光的研究基礎(chǔ)是光譜，光的應(yīng)用品質(zhì)需要光譜分析，led植物燈的光譜尤為重要，制造商對(duì)植物燈光譜的設(shè)計(jì)能力決定其市場(chǎng)競(jìng)地位，led植物燈光譜需要根據(jù)種植工藝專門設(shè)計(jì)而不能去仿制。
植物工廠是跨界產(chǎn)品，好亮固體光源研究所把植物工廠技術(shù)分為種植設(shè)備技術(shù)與種植工藝技術(shù)，植物燈光譜技術(shù)是種植設(shè)備與種植工藝的重要關(guān)聯(lián)點(diǎn)，需要明確的一點(diǎn)是種植工藝決定光譜設(shè)計(jì)，對(duì)植物燈的設(shè)計(jì)與制造是保證種植工藝所要求的光質(zhì)能達(dá)到效率，植物燈的這些特點(diǎn)決定了植物光譜設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性和多樣性。
1、光的應(yīng)用分類
視覺(jué)應(yīng)用：應(yīng)用于照明，物理單位是以平均人眼的視效函數(shù)對(duì)光譜輻射功率加權(quán)得到的光通量為主要參數(shù)。
非視覺(jué)應(yīng)用：以動(dòng)物、植物、醫(yī)療、微生物、識(shí)別、數(shù)據(jù)傳送等應(yīng)用，物理單位是輻射功率或者光量子數(shù)。
2、光子的能量
led發(fā)光是能量的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，電子與空穴復(fù)合時(shí)多余的能量會(huì)發(fā)光，產(chǎn)生光子，波長(zhǎng)越短，產(chǎn)生光子的能量越高，光子是光傳遞能量過(guò)程中的zui小單位，植物光合作用吸收的是這種帶能量的光子，光合作用是在光子能量包驅(qū)動(dòng)進(jìn)行，而不是一般的光能量作用，這就是植物光合作用需要光子去表達(dá)的原因。
單個(gè)光子的能量在波長(zhǎng)400nm與波長(zhǎng)700nm的能量比是1.75，也就是說(shuō)，藍(lán)光比紅光能量大1.75倍。
光合作用是由光子通量產(chǎn)生，是攜帶能量的光子在酶的作用下分解co2與h2o后產(chǎn)生新的分子的過(guò)程，但不是所有被植物吸收的光子產(chǎn)生相同的光合作用，需要用能量傳遞的角度理解光合作用，用“光餐”來(lái)理解光子與植物的關(guān)系。
光合有效輻射的光子數(shù)量采用兩種度量單位：光合光子通量（ppf），其波長(zhǎng)范圍從400到700nm，二是產(chǎn)生的光子通量（ypf），其波長(zhǎng)范圍可以根據(jù)植物的光合響應(yīng)下確定波長(zhǎng)范圍。
3、植物燈的參數(shù)與單位
摩爾量（mol）
在描述物質(zhì)構(gòu)成的基本單位如分子、離子、光量子等的時(shí)候，通常采用摩爾量表示，摩爾量是由6.022exp(23)個(gè)物質(zhì)的基本粒子構(gòu)成一個(gè)基本量，單位是：摩爾（mol），在植物光合作用里光子的數(shù)量也是采用摩爾量表示，一個(gè)光子摩爾（mol）里包含有6.022exp(23)個(gè)光子，由于在植物光合里摩爾的單位大，許多參數(shù)采用微摩爾表示。
1摩爾（mol）=1000000微摩爾（umol）。
1微摩爾（umol）包含有6千萬(wàn)個(gè)億的光子。
par
光合有效輻射（photosynthetic active radiation）
植物用于光合作用的特定波長(zhǎng)范圍（400-700nm）的輻射稱作光合有效輻射，標(biāo)注單位有兩種：
一是用光合輻照度表示（w/m2），主要用于太陽(yáng)光的光合作用的廣義研究。
二是用光合光子通量密度ppfd表示（umol/m2s），主要用于人造光源和太陽(yáng)光對(duì)植物光合作用的研究。
采用每秒輻射到植物表面的光子流量的這個(gè)方法表示輻射源的輻射能力，稱為ppf_par法。
par約占太陽(yáng)總輻射的50%，需要注意的是，光合輻照度這個(gè)單位體現(xiàn)不出波長(zhǎng)的影響。
ppf
光合光子通量（photosynthetic photon flux）是指波長(zhǎng)在400-700nm波段里，人造光源每秒輻射出光子的微摩爾數(shù)量，單位umol/s。
ppfd
光合光子通量密度（photosynthetic photon flux density）與ppf相對(duì)應(yīng)的是每平方米每秒光源輻射出的微摩爾數(shù)量，單位umol/m2s，是密度的概念。
ppfd是表示在一平方米范圍里的ppf。
ppfd是個(gè)與輻射距離相關(guān)的物理量，與照射距離的平方成反比。
1ppfd表示每秒1微摩爾的光子數(shù)量輻射在1平方米的表面。
1umol/m2s（ppfd）有多大呢，它表示10平方納米里有6個(gè)光子。
ppfd
ypf
產(chǎn)生的光子通量（yield photon flux）
是指在人造光源所發(fā)出的波長(zhǎng)范圍里，每秒輻射出的光子微摩爾數(shù)量，單位umol/s。通常認(rèn)為的波段是360-760nm，對(duì)于led光源，波長(zhǎng)范圍設(shè)定為380-800nm。
ypfd
產(chǎn)生的光子通量密度（yieldphotonfluxdensity）
與ypf相對(duì)應(yīng)的是每平方米每秒輻射的微摩爾數(shù)，單位umol/m2s，是密度的概念。
ypfd是表示在一平方米范圍里的ypf。
ypfd是個(gè)與輻射距離相關(guān)的物理量，與照射的距離的平方成反比。
ypfd更能準(zhǔn)確的表達(dá)led植物燈光質(zhì)的光量。
對(duì)于紅光藍(lán)光譜，ypf=ppf，其他光譜ppf
par與ppfd的區(qū)別，par是個(gè)物理概念，而ppfd的這個(gè)物理概念的單位。
ppfd與ppf的關(guān)系：ppfd是由種植工藝參數(shù)得出的基本量，ppf是燈具制造的主要參數(shù)。
為了清晰了解輻射、照明、植物光合作用的三個(gè)概念，我們制作了下面的表格。
對(duì)于同一ppf的光源，安裝高度與ppfd的關(guān)系是安裝高度增加，ppfd以2次方的速率下降。
ypfd
4、不同光源與燈具之間定量分析參數(shù)
對(duì)于不同的人造光源，采用下面的指標(biāo)可以比較他們之間的光譜參數(shù)性能，這些參數(shù)也可以比較同種光源相同光譜形態(tài)下不同廠家的光譜參數(shù)性能，通常，這些值越大越好，但是，數(shù)值大并不意味著種植效率高，需要具備專業(yè)技能的專業(yè)評(píng)估。
ppf/w：表示每耗電一瓦所產(chǎn)生的ppf。
ppfd/w：表示每耗電一瓦所產(chǎn)生的ppfd。
ypf/w：表示每耗電一瓦所產(chǎn)生的ypf。
ypfd/w：表示每耗電一瓦所產(chǎn)生的ypfd。
以上這些值大小與光譜形態(tài)（光質(zhì)）有關(guān)，如果把這些值再除以植物燈的價(jià)格，那就可以比較植物燈價(jià)格高低，這些值的有效性需要通過(guò)第三方獨(dú)立的專業(yè)分析才可靠。
通常，農(nóng)用鈉燈zui大到2.2umol/w，led光源，zui大2.1umol/w。
5、光質(zhì)、光量、光周期
光質(zhì)lq
光質(zhì)lq（light quality），是在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜形態(tài)，無(wú)單位。
光量li
光量li（light intensity），是表示光質(zhì)所能輻射的光子數(shù)量，既可以用光子流量表示，也可以用光子密度表示，單位：ppf（ypf）或者ppfd（ypfd）。
光周期pp
光周期pp（photo period），表示在一個(gè)自然日內(nèi)，植物燈開(kāi)燈的時(shí)間總和，單位：小時(shí)。
6、植物每天需要的輻射量（重要概念）
許多人熱衷研究植物輻射的補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)來(lái)推算植物燈應(yīng)該使用多大的ppfd，從補(bǔ)償點(diǎn)到飽和點(diǎn)的范圍較大（如下圖所示），在這個(gè)范圍的選擇植物燈的光量具有人為的隨機(jī)性，補(bǔ)償點(diǎn)與飽和點(diǎn)只是定性分析，量化過(guò)程一定要考慮其他環(huán)境因素，不可以機(jī)械的理解。
通常，補(bǔ)償點(diǎn)與飽和點(diǎn)只在某一時(shí)間段出現(xiàn)，并非恒定，用補(bǔ)償點(diǎn)與飽和點(diǎn)設(shè)定ppfd并不科學(xué)，在我們的種植工藝專家系統(tǒng)里，我們給出的是植物每天每平方米合理需要的輻射量，這個(gè)量值關(guān)系到種植成本與種植品質(zhì)，我們的這個(gè)參數(shù)是參考農(nóng)業(yè)科學(xué)長(zhǎng)期研究的種植工藝參數(shù)dli，具有理論依據(jù)。
日光合量dla
日光合量dla（daily light amount）：指人造光源在光周期下每天每平方米的ppfd所產(chǎn)生的光子的摩爾數(shù)量，單位：mol/m2d。
由于植物燈的光量在光周期下是恒定的，dla=0.0036*ppfd*pp。pp-光周期單位：小時(shí)。
dla是種植工藝參數(shù)，植物工廠的植物種植所需要的ppfd就是用dla計(jì)算出來(lái)的。
聲明：dla參數(shù)由好亮固體光源研究所許東定義，引用需要注明。
日光積分量dli
日光積分量dli（daily light integral）：指太陽(yáng)光有效輻射下每天每平方米的光合作用積分量，單位：mol/m2d。
dli在傳統(tǒng)種植中是一個(gè)重要光合量參數(shù)，是長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的技術(shù)參數(shù)，具有普遍的種植指導(dǎo)意義，在太陽(yáng)光下，由于太陽(yáng)光的光合輻照度（換算成ppfd）隨時(shí)間與天氣在不斷變化，這個(gè)變化會(huì)出現(xiàn)跨度有時(shí)會(huì)在補(bǔ)償點(diǎn)與飽和點(diǎn)之間，所以，dli需要按照積分的方法計(jì)算，初步的計(jì)算可以用平均ppfd與有效時(shí)間（小時(shí)）進(jìn)行計(jì)算。
在太陽(yáng)光下按照平均值方法計(jì)算的dli，dli=0.0036*ppfd（平均）*有效時(shí)間。有效時(shí)間單位：小時(shí)。
在室外種植中，dli參數(shù)會(huì)受到飽和點(diǎn)的影響，在溫室大棚里，室內(nèi)的dli小于室外的dli，溫室的dli通常也會(huì)小于dla，dla參數(shù)的創(chuàng)立，科學(xué)的提供了溫室是否補(bǔ)光與補(bǔ)光量大小的理論依據(jù)，系統(tǒng)的建立人造光源的dla數(shù)據(jù)庫(kù)，可以提供植物工廠應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系，具有非常重要的意義，希望農(nóng)業(yè)科研人員參與到這項(xiàng)工作中。
dla是植物工廠與溫室補(bǔ)光的種植工藝的主要參數(shù)，是植物燈設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，dla可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者通過(guò)dli經(jīng)過(guò)加權(quán)后初步得出，但需要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)修正，dla與dli的關(guān)系是：dla以上就是植物燈光譜參數(shù)的介紹，了解清楚植物燈的這些參數(shù)，對(duì)于植物燈的應(yīng)用與交流非常重要，規(guī)范化的使用這些參數(shù)，可以正確的應(yīng)用植物燈與研究植物燈光譜技術(shù)。
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