首先給出結(jié)論：
1）太陽光對于光合作用來說光質(zhì)并不好。
2）大部分溫室的光量并不夠且不穩(wěn)定。
3）陽光充足地區(qū)的溫室，光合作用效率并不高。
4）溫室種植沒有人工補光，不可能達(dá)到連續(xù)且穩(wěn)定的產(chǎn)量與品質(zhì)的保證。
1、太陽光的光質(zhì)
下圖是標(biāo)準(zhǔn)太陽光AM1.5G波長全域的光譜圖：
對于植物的光照研究，波長范圍是350-850nm。
下圖是AM1.5G在這個波段的光譜圖：
這個波段的輻射含量：
紫外線（350-399nm）：9.34 %
藍(lán)光（400-499nm）：21.21 %
綠光（500-599nm）：23.22 %
紅光（600-700nm）：21.62 %
遠(yuǎn)紅（701-850nm）：24.61 %
紅藍(lán)比R:B=1.02
對于植物的光合作用研究，波長范圍是400-700nm，也稱為PAR。
下圖是AM1.5G在PAR這個波段的光譜圖：
這個波段的輻射含量：
藍(lán)光（400-499nm）：32.33 %
綠光（500-599nm）：35.40 %
紅光（600-700nm）：32.27 %
R:B=1.02
下圖是PAR波段的光量子分布圖
從上面的數(shù)據(jù)來看，太陽光的光質(zhì)與我們種植試驗數(shù)據(jù)對比，人工光照下植物的生長速度、光合作用效率等遠(yuǎn)高于太陽光。
盡管太陽光的光質(zhì)不好，但符合光譜技術(shù)三原則的第二條：光量優(yōu)先于光質(zhì)。
那么，實際地面上的太陽光光質(zhì)如何？
從北緯23°（藍(lán)）、北緯39°（紅）、北緯44°（灰）不同地區(qū)的太陽光光質(zhì)是不同的。
上圖是歸一化的光譜圖，圖中可以看出，緯度越高，藍(lán)光成分越高，但這個圖還不能說明紅藍(lán)比，表達(dá)的是趨勢，我們關(guān)注的是溫室內(nèi)的太陽光數(shù)據(jù)，下面我們展開討論。
無論什么類型的溫室，溫室內(nèi)的太陽光都被衰減，主要是結(jié)構(gòu)件、棚膜或玻璃等的影響，而且，太陽光的光譜也發(fā)生變化。
下圖是溫室內(nèi)（紅）、溫室外（藍(lán)）的光譜變化，采用絕對光譜數(shù)據(jù)繪圖。
對上圖進(jìn)行計算，得出棚內(nèi)太陽光的光量衰減大于35%。
即便是文洛式溫室，溫室內(nèi)太陽光光量衰減也會大于28%。
溫室透光材料對光質(zhì)的衰減主要是紫外線和藍(lán)光。
從溫室內(nèi)外的相對光譜計算來看，太陽光的紫外線與藍(lán)光被部分吸收，所以溫室內(nèi)紅藍(lán)比會提升。
下圖是光量子分布圖，光質(zhì)變化可以看得更加清楚。
不同季節(jié)溫室內(nèi)光質(zhì)也會發(fā)生變化，如下圖：
溫室內(nèi)影響太陽光的光質(zhì)變化因素很多，其中最不可控是太陽光本身受到季節(jié)、天氣、透光材料的積灰等，結(jié)論是單純太陽光下的種植，光質(zhì)在不斷的變化，種植工藝也要不斷的調(diào)整，植物成品的品質(zhì)與產(chǎn)量受影響很大。
溫室內(nèi)太陽光的光量如何計算？
首先引入一個概念：DLI。
DLI：太陽光日累積量，表示太陽光在每平方米每天的摩爾量，用于作物光積累的量度。
單位：mol/d/m2
DLI與地理位置相關(guān)，DLI影響光合作用和植物生長的速度。植物生長對DLI的響應(yīng)因物種和品種而異。
溫室外的DLI與溫室內(nèi)的DLI不同，通常兩者相差4-8mol/d/m2
溫室內(nèi)的DLI需要長期測量獲得，這是保證溫室種植的一個重要光參數(shù)。
溫室DLI計算：
DLI=Σ 0.0036*PPFDi*hi （i=12...n）
其中：hi-不同的時間段，單位：小時
不同的植物對DLI的需求量不同。
不同種植地區(qū)的DLI也相差很大。
DLI指標(biāo)計算本身并不關(guān)聯(lián)太陽光的光質(zhì)，我們可以通過測量溫室內(nèi)的照度再用XD因子換算出PPFD后，太陽光的光質(zhì)對DLI的影響會有一定的體現(xiàn)。
XD因子：在 400-700nm 波長范圍內(nèi)，當(dāng)光譜形態(tài)確定后，光源可以通過測量被照面的照度值（LX）換 算出 PPFD，這個換算常數(shù)就是 XD 因子。
換算方法：PPFD=照度值（LX）/XD 因子
其中，照度單位LX：lm/m2 ，PPFD單位：umol/s/m2
注：XD 因子與光源的光譜形態(tài)相關(guān)，相同光質(zhì)的不同光譜形態(tài)的 XD 因子不同，XD 因子由好亮固體光源研究所提供。
下面提供一下XD因子供參考：
北緯23°，XD 因子：57
北緯39°，XD 因子：55.4
北緯44°，XD 因子：55
注：精確的XD因子需要專業(yè)計算提供。
例如：廣東某季節(jié)的溫室內(nèi)每天的太陽光照度平均值為13000，那么PPFD=13000/55=228 umol/s/m2
如果該溫室太陽光有效光照時間為7小時，該溫室內(nèi)的DLI=0.0036*228*7=5.74 mol/d/m2
對于溫室內(nèi)的DLI低于6，都屬于低光照水平。
本文主要介紹溫室內(nèi)太陽光的光質(zhì)與光量，關(guān)于溫室補光計算方法，后續(xù)有專門的文章介紹。
應(yīng)用領(lǐng)域：
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