近(jin)年來，隨著設施(shi)農業的(de)快速發(fa)展(zhan)，對(dui)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)照明(ming)的(de)研(yan)究越(yue)來越(yue)多(duo)，LED光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)以其特有(you)的(de)優勢(shi)，使(shi)其在植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)照明(ming)領域(yu)被(bei)廣泛應(ying)用(yong)。由于植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)長(chang)對(dui)光(guang)(guang)環(huan)境的(de)光(guang)(guang)學(xue)參數(shu)有(you)一定的(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，因此需(xu)要(yao)(yao)有(you)相應(ying)的(de)測量技(ji)術及儀(yi)器(qi)來精確測量光(guang)(guang)環(huan)境的(de)光(guang)(guang)學(xue)參數(shu)是否符合相應(ying)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)生(sheng)長(chang)需(xu)求(qiu)(qiu)，以此選擇出合適(shi)的(de)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)，確定光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)數(shu)量及排布，根據植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)對(dui)光(guang)(guang)的(de)合理需(xu)求(qiu)(qiu)為光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)研(yan)制應(ying)用(yong)提供(gong)適(shi)宜的(de)方案。

　　LED照(zhao)明(ming)產(chan)品(pin)在(zai)用于植(zhi)物(wu)栽培照(zhao)明(ming)時，不僅要考(kao)量其基(ji)本的(de)光(guang)(guang)(guang)度(du)、輻射度(du)性(xing)能，還需根據植(zhi)物(wu)的(de)光(guang)(guang)(guang)合(he)(he)作用特性(xing)，在(zai)光(guang)(guang)(guang)量子系統和植(zhi)物(wu)光(guang)(guang)(guang)度(du)系統中考(kao)量植(zhi)物(wu)受照(zhao)面的(de)光(guang)(guang)(guang)量子密度(du)以及植(zhi)物(wu)光(guang)(guang)(guang)度(du)學參數，從而綜合(he)(he)評(ping)價植(zhi)物(wu)照(zhao)明(ming)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)性(xing)能。

植物照明的(de)(de)關(guan)鍵因(yin)素及對照明產品的(de)(de)要求

　　首(shou)先(xian)，光(guang)(guang)質。植(zhi)物一般(ban)依靠葉(xie)片中的(de)葉(xie)綠素吸收照(zhao)射光(guang)(guang)，其吸收波段一般(ban)處于藍光(guang)(guang)和紅光(guang)(guang)區域，如(ru)圖(tu)1所(suo)示。吸收光(guang)(guang)在植(zhi)物體(ti)內經光(guang)(guang)合作用(yong)轉(zhuan)換為有機能量，用(yong)以生長繁殖。因此(ci)，對(dui)于植(zhi)物照(zhao)明產品，首(shou)先(xian)應考量其吸收波段的(de)輻(fu)照(zhao)度，一般(ban)為400nm~500nm藍光(guang)(guang)和600nm~700nm紅光(guang)(guang)波段的(de)輻(fu)照(zhao)度，以及需要確定(ding)所(suo)選組(zu)合植(zhi)物照(zhao)明的(de)光(guang)(guang)譜組(zu)成、范圍、峰值(zhi)波長和色溫等。

葉綠(lv)素a和葉綠(lv)素b的吸收譜(引自 CIE 2012）

　　其次，光(guang)(guang)密(mi)度(du)。植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)接受光(guang)(guang)密(mi)度(du)不同，將直接影(ying)響植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的生長(chang)發育和(he)結構特征。如(ru)光(guang)(guang)密(mi)度(du)減弱時，會出現同作(zuo)物(wu)(wu)減少，花芽分(fen)化推(tui)遲、子(zi)房(fang)發育不良等現象。由于，植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)與人眼對光(guang)(guang)譜的響應特性不同，人眼對光(guang)(guang)的感知量一(yi)般(ban)在(zai)光(guang)(guang)度(du)系統(tong)中實現測量，而(er)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的光(guang)(guang)合作(zuo)用(yong)則一(yi)般(ban)在(zai)光(guang)(guang)量子(zi)系統(tong)和(he)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)光(guang)(guang)度(du)系統(tong)中實現測量評(ping)價，評(ping)價參(can)數為光(guang)(guang)量子(zi)通量密(mi)度(du)（PPFD）。Mc.Cree通過(guo)大量的研究表明在(zai)400-700nm之間，用(yong)光(guang)(guang)量子(zi)通量密(mi)度(du)評(ping)價光(guang)(guang)合作(zuo)用(yong)的有效(xiao)(xiao)輻射能取(qu)得與實際光(guang)(guang)生物(wu)(wu)效(xiao)(xiao)應符合較(jiao)好的效(xiao)(xiao)果。

　　再(zai)次，光均勻(yun)性。由于LED發光具有較強的方向性，且可能存在空(kong)間光色(se)分布均勻(yun)性，因此，在大面(mian)積種(zhong)植場(chang)合，還應考察植物受照(zhao)(zhao)面(mian)上輻射(she)照(zhao)(zhao)度均勻(yun)性，以獲得高質量的均勻(yun)照(zhao)(zhao)明環(huan)境。

　　最(zui)(zui)后，晝長(chang)。不同(tong)植物對光(guang)譜(pu)的需求不同(tong)，不同(tong)生(sheng)長(chang)階段對光(guang)譜(pu)的需求也(ye)不同(tong)，設施(shi)農業中的人工(gong)補光(guang)必須遵循植物的光(guang)生(sheng)理特性，才能達到最(zui)(zui)佳的補光(guang)效果。因此，不僅(jin)需要(yao)準(zhun)確測量(liang)LED光(guang)源的光(guang)譜(pu)組成，還(huan)要(yao)能夠(gou)知悉(xi)照度隨(sui)時間變(bian)化的情(qing)況(kuang)。

植(zhi)物生長用LED照明產品的測量

　　以(yi)往在植(zhi)物照(zhao)明領域(yu)(yu)，常使用(yong)光量(liang)子計來進(jin)行測量(liang)，但光譜(pu)(pu)的(de)(de)匹(pi)配實際很難做到完美(mei)匹(pi)配，甚至失匹(pi)配會(hui)相對(dui)嚴重(zhong)，對(dui)測量(liang)精度影響較大。隨(sui)著光譜(pu)(pu)測量(liang)技(ji)術的(de)(de)發展，基于光譜(pu)(pu)法的(de)(de)測量(liang)技(ji)術和設(she)備也(ye)日趨成熟，并(bing)逐步應(ying)用(yong)至植(zhi)物照(zhao)明檢(jian)測領域(yu)(yu)。

　　植物光(guang)(guang)(guang)(guang)合作用的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)相應曲(qu)(qu)(qu)線與人眼(yan)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)視(shi)效(xiao)率曲(qu)(qu)(qu)線不(bu)同，因此在評(ping)價(jia)各(ge)種光(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)照(zhao)射效(xiao)果時，需按照(zhao)植物的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)響應曲(qu)(qu)(qu)線評(ping)價(jia)照(zhao)射效(xiao)果。而光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)法(fa)不(bu)僅(jin)不(bu)存在任何失(shi)匹配問題，而且(qie)可以在全光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范(fan)圍(wei)內對照(zhao)明產品的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)質、光(guang)(guang)(guang)(guang)密度、光(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)均勻(yun)度各(ge)方面性能進(jin)行評(ping)價(jia)。但一(yi)般的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)測量存在線性較差和雜散(san)光(guang)(guang)(guang)(guang)影響等(deng)問題，從另一(yi)方面限制了測試精度，也(ye)對測量設備提出了新的(de)(de)要求。