2、改良型傳統(tǒng)光源降低系統(tǒng)成本

　　LED植物補光光源通常根據(jù)不同植物的需要，采用不同數(shù)量比例的藍光LED與紅光LED組合而成。光譜如圖2中的虛線所示，調光方式有采用紅藍光等比例降低或升高，也有采用分組控制藍光與紅光模塊。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，調光只能是等比例調光，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曲線，理論上效率會更高。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，僅430 nm藍光和630 nm紅光無法滿足實際光譜調制需求，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中實測40.4 W的熒光燈光輻射功率為11.1 W，轉化效率為27.5%，實測13.4 W的LED光輻射功率為1.7 W，轉化效率為12.7%。從光輻射功率來看，如下表所示經(jīng)過光譜調制的熒光燈轉化效率更高。

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

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

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

　　為同時體現(xiàn)光譜分布，光照時間以及光照強度這3個變量的作用，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地表達植物不同生長階段所需的光照總量。在植物生長補光照明系統(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化操作的參考依據(jù)，從而提高系統(tǒng)效率。