室内草莓需要多少光?DLI、光周期与远红光的实用设定
草莓是少数能在室内货架上种到采收的果类作物,也是对光照最不宽容的作物之一。室内种植结果不理想,多数时候不是缺营养或 CO2,而是在花穗坐果那几周缺光子。
本文说明几个光量指标到底指什么、如何把灯具时间表换算成日光积分(DLI),以及哪些参数随品种而变。每个数字都写明成立条件——没有灯距和光周期的 PPFD 数值,不能当作规格使用。
室内草莓真正需要的是什么
草莓是矮生的莲座型植株,冠层很薄。这对布光有两点影响:其一,灯到叶片的距离短,挂高稍有变化,光强变化就很剧烈;其二,果实长在冠层内部而不是冠层之上,照到顶部叶片的光子 并不会自动落到花穗上。
三个量必须分清,它们不能互相替代:
- PPFD(µmol/m²/s)——某一时刻、某一点的光子通量密度。
- DLI(mol/m²/d)——PPFD 在整个光周期上的积分,真正与生长和产量挂钩的量。
- 光周期(小时)——光照时长,对草莓同时是开花信号。
先看 PPFD 与 DLI,而不是瓦数
灯具功率只决定电表怎么转,不决定植株拿到多少光。换算其实只是算术:
系数 0.0036 来自「每小时 3600 秒 ÷ 每摩尔 100 万微摩尔」。下表把它套用到货架式安装的常见组合上,测量条件是探头置于冠层高度、位于灯具正下方。
| 冠层 PPFD(µmol/m²/s) | 12 小时 | 14 小时 | 16 小时 | 18 小时 |
|---|---|---|---|---|
| 150 | 6.5 | 7.6 | 8.6 | 9.7 |
| 200 | 8.6 | 10.1 | 11.5 | 13.0 |
| 250 | 10.8 | 12.6 | 14.4 | 16.2 |
| 300 | 13.0 | 15.1 | 17.3 | 19.4 |
| 400 | 17.3 | 20.2 | 23.0 | 25.9 |
作为规划参考,室内草莓通常分两个区间运行:缓苗与长叶阶段约 10–14 mol/m²/d,开花坐果阶段约 17–25 mol/m²/d。这是业界常用的工作经验区间,不是公开标准,前提是植株健康、CO2 充足、冠层温度在 20 多度。已经光饱和的作物不会因为提高设定值而增产,被根区或湿度问题限制的作物也不会因为加光而改善。
注意表格的含义:300 µmol/m²/s 跑 12 小时,与 200 µmol/m²/s 跑 18 小时,日累积量接近。两者之间的取舍,是关于热负荷、电价时段和光周期生理的决定,不是关于效率的决定。
光周期:你种的是哪一类草莓
品种之间「日照长度如何驱动开花」差别很大,光周期必须跟着品种走,不能套通用配方。
- 短日型(六月结)在日照变短、气温下降时花芽分化;长日与高温则把它推向匍匐茎而不是花穗。
- 日中性型在较宽的温度范围内不受日照长度限制即可开花,因此成为室内与拱棚生产的主力。
- 四季型介于两者之间,对日照与温度都有响应。
光质会与这套机制相互作用。《HortScience》一项针对短日型品种的研究发现,即使在长日条件下,加入红光仍会改变开花表现——说明对光周期敏感的作物,光谱不是中性变量。《美国园艺学会杂志》关于摘花与摘匍匐茎时长的研究,则说明营养生长与结果的平衡会怎样影响后期产量,而这正是种植者每周真正在调的那个杠杆。
在纯人工光下,日中性型常用 14–16 小时光周期。低于约 12 小时,一天里为黑暗付的钱多于为光子付的钱;高于约 18 小时,边际收益趋平,植株受胁迫的风险上升。
光谱:红光、蓝光与远红光的位置
对果类作物,光谱之争常被夸大。宽谱白光或以红光为主、带少量蓝光的配方都能种草莓;同等光效的合格灯具之间的差异,远小于「光照够」与「光照不够」之间的差异。把光谱当微调项,而不是首要决策。
远红光(700–750 nm)是值得关注的例外,因为它直接改变株型而不是光合本身。加远红光往往使叶片和节间变大:在矮货架上可以改善冠层内部截光,在层距紧张的垂直农场里却可能长出超出层高的植株。若要试验,一次只改一个变量,光周期保持不变。
热、湿与光照时间表
光和热是同一笔采购。送到冠层的每一瓦最终都变成热,无论它以光子还是以驱动损耗的形式到达,密闭房间都必须把它排掉。两条实务推论:
- 把光照时段安排在房间最容易降温的时段,并在光周期结束时(而不是刚开始、墙体还冷的时候)确认降温设定点达到。
- 测冠层温度,不要只测房间气温。高 PPFD 下茂密的草莓冠层,可能比回风口传感器读数高出好几度。
开花期是最敏感的窗口。开花前后冠层温度持续高于约 28 °C,是坐果不良的常见原因,却常被误判为授粉或营养问题。若为了 DLI 而强行拉长时间表,第一个要问的是房间能不能压住这个温度,而不是灯具能不能给出这个光强。
一套简单的调试验收流程
- 测网格,不测单点。沿台面取 9 个读数——中心、四边中点、四角——探头置于冠层高度并与地面平行。
- 比较灯具前先固定挂高。PPFD 与距离的平方成反比,距离翻倍读数降到四分之一。矮台面上 30 cm 的变化,就是 DLI 的大变化。
- 记录日期与调光档位。输出会逐年缓慢衰减, commissioning 记录是日后判断「灯衰减了」还是「作物变了」的唯一依据。
- 补弱区,不要整体拉高。如果边角读数比中心低 25%,就在边缘加一条灯或缩小种植面积;为了抬边角而整体提高设定,会让中心过载。
- 每茬结束后复测。擦净透镜、清掉散热器积尘,能找回任何时间表都换不回来的输出。
症状与通常的成因
| 症状 | 需排除的光照成因 | 先查什么 |
|---|---|---|
| 叶片发浅发平、叶柄拉长、花穗少 | 连续数周 DLI 低于缓苗区间 | 冠层 PPFD 网格,再看时长 |
| 能开花但坐果差 | 花期冠层高温,而非光量不足 | 光周期中段的冠层温度 |
| 果实转色不均、一侧发白 | 光分布不均或只有单侧光源 | 边角与中心读数对比;转动台面 |
| 叶片正常但果小 | 光照足够,同化产物受别处限制 | CO2、灌溉、根区温度 |
| 顶部叶片漂白或叶缘焦脆 | 灯具过近,或窄光束形成热点 | 挂高与光束均匀度 |
关于发布者
XineLam(欣兰照明)拥有 17 年 LED 照明行业经验,持有 300+ 项专利(中国及海外)。公司为温室、垂直农场与实验种植间提供植物照明灯具,同时延续自成立以来的建筑与工业照明产品线。文中灯具参数依据公开规格;作物目标以区间给出,因为其取决于品种、气候与商品等级。
常见问题
室内草莓需要多少 PPFD?
开花坐果期可按冠层高度 250–400 µmol/m²/s、每天 14–16 小时规划,对应约 12.6–23 mol/m²/d;缓苗期可以更低。测量要取冠层高度的网格而不是单点,因为矮台面的光强梯度很陡。
每天只给 12 小时光,能种草莓吗?
日中性品种可以,但日累积量下降很快:300 µmol/m²/s 跑 12 小时只有 13 mol/m²/d,处于坐果目标的下限。短日型品种反而可能受益于较短日照以促进花芽分化,而长日会把它推向匍匐茎。
远红光对室内草莓有帮助吗?
它改变的是株型而非光合效率:叶片与节间变大,在低冠层里可能改善截光,但也可能超出层高。建议作为单独试验,光周期保持不变,用坐果率与等级来评价,而不是看叶片大小。
草莓开花了却不坐果,是什么原因?
先查冠层温度。开花期持续高温比光量不足更常导致坐果差,而且容易被忽略——高 PPFD 下房间气温可能比冠层低好几度。其次再查授粉与湿度。
参考资料
- U.S. Department of Energy, LED Basics (useful life defined as hours to 70% of initial light output) — https://www.energy.gov/cmei/ssl/led-basics
- HortScience 43(7): Red light affects flowering under long days in a short-day strawberry cultivar — https://journals.ashs.org/downloadpdf/view/journals/hortsci/43/7/article-p2245.pdf
- Journal of the American Society for Horticultural Science 113(2): Effects of duration of flower and runner removal on strawberry — https://journals.ashs.org/downloadpdf/view/journals/jashs/113/2/article-p185.pdf
- DesignLights Consortium, Horticultural Lighting Resources: Application and Design — https://designlights.org/wp-content/uploads/2021/02/DLC_Horticultural-Lighting-Resources_Application-Design.pdf