近幾年，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)展現(xiàn)出前所未有的發(fā)展勢頭，溫室種植得到普及和快速推廣，但是只要有覆蓋材料，就會影響溫棚內(nèi)作物光合作用所需光照強(qiáng)度，考慮到經(jīng)濟(jì)成本因素，一般溫室大都使用塑料薄膜作為覆蓋材料，而塑料溫室透光率最高為70%左右，最低不足50%， 就連作為透光率高達(dá)90%的玻璃覆蓋材料如在沒有較高經(jīng)濟(jì)和維護(hù)成本支撐前提下，基本上達(dá)不到溫室內(nèi)作物最佳生長要求。尤其在寒冷的冬春季節(jié)、陰雨、霧霾天氣下，對溫室內(nèi)作物進(jìn)行補(bǔ)光不但能保證溫室內(nèi)作物不受外界環(huán)境因素影響正常存活的前提下穩(wěn)產(chǎn)，而且可提高作物干質(zhì)量和免疫抗病能力、改善品質(zhì)、提前上市時間、減少化學(xué)農(nóng)藥使用，甚至超出正常生長各項指標(biāo)，可見進(jìn)行合理的補(bǔ)光越來越重要，其經(jīng)濟(jì)效益也相當(dāng)可觀。
金鹵燈
金鹵燈是金屬鹵化物燈簡稱，屬于高壓氣體放電光源，光譜中紅橙光約為23%，藍(lán)紫光約為39%，黃綠光約為38%，具有高光效、光色好、壽命長和功率大特點(diǎn)，是理想的人工補(bǔ)光光源。金鹵燈光色可隨不同金屬鹵化物成分而改變，可改變金屬鹵化物組成滿足不同補(bǔ)光需求。與高壓鈉燈按1:1搭配使用可調(diào)節(jié)光質(zhì)和節(jié)約能耗。它兼有熒光燈、高壓汞燈和高壓鈉燈的優(yōu)點(diǎn)，光效為高壓水銀燈的1.5~2倍。
高壓鈉燈
高壓鈉燈屬于高壓氣體放電燈，是目前溫室普遍，使用的人工補(bǔ)光光源，光譜分布范圍較窄，這種極高輸出的光源主要產(chǎn)生黃橙色光，紅橙光約占40%，藍(lán)紫光10%，黃綠光50%，發(fā)光效率高。高壓鈉燈因核心配件鎮(zhèn)流器的不同又分為電感高壓鈉燈和電子高壓鈉燈，不同功率燈需適配相應(yīng)規(guī)格鎮(zhèn)流器。電感高壓鈉燈，配套電感式鎮(zhèn)流器、啟動器、燈泡和燈頭燈罩4件套使用，適合5年規(guī)劃、面積電子高壓鈉燈，配套電子式鎮(zhèn)流器，具有低能耗、安裝輕便、高功率因數(shù)和防腐防水等優(yōu)點(diǎn)，適合10年規(guī)劃，高端電子農(nóng)用高壓鈉燈適合20年規(guī)劃，一般電子高壓鈉燈適合大面積高品質(zhì)種植，是農(nóng)業(yè)補(bǔ)光燈的發(fā)展趨勢之一。
LED燈
LED是利用半導(dǎo)體二極管PN結(jié)或類似結(jié)構(gòu)把電能轉(zhuǎn)換為光能的器件。每個二極管可發(fā)出光波較窄的不同單色光，LED補(bǔ)光燈就是由不同單色光二極管構(gòu)成。它是不放熱的冷光源，被稱為目前最高效、發(fā)熱量最小的補(bǔ)光燈產(chǎn)品，由于其靈活可變的單色光配比和嬌小簡易的結(jié)構(gòu)，使其具有較高的空間利用率和發(fā)光效率、簡單快捷的安裝程序、極低的電耗量、適應(yīng)各種惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，適用于完全控制的密集種植和栽培、高低分層植物的按時補(bǔ)光或一種植物的不同位置近距離的補(bǔ)光需求。這種燈在國外植物工廠已大面積使用，但由于其一次性成本投入高，在我國植物補(bǔ)光行業(yè)，還沒有得到大規(guī)模應(yīng)用。
選燈的標(biāo)準(zhǔn)
很多單獨(dú)購買燈具的客戶多數(shù)會考慮到:“你這個燈管多大面積?” “一畝地需要多少燈?” ……這其實是非常不科學(xué)的問題。補(bǔ)光方案需要根據(jù)不同植物的要求，溫室的布置結(jié)構(gòu)去設(shè)計、懸掛高度、間隔距離、配光曲線，PPFD要測算的數(shù)據(jù)很多，這就是解決方案的重要性。
然而一切要根據(jù)植物的具體情況制定合理的科學(xué)的補(bǔ)光方案，盲目安裝補(bǔ)光燈不僅達(dá)不到應(yīng)有的效果，甚至?xí)屩参餃p產(chǎn)，白白浪費(fèi)電力和資金。在給溫室做補(bǔ)光前我們要考慮光合作用的兩個重要的前提。
1.植物需要什么樣的光譜?
2.植物需要多大強(qiáng)度的光照?
根據(jù)光譜選燈(考慮成本)
一般來說補(bǔ)光紅色光源較多，紅色光源容易刺激多數(shù)作物開花結(jié)果。而藍(lán)色光源對植物的分化與氣孔的調(diào)節(jié)十分重要，如果藍(lán)光不足，遠(yuǎn)紅光的比例太多，莖部將過度成長，而容易造成葉片黃化。以花卉來說，花卉觀葉的、或葉類蔬菜，讓藍(lán)光稍多點(diǎn)，因為藍(lán)色光有利于植物葉片生長;觀花的在花期的，讓紅色光多點(diǎn)，因為紅色光有利于植物開花與結(jié)果。而從小苗到開花整個生長期都要補(bǔ)光。
高壓鈉燈是高輸出、成本低，現(xiàn)在較為廣泛使用的溫室補(bǔ)光燈，但是藍(lán)色光譜成分較少。與鈉燈相比金鹵燈有更多的藍(lán)光成分。在過去的幾年中，陶瓷金鹵燈被成功應(yīng)用于植株生長階段，能夠達(dá)到很 高的PAR 值輸出，但是功率密度偏低、產(chǎn)生的熱量太高等。而LED能夠簡單的選擇不同波長的光。這就意味著LED 能夠通過設(shè)計配比出不同的光譜，可以滿足植物在不同生長階段所需要的特殊光譜需求。
另外白光LED 通過兩種形式“封裝”出來，第一種也是最少見的一種，是將紅、綠和藍(lán)3 種顏色的LED芯片混合在一起從而產(chǎn)生的白色。但是由于綠色LED 價格昂貴并且效率很低，所以最常見的白光LED 是由藍(lán)色LED芯片和涂有熒光粉的透鏡所組成，是使用藍(lán)色LED 發(fā)出的藍(lán)光來激發(fā)熒光粉。
原則上來說按照光譜選燈，光譜全面的LED燈是唯一答案，但考慮到高壓鈉燈的價格是LED的五分之一，高壓鈉燈被廣泛使用在現(xiàn)在的溫室補(bǔ)光工作中。
根據(jù)補(bǔ)光量選燈
這個則要考慮到具體作物具體分析，比如溫室常種的番茄光補(bǔ)償點(diǎn)是53μmol/s/m2，光飽和點(diǎn)是1985μmol/s/m2，則說明番茄補(bǔ)光時一定要保證光照到葉片上大于53μmol/s/m2，但超過1985μmol/s/m2，則無法更多吸收。但是萵苣光補(bǔ)償點(diǎn)是29μmol/s/m2，光飽和點(diǎn)是857μmol/s/m2，相比番茄，萵苣的需求就少了很多，對于補(bǔ)光多補(bǔ)無益。另外，北方夏天正午的陽光超過2000μmol/s/m2，對于多屬植物這段時間基本不用補(bǔ)光。
所以選燈時，要考慮到作物的種類，作物光補(bǔ)償點(diǎn)越高的燈的功率也要相對提高;晝短夜長，連日陰雨、霧霾的城市就要考慮耐用的燈和大功率的燈;以及溫室的布局和燈的密度，一般來說，補(bǔ)光燈越高照射范圍越大，但單位受光則少。
在某草莓溫室補(bǔ)光效果的驗收
以下是在某地的草莓溫室，安裝補(bǔ)光燈后的經(jīng)濟(jì)增益。
草莓是喜光作物適宜與12-15h的長日照，因此，補(bǔ)光時間選擇在草莓覆棚后開花與結(jié)果初期的12月中旬至2月下旬，具體為晴天每天早晨6:00至8:00，下午3:00至5:00，下雨天和陰天則全天光照，由針對性研制的智能自動光控系統(tǒng)，控制植株營養(yǎng)與生殖生長的效果。
草莓種植大棚的寬度為6米，高度為2.4米，長度為60米。特別設(shè)計了適宜草莓生長的燈具。首先暫用小功率70w的為例，系統(tǒng)測得燈在1.3m高度下，照射區(qū)域為直徑2.73m時，最大照度為975.89lx,平均照度為326.05lx。燈與草莓垂直高度為1.3m，橫向布置2盞燈，2盞燈間距為2.7m，縱向兩行燈間距為1.85m。
每畝地的草莓普通塑料大棚，需裝試驗70W鈉燈110盞，每盞燈的成本為180元，計19,800元;燈具的使用壽命為20000小時，可以使用10年以上，每年分?jǐn)偟目偝杀緸?19800÷10=1980元。2)電費(fèi):光照時間:每個月為140小時(根據(jù)氣候)，每年光照3個月;電費(fèi)以0.5元/度，則一年所需電費(fèi)為735元。因此，設(shè)備成本1年1畝地需多投入2715元。
以畝栽草莓5200株為例，由以上實驗可知，光照以后前二茬共增收果實約650斤，以12元/斤計算，畝產(chǎn)增收為7800元，凈增收5000元左右。如果大棚、溫室、燈具、光源和功率選得更匹配的話，光照能有效提早果實上市時間，延長收獲時間，可有效增加草莓植株的高度和葉形狀比，顯著影響總糖、總酸和維生素C含量，提高果實的品質(zhì)，獲得高額的效益。另外，本次實驗未達(dá)到草莓飽和點(diǎn)，如果功率大點(diǎn)效果會更好。
