

这也是为什麽，常见的泛用型植物生长灯，大多会锁定400？520nm(蓝色)及610？720nm(红色)波长的光源，透过对植物生长有直接效益的光谱光源去提升其生长效果，一般这类人工光源的植物灯生长灯，大多会做成红？蓝色光组合、或是全蓝？全红色光等三种样式，以提供可助长植物光合作生长效益的红？蓝波长光线，透过人造光源覆盖植物种植面，以提升光合作用所需的光照波长范围。而在实际应用场合，红？蓝光合成的人工光源，其实会产生人眼极不舒适的粉红色混合光，虽然在人眼视觉体验相当差，但实际对植物生长的助益却是相对显着。

实际在植物对不同人造光不同波段光谱照射的差异，也可透过验证有更细分的差异表现。若以一般照明用的LED白光元件，最常见的是采用蓝光芯片发光、搭配黄色之萤光粉调整光色，虽然产生了人体视觉上的白光体验，但实际的照明光谱却是落在445nm蓝光区块、550nm黄光区块为主，反而是挹注植物成长的610？720nm光谱范围在助长效益反而不明显，这也是为什麽使用白光LED照射植物却无法达到如一般日照的植物成长效益的原因。

植物生长灯光源配置学问大  光源配置比例直接影响作物成长

检视现有市售的植物生长灯，若是红、蓝光整合型辅助光源设计，会发现红？蓝光发光源的配置会在10:1或5:1比例上，一般来说红光是对生长助益最显着，其次为蓝光，综合下来的效果才有成长加乘的效用，混光的实际植物助长效益会依不同种类植物而略有差异，实际导入仍需视种植现况进行反覆测试与调试出最佳组合，需注意的是红？蓝色光的比例基准不应以发光元件数量进行对比，因为红？蓝光发光元件本身的光效率就有极大差距，应该以红、蓝光各自的流明数(亮度)对比参照，才能抓出较合理的混光比例。

应用人造光源加强生长的设置条件，人工光源若离植物过远、会使光照效益递减，人工光源亦不能与植物距离过近，一般在光源设置上会采取距离植物叶面高度约50厘米上下，针对不同植物类型还需额外考量光照强度，避免影响其生长效率。

针对不同植物类型，有叶菜类、果实类、通用类型等，例如叶菜类光源红光？蓝光配置使用4:1为最佳化状态，果实类如草莓或是类似果实经济作物，则使用5:1红？蓝混光为优先，若是一般通用植物助长辅助，则可选7:1或8:1红？蓝光比例配置。

针对不同种植植物样态  光源与照射型式也需注意

对植物助长辅助人工光源应用，可用于植物种苗培育、蔬果种植、园艺设施等场合，而利用LED光源效益相当多，例如透过LED光源可以搭配组合多种波长照明发光源，透过组合光源或混光，可以针对不同植物类型所需生长加速需求配置对应波长、照明亮度、配色比例等，当然辅助光源也可用单一光谱范围进行人造光组态配置，或是透过混光组合进行配置，以获得更纯正的单色光、或是利用复合发光元件产生复合人造光源效果。

透过人造光源辅助，可以运用辅助光源让日照不足的种植区域或是天候限制，透过人造光延长或仿日照时间拉长，增加光合作用效益，直接缩短作物产期，亦可调节作物之开花、结实速度，甚至透过亮度调校达到控制植栽株高与植物营养成分供给效用。

LED光源优势  植物生长辅助效益提升

人造光源采LED光源后，其实优势相当多，除了人工光源采LED可以更确实掌握光源提供的光谱范围，同时，透过发光元件配置数量差异，精确调整配色光源的照射比例，而LED发光元件本身亦可在灯具散热、发光效能、光源体积、光源寿命等达到比常规人造光源更优异的表现，也可因为极薄、低发热的光源设计，让植物种植槽架做最小化的光源空间配置，让室内种植坪效更有效被发挥。

检视光源特性会发现，LED光源拥有更高效的发光效率，其光源产生的90%光能均可被植栽所吸收，相较传统高压纳灯与卤素灯具较低的植物吸收率光效，甚至光衰更小、寿命长达5万小时，在人工光源的耐用性、照明成本都能有效压缩，令相关产业开始关注。

更进一步检视植物生长灯具的技术参数，LED植物生长灯具在生产灯壳时，由于LED为点发光运行温度集中于单点，多数会采金属灯壳以利灯具整体散热，配置电力系统也会针对不同区域需求，提供110V？220V外部电力驱动光源设计，更便于部署于不同供电区域的配置需求。部分产品另配置主动散热风扇，针对发光源LED产生的热度进行主动散热，提升光源电子电路与硬件的使用年限。

而使用LED光源的效益相当多，一方面LED可以产生与植物成长有助益的光谱范围(300~800nm)范围内的极窄光谱色光，因为不同LED配置，如芯片、萤光粉配置不同，就可以产生极精准的光谱范围内的光色。

透过针对植物助长特性需求进行配置组合，即可达到所需的特殊光源要求，加上LED本身即具低温光源特性，照射过程不会影响植物种植区块的温？湿度条件，加上直流电驱动发光、低电压等特性，甚至可衔接自动控制模块组成智能光源系统，达到环保、高效率、小体积等多项优势，现在已经成为智能植物种植的最佳化理想光源选项。