近年來，隨著(zhu)設施農業的(de)快速發展，對(dui)植物照明的(de)研(yan)究越來越多，LED光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)以其特有的(de)優勢，使其在植物照明領域被廣泛應(ying)(ying)用。由于植物生長對(dui)光(guang)(guang)環境的(de)光(guang)(guang)學參數有一定(ding)的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)，因(yin)此需(xu)要(yao)有相應(ying)(ying)的(de)測量技術(shu)及儀(yi)器來精確(que)測量光(guang)(guang)環境的(de)光(guang)(guang)學參數是(shi)否(fou)符合相應(ying)(ying)植物的(de)生長需(xu)求(qiu)(qiu)，以此選擇(ze)出合適(shi)的(de)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)，確(que)定(ding)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)數量及排(pai)布，根(gen)據植物對(dui)光(guang)(guang)的(de)合理需(xu)求(qiu)(qiu)為光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)研(yan)制應(ying)(ying)用提供適(shi)宜的(de)方案。

　　LED照(zhao)明產(chan)品(pin)在用于(yu)植(zhi)物(wu)(wu)栽培照(zhao)明時，不僅要(yao)考(kao)(kao)量其(qi)基本的光(guang)(guang)度(du)、輻射(she)度(du)性能(neng)，還需根(gen)據植(zhi)物(wu)(wu)的光(guang)(guang)合作(zuo)用特性，在光(guang)(guang)量子系統(tong)和植(zhi)物(wu)(wu)光(guang)(guang)度(du)系統(tong)中考(kao)(kao)量植(zhi)物(wu)(wu)受照(zhao)面(mian)的光(guang)(guang)量子密度(du)以及植(zhi)物(wu)(wu)光(guang)(guang)度(du)學參數，從而綜合評價(jia)植(zhi)物(wu)(wu)照(zhao)明光(guang)(guang)源的性能(neng)。

植物(wu)照明的關(guan)鍵因素(su)及(ji)對照明產品的要(yao)求

　　首先，光(guang)(guang)質。植(zhi)物(wu)(wu)(wu)一(yi)(yi)般(ban)依靠(kao)葉(xie)片中的(de)葉(xie)綠(lv)素吸(xi)收照(zhao)射光(guang)(guang)，其吸(xi)收波段(duan)一(yi)(yi)般(ban)處(chu)于藍光(guang)(guang)和紅(hong)光(guang)(guang)區域，如圖1所示(shi)。吸(xi)收光(guang)(guang)在植(zhi)物(wu)(wu)(wu)體(ti)內(nei)經光(guang)(guang)合(he)作(zuo)用轉換(huan)為(wei)有機(ji)能量，用以生長繁(fan)殖(zhi)。因此，對于植(zhi)物(wu)(wu)(wu)照(zhao)明產(chan)品，首先應考量其吸(xi)收波段(duan)的(de)輻照(zhao)度，一(yi)(yi)般(ban)為(wei)400nm~500nm藍光(guang)(guang)和600nm~700nm紅(hong)光(guang)(guang)波段(duan)的(de)輻照(zhao)度，以及需要(yao)確定所選組合(he)植(zhi)物(wu)(wu)(wu)照(zhao)明的(de)光(guang)(guang)譜組成、范圍、峰值波長和色溫等。

葉綠素a和葉綠素b的吸收譜(引自(zi) CIE 2012）

　　其次，光(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)(du)(du)。植物(wu)(wu)接受(shou)光(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)(du)(du)不(bu)同，將直接影響植物(wu)(wu)的(de)(de)生長發育(yu)和(he)結構特征。如光(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)(du)(du)減弱(ruo)時，會出(chu)現同作物(wu)(wu)減少，花芽分(fen)化推遲(chi)、子(zi)房發育(yu)不(bu)良等現象。由于，植物(wu)(wu)與(yu)人眼對光(guang)(guang)(guang)譜的(de)(de)響應特性不(bu)同，人眼對光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)感知量(liang)一(yi)般在光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)(du)系(xi)統(tong)中實(shi)現測量(liang)，而植物(wu)(wu)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)合(he)作用則一(yi)般在光(guang)(guang)(guang)量(liang)子(zi)系(xi)統(tong)和(he)植物(wu)(wu)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)(du)系(xi)統(tong)中實(shi)現測量(liang)評價，評價參(can)數為光(guang)(guang)(guang)量(liang)子(zi)通量(liang)密(mi)度(du)(du)(du)（PPFD）。Mc.Cree通過(guo)大量(liang)的(de)(de)研究表明在400-700nm之間，用光(guang)(guang)(guang)量(liang)子(zi)通量(liang)密(mi)度(du)(du)(du)評價光(guang)(guang)(guang)合(he)作用的(de)(de)有效(xiao)輻射能取得(de)與(yu)實(shi)際光(guang)(guang)(guang)生物(wu)(wu)效(xiao)應符合(he)較(jiao)好的(de)(de)效(xiao)果。

　　再(zai)次，光均(jun)(jun)(jun)勻性(xing)。由于LED發(fa)光具(ju)有較強的(de)方(fang)向性(xing)，且可能存(cun)在(zai)空間(jian)光色分布(bu)均(jun)(jun)(jun)勻性(xing)，因此，在(zai)大(da)面積種植場合，還應(ying)考察植物受(shou)照(zhao)面上輻射(she)照(zhao)度(du)均(jun)(jun)(jun)勻性(xing)，以獲得高質量(liang)的(de)均(jun)(jun)(jun)勻照(zhao)明(ming)環境。

　　最后，晝(zhou)長。不同(tong)植物對光(guang)(guang)譜(pu)的(de)需(xu)求不同(tong)，不同(tong)生(sheng)長階段對光(guang)(guang)譜(pu)的(de)需(xu)求也不同(tong)，設(she)施農(nong)業中的(de)人(ren)工補光(guang)(guang)必須(xu)遵循(xun)植物的(de)光(guang)(guang)生(sheng)理特性(xing)，才(cai)能達(da)到最佳(jia)的(de)補光(guang)(guang)效果(guo)。因此，不僅(jin)需(xu)要準確(que)測量LED光(guang)(guang)源的(de)光(guang)(guang)譜(pu)組成，還要能夠(gou)知(zhi)悉照度隨時間(jian)變(bian)化的(de)情況。

植物生長用LED照明產品的(de)測量(liang)

　　以往在(zai)植物(wu)照明領(ling)域(yu)，常(chang)使用(yong)光量(liang)子計來進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)，但(dan)光譜的匹配(pei)(pei)實際很難做(zuo)到完(wan)美匹配(pei)(pei)，甚至失匹配(pei)(pei)會相對嚴重，對測(ce)量(liang)精度影響較(jiao)大。隨著光譜測(ce)量(liang)技術的發展，基于(yu)光譜法的測(ce)量(liang)技術和設備也日趨成熟，并逐(zhu)步(bu)應(ying)用(yong)至植物(wu)照明檢測(ce)領(ling)域(yu)。

　　植物光(guang)(guang)(guang)合作用的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜相應(ying)(ying)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)與人眼的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜光(guang)(guang)(guang)視(shi)效率(lv)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)不(bu)同，因(yin)此在(zai)(zai)評(ping)價(jia)各種光(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)(zhao)射效果時，需(xu)按照(zhao)(zhao)(zhao)植物的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜響應(ying)(ying)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)評(ping)價(jia)照(zhao)(zhao)(zhao)射效果。而(er)光(guang)(guang)(guang)譜法不(bu)僅不(bu)存在(zai)(zai)任何失匹配問(wen)題(ti)，而(er)且可以在(zai)(zai)全光(guang)(guang)(guang)譜范(fan)圍內對(dui)照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)產品的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)質(zhi)、光(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)、光(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)(zhao)均勻度(du)各方(fang)(fang)面(mian)(mian)性(xing)能進行評(ping)價(jia)。但一般(ban)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜測(ce)量存在(zai)(zai)線(xian)(xian)性(xing)較差和(he)雜散光(guang)(guang)(guang)影響等(deng)問(wen)題(ti)，從另一方(fang)(fang)面(mian)(mian)限制(zhi)了測(ce)試精度(du)，也(ye)對(dui)測(ce)量設備提出了新的(de)(de)(de)要求。