近(jin)年(nian)來，隨著設施農業的(de)(de)快速發(fa)展，對(dui)植物(wu)(wu)照(zhao)明(ming)的(de)(de)研究(jiu)越(yue)來越(yue)多，LED光(guang)(guang)(guang)(guang)源以其特(te)有(you)的(de)(de)優勢，使(shi)其在植物(wu)(wu)照(zhao)明(ming)領域被廣泛應用(yong)。由于植物(wu)(wu)生(sheng)長(chang)對(dui)光(guang)(guang)(guang)(guang)環(huan)境的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)學參(can)數有(you)一定的(de)(de)要求，因此需要有(you)相應的(de)(de)測量技術及(ji)(ji)儀器來精確測量光(guang)(guang)(guang)(guang)環(huan)境的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)學參(can)數是否符合(he)(he)相應植物(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)長(chang)需求，以此選擇出合(he)(he)適的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)源，確定光(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)數量及(ji)(ji)排布，根據植物(wu)(wu)對(dui)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)合(he)(he)理(li)需求為光(guang)(guang)(guang)(guang)源研制應用(yong)提供適宜(yi)的(de)(de)方(fang)案。

　　LED照(zhao)明產(chan)品在(zai)用(yong)于植(zhi)物(wu)栽培照(zhao)明時，不(bu)僅要考量其基(ji)本的(de)光(guang)度、輻射度性(xing)能(neng)，還需根據(ju)植(zhi)物(wu)的(de)光(guang)合(he)(he)作(zuo)用(yong)特性(xing)，在(zai)光(guang)量子系統和植(zhi)物(wu)光(guang)度系統中(zhong)考量植(zhi)物(wu)受照(zhao)面的(de)光(guang)量子密度以及植(zhi)物(wu)光(guang)度學參數(shu)，從而綜(zong)合(he)(he)評價植(zhi)物(wu)照(zhao)明光(guang)源的(de)性(xing)能(neng)。

植物照明(ming)的(de)(de)關鍵因素及(ji)對照明(ming)產品的(de)(de)要求

　　首(shou)先(xian)，光(guang)質。植(zhi)物(wu)(wu)一(yi)般(ban)依(yi)靠葉片中的(de)葉綠素吸(xi)收(shou)(shou)照(zhao)(zhao)射光(guang)，其吸(xi)收(shou)(shou)波段(duan)一(yi)般(ban)處(chu)于(yu)藍(lan)光(guang)和(he)紅(hong)光(guang)區域，如(ru)圖1所(suo)示。吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)在植(zhi)物(wu)(wu)體內經光(guang)合(he)(he)作用轉換為(wei)有機能量(liang)，用以生長(chang)繁(fan)殖。因(yin)此，對于(yu)植(zhi)物(wu)(wu)照(zhao)(zhao)明(ming)產品，首(shou)先(xian)應考(kao)量(liang)其吸(xi)收(shou)(shou)波段(duan)的(de)輻照(zhao)(zhao)度，一(yi)般(ban)為(wei)400nm~500nm藍(lan)光(guang)和(he)600nm~700nm紅(hong)光(guang)波段(duan)的(de)輻照(zhao)(zhao)度，以及(ji)需要確定所(suo)選(xuan)組合(he)(he)植(zhi)物(wu)(wu)照(zhao)(zhao)明(ming)的(de)光(guang)譜組成、范圍、峰值波長(chang)和(he)色溫等。

葉綠素(su)a和葉綠素(su)b的吸收(shou)譜(引自 CIE 2012）

　　其次，光(guang)(guang)密(mi)度(du)(du)。植(zhi)(zhi)物(wu)接受光(guang)(guang)密(mi)度(du)(du)不同，將直接影(ying)響(xiang)植(zhi)(zhi)物(wu)的(de)生長發育和結構特征。如光(guang)(guang)密(mi)度(du)(du)減弱時，會出(chu)現(xian)同作(zuo)物(wu)減少(shao)，花芽分化推(tui)遲、子房發育不良(liang)等現(xian)象。由于(yu)，植(zhi)(zhi)物(wu)與(yu)人眼(yan)對(dui)光(guang)(guang)譜的(de)響(xiang)應(ying)特性不同，人眼(yan)對(dui)光(guang)(guang)的(de)感知量(liang)一般在(zai)光(guang)(guang)度(du)(du)系(xi)統(tong)中實(shi)現(xian)測量(liang)，而植(zhi)(zhi)物(wu)的(de)光(guang)(guang)合(he)作(zuo)用(yong)則一般在(zai)光(guang)(guang)量(liang)子系(xi)統(tong)和植(zhi)(zhi)物(wu)光(guang)(guang)度(du)(du)系(xi)統(tong)中實(shi)現(xian)測量(liang)評價，評價參數為光(guang)(guang)量(liang)子通量(liang)密(mi)度(du)(du)（PPFD）。Mc.Cree通過(guo)大量(liang)的(de)研究表(biao)明在(zai)400-700nm之間，用(yong)光(guang)(guang)量(liang)子通量(liang)密(mi)度(du)(du)評價光(guang)(guang)合(he)作(zuo)用(yong)的(de)有效輻射能(neng)取得與(yu)實(shi)際光(guang)(guang)生物(wu)效應(ying)符(fu)合(he)較好(hao)的(de)效果。

　　再次，光均勻(yun)性。由于LED發(fa)光具有較(jiao)強的(de)方向(xiang)性，且可能存在(zai)空間光色分布均勻(yun)性，因(yin)此，在(zai)大面(mian)積種植(zhi)場合，還應(ying)考察植(zhi)物受(shou)照面(mian)上輻射(she)照度均勻(yun)性，以獲得高質量的(de)均勻(yun)照明環(huan)境。

　　最(zui)后，晝長(chang)。不(bu)同(tong)(tong)(tong)植(zhi)物對光(guang)譜的(de)需(xu)(xu)求(qiu)不(bu)同(tong)(tong)(tong)，不(bu)同(tong)(tong)(tong)生長(chang)階(jie)段對光(guang)譜的(de)需(xu)(xu)求(qiu)也(ye)不(bu)同(tong)(tong)(tong)，設施農業中的(de)人工補(bu)(bu)光(guang)必(bi)須遵循植(zhi)物的(de)光(guang)生理特性(xing)，才(cai)能達(da)到最(zui)佳的(de)補(bu)(bu)光(guang)效果。因此，不(bu)僅需(xu)(xu)要準(zhun)確(que)測量LED光(guang)源(yuan)的(de)光(guang)譜組成，還要能夠(gou)知悉照度隨時(shi)間變化的(de)情況。

植(zhi)物生長用(yong)LED照明(ming)產品的(de)測量

　　以往(wang)在(zai)植(zhi)物照(zhao)明領域(yu)，常使(shi)用光(guang)量(liang)子計來進(jin)行測量(liang)，但光(guang)譜(pu)的(de)(de)匹(pi)(pi)配(pei)實(shi)際很難做(zuo)到完美匹(pi)(pi)配(pei)，甚至失匹(pi)(pi)配(pei)會相對(dui)嚴重，對(dui)測量(liang)精度影響較大。隨著光(guang)譜(pu)測量(liang)技(ji)術的(de)(de)發展，基于(yu)光(guang)譜(pu)法(fa)的(de)(de)測量(liang)技(ji)術和設(she)備也日(ri)趨成熟(shu)，并逐步(bu)應用至植(zhi)物照(zhao)明檢測領域(yu)。

　　植物(wu)光(guang)(guang)合作用的(de)光(guang)(guang)譜相應(ying)曲線(xian)(xian)與人眼(yan)的(de)光(guang)(guang)譜光(guang)(guang)視效(xiao)率曲線(xian)(xian)不(bu)同(tong)，因此(ci)在(zai)評價(jia)各種光(guang)(guang)源(yuan)的(de)照(zhao)射效(xiao)果時，需按照(zhao)植物(wu)的(de)光(guang)(guang)譜響應(ying)曲線(xian)(xian)評價(jia)照(zhao)射效(xiao)果。而光(guang)(guang)譜法不(bu)僅不(bu)存在(zai)任何失匹配問題，而且可(ke)以(yi)在(zai)全光(guang)(guang)譜范圍(wei)內對(dui)(dui)照(zhao)明產(chan)品的(de)光(guang)(guang)質(zhi)、光(guang)(guang)密度、光(guang)(guang)照(zhao)均勻度各方(fang)面性(xing)能(neng)進行評價(jia)。但一般的(de)光(guang)(guang)譜測量存在(zai)線(xian)(xian)性(xing)較差和雜散光(guang)(guang)影響等問題，從另一方(fang)面限(xian)制了測試精度，也對(dui)(dui)測量設備提出了新(xin)的(de)要求。