2、改良型傳統(tǒng)光源降低系統(tǒng)成本

　　LED植物補(bǔ)光光源通常根據(jù)不同植物的需要，采用不同數(shù)量比例的藍(lán)光LED與紅光LED組合而成。光譜如圖2中的虛線所示，調(diào)光方式有采用紅藍(lán)光等比例降低或升高，也有采用分組控制藍(lán)光與紅光模塊。熒光燈是由253.7 nm紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光，故而其初始比例確定光譜分布，調(diào)光只能是等比例調(diào)光，但可以根據(jù)圖1中植物光合作用曲線來合理匹配熒光粉配比和用量，使得熒光燈光譜與植物生長所需光譜相接近，如圖2中的實(shí)線所示。

　　對比圖2與圖1可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過光譜匹配的熒光燈在光譜分布上更接近植物光合作用光譜響應(yīng)曲線，理論上效率會(huì)更高。理論上，LED可以很好地匹配植物所需光譜，但LED的單色性好和光譜窄在這里成為其弱點(diǎn)，僅430 nm藍(lán)光和630 nm紅光無法滿足實(shí)際光譜調(diào)制需求，但增加部分其他波段LED又提高了系統(tǒng)成本，而熒光燈光譜就可以一定程度上展寬，提高利用效率。

　　就系統(tǒng)效率而言，最簡單直接的方式就是比較光輻射功率，圖2中實(shí)測40.4 W的熒光燈光輻射功率為11.1 W，轉(zhuǎn)化效率為27.5%，實(shí)測13.4 W的LED光輻射功率為1.7 W，轉(zhuǎn)化效率為12.7%。從光輻射功率來看，如下表所示經(jīng)過光譜調(diào)制的熒光燈轉(zhuǎn)化效率更高。

　　曾經(jīng)提出的使用光合成有效輻射通量(PARflux)可更為準(zhǔn)確地表述植物生長燈光質(zhì)，如式(1)所示。

　　其中Bp(λ)為植物生長光譜響應(yīng)曲線，KBp為與Km相對應(yīng)，是1個(gè)與光度學(xué)歸一化相關(guān)的參數(shù)，其數(shù)值大小與Bp(λ)的峰值有關(guān)。

　　同時(shí)，為體現(xiàn)光照周期對植物生長的影響，在實(shí)際評(píng)價(jià)照明環(huán)境時(shí)應(yīng)該引入時(shí)間參量t，即使用光合成有效輻射劑量(PARenergy)來表征，量綱相當(dāng)于能量單位焦耳(J)如式(2)所示。

　　為同時(shí)體現(xiàn)光譜分布，光照時(shí)間以及光照強(qiáng)度這3個(gè)變量的作用，將式(2)改寫成式(3)，采用光合成有效輻射劑量密度來更真實(shí)地表達(dá)植物不同生長階段所需的光照總量。在植物生長補(bǔ)光照明系統(tǒng)或是純?nèi)斯す夥N植的照明系統(tǒng)中可以作為植物生長精細(xì)化操作的參考依據(jù)，從而提高系統(tǒng)效率。