近(jin)年來，隨著設施農(nong)業(ye)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)，對植(zhi)物照明(ming)(ming)的(de)研(yan)究越來越多，LED光(guang)源(yuan)以(yi)其特有的(de)優勢，使其在植(zhi)物照明(ming)(ming)領域被廣泛應(ying)用。由于植(zhi)物生長對光(guang)環(huan)境的(de)光(guang)學(xue)參(can)(can)數有一定的(de)要(yao)求(qiu)，因(yin)此需(xu)要(yao)有相(xiang)應(ying)的(de)測量(liang)技術及儀(yi)器(qi)來精確(que)測量(liang)光(guang)環(huan)境的(de)光(guang)學(xue)參(can)(can)數是(shi)否(fou)符合(he)相(xiang)應(ying)植(zhi)物的(de)生長需(xu)求(qiu)，以(yi)此選擇出合(he)適(shi)的(de)光(guang)源(yuan)，確(que)定光(guang)源(yuan)的(de)數量(liang)及排布，根(gen)據(ju)植(zhi)物對光(guang)的(de)合(he)理需(xu)求(qiu)為光(guang)源(yuan)研(yan)制應(ying)用提(ti)供適(shi)宜(yi)的(de)方案。

　　LED照(zhao)明(ming)產品在用于(yu)植物栽培照(zhao)明(ming)時，不僅要考量其基本的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)度(du)、輻射度(du)性(xing)能，還(huan)需根據植物的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)合作用特性(xing)，在光(guang)(guang)(guang)量子(zi)系(xi)統和植物光(guang)(guang)(guang)度(du)系(xi)統中(zhong)考量植物受照(zhao)面(mian)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)量子(zi)密(mi)度(du)以及植物光(guang)(guang)(guang)度(du)學參數(shu)，從(cong)而綜合評(ping)價植物照(zhao)明(ming)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)性(xing)能。

植物照(zhao)明的關鍵(jian)因素及對照(zhao)明產品的要求

　　首(shou)先(xian)，光(guang)(guang)(guang)(guang)質。植物(wu)(wu)一般依靠葉(xie)片中的(de)(de)葉(xie)綠(lv)素吸(xi)(xi)收(shou)照射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)，其(qi)吸(xi)(xi)收(shou)波(bo)段一般處(chu)于(yu)藍光(guang)(guang)(guang)(guang)和紅光(guang)(guang)(guang)(guang)區域，如(ru)圖1所示。吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)在(zai)植物(wu)(wu)體內經(jing)光(guang)(guang)(guang)(guang)合作用轉換為有(you)機能量，用以(yi)生長繁殖。因此(ci)，對于(yu)植物(wu)(wu)照明(ming)產品，首(shou)先(xian)應考(kao)量其(qi)吸(xi)(xi)收(shou)波(bo)段的(de)(de)輻照度，一般為400nm~500nm藍光(guang)(guang)(guang)(guang)和600nm~700nm紅光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)段的(de)(de)輻照度，以(yi)及需要確(que)定所選組合植物(wu)(wu)照明(ming)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜組成、范圍(wei)、峰值波(bo)長和色溫等。

葉綠(lv)素a和葉綠(lv)素b的吸收譜(引(yin)自 CIE 2012）

　　其次，光(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)。植(zhi)物(wu)接(jie)受光(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)不(bu)同，將(jiang)直接(jie)影(ying)響(xiang)植(zhi)物(wu)的(de)生長發育和(he)結構(gou)特(te)征(zheng)。如(ru)光(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)減(jian)弱時(shi)，會(hui)出(chu)現(xian)同作物(wu)減(jian)少，花芽分化推遲、子(zi)房(fang)發育不(bu)良等現(xian)象。由(you)于(yu)，植(zhi)物(wu)與(yu)人(ren)眼對光(guang)(guang)(guang)(guang)譜的(de)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)不(bu)同，人(ren)眼對光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)感知量(liang)(liang)一(yi)般在光(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)系(xi)(xi)(xi)統中(zhong)實現(xian)測量(liang)(liang)，而植(zhi)物(wu)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)合作用則一(yi)般在光(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)(liang)子(zi)系(xi)(xi)(xi)統和(he)植(zhi)物(wu)光(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)系(xi)(xi)(xi)統中(zhong)實現(xian)測量(liang)(liang)評(ping)價，評(ping)價參數為光(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)(liang)子(zi)通量(liang)(liang)密(mi)度(du)（PPFD）。Mc.Cree通過大量(liang)(liang)的(de)研究表明(ming)在400-700nm之間(jian)，用光(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)(liang)子(zi)通量(liang)(liang)密(mi)度(du)評(ping)價光(guang)(guang)(guang)(guang)合作用的(de)有效(xiao)輻射能取(qu)得與(yu)實際光(guang)(guang)(guang)(guang)生物(wu)效(xiao)應(ying)符合較(jiao)好的(de)效(xiao)果。

　　再次，光均(jun)勻性(xing)。由于LED發光具有較強的方向性(xing)，且(qie)可能(neng)存在空(kong)間光色分布均(jun)勻性(xing)，因此(ci)，在大(da)面積種植(zhi)場合，還應考(kao)察植(zhi)物受(shou)照面上輻射照度均(jun)勻性(xing)，以獲(huo)得(de)高質量的均(jun)勻照明環(huan)境。

　　最(zui)后(hou)，晝長(chang)。不(bu)同植物(wu)對(dui)光(guang)(guang)譜(pu)的需(xu)求不(bu)同，不(bu)同生(sheng)長(chang)階(jie)段對(dui)光(guang)(guang)譜(pu)的需(xu)求也(ye)不(bu)同，設施農業中的人工補(bu)光(guang)(guang)必須遵循植物(wu)的光(guang)(guang)生(sheng)理特性，才能達(da)到最(zui)佳的補(bu)光(guang)(guang)效(xiao)果。因此，不(bu)僅需(xu)要準確測量LED光(guang)(guang)源的光(guang)(guang)譜(pu)組成(cheng)，還(huan)要能夠知悉(xi)照度隨時間變(bian)化的情況。

植物生長(chang)用LED照明產品(pin)的測量

　　以往在(zai)植(zhi)物照(zhao)明領(ling)域(yu)，常使用光(guang)量(liang)子計(ji)來進行測(ce)(ce)(ce)量(liang)，但光(guang)譜的匹配實(shi)際很(hen)難做到完美匹配，甚至失匹配會相對(dui)嚴(yan)重，對(dui)測(ce)(ce)(ce)量(liang)精(jing)度影響較大。隨著光(guang)譜測(ce)(ce)(ce)量(liang)技術(shu)的發展，基(ji)于光(guang)譜法的測(ce)(ce)(ce)量(liang)技術(shu)和(he)設備也日(ri)趨成熟，并逐步應用至植(zhi)物照(zhao)明檢(jian)測(ce)(ce)(ce)領(ling)域(yu)。

　　植物光(guang)(guang)(guang)合作(zuo)用的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)相應曲線(xian)與人眼的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)視效(xiao)率曲線(xian)不同，因此在評(ping)價(jia)各(ge)種光(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)照射效(xiao)果時，需按照植物的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)響應曲線(xian)評(ping)價(jia)照射效(xiao)果。而(er)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)法不僅不存在任何失匹配問題，而(er)且(qie)可以在全(quan)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)范圍內對(dui)照明產(chan)品的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)質、光(guang)(guang)(guang)密度、光(guang)(guang)(guang)照均勻(yun)度各(ge)方面性能進行評(ping)價(jia)。但(dan)一般的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)測(ce)(ce)量存在線(xian)性較差和雜散光(guang)(guang)(guang)影響等問題，從另一方面限制(zhi)了(le)測(ce)(ce)試(shi)精度，也對(dui)測(ce)(ce)量設備提(ti)出了(le)新的(de)(de)要求。