我們說(shuō)的植物燈光譜紅藍(lán)比，是屬于光譜配比這個(gè)概念。
這個(gè)指標(biāo)包括：紅/藍(lán)（R/B），紅/遠(yuǎn)紅（R/FR），藍(lán)光/UVA（B/UVA）；當(dāng)光譜中含有綠光成分，可以按需要增加：紅/綠（R/G），藍(lán)/綠（B/G）。
上面的指標(biāo)是目前大家常用的參數(shù)，光譜配比還可以用光譜成分含量的百分比表示。
為什么植物燈光譜技術(shù)里會(huì)用到光譜配比這個(gè)指標(biāo)，因?yàn)橹参锏墓夂献饔檬峭ㄟ^(guò)葉綠體內(nèi)的光合色素進(jìn)行的，從目前的研究結(jié)果，植物與光合作用相關(guān)的葉綠素有：葉綠素a, 葉綠素b, 葉綠素c1, 葉綠素c2, 葉綠素d，葉綠素f等；其中，葉綠素a與葉綠素b是占比最大的主要的光合色素，他們主要吸收的是紅光和藍(lán)光。
（20世紀(jì)初，俄國(guó)化學(xué)家M.C.茨韋特用吸附色層分析法證明高等植物葉子中存在兩種成分的葉綠素；德國(guó)化學(xué)家韋爾斯泰特采用色層分離法提取綠葉中的葉綠素，1915年，韋爾斯泰特榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。）
葉綠素b分子式：C55H70O6N4Mg。外觀呈黃綠色（視覺顏色）。
通過(guò)測(cè)試葉綠素的吸收光譜，植物對(duì)紅光和藍(lán)光的吸收比例可以用光源的光譜配比來(lái)描述，目的是實(shí)現(xiàn)人工光照下植物的光合作用效率最大化。
關(guān)于葉綠素a與葉綠素b對(duì)不同波長(zhǎng)光子的不同吸收能力分析研究，可以了解美國(guó)學(xué)者莫克利的RQE研究，參看我之前寫的公眾號(hào)文章：
從莫克利的研究，我們比較清晰的了解早期光源的光譜與光合作用的效率相關(guān)，主要是紅藍(lán)光的配比對(duì)光合作用效率的影響，隨著LED技術(shù)的應(yīng)用，植物燈光譜技術(shù)才有了真正的意義。
如何表達(dá)紅藍(lán)光的配比是關(guān)鍵，目前我們看到有三種：紅藍(lán)燈珠比，光譜的輻射比，光譜的光量子比。
首先需要明確一點(diǎn)，紅藍(lán)燈珠比是錯(cuò)誤的表達(dá)。這是因?yàn)長(zhǎng)ED燈珠生產(chǎn)工藝并不能生產(chǎn)出一致性的燈珠，影響燈珠一致性的因素包括：
1）同一種波長(zhǎng)的芯片是按照輻射效率分規(guī)格，即便同一規(guī)格里，芯片的輻射效率也不能保證一致性。
2）不同企業(yè)封裝的同一波長(zhǎng)的燈珠，輻射效率不同，同一企業(yè)封裝的同一波長(zhǎng)的燈珠，也會(huì)因?yàn)榇嬖?/span>分光設(shè)定，不能完全保證一致性。
3）同一波長(zhǎng)LED的輻射量與驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系是非線性的，不同波長(zhǎng)LED在同一驅(qū)動(dòng)電流下光子的摩爾量差別很大，即便同一植物燈，紅藍(lán)比也會(huì)隨著驅(qū)動(dòng)電流變化而變化。
所以，紅藍(lán)燈珠數(shù)量比與光源光譜的紅藍(lán)比相差很大，會(huì)出現(xiàn)5R1B的光譜可能與6R1B或5R2B的光譜是相同的，也可能5W2R與5W1R的光譜是一樣的，結(jié)論是燈珠數(shù)量比不能表示植物燈光譜技術(shù)的紅藍(lán)比。
之所以會(huì)使用紅藍(lán)光的燈珠比，原因是直觀的認(rèn)為植物燈本身就是由燈珠組成，用紅藍(lán)燈珠比可以表示光譜的紅藍(lán)比，實(shí)際上比值是個(gè)無(wú)量綱參數(shù)，燈珠比與輻射比是兩個(gè)不同算法的比值，而且燈珠比在數(shù)值上并不等于輻射比。
大多數(shù)采用的紅藍(lán)比是輻射比，輻射比的算法簡(jiǎn)單，普通光度學(xué)積分球測(cè)量?jī)x測(cè)量的參數(shù)就可以計(jì)算出來(lái)，在PAR的波長(zhǎng)范圍內(nèi)（400-700nm），通常采用每隔100 nm 定義了藍(lán)光、綠光、紅光三個(gè)分段，那么：
光譜的紅藍(lán)比還可以采用紅藍(lán)光的光量子比，對(duì)于專業(yè)的光譜技術(shù)研究，用量子比會(huì)得到比較靈敏的響應(yīng)，使用光量子比的前提是具備光量子參數(shù)的算法，還需要有專業(yè)的測(cè)量?jī)x器，光量子比計(jì)算公式：
無(wú)論輻射比還是量子比，通常還要計(jì)算 紅光/遠(yuǎn)紅光，雖然光敏色素光平衡應(yīng)該比紅/遠(yuǎn)紅 （R/Fr）更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)植物光敏色素反應(yīng)，由于測(cè)量光敏色素比較困難，而且大多數(shù)植物光敏色素應(yīng)答研究是利用紅光與遠(yuǎn)紅光（R/Fr）進(jìn)行比較；所以就用紅光和遠(yuǎn)紅光輻射比代替。
此外，藍(lán)光與近紫外線之比在某些植物品種也要用到。
在光質(zhì)研究中，下圖是常見的參考來(lái)源，我想強(qiáng)調(diào)一下，這個(gè)圖只能算是一個(gè)教學(xué)用圖，實(shí)際上各種植物的色素吸收?qǐng)D各不相同，即便同一科屬的植物，品種不同，色素吸收光譜也不同，需要提醒的是這個(gè)圖是色素吸收光譜圖，與植物燈紅藍(lán)比設(shè)定是兩碼事，機(jī)理是光合色素是對(duì)光子的能量進(jìn)行吸收，相同能量的紅藍(lán)光輻射，紅光光子數(shù)量大于藍(lán)光光子數(shù)量。
下圖是我做的各種色素吸收光譜圖，從這個(gè)圖可以看出，植物燈的光質(zhì)研究復(fù)雜，需要投入大量的資源去長(zhǎng)期研究。
還需要提示一點(diǎn)，不同種植環(huán)境，不同地區(qū)的相同品種的植物，色素吸收光譜也存在差異，這也是這么多年以來(lái)， 植物燈的光譜技術(shù)依然在不斷地進(jìn)行研究。
2024年3月14號(hào)
文章來(lái)源于植物燈光譜技術(shù)，作者許東
應(yīng)用領(lǐng)域：
植物照明 | 動(dòng)物照明 | 健康照明 | 醫(yī)療美容
UV紫光 | 戶外照明 | 影視照明 | 舞臺(tái)燈光
產(chǎn)品系列：
2835 | 3030 | 5050 | 7070 | 3535
大功率COB | PCBA