近(jin)年來(lai)(lai)，隨著(zhu)設施(shi)農業的(de)(de)(de)快速發展，對植物照明的(de)(de)(de)研究(jiu)越來(lai)(lai)越多(duo)，LED光源以其(qi)特有的(de)(de)(de)優勢，使其(qi)在植物照明領域被廣泛應(ying)用。由于植物生(sheng)長對光環境的(de)(de)(de)光學參數(shu)(shu)(shu)有一定的(de)(de)(de)要求，因此需要有相應(ying)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)技術及儀器(qi)來(lai)(lai)精確測(ce)(ce)量(liang)光環境的(de)(de)(de)光學參數(shu)(shu)(shu)是否符合(he)相應(ying)植物的(de)(de)(de)生(sheng)長需求，以此選擇出(chu)合(he)適(shi)的(de)(de)(de)光源，確定光源的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)量(liang)及排布，根據(ju)植物對光的(de)(de)(de)合(he)理需求為光源研制應(ying)用提供適(shi)宜(yi)的(de)(de)(de)方(fang)案(an)。

　　LED照(zhao)明(ming)(ming)產品在用(yong)于植物栽培照(zhao)明(ming)(ming)時，不(bu)僅要考量(liang)其基本的光(guang)度、輻射度性能，還需根據植物的光(guang)合作用(yong)特性，在光(guang)量(liang)子系統(tong)和(he)植物光(guang)度系統(tong)中考量(liang)植物受照(zhao)面的光(guang)量(liang)子密度以及植物光(guang)度學參(can)數(shu)，從(cong)而綜(zong)合評(ping)價(jia)植物照(zhao)明(ming)(ming)光(guang)源的性能。

植物照明的關鍵(jian)因(yin)素及(ji)對照明產(chan)品的要求

　　首先，光(guang)(guang)(guang)(guang)質(zhi)。植物(wu)一般(ban)依(yi)靠葉片(pian)中的(de)葉綠素吸(xi)收照(zhao)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)，其(qi)(qi)吸(xi)收波段一般(ban)處于藍光(guang)(guang)(guang)(guang)和(he)(he)紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang)區域，如圖1所(suo)示。吸(xi)收光(guang)(guang)(guang)(guang)在植物(wu)體內經光(guang)(guang)(guang)(guang)合作用轉換為(wei)有機能量(liang)，用以生長繁(fan)殖。因此，對(dui)于植物(wu)照(zhao)明產品，首先應考量(liang)其(qi)(qi)吸(xi)收波段的(de)輻照(zhao)度(du)，一般(ban)為(wei)400nm~500nm藍光(guang)(guang)(guang)(guang)和(he)(he)600nm~700nm紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang)波段的(de)輻照(zhao)度(du)，以及需要(yao)確定所(suo)選組合植物(wu)照(zhao)明的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)組成(cheng)、范圍、峰值波長和(he)(he)色溫等。

葉綠(lv)素a和葉綠(lv)素b的吸收譜(引(yin)自 CIE 2012）

　　其次，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)。植(zhi)(zhi)物接受光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)不同(tong)，將(jiang)直(zhi)接影響(xiang)植(zhi)(zhi)物的(de)生長發育(yu)和結構特征。如光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)減弱(ruo)時，會出現(xian)同(tong)作物減少(shao)，花芽分化推遲、子房發育(yu)不良等現(xian)象。由于(yu)，植(zhi)(zhi)物與人眼對光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜的(de)響(xiang)應特性不同(tong)，人眼對光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)感知量(liang)一(yi)般在光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)系(xi)統中實(shi)現(xian)測(ce)量(liang)，而植(zhi)(zhi)物的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)合(he)作用(yong)則一(yi)般在光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)子系(xi)統和植(zhi)(zhi)物光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)系(xi)統中實(shi)現(xian)測(ce)量(liang)評(ping)價，評(ping)價參數為光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)子通(tong)量(liang)密(mi)度(du)（PPFD）。Mc.Cree通(tong)過大量(liang)的(de)研究表明在400-700nm之(zhi)間，用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)量(liang)子通(tong)量(liang)密(mi)度(du)評(ping)價光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)合(he)作用(yong)的(de)有效輻射(she)能(neng)取(qu)得與實(shi)際光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)生物效應符(fu)合(he)較好(hao)的(de)效果。

　　再次，光均(jun)勻(yun)(yun)性。由于LED發(fa)光具有較強的方向(xiang)性，且可能存在(zai)空間光色分布均(jun)勻(yun)(yun)性，因(yin)此，在(zai)大面積種植場合，還(huan)應考察(cha)植物受照面上輻射照度(du)均(jun)勻(yun)(yun)性，以獲得(de)高質量的均(jun)勻(yun)(yun)照明(ming)環境。

　　最后，晝(zhou)長(chang)。不(bu)同(tong)植物對光(guang)(guang)譜的(de)需求(qiu)(qiu)不(bu)同(tong)，不(bu)同(tong)生長(chang)階段對光(guang)(guang)譜的(de)需求(qiu)(qiu)也不(bu)同(tong)，設施農(nong)業(ye)中的(de)人工補光(guang)(guang)必(bi)須(xu)遵循植物的(de)光(guang)(guang)生理特性，才能達到(dao)最佳的(de)補光(guang)(guang)效果。因此(ci)，不(bu)僅需要(yao)準確(que)測(ce)量(liang)LED光(guang)(guang)源的(de)光(guang)(guang)譜組(zu)成(cheng)，還(huan)要(yao)能夠知悉照(zhao)度隨時間變化(hua)的(de)情況。

植物生長用LED照明產(chan)品(pin)的測量(liang)

　　以往(wang)在植(zhi)物(wu)照明領(ling)域(yu)，常使用光(guang)量(liang)子計來進行(xing)測(ce)(ce)量(liang)，但(dan)光(guang)譜的(de)匹(pi)配(pei)實際很難做到完(wan)美匹(pi)配(pei)，甚(shen)至(zhi)失匹(pi)配(pei)會(hui)相(xiang)對嚴重(zhong)，對測(ce)(ce)量(liang)精度影響較(jiao)大。隨著光(guang)譜測(ce)(ce)量(liang)技術的(de)發展(zhan)，基(ji)于光(guang)譜法的(de)測(ce)(ce)量(liang)技術和(he)設備也日趨(qu)成熟，并逐步應用至(zhi)植(zhi)物(wu)照明檢測(ce)(ce)領(ling)域(yu)。

　　植物光(guang)(guang)(guang)(guang)合作用的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)相(xiang)應(ying)曲(qu)線(xian)與人眼的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)視(shi)效率曲(qu)線(xian)不(bu)同(tong)，因此在(zai)評(ping)價(jia)各種光(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)照(zhao)(zhao)(zhao)射(she)效果時(shi)，需按照(zhao)(zhao)(zhao)植物的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)響應(ying)曲(qu)線(xian)評(ping)價(jia)照(zhao)(zhao)(zhao)射(she)效果。而(er)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)法不(bu)僅不(bu)存(cun)在(zai)任(ren)何(he)失匹配問題，而(er)且可(ke)以在(zai)全光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)范圍內對(dui)照(zhao)(zhao)(zhao)明產品的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)質、光(guang)(guang)(guang)(guang)密(mi)度(du)、光(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)(zhao)均勻度(du)各方(fang)面(mian)性(xing)能(neng)進行評(ping)價(jia)。但一般(ban)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)測量(liang)存(cun)在(zai)線(xian)性(xing)較差和雜散(san)光(guang)(guang)(guang)(guang)影響等問題，從(cong)另一方(fang)面(mian)限制了(le)測試精度(du)，也對(dui)測量(liang)設備提出(chu)了(le)新的(de)要求。