近年來，隨著設施農業的快速發展，對植物光照產品的研究越來越多，而LED光源以其低功耗、體積小、可以近距離照射植物等優勢，在植物光照領域已經被廣泛應用。由于植物生長對光環境的光學參數有一定的要求，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的光照產品，并利用先進的測量技術及儀器實現植物光照環境的檢測。
 

　　植物生長光環境
 

　　判斷植物生長所提供的光照條件是否優質，還要從以下四個方面來說起：光質，光密度，光均勻性，晝長。
 

　　光質
 

　　光質，即光譜質量。光照燈具的不同光譜成分對植物生長的影響不同，如紅光有可促進植物莖的生長；藍紫光有助于果實的形成；因此根據植物生長需求選擇合適光質的光照。
 

　　研究表明，決定植物光合作用的葉綠素對藍光和紅光較為敏感，其峰值波長分別在450 nm和630 nm附近。
 

(葉綠素a葉綠素b和細菌葉綠素的吸收譜)
 

　　植物生長依賴體內多種葉綠素和其他色素的共同光合作用，McCree在1972年通過大量文獻調研，基于22種植物，給出了植物相對量子效率曲線(RQE)在植物光度系統中，即上圖所示的常用光譜響應曲線 。
 

　　光密度
 

　　植物的光照是否越多越好？答案當然是NO。
 

　　大家都知道，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上限，即光飽和點，當光密度達到植物的光飽和點時，植物的光合作用達到頂l峰，而當光密度繼續增強，植物的光合作用不但不會提高，反而會下降，植物自身便會產生光抑制現象，并且會損傷植物。
 

　　光均勻性
 

　　LED光源發光具有較強的方向性，因此為了保證較好的植物形態，為植物生長環境進行光均勻性設計十分重要；主要包括光源光色一致性設計和空間輻射一致性設計。
 

　　晝長
 

　　與人類一樣，植物生長也有其生物節律。植物的光合作用其實包括光反應和暗反應兩類;其中暗反應的進行不需要光照條件，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行休息，影響暗反應的進行。
 

　　?植物照明的量值計量系統
 

?(光度系統光量子系統以及植物光度)
 

　　植物與人眼對光譜的響應特性不同，光照產品的選擇應基于植物生長的需求。
 

　　人眼對光的感知在光度計量系統中表征，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V(λ)加權積分以獲取相應的量值，如式(1)計算光通量。(Φe,λ：光譜輻射通量；λ：波長;Km=683 lm/W；K：有效光合效率系數)
 

　　考慮到植物的光合作用主要是由于落到葉面上的光子數，因此過去常用光量子計量系統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)區間。因為光量子能量與其波長成反比，所以在相同輻射能量下，光量子數與波長則成正比關系，可用圖2中光譜響應曲線Q(λ)來表示，植物光合通量(PPF)的計算公式。
 

　　(N=6.02×1023;h=6.63×10-34 Js;c=3.00×108 m/s)
 

　　然而，根據植物對光質需求的分析，植物對光輻射敏感的區域實際為300~800nm，而且Q(λ)與植物對光的吸收曲線RQE還是有差距的，常用的光量子計量體系并不能很好地表征植物照明的性能。現在也有不少植物學家使用RQE即P(λ)作為波長敏感曲線的植物光合光度系統，其光合光通的計算方法如式(3)所示。
 

?
 

　　常用的光度系統中的其他參量，如光強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量體系中。
 

　　植物對光密度的要求有一個上限，即光飽和點，當光密度達到植物的光飽和點時，植物的光合作用達到頂l峰，而當光密度繼續增強，植物的光合作用不但不會提高，反而會下降，植物自身便會產生光抑制現象，并且會損傷植物。然而，根據植物對光質需求的分析，植物對光輻射敏感的區域實際為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（400-700nm）
 

　　HP370光照探頭（400-700nm  485、232、USB通訊）
 

　　植物工廠時時監測定制方案：多路光譜監測、多路PPFD監測
 

　　HP2000P植物光照測試系統
 

技術參數
 

　　HP2000P采用專業機械和電子雙重快門設計，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*性價比的特點。
 

　　基本測量功能：
 

　　測試相對光譜功率分布，色品坐標，主波長，色純度，峰值波長，色溫，顯色指數，半寬度，光通量(配積分球)，輻射功率，紅色比，色容差等參數，滿足國際照明委員會CIE對光和顏色測量要求。
 

　　主要技術指標
 

　　光柵：高性能精密衍射光柵；
 

　　探測器：背照式精密陣列CCD；
 

　　積分時間：50μs-10s；
 

　　主要光學參數：
 

　　波長范圍：350nm-800nm(可擴展到紫外200nm或紅外1100nm)
 

　　波長準確度：±0.2nm；
 

　　光學帶寬：2nm；
 

　　雜散光：<0.1%
 

　　色品坐標準確度：±0.0025(標準色光下)，±0.0003(標準A 光源下)；
 

　　色品坐標重復性：±0.0002x，±0.0003y(恒溫藍光LED)
 

　　光通量測量范圍：0.01 lm-200,000 lm(配不同積分球)；
 

　　光度準確度：一級
 

　　A/D轉換：16bit 1.25MHz AD；
 

　　通訊接口：USB2.0；
 

　　基本測量功能
 

　　測量光譜功率分布，實現植物光度系統下的光合輻射度量、光量子系統下的光電子數、輻射度系統下輻射度量、光度系統下的光度量的測量。廣泛應用于植物生長燈測量領域。
 

　　基本參數
 

　　1、CCT(K)        2、光通量(lm)"      3、坐標x,y          4、坐標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、質心波長(nm)    11、半寬度(nm)      12、紅色比(%)
 

　　13、綠色比(%)    14、藍色比(%)       15、色偏差duv       16、色純度(%)
 

　　17、顯色指數    18、輻射功率Ep(W/㎡) 19、色域指數(Rg)  20、逼真度指數(Rf)
 

　　光電參數
 

　　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(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
 

　　32、PPF(350-800nm)(umol/s)"http://光子通量
 

　　33、PPF(400-700nm)(umol/s)"http://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/藍光比   48、Erfr紅光/遠紅光比
 

　　49、PRF(mW)"  //光合有效輻射通量
 

　　50、KPPFV(umol/s/Klm)"http://光合與光度轉換系數
 

　　51、Eff(umol/s/W)"http://光合光子通量效率
 

　　杭州雙色智能檢測儀器有限公司致力智能檢測儀器開發，專注于現場光照光譜的時時監測。
 

　　主要產品有：手持式光譜照度計、手持式紫外光譜輻照計、手持式植物生長燈測試儀、手持藍光危害測試儀、光量子計、照度計、亮度計、紫外輻照計、UV能量計、LED光色電綜合測試系統、燈具光強分布光度計、精密變頻電源、數字電參數、溫度巡檢儀、植物光照探測器、光譜探頭等
 

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