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导言 近年来，随着设施农业的快速发展，对植物光照产品的研究越来越多，而LED光源以其低功耗、体积小、可以近距离照射植物等优势，在植物光照领域已经被广泛应用。由于植物生长对光环境的光学参数有一定的要求，而不同的植物对光的吸收也不同，因此需要针对特定植物的生长需求而采用对应的光照产品，并利用先进的测量技术及仪器实现植物光照环境的检测。  判断植物生长所提供的光照条件是否优质，还要从以下四个方面来说起：光质，光密度，光均匀性，昼长。 光质，即光谱质量。光照灯具的不同光谱成分对植物生长的影响不同，如红光有可促进植物茎的生长；蓝紫光有助于果实的形成；因此根据植物生长需求选择合适光质的光照。 研究表明，决定植物光合作用的叶绿素对蓝光和红光较为敏感，其峰值波长分别在450 nm和630 nm附近。
植物生长依赖体内多种叶绿素和其他色素的共同光合作用，McCree在1972年通过大量文献调研，基于22种植物，给出了植物相对量子效率曲线（RQE）在植物光度系统中，即上图所示的常用光谱响应曲线 。 植物的光照是否越多越好？答案当然是NO。 众所周知，植物有喜光植物、耐荫植物、中性植物之分。植物对光密度的要求有一个上限，即光饱和点，当光密度达到植物的光饱和点时，植物的光合作用达到顶峰，而当光密度继续增强，植物的光合作用不但不会提高，反而会下降，植物自身便会产生光抑制现象，并且会损伤植物。 LED光源发光具有较强的方向性，因此为了保证较好的植物形态，为植物生长环境进行光均匀性设计十分重要；主要包括光源光色一致性设计和空间辐射一致性设计。 与人类一样，植物生长也有其生物节律。植物的光合作用其实包括光反应和暗反应两类;其中暗反应的进行不需要光照条件，因此，因此夜晚不可提供过高的光照条件，否则植物夜间不能进行休息，影响暗反应的进行。
植物与人眼对光谱的响应特性不同，光照产品的选择应基于植物生长的需求。 人眼对光的感知在光度计量系统中表征，波长范围为380~780 nm，将光谱辐射量与人眼的光谱光视效率函数V(λ)加权积分以获取相应的量值，如式(1)计算光通量。(Φe,λ：光谱辐射通量；λ：波长;Km=683 lm/W；K：有效光合效率系数) 考虑到植物的光合作用主要是由于落到叶面上的光子数，因此过去常用光量子计量系统表征植物照明的性能，波长范围一般为400~700 nm，即光合有效辐射(PAR)区间。因为光量子能量与其波长成反比，所以在相同辐射能量下，光量子数与波长则成正比关系，可用图2中光谱响应曲线Q(λ)来表示，式(2)给出了植物光合通量(PPF)的计算公式。 (N=6.02×1023;h=6.63×10-34 Js;c=3.00×108 m/s)
然而，根据植物对光质需求的分析，植物对光辐射敏感的区域实际为300~800nm，而且Q(λ)与植物对光的吸收曲线RQE还是有差距的，常用的光量子计量体系并不能很好地表征植物照明的性能。现在也有不少植物学家使用RQE即P(λ)作为波长敏感曲线的植物光合光度系统，其光合光通的计算方法如式(3)所示。 常用的光度系统中的其他参量，如光强I、光照E等，也可以按照上述光通量的方法类比到植物照明的计量体系中。 文 | 广东LED 责编丨 朱艳 |
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