LED农业照地位日益提升 多科学性研究技术需突破

　　曾经报道过的铁皮石斛补光试验，在1个大棚里共6条苗床(占地一亩)，安装以及调试了153只LED灯具和8盏荧光灯，644个样本的标记。数据采集进行了7个月，已完成了3批近20万个数据，通过分析得到最佳光照条件。现场情况如图1、2、3所示。

　　如图3中可见，113种不同的光环境组合环境中，仅有2种试验条件出现最佳的铁皮石斛生长情况，且这两种生长情况明显比其余生长情况优越得多。而其余111种光照条件下，生长情况比荧光灯对照组及无光照组没有太大的区别。可以想象，如果试验10种或者20种条件，很可能没法搜寻出最佳的光照条件。

　　在LED之前，对采用传统光源进行补光也进行了大量的研究，但由于传统光源灵活性不够，很难实现多种光照条件，往往只能研究简单的几种光照条件，如前文所说的常采用10余种。因此，在LED很容易实现各种光照条件的情况下，重新详细的研究并筛选最佳光照条件，有很大的实际意义。

　　四、农业照明的光选择性与光谱加权性

　　农业照明普遍认为是有光谱选择性的，这与视觉照明一样，因而存在1个类似于视觉照明中的光谱视见函数的加权曲线，常被引用的曲线如图4、5所示。

　　人眼视见函数的研究也是经过大量的试验后得到的，由于各人种存在的差异较小，因而目前该视见函数被普遍采用。但植物照明的加权函数目前有的理论有限，较多的采用图5的植物叶绿素光谱吸收率，且受到很多质疑。实际上，看看各种植物的叶面光谱反射率的不同，也很容易想象到，不同的植物的光合作用加权函数很可能不同，因而有大量的研究工作需要进行。完成各种植物的光合作用光谱加权函数之后，可以参照视觉照明建立“光通量”的概念，即辐射通量到光合作用的物理量转换，并完成相应的测试手段等。

　　动物的照明与植物类似，也存在相应的研究工作有待完成。

　　五、评价指标的多样性

　　照明学科中，视觉科学是研究光作用于人眼的科学，主要评价指标是视觉的清楚与舒适，牵着包含照度、亮度等指标，后者是眩光、频闪等指标。进入到农业照明，关注的指标则更加复杂，包括植物的生长、某些成分的含量等，进一步细化可以是植物的叶子面积、根茎、总高、颜色等，成分方面包括糖分、叶绿素等多个指标。实际上，除此之外还有很多其他的指标，如可以通过补光实现增加植物的生长，也可以反过来抑制某些东西的生长，这就会有另一类评价指标。

　　动物照明的评价指标同样复杂多样，如用于肉鸡的生长补光照明，评价指标可以是鸡的生长速度，也可以是肉质，蛋白质含量等，可以考虑鸡的销售观感与死亡率等，甚至鸡的啄羽情况等。

　　评价指标上的复杂性，更增加了农业照明的研究难度。值得一提的是，由于采用多个照明条件，且不同的生长阶段可能需要不同的补光情况，因而农业照明常与控制技术结合，即通过控制技术，实现整个照明的完全控制。

　　六、结语

　　随着LED技术的进步，性能的提高与价格的进一步下降，相信LED在农业照明上会具有很大的应用前景，但需要通过科学的研究，完成照明优化条件的探索，鉴于以上分析的农业照明的难度，需要农业科学家与照明科学家的密切配合完成。

编辑：Bober