种植笔记:光照篇

无论什么植物,都离不开光照。光照是植物生长发育、开花结果不可或缺的能量源泉,通过光合作用,植物能够合成所需养分。恰如食物对人类的重要性,植物对光照的需求因种类而异,不足或过度的光照都会影响其健康,因此,掌握并满足植物对光照的特定需求是养护过程中至关重要的。

光照强度

光照强度是指单位面积上接收到的光能量,通常用来描述光照的强弱。光照强度对植物生长的影响主要体现在光合作用的速率上。当光照强度在一定范围内增加时,光合作用速率会随之提高,但当光照强度超过一定阈值后,光合作用速率将不再增加,甚至可能因光照过强导致植物叶片受损。在物理学中,光照强度可以用勒克斯(lux)作为单位,定义为每平方米面积上接收到的光通量。

植物的光合作用对光的需求强度存在两个平衡点:

  1. 光补偿点:光合作用的效果等于呼吸作用的效果,超过这个光照强度,植物才能正常生长,是植物的最低光照需求。光补偿点因植物种类和生长环境而异。
  2. 光饱和点:达到这个光照强度,植物的光合作用就达到峰值,超过就会对植物有损伤。

也就是说植物正常生长的光照范围是在光补偿点与光饱和点之间。在这个光照范围内,植物能够有效地进行光合作用,合成足够的有机物质来支持其生长和发育。

光补偿点、光饱和点:阳生植物 > 阴生植物

判断光照强度:

  1. 肉眼观察
    • 直射光:阳光直射无遮挡,从受光位置能看到完整的太阳。
    • 散射光:只有零星阳光照射,有其他物体遮挡。如树下、遮阳帘下。
    • 明亮光:没有阳光照射,但环境明亮。
    • 低光:光线较暗的区域。如离窗户较远或房间内。
  2. 使用光照计测量。

常见的养护环境的光照由强到弱依次是:花园/露台 > 南阳台 > 西阳台 > 东阳台 > 北阳台 > 室内

有玻璃窗的的阳台的光照效果是要打折扣的,因为阳光中的各种波段的光线对植物的生长有着不同的作用,而玻璃或多或少都会过滤掉部分波段,更不用说具有隔热或隔紫外线覆膜的玻璃。

光照时长

光照时长是指植物在一天中接受光照的时间。不同植物对光照时长的需求不同,分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。

全日照植物半日照植物耐阴植物
>6 小时/天
直射光
4~6 小时/天
直射光
<4 小时/天
直射光
多肉植物
向日葵
……
吊兰
绿萝
非洲紫罗兰
……
蕨类植物
白鹤芋
……

光质

光质是指光的颜色,对植物生长也有一定的影响。植物主要吸收红光和蓝光,这两种光对植物的光合作用和生长发育具有重要影响。有趣的是,我们的眼睛看到的唯一的颜色,就是那些从物体反射回来的光的颜色。我们认为植物是绿色的,恰恰是因为植物不吸收绿光。

向光性

向光性是植物对光线的方向性生长反应,由光谱中的红光和蓝光引发的生物学现象,它有助于植物最大化地吸收阳光进行光合作用。通常表现为植物的茎、叶等器官倾向于生长向光源的方向。

植物器官对光线的不同生长反应:

  • 正向光性:向着光生长。如:茎和叶经常会把自身朝向光源。
  • 负向光性:远离光生长。如:根倾向于朝着背光方向弯曲。

光照强度的增加会导致向光性的相应增强,但这种增强是有限度的。如果光线太强烈,植物便会产生负向光性,表现为植物开始躲避光线。光照强度过高,特别是在紫外光的范围内,就可能刺激植物产生花青素(天然的“防晒霜”)。

利用向光性,我们可以每隔几天将植株转动 90 度,让每一面都接受充足的日照并均匀生长,可防止植株随时间的推移畸形发育。

光周期

光周期是指植物的生长发育和开花对日长(光照时间)和夜长(黑暗时间)的响应。植物通过感知一天中的光照和黑暗的持续时间来调节其生理过程,特别是开花和休眠。光周期现象是植物长期适应地球不同纬度季节性变化的结果,它允许植物在最适合其繁殖和生长的季节进行开花和生长。

植物根据其对光周期的反应可以分为以下几类:

  1. 长日植物(短夜植物):这类植物在一天中获得足够长时间的光照后才能开花。它们通常在春末或夏季开花,当日长超过一定的临界值时,如 12 小时或更长时间。
  2. 短日植物(长夜植物):这类植物在一天中的光照时间短于一定临界值时才能开花。它们通常在秋季或春季开花,当日长小于 12 小时或更短时间。
  3. 日中性植物:这类植物的开花不受日长的影响,而是受其他因素,如温度和年龄的影响。
  4. 中日性植物:这类植物的开花需要特定长度的日长,既不是纯长日植物也不是纯短日植物。

光周期现象的机制涉及到植物激素,尤其是赤霉素和生长素的调控,以及特定的光周期感受器,如光敏色素。植物通过这些机制感应到光周期的变化,从而在基因表达水平上调节开花时间。

光照管理

  1. 选择合适的种植地点
    根据植物对光照的需求,选择合适的种植地点。喜光植物应选择阳光充足的地方种植,耐阴植物则可以选择在半阴或散射光条件下种植。
  2. 植物间距
    合理设置植物间距,有助于植物叶片充分接收光照,避免因植物相互遮挡而影响光照效果。在种植过程中,应根据植物的生长习性和对光照的需求,适当调整植物间距。
  3. 观察植物对光照的反应
    • 光照不足会导致植物生长缓慢、叶片黄化脱落、徒长、开花受阻。
    • 光照过强会导致植物叶片灼伤干枯、生长受阻、甚至植物死亡。
  4. 定期清洁叶片
    定期清洁植物叶片可以提高光照透过率,从而使植物能够更有效地进行光合作用。
  5. 季节性调整
    季节变化对光照强度和时长有很大影响。在春季和秋季,光照强度适中,植物生长较为适宜。夏季光照强度较高,需注意遮荫和补水,以防植物受到光照伤害。冬季光照时长较短,对于长日照植物,可以通过人工补光来满足其生长需求。
  6. 光照周期性变化
    对于一些需要光周期性变化的植物,如短日照植物,可以通过调整光照时长来实现花期的控制。
  7. 光质调整
    通过使用不同颜色的塑料薄膜或灯光,可以调整光质,以满足植物对特定光质的需求。例如,在温室种植中,可以使用红色和蓝色的补光灯来补充植物所需的光质。

植物补光灯

在选择植物补光灯时,需要考虑以下两个关键因素:

  1. 光谱:植物对光质(光谱)的需求因种类而异。一般来说,植物对红光(波长范围在 630~660 纳米)和蓝光(波长范围在 430~450 纳米)的吸收最多,因为这两种光对光合作用最为重要。有些灯具会提供全光谱或接近自然光的光谱,这对于多种植物的生长都是有益的。
  2. 光照强度:光照强度对于植物的生长至关重要。不同的植物和不同的生长阶段需要不同的光照强度。确保选择的补光灯能够提供足够的光照强度,以满足植物的需求。

使用补光灯时,应模拟自然光照周期,为植物提供适当的光照和休息时间。大多数室内植物需要每天大约 12 到 16 小时的光照来支持其光合作用和生长。这段时间内,植物通过叶绿素吸收光能,并将其转化为化学能以促进生长和发育。

夜晚是植物进行呼吸作用的时段,此时植物会消耗光合作用期间储存的养分,并释放能量以维持基本的生命活动。如果夜间持续给植物补光,会干扰植物的自然生理节律,导致新陈代谢紊乱。这种紊乱可能会影响植物的正常生长,甚至导致生长不良或健康问题。

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发布于 2024 年 6 月 26 日

更新于 2024 年 6 月 27 日