近年來(lai)(lai)，隨著設施農業的(de)(de)(de)快速發展，對(dui)(dui)植(zhi)(zhi)(zhi)物照(zhao)明的(de)(de)(de)研(yan)究越來(lai)(lai)越多，LED光(guang)(guang)(guang)源以其特有(you)的(de)(de)(de)優(you)勢，使其在植(zhi)(zhi)(zhi)物照(zhao)明領域被廣泛應(ying)用(yong)。由于植(zhi)(zhi)(zhi)物生長對(dui)(dui)光(guang)(guang)(guang)環境的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)學參(can)數(shu)有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)，因此需要有(you)相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)測量(liang)技術及儀器來(lai)(lai)精(jing)確測量(liang)光(guang)(guang)(guang)環境的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)學參(can)數(shu)是否符合(he)(he)相(xiang)應(ying)植(zhi)(zhi)(zhi)物的(de)(de)(de)生長需求(qiu)(qiu)，以此選(xuan)擇出合(he)(he)適的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)源，確定(ding)光(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)(de)數(shu)量(liang)及排布，根據植(zhi)(zhi)(zhi)物對(dui)(dui)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)合(he)(he)理需求(qiu)(qiu)為(wei)光(guang)(guang)(guang)源研(yan)制應(ying)用(yong)提供(gong)適宜(yi)的(de)(de)(de)方案。

　　LED照(zhao)明(ming)產品在用(yong)于植物(wu)栽(zai)培照(zhao)明(ming)時，不僅要考量(liang)其基本的光度、輻射(she)度性(xing)能，還需根據植物(wu)的光合(he)作用(yong)特性(xing)，在光量(liang)子系統(tong)和(he)植物(wu)光度系統(tong)中考量(liang)植物(wu)受照(zhao)面的光量(liang)子密度以及植物(wu)光度學(xue)參數(shu)，從而綜合(he)評價(jia)植物(wu)照(zhao)明(ming)光源的性(xing)能。

植物(wu)照(zhao)明(ming)的關鍵因素及對照(zhao)明(ming)產品的要(yao)求

　　首先(xian)(xian)，光(guang)(guang)(guang)質。植(zhi)物(wu)一般依靠葉(xie)片中(zhong)的葉(xie)綠素吸收(shou)照(zhao)射光(guang)(guang)(guang)，其吸收(shou)波(bo)段一般處于藍光(guang)(guang)(guang)和紅(hong)光(guang)(guang)(guang)區域(yu)，如圖1所示。吸收(shou)光(guang)(guang)(guang)在植(zhi)物(wu)體內經光(guang)(guang)(guang)合(he)作用轉換為有機能量(liang)，用以生長繁(fan)殖。因此(ci)，對(dui)于植(zhi)物(wu)照(zhao)明產(chan)品，首先(xian)(xian)應考量(liang)其吸收(shou)波(bo)段的輻照(zhao)度(du)(du)，一般為400nm~500nm藍光(guang)(guang)(guang)和600nm~700nm紅(hong)光(guang)(guang)(guang)波(bo)段的輻照(zhao)度(du)(du)，以及需(xu)要確定(ding)所選組合(he)植(zhi)物(wu)照(zhao)明的光(guang)(guang)(guang)譜組成(cheng)、范圍、峰值波(bo)長和色溫等。

葉綠素(su)a和(he)葉綠素(su)b的吸收(shou)譜(pu)(引自 CIE 2012）

　　其次，光(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)(du)。植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)接(jie)(jie)受光(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)(du)不同，將直接(jie)(jie)影響植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)生長(chang)發育和結構特征(zheng)。如光(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)(du)減弱時，會(hui)出現(xian)同作(zuo)物(wu)(wu)減少，花(hua)芽分化推遲、子(zi)房發育不良等現(xian)象。由(you)于(yu)，植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)與人眼對光(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(gan)知(zhi)量(liang)一(yi)(yi)般(ban)在光(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)(du)系統中(zhong)實現(xian)測量(liang)，而(er)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)合(he)作(zuo)用(yong)則一(yi)(yi)般(ban)在光(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)子(zi)系統和植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)光(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)(du)系統中(zhong)實現(xian)測量(liang)評價(jia)，評價(jia)參數為光(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)子(zi)通(tong)量(liang)密(mi)度(du)(du)（PPFD）。Mc.Cree通(tong)過大量(liang)的(de)研究表明在400-700nm之間(jian)，用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)子(zi)通(tong)量(liang)密(mi)度(du)(du)評價(jia)光(guang)(guang)(guang)(guang)合(he)作(zuo)用(yong)的(de)有效輻射能取得與實際光(guang)(guang)(guang)(guang)生物(wu)(wu)效應符合(he)較好的(de)效果。

　　再次，光均勻(yun)性。由于LED發光具有較強的(de)方向性，且(qie)可能(neng)存在(zai)空間光色分布均勻(yun)性，因此，在(zai)大面積種植(zhi)場合，還應考(kao)察植(zhi)物受(shou)照面上(shang)輻射照度均勻(yun)性，以獲得高質量的(de)均勻(yun)照明環境(jing)。

　　最后，晝長。不(bu)同(tong)植物對光(guang)譜(pu)的需(xu)求(qiu)不(bu)同(tong)，不(bu)同(tong)生(sheng)長階(jie)段對光(guang)譜(pu)的需(xu)求(qiu)也(ye)不(bu)同(tong)，設(she)施農業中的人(ren)工補光(guang)必須(xu)遵循植物的光(guang)生(sheng)理特性，才能(neng)(neng)達(da)到最佳的補光(guang)效果(guo)。因此，不(bu)僅(jin)需(xu)要準(zhun)確測量LED光(guang)源的光(guang)譜(pu)組(zu)成，還要能(neng)(neng)夠知(zhi)悉照度隨時(shi)間變化的情況(kuang)。

植(zhi)物生長用LED照(zhao)明產品的測(ce)量

　　以往在植物照(zhao)(zhao)明領域，常使(shi)用光(guang)量(liang)子計(ji)來進(jin)行測(ce)(ce)(ce)量(liang)，但光(guang)譜(pu)的匹配(pei)實際很(hen)難做到完(wan)美匹配(pei)，甚至失(shi)匹配(pei)會相對嚴重，對測(ce)(ce)(ce)量(liang)精度(du)影響較大。隨著光(guang)譜(pu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)技術(shu)的發展，基(ji)于(yu)光(guang)譜(pu)法的測(ce)(ce)(ce)量(liang)技術(shu)和設備也日趨成熟，并(bing)逐步應用至植物照(zhao)(zhao)明檢測(ce)(ce)(ce)領域。

　　植(zhi)物光(guang)(guang)合(he)作(zuo)用的光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)相(xiang)應曲(qu)線與(yu)人眼的光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)視效(xiao)率曲(qu)線不(bu)同，因此在評(ping)價(jia)各種(zhong)光(guang)(guang)源(yuan)的照(zhao)射效(xiao)果時，需按照(zhao)植(zhi)物的光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)響應曲(qu)線評(ping)價(jia)照(zhao)射效(xiao)果。而光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)法不(bu)僅不(bu)存在任何失匹配問題，而且可(ke)以在全光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)范(fan)圍內對(dui)照(zhao)明產品的光(guang)(guang)質(zhi)、光(guang)(guang)密度、光(guang)(guang)照(zhao)均勻度各方(fang)面(mian)(mian)性(xing)能進行評(ping)價(jia)。但一般的光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)測量(liang)存在線性(xing)較差和雜散光(guang)(guang)影響等(deng)問題，從另一方(fang)面(mian)(mian)限制(zhi)了測試精(jing)度，也(ye)對(dui)測量(liang)設備(bei)提出(chu)了新的要求。