近年來(lai)，隨著(zhu)設施農(nong)業的(de)(de)快速發展，對植(zhi)物照明的(de)(de)研究越(yue)來(lai)越(yue)多，LED光(guang)源(yuan)(yuan)以其特有(you)的(de)(de)優勢，使其在(zai)植(zhi)物照明領域(yu)被(bei)廣泛應(ying)用(yong)。由(you)于植(zhi)物生長對光(guang)環(huan)境的(de)(de)光(guang)學(xue)參數(shu)有(you)一定(ding)的(de)(de)要求(qiu)，因此需(xu)(xu)要有(you)相(xiang)應(ying)的(de)(de)測(ce)量技術(shu)及儀器來(lai)精確(que)測(ce)量光(guang)環(huan)境的(de)(de)光(guang)學(xue)參數(shu)是否符合(he)相(xiang)應(ying)植(zhi)物的(de)(de)生長需(xu)(xu)求(qiu)，以此選擇出合(he)適的(de)(de)光(guang)源(yuan)(yuan)，確(que)定(ding)光(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)數(shu)量及排布，根據植(zhi)物對光(guang)的(de)(de)合(he)理(li)需(xu)(xu)求(qiu)為(wei)光(guang)源(yuan)(yuan)研制應(ying)用(yong)提供(gong)適宜的(de)(de)方案。

　　LED照明產品在用于植物(wu)(wu)栽培(pei)照明時，不僅要(yao)考(kao)量其(qi)基本(ben)的(de)光度、輻射(she)度性(xing)能，還(huan)需(xu)根據植物(wu)(wu)的(de)光合作用特性(xing)，在光量子(zi)系統和植物(wu)(wu)光度系統中考(kao)量植物(wu)(wu)受照面(mian)的(de)光量子(zi)密度以及植物(wu)(wu)光度學(xue)參數，從(cong)而綜合評價植物(wu)(wu)照明光源(yuan)的(de)性(xing)能。

植物照(zhao)明的關鍵(jian)因素(su)及對照(zhao)明產(chan)品(pin)的要(yao)求

　　首先(xian)，光(guang)質。植物(wu)一般(ban)(ban)依靠葉片中的(de)(de)葉綠素吸(xi)收照(zhao)射(she)光(guang)，其(qi)吸(xi)收波(bo)(bo)段一般(ban)(ban)處于藍光(guang)和(he)紅光(guang)區域，如圖1所示。吸(xi)收光(guang)在植物(wu)體內經(jing)光(guang)合作用轉換為有(you)機能量，用以生長繁(fan)殖(zhi)。因此，對于植物(wu)照(zhao)明產品，首先(xian)應(ying)考量其(qi)吸(xi)收波(bo)(bo)段的(de)(de)輻照(zhao)度，一般(ban)(ban)為400nm~500nm藍光(guang)和(he)600nm~700nm紅光(guang)波(bo)(bo)段的(de)(de)輻照(zhao)度，以及(ji)需要確定(ding)所選(xuan)組合植物(wu)照(zhao)明的(de)(de)光(guang)譜組成、范圍、峰值波(bo)(bo)長和(he)色溫等。

葉綠(lv)素a和葉綠(lv)素b的(de)吸收譜(引自 CIE 2012）

　　其次，光(guang)密度(du)(du)(du)。植物(wu)接受(shou)光(guang)密度(du)(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，將直接影響(xiang)植物(wu)的(de)(de)(de)生長(chang)發育和結構特征。如光(guang)密度(du)(du)(du)減(jian)弱(ruo)時，會出現(xian)同(tong)(tong)作(zuo)物(wu)減(jian)少(shao)，花芽(ya)分(fen)化(hua)推遲(chi)、子房(fang)發育不(bu)(bu)良等現(xian)象(xiang)。由(you)于，植物(wu)與(yu)人眼(yan)對光(guang)譜的(de)(de)(de)響(xiang)應特性不(bu)(bu)同(tong)(tong)，人眼(yan)對光(guang)的(de)(de)(de)感(gan)知量(liang)(liang)一(yi)般在光(guang)度(du)(du)(du)系(xi)統中(zhong)實現(xian)測量(liang)(liang)，而植物(wu)的(de)(de)(de)光(guang)合(he)作(zuo)用(yong)(yong)則(ze)一(yi)般在光(guang)量(liang)(liang)子系(xi)統和植物(wu)光(guang)度(du)(du)(du)系(xi)統中(zhong)實現(xian)測量(liang)(liang)評價(jia)，評價(jia)參(can)數為光(guang)量(liang)(liang)子通(tong)量(liang)(liang)密度(du)(du)(du)（PPFD）。Mc.Cree通(tong)過大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)研究表明在400-700nm之間，用(yong)(yong)光(guang)量(liang)(liang)子通(tong)量(liang)(liang)密度(du)(du)(du)評價(jia)光(guang)合(he)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)有效(xiao)輻射能取得與(yu)實際光(guang)生物(wu)效(xiao)應符合(he)較好的(de)(de)(de)效(xiao)果。

　　再(zai)次，光(guang)均(jun)勻(yun)性(xing)(xing)。由于LED發(fa)光(guang)具有較強的方向性(xing)(xing)，且可能存在(zai)(zai)空(kong)間光(guang)色分布均(jun)勻(yun)性(xing)(xing)，因此(ci)，在(zai)(zai)大(da)面積種(zhong)植場合，還應(ying)考察(cha)植物(wu)受照(zhao)面上輻射照(zhao)度均(jun)勻(yun)性(xing)(xing)，以獲得高(gao)質量的均(jun)勻(yun)照(zhao)明環境。

　　最后(hou)，晝長。不同(tong)(tong)植物(wu)對(dui)光(guang)譜的(de)(de)(de)需求不同(tong)(tong)，不同(tong)(tong)生(sheng)長階段對(dui)光(guang)譜的(de)(de)(de)需求也不同(tong)(tong)，設施農業(ye)中的(de)(de)(de)人工(gong)補光(guang)必須遵(zun)循(xun)植物(wu)的(de)(de)(de)光(guang)生(sheng)理特性，才能(neng)(neng)達到最佳的(de)(de)(de)補光(guang)效果。因此，不僅(jin)需要準確測量LED光(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)光(guang)譜組成，還要能(neng)(neng)夠(gou)知悉照度隨(sui)時間變(bian)化的(de)(de)(de)情況。

植物生(sheng)長用(yong)LED照明產品的測(ce)量

　　以往在植物(wu)照明領(ling)域(yu)，常使用(yong)光(guang)量子計來進(jin)行測(ce)量，但(dan)光(guang)譜的匹配(pei)實際很難做(zuo)到完美匹配(pei)，甚至(zhi)失(shi)匹配(pei)會相對嚴(yan)重，對測(ce)量精度影(ying)響較大。隨著光(guang)譜測(ce)量技(ji)術的發展，基于(yu)光(guang)譜法(fa)的測(ce)量技(ji)術和設備也日趨成熟，并逐(zhu)步應(ying)用(yong)至(zhi)植物(wu)照明檢測(ce)領(ling)域(yu)。

　　植物光(guang)(guang)(guang)合作用的(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)相應曲線(xian)與人眼(yan)的(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)視效率曲線(xian)不(bu)同，因此在(zai)評價(jia)(jia)各種光(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)照(zhao)(zhao)射(she)效果時(shi)，需按(an)照(zhao)(zhao)植物的(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)響應曲線(xian)評價(jia)(jia)照(zhao)(zhao)射(she)效果。而(er)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)法不(bu)僅不(bu)存在(zai)任何失(shi)匹(pi)配問(wen)(wen)題，而(er)且可以(yi)在(zai)全光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)范圍(wei)內(nei)對(dui)照(zhao)(zhao)明產品的(de)光(guang)(guang)(guang)質、光(guang)(guang)(guang)密(mi)度、光(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)均勻度各方(fang)面(mian)性(xing)能進(jin)行評價(jia)(jia)。但(dan)一般的(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)測量(liang)(liang)存在(zai)線(xian)性(xing)較差和雜散(san)光(guang)(guang)(guang)影響等問(wen)(wen)題，從(cong)另一方(fang)面(mian)限制了(le)測試精度，也對(dui)測量(liang)(liang)設備提出(chu)了(le)新的(de)要(yao)求。