光譜與 DLI：大麻照明的科學

ChillTokin · 2026年07月24日15:05

第 12 篇 —— 了解光的品質、數量與時間如何驅動大麻生長、大麻素合成及產量。

1. PAR 與 ePAR —— 重新定義有效光照

數十年來，**PAR（光合有效輻射）**被定義為 400–700 nm（McCree 1972）。這個範圍涵蓋了葉綠素 a 和 b 吸收最強的波長。但近期的研究擴展了我們的認知。

ePAR（擴展 PAR）涵蓋 380–760 nm，由猶他州立大學的 Zhen & Bugbee (2020–2022) 提出。他們的主要發現是：遠紅光光子（701–750 nm）不僅非無效——當它們與 400–700 nm 的光同時照射時，能協同促進光合作用。

McCree 曲線

McCree 作用光譜描述了每個波長下光合作用的相對量子產率：

峰值 1： ~630 nm（紅光）——最高量子效率
峰值 2： ~440 nm（藍光）——第二峰值
**綠光（500–600 nm）：**比紅光約低 20%，但仍具光合活性
**紫外光與遠紅光尾端：**傳統上被排除，現在在 ePAR 下被重新考量

**為什麼 ePAR 對種植者很重要：**如果您的燈具發出大量遠紅光，傳統的 PAR 測量儀會低估實際的光合貢獻。針對 ePAR（380–760 nm）校準的感測器能更準確地反映植物可利用的光照。

2. 正確測量 PPFD

測量不良是室內種植中照明錯誤的最大來源。請遵循以下準則：

因素	準則
感測器位置	冠層高度，保持水平
網格測量	每盞燈至少 9 個點：4 個角落、4 個中點、1 個中心
單位	umol/m2/s (PPFD) —— 不是 lux
感測器	量子感測器 (如 Apogee, LI-COR)

均勻度比 (Uniformity Ratio)

均勻度比 = PPFD_min / PPFD_avg

評級	比例
極佳	0.85–0.90
良好	0.75–0.85
可接受	0.65–0.75
差	< 0.65

目標：商業種植應達到 0.75–0.90。

常見測量錯誤

僅測量中心 —— 中心總是最亮的；這會將平均 PPFD 高估 15–30%
高度錯誤 —— 在冠層高度測量，而不是燈具高度
使用照度計 (lux meter) —— lux 是針對人類視覺（偏重綠光）加權的，而不是植物的光合作用
忽略反射 —— 白牆和聚酯薄膜 (mylar) 會顯著增加邊緣的 PPFD
忽略 LED 光衰 —— LED 在 25,000–30,000 小時後會損失 5–15% 的輸出；請每年重新測量

3. 各生長階段的 DLI

**DLI（日光積分）**是每天光合光子的總遞送量，單位為 mol/m2/day。

公式

DLI (mol/m2/day) = PPFD (umol/m2/s) x Hours x 3600 / 1,000,000

範例： 800 umol/m2/s x 12h x 3600 / 1,000,000 = 34.56 mol/m2/day

階段性 DLI 目標

階段	DLI (mol/m2/day)	PPFD (umol/m2/s)	光照週期
幼苗 / 克隆苗	6–19	100–300	18h
營養生長期前期	13–26	200–400	18h
營養生長期後期	26–39	400–600	18h
開花期前期 (第 1–3 週)	26–35	600–800	12h
開花期全盛期 (第 4–8+ 週)	35–43	800–1,000	12h
開花期 + CO2	43–65	1,000–1,500	12h

**商業種植的最佳區間：**在開花期為 38–43 mol/m2/day。

Rodriguez-Morrison 等人 (2021，Frontiers in Plant Science 12:646020) 證明，隨著光強度從 120 增加到 1,800 umol/m2/s（12 小時光照週期），花序產量呈線性增長，從 116 到 519 g/m2——這是大麻研究中記錄到最強的劑量-反應關係之一。

4. 藍光 (400–500 nm)

藍光透過隱花色素 (cryptochrome) 和 向光素 (phototropin) 光受體，在大麻形態學中扮演關鍵角色。

形態效應

莖部生物量：+15.1%
葉片數量：+13.7%
莖粗：+10.2%
根長：+6.8%
葉綠素含量：+7.4%

藍光能培育出更矮、更茂密的植物——這對於冠層管理是理想的。

對大麻素和萜烯的影響

參數	高藍光環境下
THC 濃度	10.17% (最高)
單株 THC 總量	1.44 g (最低 —— 由於生物量減少)
芳樟醇	0.847 mg/g
α-蒎烯	5.73 mg/g

藍光的權衡

Westmoreland (2021) 發現，藍光比例每增加 1%，產量就會線性下降 0.6%。較高的藍光 = 植物更緊湊、大麻素濃度更高，但總收穫重量較低。

開花期的最佳藍光比例： 4–10%。

5. 紅光 (600–700 nm)

紅光是光合作用的主力，其量子效率比藍光光子高約 25%。

雙紅光峰值

研究表明，結合 640 nm + 660 nm 雙紅光比單獨使用 660 nm 的效果更好。雙峰值方法更能匹配葉綠素 a 和葉綠素 b 的吸收光譜。

光敏素系統 (Phytochrome System)

光敏素系統是植物的紅光/遠紅光感測器：

**Pr（非活性形式）：**在 660 nm 處吸收紅光，轉化為 Pfr
**Pfr（活性形式）：**在 730 nm 處吸收遠紅光，轉化回 Pr
**暗逆轉 (Dark reversion)：**Pfr 在黑暗中會緩慢轉化為 Pr

**開花觸發：**當大麻在 9–10 小時以上不間斷的黑暗期中，Pfr:Ptotal 的比例降至臨界閾值以下時，就會開花。

6. 遠紅光 (700–780 nm)

愛默生增強效應 (Emerson Enhancement Effect)

當紅光與遠紅光光子同時照射時，光合作用速率會超過兩者單獨照射時的總和。這就是愛默生增強效應，透過光系統 I (遠紅光) 和光系統 II (紅光) 的協調運作來達成。

Peterswald 等人 (2025) —— 突破性結果

處理方式	說明	結果 (Northern Lights 品種)
12L (對照組)	12 小時正常光照	大麻素：0.25 g/株
10L_2D	10 小時光照 + 黑暗期開始時 2 小時遠紅光 (FR)	大麻素：0.43 g/株 (+70%)
10L_2	10 小時光照 + 光照結束時 2 小時遠紅光 (FR)	輕微增加
12L_2_2D	12 小時光照 + 共 4 小時遠紅光 (FR)	延遲開花，大麻花生物量減少

主要發現：

**10L_2D 協議：**大麻素產量 +70%，THCA +25%
**節約能源：**與標準的 12L 相比，減少了 5.5% 的電力消耗
**警告：**過多的遠紅光 (12L + 4h FR) 會破壞大麻花產量並延遲開花

避蔭反應 (Shade Avoidance Response)

遠紅光透過生長素的重新分佈觸發避蔭症候群，導致莖部伸長。如果不受控制，這是不理想的，但可以策略性地用於控制節間間距。

7. 紫外光 (UV) —— 區分事實與炒作

紫外光對大麻的影響經常被誇大。以下是研究實際顯示的結果：

UV-B 研究

Lydon (1987)：THC 從 2.5% 增加到 3.1%（相對增加約 24%）——這是一個適度的結果，卻常被誇大引用
Rodriguez-Morrison (2021)：隨著 UV-B 暴露的增加，THC 和 CBD 實際上減少了——這與普遍的說法相矛盾

UV-A 研究

**Zheng (2025)：**395 nm 的 UV-A 產生了令人信服的結果：
- CBD 產量：+44.1%
- CBG 產量：+91.8%

8. 綠光 (500–600 nm) —— 迷思破除

迷思

「植物是綠色的，是因為它們反射了所有綠光——綠光 LED 是浪費能源。」

真相

完整的葉片能吸收 >70% 的綠光光子 (McCree 1972)
5–10% 的吸收數據來自溶液中提取的葉綠素，而非完整的葉片
在高 PPFD 條件下，綠光光子實際上比增加更多的紅光或藍光更有效率 (Terashima 2009)
綠光能深入穿透冠層，推動紅/藍光無法照射到的下層及內部葉片進行光合作用

綠光並未被浪費。包含綠光的寬光譜燈具比狹窄的紅+藍光譜能培育出更健康、產量更高的冠層。

9. 光照週期科學

光週期需求

大麻是一種兼性短日照植物。它需要 9–10 小時不間斷的黑暗期來觸發並維持開花。

光害閾值

光源	PAR 強度	安全性？
月光	~0.002 umol/m2/s	安全
嚴格閾值	< 0.05 umol/m2/s	安全
導致延遲	0.1 umol/m2/s (~5–7 lux)	危險
敏感的栽培品種 (cultivar)	0.01 umol/m2/s (~0.5 lux)	危險

漏光的後果

延遲開花： 1–3 週
雌雄同體： 脅迫誘發雌株上長出雄花
產量減少： 大麻花發育不完全

瓦斯燈常規 (Gas Lantern Routine, GLR)

一種替代的營養生長期光照時間表：

12h light / 5.5h dark / 1h light / 5.5h dark

防止開花（1 小時的照射會重置黑暗期）
與 18/6 週期相比，節省約 28% 電力
並非對所有的栽培品種 (cultivar) 都普遍可靠

10. 2025–2026 年商業 LED 比較

頂級燈具

燈具	效能 (umol/J)	PPF (umol/s)	瓦數	備註
Fluence VYPR 4 R8 @400V	3.6	2,660	800W	最新版本 07/2025
Fluence VYPR 4 R8	3.3	2,660	800W	寬光譜
HLG Scorpion Diablo	3.2	2,130	~665W	Samsung LM301H
Gavita Pro RS 2400e	3.2	~2,400	~750W	Samsung + Osram
IONFrame EVO4	3.14	~940	300W	Samsung LM301H EVO
Gavita CT 2000e	3.0	2,000	650W	增強藍光

2026 年效能標準

等級	效能 (umol/J)
最低可接受標準	2.5
良好商業標準	2.8
優質標準	3.0+
最先進技術	3.3–3.6

如果您的燈具效能低於 2.5 umol/J，單靠節省下來的電費，升級成本很可能在 12–18 個月內就能回本。

11. 實用建議總結

因素	建議
光照	寬光譜 LED，>= 2.8 umol/J
PPFD 營養生長期	400–600 umol/m2/s (18h)
PPFD 開花期	800–1,000 umol/m2/s (12h)；配合 CO2 時為 1,000–1,500
DLI 開花期	38–43 mol/m2/day
藍光比例	4–10%
遠紅光	測試 EOD（光照結束時）2 小時協議，從低劑量開始
UV-A	1.8 W/m2，UVA:B 比例 99:1，開花期後期每天 3–4h
黑暗期	絕對 < 0.05 umol/m2/s
CO2	當 PPFD > 800 時，維持在 1,000–1,500 ppm
均勻度	比例 > 0.75，測量 9 個點以上

免責聲明

本文僅供教育與研究目的使用。在泰國，大麻種植受**《管控草藥（大麻）公告》佛曆2568年** 及 2569 佛曆年部級法規（2026 年 4 月生效）的規範。種植者必須持有有效的種植許可證，並遵守所有相關法規。本內容不鼓勵非法種植或娛樂用途。

參考文獻

Zhen S, Bugbee B (2020). Frontiers in Plant Science
Rodriguez-Morrison V et al. (2025). Scientific Reports (Nature)
Westmoreland FM et al. (2021). PLOS ONE
Danziger N, Bernstein N (2022). Plants 11(21):2982
Peterswald TJ et al. (2025). Scientific Reports 15:17435
Chandra S et al. (2008). Physiology and Molecular Biology of Plants
Zheng Y et al. (2025). Scientific Reports 15:44735
Westmoreland FM et al. (2024). Frontiers in Plant Science
McCree KJ (1972). Agricultural Meteorology
Terashima I et al. (2009). Plant and Cell Physiology
Llewellyn D et al. (2023). Light pollution study, University of Guelph

參數	建議值
UVA:UVB 比例	99:1
強度	~1.8 W/m2
持續時間	3–4 小時/天
階段	開花期 (第 4–8 週)
主要目的	增加萜烯