光作为环境信号作用于植物，是影响植物生长发育的众多外界环境条件（光、温度、水、CO₂、矿物质等）中最为重要的。其重要性不仅表现为光合作用对植物体建成的作用，光还是植物生长发育过程中的重要调节因子，贯穿植物体后期生长发育的整个过程。

实验室植物生长箱通过不同的灯来模拟不同光照，常见的有传统白炽灯、荧光灯、LED灯、金属卤素灯等。

▲ 蓝光、红光、远红光光谱图

衡量植物生长灯光照强度通常使用的单位是μmoles/m2/s，即光量子通量密度，一般用来测量光合有效辐射。太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量称为光合有效辐射，即Photosynthetically Active Radiation，简称PAR。它是形成生物量的基本能源，直接影响着植物的生长、发育、产量和产品质量。PAR有三种计量系统：

1、光学系统，用光照度（lux）来度量，这种系统是以人眼对亮度的响应特征为基础的。

2、能量学系统，用某一特征波长范围内即光合有效波段内的辐射通量密度（Wm-2）来度量。

3、量子学系统，用光量子通量密度（μmoles/m2/s）来度量，太阳直接辐射光量子通量的气候学计算方法。

2、荧光灯：也叫日光灯，是一种较常见的植物生长灯，其中使用最多的是冷白荧光灯。传统型荧光灯即低压汞灯，是利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线，从而使荧光粉发出可见光的原理发光，因此它属于低气压弧光放电光源。普通荧光灯管涂卤素荧光粉，填充氩气、氪氩混合气体。相比白炽灯，发热量小很多，发光效率高很多，使用寿命高于白炽灯、低于LED灯，约15000小时；但是荧光灯管显色性能较低，光谱分布非常不均，远远小于太阳光，不属于高效节能电光源。荧光灯的光照强度组合可以达到200~450μmoles/m2/s，适合组织培养、拟南芥研究等应用。

▲ 一种冷白荧光灯的光谱图和应用

3、LED灯：其中使用最广泛的是白色LED灯，用于模拟太阳光照。相对于荧光灯，白色LED灯具有更全的光谱范围，且发热量更小，光照强度也要高一些，组合可达到200~1000μmoles/m2s甚至更高的光照强度。此外，白色LED灯的能耗仅为白炽灯的1/10，寿命可达5万小时以上，抗震性也较好，而且不含铅汞等，绿色环保。

当前的技术可以使LED灯发出白、红、黄、蓝、绿、青、橙、紫等多种颜色。而在植物培养领域使用的除了白色，还有红、绿、蓝和远红等LED光源。其中：

• 蓝光（400~500 nm），可增强光合作用和叶绿素的合成，防止植物徒长，另一方面抑制植物根茎细胞和器官的伸长，比较适合多肉植物、茎叶类，所有植物小苗育苗，铁皮石斛植物使用。
• 红光（600~700 nm），促进植物生长、发芽、开花、结果，在植物增色中起着主导作用，促进植物光和作用，更适合花卉、果实、菜温室补光。
• 远红光（700~800 nm），用LEDs补充远红辐射（发射峰734nm）使花色素苷、类胡萝卜素和叶绿素含量降低，而使植株鲜重、干重、茎长、叶长和叶宽增加。补加FR对生长的促进作用可能是由于叶面积增加而导致的对光吸收的增加。低R/FR条件下生长的拟南芥比高R/FR下生长的植物叶片大而厚、生物质数量大，冷适应能力强。不同比例的R/FR还可以改变植物的抗盐性。

▲ 一种白色LED灯光谱图和应用

4、高性能LED灯：高性能LED灯的光照强度相对于一般白色管状LED灯要更高。国际上高性能LED灯使用较多的是芬兰的Valoya。不同数量的Valoya LED灯组合方案可实现不同的光照强度，从300、600到800~1200μmoles/m2/s，甚至更高的光照强度。

5、陶瓷金卤灯：比传统卤素灯光效高30%以上，光衰慢，照明效果持久，寿命可达20000小时。与高压钠灯相比节能10%，比传统卤素灯节能70%，比汞灯节能150%。具有更高的光照强度可达600~1100μmoles/m2s，发热量也较大，需安装在单独冷却的玻璃灯罩内，由独立通风口排除热量，以保证生长区域气候条件稳定。适合小麦、玉米、水稻、棉花、大豆、咖啡、软木等各种常见的需要高光强的大型植物。

▲ 陶瓷金卤灯的光谱图和应用

      ▲ 隔板式                  ▲ 内腔                       ▲ 门上