在最佳化溫室或垂直農場中栽培作物生長的最重要考慮因素可能就是光線照明。關於栽種作物的特定光譜有幾個迷思，更具體地說，指的是白光、綠光或廣譜光的照明。本文是採訪飛利浦園藝植物專家團隊經理 Signify 的 Esther de Beer 的系列文章中的第二篇。在這次採訪中，我們提出了一個問題：您需要「白」光才能種出更好的作物嗎？

想知道我們採訪 Esther 的第一篇報導文章中她如何回答綠光是否能深入植冠的問題嗎？閱讀這裡。

在談到植物的光時，我們經常區分四種基本顏色：藍光 (400-499nm)、綠光 (500-599nm)、紅光 (600-699nm) 和遠紅光 (700-799nm)。紫光實際上是紅光和藍光的組合。基本上，在紅光/藍光中加入夠多的綠光時，就會得到白光。因此，我們將重點討論您是否需要 綠光 才能種出更好的作物。

根據第一次訪問，我們知道植物冠層吸收藍光、紅光和綠光的程度相同，只有遠紅光的吸收明顯減少。但是，所有這些顏色光線都同樣用於生長嗎？

1970 年代初期，McCree 曾經針對多種植物，測量光波長對於光合效率的作用。這些數據顯示了植物之間存在極大共通性，並且已算出平均值，並畫出現在我們所稱的「McCree 曲線」，如下面圖 1。 

圖 1 McCree 曲線：光波長對於光合效率的作用

從這個曲線可看出綠光用於光合作用，但與紅光相比時效率較低。自這項早期工作以來，許多研究人員發現了類似的結果。[Hogewoning 2012, Paradiso 2011]

對於植物的整體生長，不僅光合作用過程很重要，其他過程也很重要，例如影響作物形狀的過程。因此，實際應用時，應該要衡量整體作物生長情況，而不只著重於光合作用。

我們發現幾種作物的實際種植鮮重在 沒有 綠光時明顯較高。然而，對於其他作物，綠光照量對鮮重沒有影響。此外，我們發現，在控制作物形狀方面，藍光和遠紅光比綠光影響更大。讓我分享一些研究中所發現的例子。

在飛利浦 GrowWise 中心，我們進行了一項試驗，我們以 0% 和 20% 綠光的兩種光譜，種植了 8 個 RijkZwaan Salanova 生菜品種，並且以相同光通量和百分比的藍光進行照射。下圖顯示了這些作物的相對鮮重，同時我們比較了 0% 綠光和 20% 綠光兩種光譜的各個生長情況。 

圖 2 在沒有綠光的情況下，生菜品種的鮮重顯著增加

如圖所示，並非所有生菜品種的反應都相同。有兩個品種 (RZ1 和 RZ2) 在 20% 綠光的光譜下長得稍微更好。然而，在沒有綠光的情況下，大多數品種的鮮重明顯更高 (RZ8 的鮮重甚至高達 20%)。

在 Snowden 所做的一項廣泛學術研究中，證實了綠光對作物生長的微小影響，他比較了 8 種不同光譜成分下 7 種不同植物的生長： 「與藍光下的顯著影響相比，從 0% 到 30% 綠光遞增的不同光譜，搭配低 PPF 或高 PPF 時的生長、葉面積和淨同化影響相對較小」.[Snowden 2016]

第二個例子則是根據我們自己的藥用大麻研究試驗結果。在該試驗中，兩種不同的栽培品種在三種不同的光譜下生長，分別為 0%、6% 和 36% 的綠光，並同時施加補充光 (600 µmol/m²/s)。在這裡，我們不僅看花重，還觀察作物的品質。

圖 3 右側圖表顯示了兩個不同品種的乾花重量，而左側則顯示活性化合物的百分比，這是決定藥用大麻產品品質的關鍵因素。 

圖 3 從兩種大麻品種的大麻鹼百分比 (左) 和花朵乾重 (右) 比率觀察綠色光百分比 (0–6–36%) 的功能。

右圖顯示所有三個光譜的乾重保持不變，再次證實綠光的量對於生長幾乎沒有影響。 然而，當綠光含量增加時，活性化合物顯著減少。 由於這些作物的栽種目的就是要獲得這些藥用化合物，因此農民偏愛使用包含很少或不含綠光的光譜。

總結：在我們的研究中，我們發現不同的作物需要不同的光譜才能達到最佳生長。 然而，在大多數情況下，加入超過幾個百分比的綠光沒有任何好處。無論是為了產量還是為了品質。

我們必須在這裡進一步澄清；以上各個結果都是比較相同光通量下的產量，說明作物使用光能的情況。然而，他們沒有考慮到產生這種光需要多少電力。由於功率差異極大 (mmol/Joule)，勢必會對總能耗量產生巨大影響。 

與藍光和綠光 LED 相比，紅光 LED 每電瓦提供較多光子 (μmol/W)。

我們的研究表明，與包含約 40% 綠光的「類日光」光譜相比，包含大約 6% 綠光的光譜可以讓人們清楚識別顏色，節能可提高 30%。    

在 Signify，我們希望為最終客戶提供最佳照明解決方案，以最永續的方式種植農作物。綠光的效率遠低於藍光和紅光 LED。大多數照明應用只能考慮有限量的綠光，因為人們只需要少量的綠光就可以清楚識別顏色，而且作物不需要大量的綠光就能長得很好。

參考文獻：

Hogewoning S.W., Wientjes E., Douwstra P., Trouwborst G., Van Ieperen W., Croce R.  and Harbinson J., 2012.
Photosynthetic Quantum Yield Dynamics: From photosystems to Leaves. The Plant Cell 24: 1921-1935.
Paradiso, R., Meinen, E., Snel, J.F.H., De Visser, P.H.B, Van Ieperen, W., Hogewoning, S.W., Marcelis, L.F.M., 2011.
Spectral dependence of photosynthesis and light absorptance in single leaves and canopy in rose. Scientia Horticulturae 127: 548-554.
McCree, K.J., 1972.
The action spectrum, absorptance and quantum yield of photosynthesis in crop plants. Agricultural Meteorology 9: 191-216.
Snowden, M.C., Cope, K.R, Bugbee, B., 2016
Sensitivity of seven diverse species to blue and green light: interactions with photon flux. Plos One 11(10): e0163121. Doi: 10.1371/journal.pone.0163121