現有設施農業中的光源很難滿足植物生長的需要，因此催生了農業照明新市場。這個市場很火，可是對于農業照明究竟該怎么照，恐怕還是沒有幾個人能說的清楚。

　　不如從植物生長的環境來說起，我們所見的大部分植物，大都是生長在日光下，于是就有人想到了，模擬日光的全光譜，給植物一個穩定的生長環境，這個思路沒錯，但是，植物生長并不是需要所有波段的光譜。

　　植物對光譜具有選擇性，植物的光合作用在可見光光譜(380~760nm)范圍內所吸收的光能約在6成，其中以波長610~720nm(波峰為660nm)的紅橙光以及400~510nm(波峰為450nm)的藍紫光為吸收峰值區域，這兩個波段倍成為植物的“光肥”。植物對510~610nm的黃綠光吸收較少。因此，開發這兩個波段為主體的人工光源將會提高植物的光能利用效率。

　　（實驗方法：將葉綠素的丙酮提取液放在光源和棱鏡之間，光透過葉綠素提取液和棱鏡之后，在后面形成可視光譜，被吸收了的光譜區域將呈現黑線或黑帶。比對即能得出葉綠素的吸收光譜。）

　　眾所周知，光是植物生長發育最重要的環境因子之一，其影響植物生長發育和產量品質形成的機理有兩類，其一即是光合作用；其二是光形態建成。

　　第一，光合作用是植物生物量與產量形成的基礎，植物95%的干物質源于光合作用產生的碳水化合物。植物對光照條件存在復雜的反應，包括光響應、光抑制、光適應、避陰反應等。太陽的全色光譜中只有部分波段的光被植物吸收產生光合作用，植物的葉片形態、植物的生理反應等都會影響光合作用。

　　第二，光形態建成是指光作為環境信號作用于植物，調節植物生長、分化和發育的過程。感受光的受體在植物細胞中含量微少，但對外界光環境的變化很敏感。例如600~700nm的紅光領域促進萵苣種子萌發，而720~740nm遠紅光領域抑制萵苣種子萌發。

（植物葉片結構）

（植物細胞結構及葉綠體內部構造圖）

（葉綠體內光合作用簡圖）

　　這就要另外提到一個概念——“光合色素”。葉片是植物光合作用的主要器官，葉綠體是光合作用的最重要的細胞器，而在光合作用的反應中吸收光能的色素即稱為光合色素，其主要有三種類型：葉綠素、類胡蘿卜素和藻膽素。高等植物中含有前兩類，藻膽素僅存在于藻類中。其中以葉綠素最為人所知曉。但是葉綠素并非對光合作用唯一有用的色素。其它色素也參與光合作用，因此光合作用效率無法僅有考慮葉綠素的吸收光譜。

　　（曲線1，細菌葉綠素a；曲線2，葉綠素a；曲線3，葉綠素b；曲線4，藻膽紅素；曲線5，β-類胡蘿卜素。）

（葉綠素a有效光譜）

（葉綠素b有效光譜）

（胡蘿卜素有效光譜）

（葉綠素f有效光譜）

　　（光合色素對光譜的具體利用 注：摘自劉文科、楊其長等所著的《LED光源及其設施園藝應用》一書中）

　　植物體內不同光合色素對光波的選擇吸收是植物在長期進化中形成的對生態環境的適應，這使植物可利用各種不同波長的光進行光合作用。

　　光合作用還與照射到葉片表面的光合有效輻射有關，光合有效輻射是對植物光合作用有效的可見光。通常完成一個光合作用需要8~10個光子，因此用光量子通量密度PPFD（單位：μmol/㎡/s）來評價光合作用的有效輻射能取得與實際光生物效應相符合的效果，并被業界廣泛介紹。

　　不同的植物適合的紅藍光等比例有所不同，在不同生長階段所適宜的光照配方也不同。傳統光源的光譜不可調控，而LED能夠發出植物生長所需要的單色光，單色光組合后能形成植物光合作用與形態建成所需要的光譜。但要實現光輻射環境的調控還需要準確測量光環境的光學參數，以滿足相應植物的生長需求。

　　值得一提的是，人眼最敏感的光譜為555nm，介于黃-綠光，對藍光區與紅光區敏感性較差。而正如上文所說，植物則不然，對于紅光光譜最為敏感，對黃綠光較不敏感，但是敏感性的差異不似人眼如此懸殊。也就是說，植物與人眼對光譜的響應特性不同。

（理想光量子傳感器和典型的植物光譜響應曲線）

　　遠方PLA-20植物照明專用分析儀的光譜相應特征與植物的光譜響應特征相一致，能精確測定光合色素的吸收光譜、紅/藍光比以及PPFD等參數。可廣泛應用于植物工廠、無土栽培、溫室、植物生長箱等植物生長中光輻射的現場監控。

　　（PLA-20植物照明專用分析儀可測量的參數，紅色部分為其專門為植物照明所設定的參數）

　　主要技術指標

　　波長范圍：380nm～800nm

　　波長準確度：±0.5nm

　　照度測量范圍：10lx～200klx

　　照度準確度：±4%

某植物燈的光譜測量結果