在日常生活中，不少人喜歡養(yǎng)植物，甚至想讓植物快速成長、開花。我們都聽過拔苗助長的故事，講述的是一位古代宋人為了使自己田地里的禾苗長得更快，便將禾苗往上拔，結(jié)果禾苗反而快速地枯萎了。放下目前生物化學中常用的助長方式不說，實際上，我們可以用另一種方式幫助植物快速生長。筆者制作了一個可以幫助植物生長的LED 燈，并做了個小實驗，我們一起看看過程吧。

植物生長燈是種特殊的燈具，依照植物生長規(guī)律必須需要太陽光，而植物生長燈就是利用太陽光的原理，燈光代替太陽光給植物生長發(fā)育環(huán)境的一種燈具。 　　經(jīng)過應用測試，植物燈的波長非常適合植物的生長，開花，結(jié)果。一般室內(nèi)植物花卉，會隨著時間而長勢越來越差，主要原因就是缺少光的照射，通過適合植物所需光譜的LED燈照射，不僅可以促進其生長，而且還可以延長花期，提高花的品質(zhì)。而把這種高效光源系統(tǒng)應用到大棚、溫室等設施等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，一方面可以解決日照不足導致番茄、黃瓜等大棚蔬菜口感下降的弊端，另一方面還可以使冬季大棚茄果類蔬菜提前到春節(jié)前后上市，從而達到反季節(jié)培植的目的。

1，作為補充光照，在一天的任何時間都可以增強光照，可以延長有效照明時間。

2，無論在黃昏或是夜晚，可以有效延長和科學控制植物所需要的光照。

3，在溫室或植物實驗室，可完全替代自然光，促進植物生長。

4，徹底解決育苗階段看天吃飯的情況，完全根據(jù)苗株交貨期來合理安排時間。

自制植物生長燈的步驟：

1. 高效率的把電能轉(zhuǎn)換成輻射能

2. 在光合作用的有效范圍內(nèi)達到高輻射強度，尤其是低紅外線輻射（熱輻射）

3. 燈泡的放射光譜符合植物的生理要求，尤其是處于光合作用的有效光譜區(qū)。

比較強度處于光合作用有效區(qū)，水平放射的各種人造光源中，鈉燈的能量轉(zhuǎn)化效果是水銀燈的兩倍高。鈉燈是溫室里影響植物光合作用，正確的生長的最有效的光源。管狀鈉燈能達到150lm/w的高光效輻射，是目前對各種農(nóng)作物的生長最有利的選擇。增加在陶瓷弧光管中的鈉蒸汽壓力能擴大藍光和紅光的光譜，這正是所追求的高范圍波長。

在應用與園藝產(chǎn)品的高壓鈉燈中，我們推薦PLANTASTAR（OSRAM）， SON-T AGRO （PHILIPS）， LUCALOX XO（GE）。他們的區(qū)別在于提高更高的0-40%藍光范圍，激活植物的葉綠素。為了取得最高的放射能，所有的鈉燈在燈罩里側(cè)裝上反射層。

而目前國內(nèi)多數(shù)工廠普遍把作為路燈的鈉燈當場植物用鈉燈使用，出口，給廣大用戶造成了不少的損失。 光環(huán)境是植物生長發(fā)育不可缺少的重要物理環(huán)境因素之一，通過光質(zhì)調(diào)節(jié)，控制植株形態(tài)建成是設施栽培領(lǐng)域的一項重要技術(shù)。

“拔”苗助長：自制植物生長燈

我們知道，植物的生長離不開陽光、空氣、溫度、水分，尤其是陽光條件。它中細分起來，又有很多要求，比如光照強度、光周期、光質(zhì)其中光周期指的是一天中光照和黑暗的交替規(guī)律。光周期除了能誘導植物開花外，還影響植物花莖的伸長、塊根和塊莖的形成、芽的休眠和葉片的脫落等。光質(zhì)指的是不同波長的光對植物生長有不同的影響。比如，短波的藍紫光有抑制植物生長的作用，紫外光的抑制作用更顯著，它可以使植物矮化。所以，在育苗時我們常采用淺藍色的塑料薄膜覆蓋，它能透過紫外光，抑制植物徒長，與無色薄膜相比，淺藍色的薄膜可以讓幼苗生長得更健壯。

那么，用光質(zhì)適合植物生長的光來增加光周期，就會促進植物的生長。圖1所示的這種LED燈珠的波長為400~840nm.是一種能滿足植物光合作用所需光照條件的人造光源。筆者查資料發(fā)現(xiàn)： 其中420~ 500nm的光波，葉綠素與類胡蘿卜素吸收比例最大，對光合作用的影響也最大，620~ 750nm光波，葉綠素的吸收率“高”對光合作用與光周期效應有顯著影響。筆者想用這種LED增加植物的光周期，來促進植物的生長。

硬件設計

筆者設計的電路如圖2所示，電路分為4 個部分。

第一部分是電源部分。電源模塊1C3如圖3所示，輸入電壓為100-240V，輸出電壓為5V，輸出電流為500mA，220V的電源通過IC3轉(zhuǎn)換為5V 的直流電壓給555 電路和單片機電路供電。

第二部分是單片機電路。筆者采用的是單時鐘/機器周期（1T） 的單片機STC15F104.它僅有4個引腳，可省掉外部晶體振蕩器電路和復位電路，有兩個定時器，可以完成植物生長燈的控制任務。他它通過P3.4引腳讀取環(huán)境狀態(tài)P3.3口通過三極管VT1驅(qū)動繼電器K1來控制植物生長燈的亮滅

第三部分是光檢測電路。由于STC15F104未帶ADC采集功能，所以利用光敏電阻R2 采集的信號，通過NE555芯片構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路處理后，再輸入單片機進行處理。電路中，NE555接成雙穩(wěn)態(tài)電路，光敏電阻R2和電位器R6組成一個簡單的分壓器，NE555的2腳、6腳接在分壓點上。

白天，光線較亮，光敏電阻R2 呈低阻狀態(tài)，為此分壓點為高電位。當6 腳電壓在2/3電源電壓以上時。雙穩(wěn)態(tài)電路復位，NF555的輸出端3腳為低電位，VD6不亮。

當夜幕降臨時，光敏電阻R2因無光照射而呈現(xiàn)高電阻，此時分壓點為低電位。當NE555的2腳電位在1/3電源電壓以下時，雙穩(wěn)態(tài)電路被置位，NE555的3腳輸出高電位，VD6發(fā)光，三極管VT2 導通，向單片機輸出低電平。

第四部分是LED及驅(qū)動電路，筆者采用的是3顆1W的大功率LED，其工作電壓為3.2~3.4V，工作電流為350mA.通過恒流電源模塊（見圖4） 給3顆串聯(lián)的LED 供電，其輸入電壓為85~265V，最大輸出電流在300mA左右，輸出電壓10V左右，適合驅(qū)動LED燈珠。

當環(huán)境光線暗到設定值時，NE555電路輸出高電平，通過三極管給單片機，當單片機檢測到低電平輸入時，開啟植物生長燈，并開始計時，1小時后將植物生長燈關(guān)閉。當光線變亮時，單片機計時復位，等光線變暗時再次開啟植物生長燈并重新計時。

制作要點

由于大功率LED 長時間工作發(fā)熱嚴重，所以首先將3顆LED焊接到鋁基板上，如圖5所示。將其串聯(lián)連接后，固定到散熱片上，如圖6所示。然后將帶有散熱片的LED燈固定到ABS支架上面如圖7所示，筆者是用尼龍扎帶固定的。將NE555電路和單片機電路進行焊接，如圖8所示，然后將多個電路模塊連接后進行了調(diào)試。先將程序下載進單片機里，然后將電位器調(diào)到合適的阻值，將電路放置到ABS塑料的電器盒內(nèi)，并將光敏電阻放置在塑料殼外進行感光將電器盒固定到ABS支架上面后就可以使用了，如圖9所示。

實驗對比

筆者用兩株差不多的地瓜秧做實驗。首先將地瓜秧種到兩個一樣大小，有一樣土質(zhì)土壤的花盆里，如圖10所示。把它們放在溫度、光照周期、光照強度、光質(zhì)一致的窗臺上，在其中一個花盆上安裝上自制的這款植物生長燈，如圖11所示。

將兩個花盆隔開，防止植物生長燈影響到另一花盆里植物的生長。對植物堯灌相同容量、相同水質(zhì)的水每天傍晚黑天后，植物生長燈自動開啟，對其中一株地瓜秧增加光照，照明一個小時后自動關(guān)閉。經(jīng)過一周后，地瓜秧的生長發(fā)生了明顯的變化。如圖12所示，帶有植物生長燈的地瓜秧的生長速度的確比沒有增加植物生長燈的地瓜秧更快。是不是植物生長燈起到了“拔”苗助長的作用了呢？