在温室或垂直农场中，光照可能是优化植物生长需要考虑的最重要的因素。在这些园艺种植环境中，当自然光不足或没有自然光时，就需要使用人工补光。有几个关于作物所需特定光谱的说明，更具体来说，是关于白光、绿光或宽光谱光照。我们邀请昕诺飞植物专家Esther de Beer来澄清这些关于白光的曲解。这是系列访谈之一，我们的问题是：绿光是否能够更深入地穿透到植物冠层中？
飞利浦LED生长灯与自然光有什么区别？
太阳光含有的红光、绿光、蓝光和远红光大致相等。昕诺飞园艺LED照明解决方案提供了利于植物生长和高电光转化效率的优化光谱组合。LED照明的优点之一是光谱可以定制。不同的作物需要不同的光谱，但我们大多数的光配方都只含有相对较少的绿光。关于白光和绿光的应用有几个误区，比如，绿光能更深入地穿透进植物冠层，带来更好的生长。
为什么人们认为绿光能更深地穿入植物冠层？
植物是绿色的，这意味着有一部分绿光被植物的叶片反射。因此，绿光更深地穿透植物冠层貌似是正确的。为了研究这一观点，我们在作物冠层进行了几次光照测量，发现了一些令人惊讶的结果。
到目前为止，许多研究者已经测量了单叶的光学反应。正如我们所知，光会被叶片吸收、反射和透射。通过对单叶的测量，研究者发现绿光的吸收率约为80%，而蓝光和红光的吸收率更高，约为90%。另外，大约有10%的绿光会被叶片透射，而红光和蓝光被透射的部分只有百分之几。远红光的吸收也要低得多。由此看来，绿光比红光和蓝光穿透更深似乎是有道理的。
然而，仅仅通过单叶的测量而得出结论是有风险的，因为在更大的叶片冠层中，光的传输要复杂得多。为了了解光谱组成和光照强度随着冠层的变化，我们决定采取更可行的方法，在生产种植温室条件下测量实际植物冠层的不同高度的光谱。
这是否意味着绿光在真正的植物冠层中的表现会有所不同？
让我们从图1开始。在这里，我们测量了玫瑰冠层三个不同高度的光照（2018年于Delphy改良中心温室中测量）。最上部的蓝色曲线是我们首先在作物冠层上方所测得的光量和光谱分布（即太阳光光谱）。随后，我们测量了作物冠层一半高度（红色曲线）的光照，最后我们测量了冠层底部、也即玫瑰采收的高度（灰色曲线）。
（图1）
我们首先注意到的是，随着冠层高度的降低，光合有效辐射（PAR，400-700 nm）强度大幅度降低。事实证明，95%的PAR被作物吸收。我们注意到的第二点是，远红光（700-800 nm）强度的降低要小得多。这是在意料之中的结果，因为叶片对波长高于700nm的光的低吸收率和高透射率。可惜的是，仍然很难根据这幅图来判断绿光（500-600nm）是否比红光和蓝光更深入地穿透作物冠层。
你是如何进一步研究绿光是否能更深地穿透到冠层中的？
为了更详细地研究这一点，我们研究了PAR中不同光谱的相对含量。在图2中，绿色柱状图表示PAR中绿光的相对含量。在冠层上方，PAR中有26%的绿光。如果绿光能更深透入到冠层中，绿光的相对含量应该会增加，但实际上它保持完全相同。
（图2）
然而，PAR中的红光/远红光之比，随着冠层高度的变化而发生了改变。我们回头来看图1中冠层上方的光照，红光与和远红光的光强大致相等。冠层高度下降，红光/远红光的比例变化非常显著：远红光相对含量在增加。
这只是在玫瑰冠层观测得到的结果，在其他作物光层中，绿光的情况如何呢？
我们于2020年在瓦赫宁根大学的Bleiswijk基地的温室中对番茄作物进行了同样的观测，结果如图3所示。这些观测结果与玫瑰冠层中的观测结果类似。只是冠层的观测间隔缩小为50厘米（结果更精确）。结果同样表明：绿光含量在各冠层高度保持不变，而红光/远红光之比则随冠层高度变化。
（图3）
在玫瑰和番茄作物中，绝大部分PAR被作物吸收。少部分光不受叶片阻碍、穿透冠层。正是这少量的光带来了这个令人惊讶的发现：在冠层底部，绿光与红光和蓝光的数量相当。
那么，绿光更深地穿入作物冠层：这个说法是对还是错？
我们现在可以推翻这个曲解：上述结果非常清楚地表明，与红光或蓝光相比，绿光并不能更深入地穿透到作物冠层。绿光/PAR之比在不同高度是不变的，因此，绿光不会被冠层更多地吸收，也不会更深地穿透到作物冠层中。此外，我们还可以得出结论，红光/远红光之比随着高度的降低而显著降低。这些试验也清楚地表明，远红光是唯一比其他光谱更能穿透叶片冠层的光。
（来源：飞利浦LED植物照明中国）
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