选择适宜的温室补光系统

选择适宜的温室补光系统 室生产中在光照不足的情况下，选择适宜的补光系统需要考虑能耗 以及投入产出比。HPS （高压钠灯）是温室内传统的补光光源，LED （发光 二极管）是一种可以替代HPS或作为HPS补充的新型光源。在选择时，需 综合考虑二者的光电转换效率、光谱分布和补光效果。 光电转换效率 在园艺生产中，光电转换效率是衡量特定装置单位功率每秒钟照射到 物体表面的光子流量。这个数字可以按照固定规格进行计算或者直接给 出。例如，如果规范表给出了发射率和电功率，只需用发射率除以总电功 率即可得出光电转换效率，或者设备直接给出以mols-lW-l为单位的光 电转换效率。 LED的光电转换效率范围在0.9〜2. 7 mols-lW-l之间，HPS的光 电转换效率范围则在1. 6-1.9 mols-lW-l之间。从2种光源的最高值 可以看出，LED的光电转换效率比最新的双头HPS高40,即在理论上节 省了 40的能源，光电转换效率是省电的关键。 所以，在园艺中使用LED会比HPS省电。出于这个原因，种植者在购 买园艺灯具前要确保产品上标注的信息准确，尽量选择光电转换效率大的 灯具。另外，补光系统中不能转化成光子的能量都将以热能的方式散发出 来，LED与HPS也会有类似的热量生产。不同之处在于LED释放的热量是 在电路中产生，通过对流的方式来冷却；而HPS产生的热量是通过辐射冷 却。虽然肉眼不可见，但HPS的热能却以近似红外线的方式散发出来，这 可能会导致植物叶片温度增加0.5〜2C （图1）,也就是说在相同的光照 条件下，植物在HPS照射下会有较高的叶冠层温度，这在一定程度上加快 了植物的生长速度。因此，HPS光源在冬天是对植物生长有益的，然而它 会对喜凉作物或夏季高温季节的作物种植产生不利影响。 LED的光谱“调配” LED发出的光是可以定制的，这意味着可以用不同剂量的光线来调配 特定光谱。LED阵列可以由许多单色二极管或不同颜色的二极管组成，市 场上最常见的LED面板是蓝色和红色的组合（图2）。 定制光谱的优势是可以使用不同颜色的光来诱发植物的形态反应，这 可能会减少或取代植物激素对植物的调节作用。为此，研究人员对种植在 温室内的黄瓜分别补充了 HPS、LED （红色）、LED （蓝色）3种不同光源， 并对比了黄瓜幼苗的生长情况（图3）。试验结果发现补充了 HPS和蓝色 LED的黄瓜幼苗比a充红色LED的黄瓜幼苗高46〜61。如果种植者需要 更健壮的幼苗，选择不同类型的光源是有效的方法。 在对矮牵牛花的抨插条进行补光试验中，研究人员发现，和补充HPS 光源的抨插条相比，补充LED光源（70蓝色光30红色光）的抨插条新 生的根、叶更为健壮。但HPS光源具有相对固定的光谱和可微调的光谱， 其光谱大致包含5的蓝色（光谱波段为400〜500 nm）, 53的黄绿色（光 谱波段为500〜600 nm）和 42红色（光谱波段为600〜 700 nm）,这组光谱范围限制了种植者通过光的不同色谱来调节作物 形态变化的能力。另外，由于每个作物品种对特定的光源都会做出不同的 反应，因此未来我们还需对园艺植物的光照需求进行深入的研究。 LED灯的未来发展 海兹定律指出，在未来10年，LED光源的使用量将增加20倍，而每 个LED灯的成本将会降低10倍，该推测由LED技术实际发展情况的相关 数据支持的。这意味着LED光源将在未来起到更重要的作用。种植者必须 通过计算基于光电转换效率的用电成本和初始投资资本计算出2种光源 （HPS、LED）的投资回报率。如果计算结果证实是HPS光源的话，种植者 还需考虑近红外光谱辐射使植物冠层增温的影响，而LED光源可定制的光 谱特点则可以满足园艺作物所需的理想光谱。 （摘 译 自 http //magazine, greenhousemag. com/article/april-2016/luminous-possib ilities.aspx