弄清 PAR、PPF、PPFD 和 PFD 之間的區別

PAR、PPF、PPFD 和 PFD 介紹

溫室和園藝專業人士會遇到與光測量相關的各種術語。 本文討論PAR、PPF、PPFD 和 PFD這四個術語。 這些術語在文獻中被交叉使用，可能會引起混淆。 我們希望協助釐清這個問題。

PAR 照明指標 背景

光合作用活性輻射（PAR）一直是光對植物生長和光合作用影響的基石。 在1960年代，PAR 測量了400-700奈米之間的光線，這是光合作用所必需的波長。 它使用瓦特每秒（W/s）或每平方米每秒的瓦特（W/m²/s）。 有效地測量了觸發和維持植物生長所需的光的“能量”。

從 PAR 到 PPF

在20世紀70年代，對植物的理解發生了重大變革。 科學家們認為僅僅量化輻射能量（功率）是不夠的。 所以他們建議量化發射的光子數量，因為這樣可以更直接及精準地測量光合作用的影響。

這項改變導致了光合作用光子光子數量（PPF）這個新名詞的產生，量化了400-700奈米這段光譜在一定時間內（每秒的光子數量或μmol/s）的光子數量。

從 PPF 到 PPFD

另一個改進導致了光合作用光子通量密度（PPFD），將 PPF 加入一個維度，即表面積。 因此，PPF（μmol/s）變成了 PPFD，即每秒撞擊某一特定表面積的光子數（μmol/m²/s）。 “表面積”很重要，因為種植者可以使用這些數據來安排生長燈，使足夠的光子均勻分佈在農作物區域。

註：mol 和 µmol 解釋（此處）

從 PPFD 到 PFD

正如我們所提到的，PPFD僅包括400-700奈米之間存在的光子。 然而，最近的科學研究發現超出此範圍的波長仍對植物生理有一定程度的重要性。 這包括400奈米以下的藍光和700奈米以上的遠紅外線。

因此，光子通量密度（PFD）是另一種改進，是一個更廣泛的光譜，涵蓋了350納米至800納米，包括了傳統定義的光合作用光譜以外的範圍。

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PFD 的進一步細分

另一個進一步的改進是將 PFD 細分為更具體的顏色波長，如 PFD-B（藍光）、PFD-R（紅光）、PFD-FR（遠紅光）、PFD-UV（紫外線）。

葉綠素是負責光合作用的主要色素，在光譜的紅色 (PFD-R) 和藍色 (PFD-B) 區域吸收光線最有效。 PFD-B 具有較短、更有能量的波長，在早期生長階段非常重要，因為它影響葉片擴展、分枝和整體植物結構。 PFD-R 擴展了植物對光吸收的範圍，有助於提高可用的光合能量總量。

PFD-FR 和 PFD-R 數據對於理解和影響種子發芽、莖生長、開花和結果至關重要。 請參閱有關光形態發生的文章（此處）。

PFD-UV 數據對於植物健康很重要。 溫和的紫外線照射可以引發一系列反應，如對抗害蟲和病原體的防禦。 它可以增加抗氧化劑含量，以保護免受陽光曝曬，增強免疫系統和營養含量。

總結

總之，從 PAR 到 PPF、PPFD 和 PFD 的演變經歷了一連串階段性的發展，但也因此造成了一些文獻及對話上的模糊性。 然而，在清晰的背景下理解這些術語將有助於種植者和科學家彌合傳統農業和新技術之間的差距。

• PAR – 現在是一個涵蓋植物生長光量測的統稱，包括 PPF、PPFD 和 PFD。
• PPF（光合光子通量）測量 400-700 奈米範圍內的光量（光子），並以 μmol/s 為單位進行測量。
• PPFD（光合作用光子通量密度）測量400到700奈米之間的光子數量，單位是 μmol/m²/s。
• PFD（光子通量密度）測量350到800奈米之間的光子數量，單位是 μmol/m²/s。 PFD透過光譜PAR計可以進一步細分為PFD-B、PFD-R、PFD-FR和PFD-UV。

我們希望我們已經釐清了這些有時使用鬆散的術語，並為您的知識基礎帶來了一些清晰的資訊。 如果您有任何問題或建議，請評論。

參考文獻：

UPRtek – 光形態發生（Photomorphogenesis）：光合作用的姊妹

UPRtek – 光合作用：是什麼？在哪裡發生？如何進行？為什麼這很重要？

UPRtek – 強大的葉綠素分子。