PAR、PPF、PPFD 和 DLI——每个LED 种植者都应该知道的术语

2025-11-27 16:55:13 148

PAR（Photosynthetically Active Radiation）指的是植物用来进行光合作用的辐射光谱有效范围。它不是英尺、英寸或公斤等测量单位或“公制”。PAR并不代表光强度，而是指植物光合作用中活跃的光波段范围。PAR的单位通常以μmol·m⁻²·s⁻¹表示，表示单位时间内每平方米接收到的光子数量。通过光合作用，植物将光能转化为化学能，这是它们生长和繁衍所需的养分。

有趣的是，植物使用的光谱部分与人眼可见的光谱部分大致相同，但我们认为最亮的波长（即绿光）并不是光合作用最有效的波长。众所周知，有些光（如蜡烛发出的光）是人眼可见的，而有些光（如红外线）则不是。科学家根据“波长”来定义不同类型的光。这些不同的波长构成了电磁辐射“光谱”。该光谱包括X射线、无线电波和红外光（人眼均不可见）以及我们可以看到的光，例如阳光以及红色或蓝色LED发出的光。

PAR是电磁辐射光谱（光）的一部分，有助于植物和藻类激活光合作用——它不是一种测量值。真正重要的是PPF、PPFD和DLI。

光合光通量PPF（Photosynthetic Photon Flux）是指单位时间内植物可以接受到的光源发出的总光子流量，其单位通常以μmol·s⁻¹表示。PPF反映的是一段时间内光能总量，也可以作为量化PAR的一种方式。

PPF衡量了光源的强度，决定了植物在一定光照条件下的最大光合速率。当植物暴露于较高的PPF下时，光合作用的速率也会增加，直到达到某一限制。

光合光子通量密度PPFD（Photosynthetic Photon Flux Density）是指单位面积上每秒钟传递到植物表面或叶片的光子流量，单位通常以μmol·m⁻²·s⁻¹表示。它代表了光合有效辐射（PAR）在空间中的分布情况，直接影响植物光合作用的效率。

PPFD是衡量植物生长环境中实际可用于光合作用的光照强度的重要参数。较高的PPFD值表示植物接收到更多的光能，有利于促进光合作用，增加生物量和产量。

日照积分DLI（Daily Light Integral）是指单位时间（通常是24小时）内植物接收到的光合有效辐射的总量，表示一天内所有光合光子流的累积。DLI的单位为mol·m⁻²·d⁻¹，综合了光照的强度和持续时间。

DLI是衡量植物光合资源总量的关键参数，能够反映植物光合作用的长期光照强度。DLI值较高意味着植物能够在一天内吸收到更多的光能，促进生长和产量的提高。这是一个重要的指标，不同类型的植物需要不同的DLI才能实现最佳生长。从太阳接收的DLI因纬度、季节、天气条件和温室传输效率等多种因素而变化，因此温室中的种植者通常计算DLI来选择适宜的人工光源来满足作物需求。

以上参数对植物的影响：

植物的光合作用速度直接受光照强度影响。PPFD增高时，光合作用速率增加，直到达到光合饱和点（即不再随着PPFD的增加而增加）。当光照强度超过某一临界值时，光合作用的效率可能下降（如光抑制效应）。

DLI对植物的生长和发育具有重要意义。DLI较高的环境可以促进植物的快速生长，提高产量，而较低的DLI则会限制植物的光合作用和生长速度。

在温室、植物工厂等受控环境中，光照条件的优化是提高作物生产效率的关键。通过调节人工光源的PPF和PPFD，以及通过调整日照周期和延长光照时长，可以有效调节DLI，以满足不同植物的光照需求，促进光合作用和作物生长。

PAR、PPF、PPFD和DLI等参数是研究植物光照环境的核心指标。它们能够帮助科学家和农业生产者优化光照条件，提高光合作用效率，进而促进作物生长和提高产量。在植物工厂、温室及光伏农业等现代农业环境中，合理调控这些参数对植物的生长至关重要。

产量光子通量YPF（Yield Photon Flux）是描述单位时间内植物通过光合反应产生生物量（或作物产量）所需的光子流量的一个参数。它与光合光子通量（PPF）和光合光子通量密度（PPFD）等其他光照参数密切相关。它表示的是特定光照强度下，植物能够有效利用光能进行光合作用并转化为有机物（如糖、淀粉、蛋白质等）的能力。简单来说，YPF反映了每个传递给植物的光子能生产多少产量，YPF的单位通常为g·mol⁻¹或kg·mol⁻¹。

产量光子通量是量化PAR的另一种方法。它与PPF的不同之处在于，PPF对所有波长都赋予同等权重，而YPF的权重则反映了植物吸收的光子如何根据其波长（350-750nm）产生不同的光合作用量。这种权重基于KJ McCree撰写的一篇研究论文，他制作了一张图表，展示了不同波长在被吸收后对光合作用的驱动效果如何相当（光合响应图*）。照明公司如何使用这张图表以及YPF的测量精度如何受到批评，因此许多公司不计算YPF。