Artificial Light and Plants
ENGLISH INTRODUCTION
How human-made lighting changes the environment plants experience.
Chinese original
Source document ↗A campus science broadcast script. This archive contains the written script.
阳光和灯光对植物是否有不同的影响
尊敬的老师,亲爱的同学们,大家晚上好,我是本期科普台主持人葛羽霏,下面开始为大家播报。
你是否在乡下游玩时见到过夜晚的植物大棚?有的亮如白昼,有的又姹紫嫣红。在人造光的照耀下,番茄和黄瓜甚至长得比露天地里还要好。
这些植物为什么能长得这么好?人工光和自然光,对植物来说差别到底在哪?如果我们把自己家里的台灯,对着一盆绿萝照上一整天,它能长好吗?
今天,我们就来聊聊:如何用人造光培育植物。
首先,光对植物来说,绝不仅仅是“亮”和“不亮”的区别,而是有着三个关键信息:波长、强度,还有光周期。
先说波长,也就是光的颜色。太阳光看似是白色的,但它其实是包含了红橙黄绿蓝靛紫的完整光谱。而植物,偏爱的是红光(波长大约660纳米)和蓝光(大约450纳米)。红光能促进植物长高、开花、结果;而蓝光则主要帮助植物长叶子,防止它们光长个儿却不太结实。
太阳光是一位“全能选手”,光谱非常完整。但我们家里的普通灯泡就不一样了,比如普通的家用LED灯,往往红光波段不足,或者光谱不连续。所以,并不是所有的灯泡都能当太阳用。
这就引出了第二个关键指标:光强度。太阳光到达地面的强度可以达到10万勒克斯,而我们一盏普通的台灯,在距离植物30厘米的地方,可能只有几百勒克斯。让植物晒台灯,就好比让你借着门缝的光看书,虽然也能看,但效率天差地别。
除了波长和强度,光还有一个隐秘的指令,那就是“光周期”。植物是靠感知黑夜的长度来决定什么时候开花的。比如菊花需要短日照,小麦需要长日照。而人工光可以随意调节开关灯的时间,甚至能“骗”过植物,让菊花在夏天开放,让鲜花赶在春节前准时绽放。
既然人工光有这么多讲究,那植物真的能用它来进行光合作用吗?
答案是:可以,但有条件。
植物靠体内的叶绿素吸收红橙光和蓝紫光进行光合作用。专业的植物生长灯,就是专门增强这些颜色的光的“营养餐”。关键在于,不同的作物、不同的生长阶段,需要不同的“光配方”。
给大家举几个真实的例子。在山西晋中的温室里,为了让草莓提前上市,果农在冬季早晚各补光2小时。结果草莓不仅提前半个月成熟,赶上了春节每斤60元的高价,而且品相和口感都更好。
再看番茄。山西阳高县以前冬天光照不足,番茄卖相不好。装上LED补光灯后,西红柿从只能结三架果变成了五架果,一个温室就能增产1万斤,增收2万元。而且补光还能抑制湿气、减少病害,一年少施5次肥,又省下了2000元的成本。
火龙果的案例就更有趣了。南方冬季昼短夜长,火龙果会进入休眠。用红蓝配比的LED灯补光,可以打破休眠,实现反季节结果。广东湛江的种植园里,每亩投入5000元,反季节能多收4批果,每亩年增收2000斤。
还有更“硬核”的玉米育种。在陕西杨凌的智能温室里,通过精准调光和温控,玉米从每年只能种1代,变成了一年能种5代,育种效率直接提升了2.5倍。这就是“人造阳光”加速种业革命的真实案例。
在全人工光的植物工厂里,生菜45天就能收获,比大田种植快15天,一年能收20茬,而且无农药、品质稳定。
那为什么我们家里的台灯就不行呢?因为强度太低、光谱不对,植物会徒长,即变得又细又弱,还歪着脖子朝灯长。所以,家里养绿植最好的方案还是放在窗边晒太阳,或者买个红蓝植物补光灯,离植物10到20厘米,每天照8到12小时。
因此,想用人工光培育室内植物,还得费些心思。
山西的草莓、阳高的番茄、湛江的火龙果、杨凌的玉米,都因为这“一束光”,打破了季节和地域的限制。这束光,不仅照亮了作物的生长,更折射出科技赋予农业的温度。它让我们看到,人类不仅能读懂自然的语言,更能用智慧去回应大地的期待。
谢谢大家!