近年來，隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，對植物光照產(chǎn)品的研究越來越多，而led光源以其低功耗、體積小、可以近距離照射植物等優(yōu)勢，在植物光照領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。由于植物生長對光環(huán)境的光學(xué)參數(shù)有一定的要求，而不同的植物對光的吸收也不同，因此需要針對特定植物的生長需求而采用對應(yīng)的光照產(chǎn)品，并利用先進(jìn)的測量技術(shù)及儀器實(shí)現(xiàn)植物光照環(huán)境的檢測。
植物生長光環(huán)境
判斷植物生長所提供的光照條件是否優(yōu)質(zhì)，還要從以下四個(gè)方面來說起：光質(zhì)，光密度，光均勻性，晝長。
光質(zhì)
光質(zhì)，即光譜質(zhì)量。光照燈具的不同光譜成分對植物生長的影響不同，如紅光有可促進(jìn)植物莖的生長；藍(lán)紫光有助于果實(shí)的形成；因此根據(jù)植物生長需求選擇合適光質(zhì)的光照。
研究表明，決定植物光合作用的葉綠素對藍(lán)光和紅光較為敏感，其峰值波長分別在450 nm和630 nm附近。
（葉綠素a葉綠素b和細(xì)菌葉綠素的吸收譜）
植物生長依賴體內(nèi)多種葉綠素和其他色素的共同光合作用，mccree在1972年通過大量文獻(xiàn)調(diào)研，基于22種植物，給出了植物相對量子效率曲線（rqe）在植物光度系統(tǒng)中，即上圖所示的常用光譜響應(yīng)曲線 。
光密度
植物的光照是否越多越好？答案當(dāng)然是no。
眾所*知，植物有喜光植物、耐蔭植物、中性植物之分。植物對光密度的要求有一個(gè)上限，即光飽和點(diǎn)，當(dāng)光密度達(dá)到植物的光飽和點(diǎn)時(shí)，植物的光合作用達(dá)到頂點(diǎn)，而當(dāng)光密度繼續(xù)增強(qiáng)，植物的光合作用不但不會提高，反而會下降，植物自身便會產(chǎn)生光抑制現(xiàn)象，并且會損傷植物。
光均勻性
led光源發(fā)光具有較強(qiáng)的方向性，因此為了保證較好的植物形態(tài)，為植物生長環(huán)境進(jìn)行光均勻性設(shè)計(jì)十分重要；主要包括光源光色一致性設(shè)計(jì)和空間輻射一致性設(shè)計(jì)。
晝長
與人類一樣，植物生長也有其生物節(jié)律。植物的光合作用其實(shí)包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩類;其中暗反應(yīng)的進(jìn)行不需要光照條件，因此，因此夜晚不可提供過高的光照條件，否則植物夜間不能進(jìn)行休息，影響暗反應(yīng)的進(jìn)行。
?植物照明的量值計(jì)量系統(tǒng)
?（光度系統(tǒng)光量子系統(tǒng)以及植物光度）
植物與人眼對光譜的響應(yīng)特性不同，光照產(chǎn)品的選擇應(yīng)基于植物生長的需求。
人眼對光的感知在光度計(jì)量系統(tǒng)中表征，波長范圍為380~780 nm，將光譜輻射量與人眼的光譜光視效率函數(shù)v(λ)加權(quán)積分以獲取相應(yīng)的量值，如式(1)計(jì)算光通量。(φe,λ：光譜輻射通量；λ：波長;km=683 lm/w；k：有效光合效率系數(shù))
考慮到植物的光合作用主要是由于落到葉面上的光子數(shù)，因此過去常用光量子計(jì)量系統(tǒng)表征植物照明的性能，波長范圍一般為400~700 nm，即光合有效輻射(par)區(qū)間。因?yàn)楣饬孔幽芰颗c其波長成反比，所以在相同輻射能量下，光量子數(shù)與波長則成正比關(guān)系，可用圖2中光譜響應(yīng)曲線q(λ)來表示，植物光合通量(ppf)的計(jì)算公式。
(n=6.02×1023;h=6.63×10-34 js;c=3.00×108 m/s)
然而，根據(jù)植物對光質(zhì)需求的分析，植物對光輻射敏感的區(qū)域?qū)嶋H為300~800nm，而且q(λ)與植物對光的吸收曲線rqe還是有差距的，常用的光量子計(jì)量體系并不能很好地表征植物照明的性能。現(xiàn)在也有不少植物學(xué)家使用rqe即p(λ)作為波長敏感曲線的植物光合光度系統(tǒng)，其光合光通的計(jì)算方法如式(3)所示。
?
常用的光度系統(tǒng)中的其他參量，如光強(qiáng)i、光照e等，也可以按照上述光通量的方法類比到植物照明的計(jì)量體系中。
植物對光密度的要求有一個(gè)上限，即光飽和點(diǎn)，當(dāng)光密度達(dá)到植物的光飽和點(diǎn)時(shí)，植物的光合作用達(dá)到頂點(diǎn)，而當(dāng)光密度繼續(xù)增強(qiáng)，植物的光合作用不但不會提高，反而會下降，植物自身便會產(chǎn)生光抑制現(xiàn)象，并且會損傷植物。然而，根據(jù)植物對光質(zhì)需求的分析，植物對光輻射敏感的區(qū)域?qū)嶋H為300~800nm，而且q(λ)與植物對光的吸收曲線rqe還是有差距的，常用的光量子計(jì)量體系并不能很好地表征植物照明的性能。
植物光照儀選型
hp350p （350-800nm）
hp350uvp（230-850nm）
hp350pm（350-800nm）
hp250p（350-800nm 485、232、usb通訊）
photot200p植物光量子計(jì)（400-700nm）hp370光照探頭（400-700nm485、232、usb通訊）
植物工廠時(shí)時(shí)監(jiān)測定制方案：多路光譜監(jiān)測、多路ppfd監(jiān)測
hp2000p植物光照測試系統(tǒng)
技術(shù)參數(shù)
hp2000p采用專業(yè)機(jī)械和電子雙重快門設(shè)計(jì)，可測<1μs的極短閃光燈的光譜；采用高性能精密光柵和高靈敏度背照式精密陣列ccd，具有高精度、快速、高可靠性和*高性價(jià)比的特點(diǎn)。
基本測量功能：
測試相對光譜功率分布，色品坐標(biāo)，主波長，色純度，峰值波長，色溫，顯色指數(shù)，半寬度，光通量（配積分球），輻射功率，紅色比，色容差等參數(shù)，滿足國際照明委員會cie對光和顏色測量要求。
主要技術(shù)指標(biāo)
光柵：高性能精密衍射光柵；
探測器：背照式精密陣列ccd；
積分時(shí)間：50μs-10s；
主要光學(xué)參數(shù)：
波長范圍：350nm-800nm(可擴(kuò)展到紫外200nm或紅外1100nm)
波長準(zhǔn)確度：±0.2nm；
光學(xué)帶寬：2nm；
雜散光：<0.1%
色品坐標(biāo)準(zhǔn)確度：±0.0025（標(biāo)準(zhǔn)色光下），±0.0003（標(biāo)準(zhǔn)a 光源下）；
色品坐標(biāo)重復(fù)性：±0.0002x，±0.0003y（恒溫藍(lán)光led）
光通量測量范圍：0.01 lm-200,000 lm（配不同積分球）；
光度準(zhǔn)確度：一級
a/d轉(zhuǎn)換：16bit 1.25mhz ad；
通訊接口：usb2.0；
基本測量功能
測量光譜功率分布，實(shí)現(xiàn)植物光度系統(tǒng)下的光合輻射度量、光量子系統(tǒng)下的光電子數(shù)、輻射度系統(tǒng)下輻射度量、光度系統(tǒng)下的光度量的測量。廣泛應(yīng)用于植物生長燈測量領(lǐng)域。
基本參數(shù)
1、cct(k) 2、光通量(lm) 3、坐標(biāo)x,y 4、坐標(biāo)u,v
5、色容差sdcm 6、明暗視覺比s/p 7、峰值波長(nm) 8、中心波長(nm)
9、主波長(nm) 10、質(zhì)心波長(nm) 11、半寬度(nm) 12、紅色比(%)
13、綠色比(%) 14、藍(lán)色比(%) 15、色偏差duv 16、色純度(%)
17、顯色指數(shù) 18、輻射功率ep(w/㎡) 19、色域指數(shù)(rg) 20、逼真度指數(shù)(rf)
光電參數(shù)
21、光效(lm/w) 22、能效 23、能效等級 24、電壓(u,v)
25、電流(i,a) 26、功率(p,w)27、功率因數(shù)(pf) 28、正向電壓(vf,v)
29、正向電流(if,a) 30、反向電壓(iv,mcd) 31、反向電流(ir,ua)
植物參數(shù)
32、ppf(350-800nm)(umol/s)//光子通量
33、ppf(400-700nm)(umol/s)//光合光量子通量
34、ppfuv(umol/s) 35、ppfr(umol/s) 36、ppfg(umol/s)
37、ppfb(umol/s) 38、ppffr(umol/s) 39、ppffir(umol/s)
40、ppe(umol/j) 41、euv(w/㎡) 42、er(w/㎡)
43、eg(w/㎡) 44、eb(w/㎡) 45、efr(w/㎡)
46、eir(w/㎡) 47、 erb紅光/藍(lán)光比 48、erfr紅光/遠(yuǎn)紅光比
49、prf(mw) //光合有效輻射通量
50、kppfv(umol/s/klm)//光合與光度轉(zhuǎn)換系數(shù)
51、eff(umol/s/w)//光合光子通量效率