近年來，隨著設施農業(ye)的(de)(de)快速發展(zhan)，對(dui)植(zhi)(zhi)(zhi)物照明(ming)的(de)(de)研(yan)(yan)究越來越多，LED光(guang)(guang)源(yuan)以其(qi)特有的(de)(de)優勢，使其(qi)在植(zhi)(zhi)(zhi)物照明(ming)領域被(bei)廣(guang)泛應(ying)用。由(you)于植(zhi)(zhi)(zhi)物生(sheng)長對(dui)光(guang)(guang)環境(jing)的(de)(de)光(guang)(guang)學參數有一定的(de)(de)要求(qiu)(qiu)，因(yin)此需要有相應(ying)的(de)(de)測量技(ji)術及儀器(qi)來精確測量光(guang)(guang)環境(jing)的(de)(de)光(guang)(guang)學參數是否符合(he)相應(ying)植(zhi)(zhi)(zhi)物的(de)(de)生(sheng)長需求(qiu)(qiu)，以此選擇出合(he)適的(de)(de)光(guang)(guang)源(yuan)，確定光(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)數量及排(pai)布，根據植(zhi)(zhi)(zhi)物對(dui)光(guang)(guang)的(de)(de)合(he)理(li)需求(qiu)(qiu)為光(guang)(guang)源(yuan)研(yan)(yan)制應(ying)用提供適宜的(de)(de)方案。

　　LED照明(ming)產品在用于植(zhi)物(wu)栽培照明(ming)時(shi)，不僅要考(kao)量(liang)其基本的光(guang)度(du)(du)、輻射度(du)(du)性能，還需根據植(zhi)物(wu)的光(guang)合(he)作用特(te)性，在光(guang)量(liang)子系統和植(zhi)物(wu)光(guang)度(du)(du)系統中(zhong)考(kao)量(liang)植(zhi)物(wu)受照面的光(guang)量(liang)子密度(du)(du)以及植(zhi)物(wu)光(guang)度(du)(du)學參數，從而綜合(he)評(ping)價植(zhi)物(wu)照明(ming)光(guang)源的性能。

植(zhi)物照(zhao)明(ming)的關鍵(jian)因素及對(dui)照(zhao)明(ming)產品的要求

　　首(shou)先，光(guang)(guang)(guang)質。植物一般依靠葉片中的葉綠素吸(xi)收照(zhao)射光(guang)(guang)(guang)，其(qi)吸(xi)收波段(duan)一般處于(yu)藍(lan)光(guang)(guang)(guang)和(he)紅光(guang)(guang)(guang)區(qu)域，如圖1所示(shi)。吸(xi)收光(guang)(guang)(guang)在(zai)植物體內經光(guang)(guang)(guang)合作用(yong)轉換為有機能量(liang)(liang)，用(yong)以(yi)生(sheng)長繁(fan)殖。因(yin)此，對于(yu)植物照(zhao)明產(chan)品，首(shou)先應考量(liang)(liang)其(qi)吸(xi)收波段(duan)的輻照(zhao)度，一般為400nm~500nm藍(lan)光(guang)(guang)(guang)和(he)600nm~700nm紅光(guang)(guang)(guang)波段(duan)的輻照(zhao)度，以(yi)及(ji)需要確定所選組合植物照(zhao)明的光(guang)(guang)(guang)譜組成、范圍(wei)、峰值波長和(he)色溫等。

葉(xie)綠(lv)(lv)素a和葉(xie)綠(lv)(lv)素b的吸收譜(引自 CIE 2012）

　　其次(ci)，光(guang)(guang)(guang)(guang)密度(du)(du)(du)。植物(wu)接受光(guang)(guang)(guang)(guang)密度(du)(du)(du)不同，將直接影響植物(wu)的(de)生(sheng)長發(fa)育和結(jie)構特征。如光(guang)(guang)(guang)(guang)密度(du)(du)(du)減(jian)弱(ruo)時，會出現(xian)同作(zuo)物(wu)減(jian)少，花芽(ya)分化推遲、子(zi)房發(fa)育不良等現(xian)象。由于，植物(wu)與(yu)人眼對光(guang)(guang)(guang)(guang)譜的(de)響應特性(xing)不同，人眼對光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)感知量(liang)(liang)(liang)一般(ban)在(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)(du)(du)系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)實(shi)現(xian)測(ce)量(liang)(liang)(liang)，而植物(wu)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)合(he)作(zuo)用(yong)則一般(ban)在(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)系(xi)統(tong)(tong)和植物(wu)光(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)(du)(du)系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)實(shi)現(xian)測(ce)量(liang)(liang)(liang)評價(jia)，評價(jia)參(can)數為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)通量(liang)(liang)(liang)密度(du)(du)(du)（PPFD）。Mc.Cree通過大量(liang)(liang)(liang)的(de)研(yan)究(jiu)表(biao)明在(zai)(zai)400-700nm之間，用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)通量(liang)(liang)(liang)密度(du)(du)(du)評價(jia)光(guang)(guang)(guang)(guang)合(he)作(zuo)用(yong)的(de)有效(xiao)(xiao)輻射能取得與(yu)實(shi)際光(guang)(guang)(guang)(guang)生(sheng)物(wu)效(xiao)(xiao)應符合(he)較好的(de)效(xiao)(xiao)果。

　　再(zai)次(ci)，光均勻性(xing)。由(you)于LED發光具有(you)較強的方向性(xing)，且可能存在空間光色分布均勻性(xing)，因此，在大面積種植(zhi)(zhi)場(chang)合，還應考察植(zhi)(zhi)物(wu)受照(zhao)面上輻射照(zhao)度均勻性(xing)，以獲得高質(zhi)量的均勻照(zhao)明(ming)環境。

　　最后，晝長(chang)。不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)植物對光譜的(de)(de)(de)需求不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)生長(chang)階段對光譜的(de)(de)(de)需求也不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，設(she)施農業中的(de)(de)(de)人(ren)工補光必須遵循植物的(de)(de)(de)光生理(li)特性，才能達到最佳的(de)(de)(de)補光效果。因(yin)此，不(bu)(bu)(bu)僅需要(yao)準確測量LED光源的(de)(de)(de)光譜組成，還要(yao)能夠(gou)知悉照度隨(sui)時(shi)間變化的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)。

植物生長用LED照明(ming)產品的(de)測(ce)量

　　以往在植(zhi)物照明領域，常使用光(guang)量(liang)子計來進行測(ce)(ce)量(liang)，但光(guang)譜(pu)的匹配實際(ji)很(hen)難做到完美(mei)匹配，甚至失匹配會(hui)相對嚴重，對測(ce)(ce)量(liang)精度影響(xiang)較大。隨著光(guang)譜(pu)測(ce)(ce)量(liang)技術的發展(zhan)，基于(yu)光(guang)譜(pu)法的測(ce)(ce)量(liang)技術和設備也(ye)日(ri)趨(qu)成熟，并(bing)逐步應用至植(zhi)物照明檢測(ce)(ce)領域。

　　植物光(guang)(guang)(guang)(guang)合作用的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)相應曲(qu)線(xian)與(yu)人(ren)眼(yan)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)視效率曲(qu)線(xian)不同，因此在(zai)(zai)(zai)評(ping)(ping)價(jia)(jia)各種(zhong)光(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)照射效果(guo)時，需按(an)照植物的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)響應曲(qu)線(xian)評(ping)(ping)價(jia)(jia)照射效果(guo)。而(er)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)法不僅不存(cun)在(zai)(zai)(zai)任何(he)失匹(pi)配問題(ti)，而(er)且可以在(zai)(zai)(zai)全光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范圍內對(dui)照明(ming)產品的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)質、光(guang)(guang)(guang)(guang)密度(du)、光(guang)(guang)(guang)(guang)照均勻度(du)各方(fang)面(mian)性(xing)能(neng)進行評(ping)(ping)價(jia)(jia)。但一般的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)測量存(cun)在(zai)(zai)(zai)線(xian)性(xing)較差和雜散(san)光(guang)(guang)(guang)(guang)影響等問題(ti)，從另一方(fang)面(mian)限制(zhi)了測試精度(du)，也對(dui)測量設備提(ti)出了新的(de)(de)要(yao)求。