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最佳开花灯源介绍
全光谱LED灯具是开花阶段的最佳光源。它们能够为植物提供最高的PPFD,从而实现最高的产量。与双端高压钠灯(DE HPS)相比,全光谱LED在单位面积(例如每平方英尺)上的产量可提升约30%。尽管DE HPS因其效果显著且使用熟悉,仍被广泛用于园艺,但本书对这两种光源的最佳应用进行了全面讲解。
全光谱LED相较于DE HPS具有许多优势。尽管LED灯具的初始成本较高,但其长期使用成本显著降低。由于产量的潜在提升,将现有的DE HPS灯房改造为全光谱LED灯房是值得的。在我们的测试中,产量提高了30%以上。
虽然其他光源也可以用于开花阶段,但没有一种能与上述光源的产量相媲美。
灯具对比
以下是灯具的快速对比表,并附有逐项对比的应用说明。
效率(Efficiency): 对比不同灯具的能耗与光输出比。
产量(Yield): 根据每种灯具的PPFD和覆盖面积评估植物产量。
质量、全周期、成本与种植区域对比
效率(Efficiency)
LED灯具的效率提升了25%或以上。
- 以光合光子效率(PPE)衡量,即每秒发射的光合有效辐射(PAR)光子数(PPF),除以输入功率(瓦特)。PPE的单位为 μmol/J(1瓦=每秒1焦耳)。
- LED灯具的PPE通常≥2.6 μmol/J,不同型号可能有所不同,最低约为2.0 μmol/J,最高可达3.0+ μmol/J。
- DE HPS灯具的PPE最高可达2.0 μmol/J,具体效率取决于所使用的灯泡类型。
产量(Yield)
- LED灯具在单位面积的产量上可提升约30%。
- 使用较小的光照覆盖范围(如4′ x 4’,约16平方英尺)有助于提升PPFD,因为相较于较大的覆盖范围(如5′ x 5’,约25平方英尺),较小的范围需要更多灯具,提供更高的光能量。
- 尽管DE HPS灯具产生更高的PPF,LED灯具因悬挂距离更近,可为植物表面提供更高的PPFD。由于光能随着距离的增加呈指数衰减,灯具越靠近植物,提供的光能越多。
- 核心建议:要在特定区域内实现最大产量,建议使用全光谱LED灯具,并采用每盏灯覆盖 16-18平方英尺 的小光照范围布局
质量(Quality)
- LED灯具可提升 ≥20% 的大麻素保留率,相较于HPS光谱下种植的植物,THC含量可增加 ≥20%。
- 大麻素和萜烯容易因高温降解或蒸发。
- LED灯具热辐射较少,能降低花苞温度,保留更多的大麻素和萜烯。
- DE HPS灯具发射长波辐射和红外辐射,这些热辐射会升高花苞温度,尤其在环境温度较高时,会降低质量。
全周期适用性(Full-Cycle)
- 全光谱LED灯具适用于营养期(Veg),其光谱中含 ≥25% 蓝光,有助于优化植物结构。
- 相比之下,DE HPS灯具的蓝光比例仅 ≥4%,不适合营养期使用。
成本(Cost)
- 虽然LED灯具初始成本较高,但长期使用成本明显更低。
- LED灯具效率更高,每瓦特能产生更多光能,降低电费的同时提高产量。优质LED灯具寿命可达 ≥10年,效率年均损失约 ≥1%。
- DE HPS灯具效率较低,热量更高,需要更强的制冷能力,增加电费并降低潜在产量。此外,灯泡需每年更换,使用一年效率损失约 =5%。
种植区域适用性(Grow Area)
- LED灯具在小型种植设置中更具优势,原因如下:
- LED灯具通过数千个小型二极管发光,光线均匀覆盖整个种植区域,悬挂高度更低,可用于天花板较低的空间。
- DE HPS灯具通过单点光源(灯泡)发光,为实现均匀性需要多个灯具重叠,因此必须悬挂在较高位置,适用于高天花板空间。
LED灯具质量
LED灯具的主要组成部分有两个:二极管 和 驱动器。
- 二极管:半导体器件,当电流通过时会发出光。
- 驱动器:电气设备,用于调节二极管的电力供应。
全球领先的二极管制造商是 三星(Samsung) 和 欧司朗(Osram)。高质量的灯具通常只使用来自这些品牌的二极管。信誉良好的公司会公开灯具中所含的所有组件,推荐品牌之一是 Gavita。
室内种植的最佳灯具设计通常包括 6-8根或更多光轨,以覆盖更大的表面积,从而提高光照的均匀性和穿透力。
其他光源:
单端高压钠灯(Single-Ended HPS)
- 效率较低
- 光均匀度和穿透力差
- 灯泡寿命仅约 6 个月
- 相比双端高压钠(DE HPS)或 LED,产量更低
此类灯常搭配带有玻璃外罩的风冷(Air-Cooled, AC)反射器,但玻璃会额外阻挡约 10% 的光线,且深罩式设计会使光照角度受限。很多人认为风冷反射器能更靠近作物,因为热量较低,但其实光线会过度集中在小范围区域,导致房间内出现过热区和低光区,影响整体光照均匀度。
小贴士:
- 双端高压钠(DE HPS)灯泡不应风冷,因为它需要维持一定温度才能发出正确光谱,并在该温度下达到最高效率。
陶瓷金属卤化物灯(CMH)/ 陶瓷发光灯(LEC)
- 效率不及双端高压钠或 LED
- 相比双端高压钠或 LED,产量略低
与单端高压钠相比,CMH/LEC 在产量和光品质上更好,且在植株营养生长期(Veg)表现优异,常被视为金属卤化物灯(MH)的升级版。虽然它也可用于开花期(Flower),但若追求更高产量,一般仍推荐使用双端高压钠或全光谱 LED。
小贴士:
- CMH/LEC 的内部电弧管材料从石英升级为陶瓷,可在更高温度下安全工作,因此拥有更好的光谱和更高效率。
- 相较于金属卤化物灯寿命仅约 6 个月,CMH/LEC 灯泡的最佳使用寿命可达 18 个月。
金属卤化物灯(MH)
- 效率较低
- 辐射量大
- 光谱质量不及 CMH/LEC
- 灯泡寿命仅约 6 个月
通常不推荐使用金属卤化物灯。即使在营养生长期,它也不如 CMH/LEC 有利于植物健康。个别种植者会在开花期与双端高压钠混用以平衡光谱,但这种做法效率不高。若想在开花期获得平衡且优质的光谱,全光谱 LED 是更佳选择。
总结:
- 单端高压钠灯受限于效率、热量与光照均匀度等因素,不适合高产需求。
- CMH/LEC 在营养生长期表现出色,是金属卤化物灯的升级方案,但开花期仍建议使用双端高压钠或全光谱 LED 以取得更佳产量。
- 金属卤化物灯的光谱和效率均不理想,应尽量避免