每日光积分计算器 - 植物生长的DLI
每日光积分计算器根据光合有效辐射光子通量密度(PPFD)数值和每日光照持续时长,计算植物在一天内实际接收到的总光量,即每日光积分DLI,结果以摩尔每平方米每天(mol/m²/day)为单位显示,适用于室内种植、家庭花园和商业温室根据不同植物需求优化补光方案,帮助提升产量和节能效果。
每日光积分(DLI)计算器
文档
什么是每日光积分?
每日光积分(DLI)是植物在一天内接收到的、可用于光合作用的光的总量。它以 mol/m²/day 为单位表示,意思是每天落在每平方米叶片表面上的光粒子(光子)的摩尔数。DLI 综合了两项因素:光线的亮度和持续时间。植物在中等光照下接受许多小时的光照,可能与植物在强光下接受少数几小时的光照获得相同的 DLI。
种植者使用 DLI,是因为单次亮度读数本身说明不了太多问题。两个房间在人眼看来可能同样明亮,但由于这种亮度持续的小时数不同,植物实际获得的可用光量可能差异很大。
如何计算每日光积分
DLI 根据两项测量值计算:
- PPFD(光合光子通量密度):每秒到达每平方米表面的光子数,单位为 µmol/m²/s(每平方米每秒的微摩尔数)。
- 光周期:植物一天内接受光照的小时数。
DLI 公式
其中,D 是每日光积分,单位为摩尔/平方米/天;P 是光合光子通量密度(PPFD),单位为微摩尔/平方米/秒;t 是光周期,单位为小时。
3,600 用于将小时转换为秒,除以 1,000,000 则用于将微摩尔转换为摩尔。
算例
一株植物在测得光照强度为 500 µmol/m²/s 的灯光下生长,每天接受 12 小时的光照。
DLI = 500 × 12 × 3,600 ÷ 1,000,000 = 21,600,000 ÷ 1,000,000 = 21.6 mol/平方米/天。
另一个例子是:PPFD 为 200 µmol/m²/s、每天持续 16 小时,可得 200 × 16 × 3,600 ÷ 1,000,000 = 11.52 mol/m²/day,四舍五入为 11.5。
PPFD 和光周期在实际应用中意味着什么?
PPFD 通常用指向植物冠层的量子光传感器测量。中午时,直射室外阳光可达到约 2,000 µmol/m²/s,而昏暗的室内位置可能只有约 50–100 µmol/m²/s。光周期就是光源每天开启的小时数,无论光线来自太阳还是植物生长灯。
由于 DLI 是这两个数值的乘积,相同的 DLI 值可以由不同的组合产生。短时间的强光和较长时间的弱光可能累积出相同的每日总量,不过植物对这两种情况的反应并不总是相同。
植物的 DLI 水平
| 类别 | DLI 范围(mol/m²/day) | 典型植物 |
|---|---|---|
| 低光照 | 低于 8 | 蕨类植物、白鹤芋、虎尾兰 |
| 中等光照 | 8 至 16 | 喜林芋、绿萝、许多开花室内植物 |
| 高光照 | 16 至 25 | 多肉植物、仙人掌、许多蔬菜作物 |
| 极高光照 | 25 及以上 | 全日照作物和大多数食用植物 |
每个区间包括其下限,并在下一个数值之前停止。DLI 为 恰好达到 16 时属于高光,恰好达到 25 时属于极高光。
处于适宜范围以下的植物往往生长缓慢、向光源徒长,或无法开花。远高于适宜范围的植物,叶片可能出现褪色或灼伤。
如何使用每日光积分计算器
输入光度计读出的 PPFD,或植物生长灯规格中给出的 PPFD,然后输入光周期,即灯光每天运行的小时数。计算器会将这些数值相乘,并以 mol/m²/day 为单位显示 DLI,同时显示结果所属的四种光照类别之一。PPFD 必须大于或等于零,光周期必须介于 0 和 24 小时之间。
DLI 为什么对植物种植很重要
室内园艺者使用 DLI 来确认植物是否处在真正适合生长的位置,而不是凭肉眼判断某处是否明亮。对人来说看起来明亮的窗边,仍可能提供较低的 DLI,因为窗玻璃、植物与玻璃之间的距离以及窗户朝向都会减少植物接收到的光。
温室和室内农场的经营者会跟踪 DLI,以规划补充照明。当自然光不足以达到作物的目标 DLI 时,尤其是在冬季,种植者会增加电灯照明来补足差额。苗圃也会利用 DLI 目标安排开花时间,因为有些作物(如一品红)需要达到最低 DLI,才能在指定日期前正常发育。
常见问题
室内植物适宜的 DLI 是多少? 大多数常见室内植物在 8 至 16 mol/平方米/天的范围内生长良好。开花和结果植物通常需要更高的数值,往往为 16 mol/平方米/天或更高。
DLI 与 PPFD 有何不同? PPFD 是某一时刻光照强度的瞬时测量值。DLI 是植物一整天接收的总光量,将光照强度与光照时长结合起来。
植物接收的 DLI 会不会过高? 会。每个物种都有一个上限,超过该上限后,光合作用不再增强,叶片还可能受损。耐阴植物在远低于全日照作物的 DLI 值下就会出现损伤。
云层或窗玻璃会影响 DLI 吗? 会。云层会减少室外阳光,窗玻璃通常也会阻挡部分透过的光线。在同一时间,窗边室内的 DLI 通常低于室外 DLI。
室内种植者如何提高 DLI? 将植物移到明亮的窗户附近、清洁窗玻璃、增加反光表面,或延长植物生长灯的照明时间,都可以提高植物接收的 DLI。
DLI 能预测植物何时开花吗? 光周期,即光照时段的长度,会控制许多物种的开花触发因素。DLI 则预测植物开始开花后的总体生长速度、茎秆强度以及果实或花朵的数量。
参考文献
- Faust, J. E. 和 Logan, J.(2018)。《每日光积分:研究综述及美国高分辨率地图》。《HortScience》,53(9),1250–1257。
- Torres, A. P. 和 Lopez, R. G.(2012)。《在温室中测量每日光积分》。Purdue Extension,HO-238-W。