全光谱LED补光灯在温室番茄生产中是可行的

近日，欧司朗照明公司（OSRAM）发布了西红柿光温耦合试验研究报告，对比研究了全谱LED补光灯和传统高压钠灯HPS大棚西红柿生产，试验结果显示，全谱LED补光灯在大棚西红柿生产中是可行的。

植物和光谱。

可见光、光合有效辐射、UV-A、UA-B、近红外线都会影响植物的生长发育。如图1所示，植物中的*色素、向光素、隐花色素和紫外线抗性点对不同光波的反应对植物的生长发育起着重要作用。UVR8是UV-B的光感应器，介绍植物中的紫外线辐射(280~315nm)的反应。一般认为UV-B会抑制植物的生长发育，但其功能机制还不清楚。植物向光素可吸收320~500nm的UV-A和蓝光，调节植物的许多生理反应，包括植物向光反应、气孔开放、叶绿体移动和弱光对植物的伤害。

隐藏色素也是蓝光和UV-A的受体，具有磷酸化作用，参与植物的新陈代谢、形态构成和向光反应。感光色素(Phytochromes)是吸收红光-远红光可逆转换的光接受体，分布在植物的各个器官中，影响植物一生的形态构成，从种子萌发到开花、结果、老化。

1972年，美国德州A&M大学McCree教授通过8个植物品种的试验结果绘制的光谱响应曲线证明了400~700nm频带内光合有效辐射的作用。几十年来，尽管植物对光谱的反应不断研究，尤其是LED补光灯的光谱配方定制大大扩大了研究能力，但植物对光谱的反应不仅受品种的影响，还受环境、生理生化等因素的影响，所以画出完整的植物光谱响应曲线并不容易。

根据植物对光谱的反应研究结果，温室大棚环境下补光技术的应用越来越受欢迎。特别是在纬度高的北欧和北美国家，温室补光生产每天可达16~20小时，补光强度可达100~200μmol/(m2)，斯堪的纳维亚半岛温室番茄生产需达300~500μmol/(m2)。目前补光灯仍以高压钠灯为主，高压钠灯具有较高的光效(1.9μmol/(m2W)，占据了一定的市场地位。但高压钠灯主要是红橙光、黄绿光，400~500nm的蓝紫光只占小部分，约占5%。根据图1和图2的植物光谱响应曲线，高压钠灯提供的光质不好。

LED光源具有波长可调性，可发出红外、红、橙、黄、绿、蓝等光波狭窄的单色光，可根据需要组合。但LED价格比较昂贵，补光技术不配套，针对不同品种进行有效合理的补光存在很多知识盲点，限制了大规模的推广应用。为了弥补单色光的不足，更真实地模拟自然光，满足植物对各波光谱的需求，许多植物照明公司开始探索全光谱温室的光谱补充技术。

比较试验。

针对全谱LED补光技术理论盲点，欧司朗与荷兰瓦赫宁根大学开展协作研究，温室大棚和测试环境见图3~5和表1。初步测试结果显示，在同一温度下，全谱LED补光与高压钠灯补光温室相比，番茄产量增加3%，全谱LED补光温室温度增加1℃时，番茄产量增加11%。实验结果表明，全谱LED补光可以代替高压钠灯补光。