植物用LED平板灯的性能评价指标*

2016-02-06崔世钢陈红豆

中国农业信息 2016年17期

关键词：光量子额定功率电学

崔世钢，陈红豆，刘昆，何林

（天津职业技术师范大学/天津市信息传感与智能控制重点实验室，天津 300222）

植物用LED平板灯的性能评价指标*

崔世钢，陈红豆，刘昆，何林

（天津职业技术师范大学/天津市信息传感与智能控制重点实验室，天津 300222）

由于人眼视觉函数和植物敏感曲线的不同，原有的适用于普通照明灯具评价方法和照明标准将不适于植物照明灯具。文章以植物光度学为理论依据，介绍评价植物用LED平板灯的性能评价标准指标。该指标符合实际应用中植物对光的要求，适用于大部分植物用LED平板灯的性能评价。

植物光度学植物用LED平板灯性能指标

如今，LED平板灯被广泛应用在植物照明领域[1]。LED平板灯的照明性能好坏，直接影响着植物的生长品质。通常，各种光源或灯具产品大多数以人眼对光的敏感度进行设计的。然而，植物和人眼对光的敏感区域和程度是不同的。因此，原有的适用于人眼的光通量、光照度等光度学评价指标将不适于植物[2]。

1 电学性能的评价指标

电学性能是电器产品中最主要的一类性能。额定功率是电学性能中，1个表示电学能量的参数指标。额定功率代表LED平板灯在1 s内能把多少J的电能转化为其他形式的能，这一电学特性，可以保证平板灯正常工作功率。长时间大于或小于额定功率运行，会降低LED平板灯的效率，降低LED平板灯的使用寿命。LED平板灯的额定功率应由制造商或销售商标称，用功率表进行测量，其初始功率实测值与额定功率P相差不得大于5%。

2 植物光度学性能的评价指标

光的辐射和吸收均是通过不连续的单元进行的，这个单元就是光子。光子是光传递能量过程中的最小单位[2]。光合有效光量子流密度（PPFD）是指，光合有效辐射中的光通量密度。它表示单位时间内，单位面积上，在400～700 nm波长范围内，入射的光量子数，单位为μmol/m2·s。一般根据LED灯板的大小，将与灯板照射面积相等的被照射面平均分成若干个小区域，用光量子流密度计测得被测面不同点处的PPFD值。在统计学范畴内，均值、极差和标准差分别反映一组数据的整体水平、变动幅度及这一个数据集的离散程度。因此，可以把极差、均值和标准差应用到评价植物用LED平板灯的光合有效光量子流密度上来。均值反映光源整体光照水平，均值越大，植物的光合作用就越强。标准差是评价LED平板灯发光均匀性的一个重要性能指标，LED平板灯发光越均匀，同一阶段所收获的植物的生长状态和生长趋势会达到一致。极差是测定数据变动程度的最简单的指标。

3 辐射性能的评价指标

光质为影响植物光合作用的条件之一。光质会影响叶绿素a、叶绿素b对光的吸收，从而影响光合作用的光反应阶段。太阳光中，能用于植物光合作用的光，主要为红橙光和蓝紫光。因为，光合色素中的叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。许多研究表明，红光对光合器官的正常发育至关重要，它可通过抑制光合产物从叶中输出来，增加叶片的淀粉积累；蓝光则调控叶绿素形成、气孔开启及光合节律等生理过程。730 nm远红光照明对植物的最主要影响之一是庇荫作用[3]。因此，通过控制红光（660 nm）与蓝光（450 nm）光强的比值（R/B）和红光（660 nm）与远红光（730 nm）光强的比值（R/FR），实现针对各种植物的最佳制定化光配方。

红光、蓝光和远红光的辐射照度可用辐射照度计或远方植物光照专用分析仪测量。在植物用LED平板灯出厂时，制造商或销售商需给出15 cm、25 cm的2种距离以上的红光和蓝光辐射照度比和红光与远红光辐射照度比，并以表格形式表示，其实测值与标称值相差应不大于10%。