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每日光合光量积分(DLI)
每日光量积分(DLI,Daily Light Integral)指的是每天照射到作物冠层的光合有效辐射(PAR)总量,单位为mol/m²/d。与每秒瞬时测量的PPFD(μmol/m²/s)不同,DLI反映的是一天内累积的光照能量;一摩尔(DLI)相当于一百万微摩尔(PPFD)。
一般而言,随着DLI从0逐步提升至约35-40 mol/m²/d时,产量会线性增加;超过40 mol/m²/d后,每增加一摩尔带来的效益会逐渐降低。不过,如果生长环境得到充分优化,超过40 mol/m²/d的DLI仍可能带来更高的产量和收益。研究显示,大麻在极端条件下可利用高达65 mol/m²/d的DLI,但这种极高光照水平可能导致品质下降。此外,部分品种在高DLI(≥50 mol/m²/d)条件下反而可能出现产量或品质的下滑。在我们的种植环境中,高峰期的DLI通常维持在约50-55 mol/m²/d。需要注意的是,自然条件下的最高DLI可达到约60 mol/m²/d(出现在美国加利福尼亚州的死亡谷)。
在花期(Flower)不同阶段,理想的DLI范围也会有所变化。大麻进入12小时光照周期之初,通常先以较低的DLI开始,然后随着植株逐渐适应(光适应)高PPFD的环境,DLI再逐步上调。光适应期的长短视品种及种植者的管理方式而定,通常在7至21天之间。示例中给出的光适应周期是14天,实际操作中也常见7天、10天、14天或21天的做法,我们通常会采用不少于12天的光适应周期。
多数建议是在花期开始时,先使用与营养生长期(Veg)末期相近的PPFD,然后每天增加约25-50 μmol/m²/s,直至完成光适应。一旦光适应结束,植株便能承受花期的峰值DLI——即本阶段中最高的光量积分。我们建议花期峰值DLI至少达到40 mol/m²/d,使用双端高压钠灯(DE HPS)或LED都可实现。若追求最大产量,则可将峰值DLI提高到50-55 mol/m²/d及以上,这通常只能通过LED灯具来满足。
影响每日光量积分(DLI)的主要因素
- 光照强度 (Light Intensity)
- 光照时长 (Light Duration)
在室外,太阳位置不断变化,导致植物接收到的光照强度不断波动;而在室内,由于灯光输出较为稳定,光合光量密度(PPFD)可以保持恒定。这种稳定性便于计算DLI,因为在特定光照周期内,平均PPFD始终相同。
光照时长(光周期)对于DLI的影响相当显著,正如从12小时和18小时光周期的对比图中可以看到。在花期(Flower)如果想达到较高的DLI,就需要更高的PPFD;相较之下,在营养生长期(Veg)可以用相对较低的PPFD就能获得较高的DLI。这是因为花期的光照时长只有12小时,要想积累更多的光量,就必须提高光强,而营养生长期常使用18小时或更长的光照,即使光强略低,也能在较长的时间内累积足够的光量。
相关的DLI计算公式通常如下(可见下方或右侧示例),并可依据12小时或18小时光周期的不同快速计算,只需将平均PPFD代入相应的公式即可。
最佳每日光量积分(DLI)范围(mol/m²/d)
- 开花期(Flower):35 – 60
- 营养生长期(Veg):20 – 40
植物生长会随着每日光量积分(DLI)的增加而加速。因此,只要能保持植株处于良好健康状态,尽可能提高DLI通常是有益的。需要注意的是,光照只是植物生长环境中的一个关键因素;在采用高DLI时,其他环境条件也必须相应优化。
有关营养生长期(Veg)的DLI讨论,可参考“营养生长期照明”。在花期(Flower)开始时,应逐步提高DLI,直到达到峰值;在花期后期,则需要适度降低DLI。后续页面提供了一个示例图表,展示了为期14天的光适应过程。
后期花期(Late Flower)
在花期末期,应降低每日光量积分(DLI)以促进花朵的最佳形成。室外环境中,随着花期的推进,DLI会自然减少;植株已经适应光照逐渐降低的模式,因此在后期花期维持过高的DLI并不会带来正面效果。建议在第7周将DLI降至约40 mol/m²/d,并在采收前(约第9周)进一步降至约35 mol/m²/d。
要降低DLI,可通过减少平均PPFD和/或缩短光照时长来实现。具体何时开始降DLI取决于之前所采用的峰值DLI。以下建议基于一个9周周期的品种:
- 峰值DLI 40-45 mol/m²/d:可在花期最后2-3周再开始降低。
- 峰值DLI ≥50 mol/m²/d:应从第6周(约第36天)起逐步降低。
要降低每日光量积分(DLI),通常需要调低灯具输出和/或缩短光照时长。对于LED灯具而言,通过减少光照时数,可在保持较高输出的同时,避免累积过高的DLI;相比之下,若继续维持12小时光周期,则必须相应降低PPFD(如图32所示)。至于使用双端高压钠灯(DE HPS)时,由于其PPFD相对较低,通常无需大幅调光或缩短光照时间。
- LED:在配备多台LED灯具的种植空间中,通常会在第6周起将灯具输出调低约10%-20%,使PPFD维持在约1,050 μmol/m²/s左右。从第7周开始,可逐步缩短光照时长(参见图31)。
- DE HPS:对于使用多台DE HPS灯具的种植空间,通常会在第8周起将灯具调暗10%-15%。至于在第9周是否还需要再缩短1小时光照,则应根据平均PPFD的实际情况来决定。
DLI快速计算方法:
11小时光周期:DLI = 平均PPFD × 0.0396
10小时光周期:DLI = 平均PPFD × 0.036
9小时光周期:DLI = 平均PPFD × 0.0324
开花后期(Late Flower)的DLI
在后期花期保持理想的每日光量积分(DLI),对于提高产量和品质都十分有益。如果仅靠调暗灯具,可能会使PPFD(光合光量密度)降低过多;若想在依然较高的光照强度(约1,050 μmol/m²/s)下维持合适的DLI,可考虑缩短光照时长。
示例每日光积分(DLI)表:开花期
(1) 从第6周(第36天及以后)开始,使用LED灯时光强会降低,而双端HPS灯则保持相同的光强直到第8周。这是因为LED灯提供的PPFD较低。
(2) 在开花阶段的第8天至第35天(第2至第5周),植物通常能够接受最高的PPFD水平。
调整光照强度
如何调整光强
通过光照/环境控制器调节灯具的输入功率以控制光强。
LED灯:
功率以百分比表示,100%表示灯具全功率运行。降低光强时,减少输入功率。一些灯具可调暗至≥50%,部分灯具甚至可调至≤40%。钠灯(DE HPS):
功率可通过百分比或瓦数调节(对于1000W灯具,1%相当于10瓦)。
灯具接线及控制
灯具应插入专用的灯具切换箱(如图36所示)。切换箱需要由专业电工直接接入电力面板。切换箱上的120V触发线可以根据需要插入插座或定时器,以决定灯具是否由控制器管理。触发线用于控制切换箱的电源开关。推荐品牌:Titan Controls。
两种操作方式
使用光照控制器
- 将触发线直接插入插座,由控制器决定灯具的开关时间。
无光照控制器
- 将触发线插入定时器,根据设定的光照时间表运行灯具。
- 定时器可在当地水培商店购买。
激光水平仪
- 用途
在安装多个灯具时,激光水平仪能够帮助实现最大程度的光照均匀性。而安装单个灯具时,使用6英寸的普通口袋水平仪即可满足需求,因为主要目的是确保灯具水平安装,或使其光线从水平面发射。 - 激光水平仪的优势
激光水平仪在安装多个灯具时尤为有用,除了确保灯具水平外,还能将每个灯具的高度调整至完全一致。这可以使所有灯具的光线从同一平面发射,从而显著提升光照的均匀性,确保植物获得一致的光照条件