大家都知道火鶴要種在明亮散射光下,但不少人按照建議將盆栽放在窗邊或半日照陽台,卻還是遭遇各種生長障礙。之所以會這樣是因為肉眼判斷亮度很不準確,我們的瞳孔會自動調節大小、大腦主觀判斷也容易有誤差,所以將光照數據化是比較可靠的方式。一般來說,光照可以從光譜、照度和照時這三個面向探討。


光譜

植物行光合作用會吸收波長 400-700nm 的光,這個區間的光稱為「光合有效輻射」,因為波長 <400nm 的紫外光能量太強會傷害植物,而波長 >700nm 的紅外光能量太弱很難行光合作用。

光合有效輻射中,葉綠素最愛吸收的光譜呈雙峰分佈,分別是波長 400-500nm 的藍光和波長 600-700nm 的紅光。波長介於中間的綠光則較少被吸收,而這些沒被吸收的綠光正是讓葉片呈現綠色的主要原因。另外,市面上很多植物燈會發紫光,也是因為它們只提供光合作用中最需要的紅光和藍光。

紅光和藍光雖然都是光合作用的主力,但在其他方面會對植物造成不同的影響。對大多數植物來說,紅光讓植物長得快,而且會誘導開花;藍光則是抑制徒長,讓植物比較緊湊,並且促進花青素形成。所以光譜比例不同的燈會帶給植物不同的效果,想要快點開花就紅光比例高一點,想要葉片發色就藍光比例多一點。

照度

種植植物的照度不能太暗也不能太亮,必須介於補償點和飽和點之間:

  • 補償點 (照度下限):在這個照度下,光合作用固碳效率等於呼吸作用排碳效率;超過補償點,植物才會生長。
  • 飽和點 (照度上限):在這個照度下,光合作用效率達到天花板;超過補償點效率反而下降甚至曬傷。

測量照度最常用的單位是 Lux,指肉眼感知的亮度。然而光合作用所需要的光和肉眼感知的光略有不同,理論上要使用 PPFD 比較精確,PPFD 指單位面積下每秒接受波長 400-700nm 的光子量。但 PPFD 測量儀很貴,通常都要好幾千甚至破萬,而 Lux 測量儀只要幾百元,所以大家普遍還是透過測量 Lux 後粗略換算成 PPFD:

  • 日光、全光譜植物燈:56 Lux = 1 PPFD
  • 家用白光 LED:70 Lux = 1 PPFD
  • 紅藍光植物燈:15 Lux = 1 PPFD,這個換算比例僅供參考,還是要以廠商數據為主

以火鶴為例,建議補償點 80 PPFD、飽和點 400 PPFD,如果今天在日光下種植,那麼照度就要落在 4480-22400 Lux。這也是為何有些人會疑惑「一樣的 Lux,為什麼別人長那麼快,我的卻生長停滯?」因為可能別人是紅藍光植物燈,而你是家用白光 LED。

照時

如果使用植物燈養護,我們還可以調整每日照時,而計算照時必須再導入一個概念「日光積分 DLI」。DLI 是指單位面積下每天可以吃到的光子量,植物吃太少光會長不大、吃太多光會曬傷,DLI 和 PPFD 可以由下面這個公式換算:

DLI = PPFD x 每日照時 x 0.0036

透過這個公式,我們就可以算出合適的照時。以火鶴為例,DLI 建議落在 4-6,如果種在 PPFD 100 的環境,照時就會大約落在 11-17小時。有一個需要注意的地方是,大部分植物每日照時最多 16-18 小時,也就是至少要有 6-8 小時不照光。

實際應用

了解上面這幾個概念後,我們可以透過三個步驟設定環境中的光照參數:

  • 找出植物的照度補償點和飽和點,並設定照度。
  • 確認光譜成分,使用相對應的比例來換算 Lux 和 PPFD。自然光和全光譜植物燈 56 Lux = 1 PPFD,家用白光 LED 70 Lux = 1 PPFD,紅藍光植物燈 15 Lux = 1 PPFD。
  • 找出植物的 DLI 建議數值,並使用 DLI 公式推導出每日照時。

以全光譜植物燈種火鶴為例:一般來說火鶴屬的 DLI 是 4-6、照度補償點是 80 PPFD、飽和點是 400 PPFD,全光譜植物燈是 56 Lux = 1 PPFD。因此不論是 5000 Lux 照射 16 小時,或是 10000 Lux 照射 8 小時,DLI 都是 5.2 左右,如此植物既不會曬傷,也不會生長停滯。

經驗上來說小苗普遍比較耐陰,DLI 設定 3-4 就夠了。另外有些品種天生耐陰,就算長大成株 DLI 也維持 3-4 即可,不用特別再往上加,例如德雷斯、庫納。

黑暗的重要性

光照對植物固然重要,但黑暗也同樣重要。植物進入黑暗前她們會事先準備好適量的澱粉存糧,進入黑暗後慢慢消耗這些存糧並加速清除光合作用產生的自由基。規律的光暗循環對她們來說是環境穩定的訊號,很多植物接受到這個訊號後才會開花繁殖。

如果光暗循環被破壞,她們會一時之間不知道如何調整「澱粉存糧與消耗」的步調,同時清除自由基的節奏也被打亂,導致長勢變慢、葉片出現曬傷或不會開花,因此多數植物建議至少 6-8 小時不照光。只有少數植物對黑暗需求不高,可以 24 小時連續照光,例如有鹿角蕨玩家為了刺激白毛生長會採取連續照光的策略。


光照其實相當複雜,除了前面說的內容之外還有很多細節可以微調。有些進階玩家為了追求大量花青素,會刻意買藍光成分偏高、甚至加入極少量紫外光的植物燈,也有些人會採取高照度但短照時的策略;或是有些人希望兼顧花青素和葉綠素,讓葉片極致發黑,會採取低照度、長照時且藍光成分偏高的策略。不同光照配方,會讓葉片產生不同表現,長勢、開花速度也不同。

想找到適合自己的光照配方,可以從記錄光照與植株狀態開始。讓數據提供方向,讓一片片新葉帶來回饋,慢慢把「明亮散射光」這句模糊的建議,變成符合自己環境與栽培目標的具體設定。