在现代温室和垂直农场种植中，提高LED光照强度（PPFD）常被认为能促进作物生长。然而，研究表明，当CO₂供应不足或气体交换受限时，高PPFD未必能显著增产，甚至可能导致资源浪费。
光合作用的瓶颈：PPFD ≠ 无限增产
植物的光合效率受光强（PPFD）、CO₂浓度和气孔导度三方面影响。通常情况下，在CO₂浓度约400 ppm（大气水平）时，PPFD提高至800-1000 μmol/m²·s，光合速率已接近饱和。
气体交换效率的影响
即使CO₂浓度提高，气孔导度仍是关键因素。当湿度过低或叶温升高时，气孔可能部分关闭，限制CO₂吸收。研究表明，在25℃、50%湿度下，植物叶片的气孔导度比70%湿度下降30%，光合速率减少15%。这意味着，不仅要提高CO₂浓度，还需优化环境条件，以确保气体交换顺畅。
如何优化CO₂与LED补光？
控制CO₂浓度：将温室或垂直农场的CO₂水平提高至800-1200 ppm，有助于光合效率提升30%-50%。
优化PPFD：在CO₂浓度未提升时，PPFD应控制在800-1000 μmol/m²·s，避免过量光照造成能量浪费或光抑制。
改善气体交换：通过增加空气流动和保持湿度在60-70%，提高气孔导度，确保CO₂充分进入叶片。
因此，在LED植物灯的补光策略中，不能只关注光强，还需综合考虑CO₂和环境调控，以实现种植作物光合作用的最大化。
