GBZ 44064-2024 植物生长LED人工光环境技术报告.docx

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1、ICS29.140.99CCSK73中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z440642024植物生长1.ED人工光环境技术报告Technica1.reporton1.EDartificia1.1.ightingenvironmentforp1.antgrowth2024T2-01实施20244)A28发布国家市场监督管理总局&*国家标准化管理委员会发布目次前言I1.1范困2烷范性引用文件3术语和定义4概述5植物生长光环境要素5.1 概要5.2 光谱25.3 光照强度25.4 光周期45.5 光分布46植物光合作用56.1 植物光合作刖概述56.2 植物光合作用对光谱的响应56.3 抗物

2、光合作用速率对光照强度的响应66.4 光合作用对光周期的响应76.5 光合作用日变化76.6 植物种体光分布及其对光合作用的影响7抗物光控生长发育7.1 光形态建成7.2 植物光受体7.3 不同光谱对植物形态建成的影响7.4 植物营养品质光调控7.5 光周期网控植物生长发百8植物生长Jt响应关键评判指标138.1 植株形态138.2 生物量148.3 品精158.4 抗逆性158.5 植物生长光照能效169植物生长对1.ED灯具的要求169.1 光子效率/光合光子效率169.2 寿命169.3 可靠性179.4 灯具构型)79.5 控制功能1710植物生长光环境光照设计要素分析1710.1 光

3、子速必密度1710.2 Jti普分布1810.3 光周期1810.4 辎射方向特性1810.5 1.ED植物生长灯应用模式19参考文献20I1.本文件按照GB1.1-2020标准化工作导则笫1部分：标准化文件的结构和起笔规肌3的规定起草.请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的货任。本文件由中华人民共和国科学技术部提出并归口.本文件起早单位：中关村半导体照明联合创新R点实验室、中国农业科学院农业环境与可持续发展研咒所、福建省中科生物股份有限公司、深圳市程盛电子股份有限公司、梳州华普永明光电股份有限公司、福建信息职业技术学院、深圳爱克莱特科技股份有限公司、浦江三思光电

4、技术有限公司、患州田上光电不“支有限公司、南昌实验室、常州格林照明股份有限公司、东莞职业技术学院、东莞理工学校，本文件主要起电人：锹、徐圆圆、撷、王宗友、黄建明、王洪、张锋弑、文星、熊飞、张玉琪、王光绪、陈建文、爱誉、郭勇、中牌,张玲。I1.1.植物生长1.ED人工光环境技术报告1本文件给出了植物生长人工光环境要素、光合作用、光控生长发育、光即J应关键评判指标、1.ED人工光源的要求及人工光环境光照设计要素的内容.本文件适用于相关利益方开展的1.ED人工光植物生长领域涉及的工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规值性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,仅该日期对应

5、的版本迂用于本文件：不注日期的引用文件其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件.GB/T326552016植物生长用1.ED光照术语和定义3*三11JtXGBT326552016界定的术语和定义适用广本文件。4血光是植物牛.长所需的地m要环境因子之一，它不仅是植物生长发育过程中的能次源，也是植物形态建成的重要信号说.拍物赖以生存的能破来自太阳光，光合作用是拍物摘获光能的更要生物学途径，通过光合作用固定二氧化碳以合成有机物井产生氧气，足地球上生命得以延续的决定因素之一.1.ED作为新型光源，具有节能环保、寿命长、响应时间短等特征，在农业光照领域的优势明显，首先，与传统光源相比，1.ED可以根据

6、需求对光漕、辎射凝度等因素/参数进行调控：其次，1.ED发热量低,可近距离照射植物而不会造成植物的织的伤：再次,1.ED光源体枳小,比较适用于多层立体组合栽培系统,有助于降低栽培层架的层高，增加单位空间栽培数坦。1.HD在设施农业领域已引起国内外广泛关注，被广泛应用于全人工光植物工厂以及温室补光生产领域，以达到提高产后及改进M质的目的.本文件针对植物生K1.ED人工光环境，介绍拍物生长光环境要索、擅物光合作用与光控生长发育以及植物生长涉及的光需求特征等，提出Ifi物生长光响应的关健指标，分析拍物生长对1.EDATM的要求与人工光环境光照设计的理点要素，以引导科学合理地评价植物生K1.ED人工光

7、环境。5&1皿植物时光的需求主要体现在光谱、光照强度、光周期和光分布四个方面，也称之为植物生长的“光环境要素”.光环境通过植株形态、器官发育、细胞内代谢以及基因表达和蛋白质合成等不同层面影响并调节植物生长，理解光对桢物生长的步响是农业牛产人工光源应用的理论据础。MOnm-7(0nm)的光子数.是目前植物生长光环境调控领域国际通用物理S1.光相射能(WH)和光了通砧密度(umo1.m23)为植物光照常用物理G,二者之间可以通过光子的能盘公式来换算：单位光子的能量计算公式见式。(2)式中：E光的能量：h普朗克常数(6.62610-Us):c光速(3X10ms,);S艮因此，各波长下光的能量(WM)

8、与光子通地密度(川M一)换算公式见式.式中:N阿伏仙德罗常数(a022102,)o依据式(3),表1为各波长下光子通量密度与光辐射能的换算系数：图2为换算系数随波长的变化趋姒表1不同波长光子通量密度与光辐射能之间转换的换算系数波长IUI换K系数JMrr!13000.澜73500.34181000.29914500.26585000.2392SsO0.21756000.19916500.18407000.17097500.15958000.1495300.14079000.B29500.125100O0.1196波长r1192光T=化趋娜B自然界中光合有效辎射(100nm-700nm)光子通增密

9、度与光轴射能之间的换算系数通常默认为0.216Jgmo!.以太阳光为例.光照黑度为600Wm?的太阳光,其PPFD的计JJ方法U1.下：因太阳辐射中约50%(系数：0.5)的能附来白可见光波段SOOnm-700nm故：PPFD太阳=(600WmJXo.0.216Jmo1.F388.9Mnw1.in-iS-若已知太阳光中PPFD为100omo1.mJ-S-.则可见光波段部分光辐射能的计算方法为：EPAR=100omo1.m-,-,021.6Jpmo1.-,=26WnP则太阳总辐射能约为：216Wm-4U5=432Wnb25.12如MMf日植物光合有效堀射日米枳Ift(D1.D是指单位面积上每天被

10、获到的光合作用光子通量密质(PPFD.11o1.-m2s-1)的总量部位为mohmT,也是光照强度的一种通用表述方式，植物光合有效辎射日累积量与植物的光合产物、干物质的积累业以及品质总体上呈正相关关系。以Pi1)为200mo1.nP-s-,光周期16h为例,犬Du计算加式所示，式中3600为Sf小时的总秒数,D1.I=(PPFD16S6yIO(XX)OO(4)例如，番茄正常生长的最低光合有效辐时H累积口为10n0m-yj12mo1.nPd保证产品品质的光合有效辐射日密积量为Mmo1.-mJ-d-20m1.m-1.1.84AJVM光周期是指昼夜周期中光期和暗期长短的交替变化。光期是指植物受光照射

11、的时间段：暗期指擅物处于出暗的时间段.植物在光期进行光合作用，暗期完成光合产物转运：光周期在询控桢物开花、休眠、落叶等生理过程中具有里要作用。花人工光植物I：厂生产中,合理安排光、暗期对保证植物正常生长发育至关重要.&5先分布光分布分为光的空间分布和时间分布.光的空间分布是指植物受光面区域内光照强度和色温的分布以及光线相对于植物受光面的空间照射角度，值物生长致性是工厂化生产和高效管理的暴础，光的空间分布均匀性是影响同栽培面作物生长一致性的重要因索，此外,光空间分布的均匀性也在一定程度上影响种植者的视觉感官.光的时间分布是折同一种光谱、光照强度的组合在一个光周期时间轴上的分布主要体现在供光模式的

12、差异，根据几种人工光型植物匚厂中常见的供光模式,可将光的时间分布分为连续供光型、交替供光型、间歇供光型等。连续供光型是指在一个光周期内，同一种光谙、光照强度的姐会连续不变，即光在时间轴上的分布是连续、均匀的；交性供光型是指在一个光周期内，两种或多种光照强度、光谱的组合以一定的赎奉交替出现、规律分布：间歇供光型指在个光周期内，种光照强度、光谱的组合以定的嫉率间歌出现、规律分布.6彼修光合作用&1检的舒刖K述植物光合作用指植物利用光能将二氧化碳(COZ)和水转化为储存能G的有机物，并择放出氧气的生化过程见式(5)。MUSH(-()M1.光令作用发生部位为细胞中的叶绿体，光合系统在单位面枳单位时间固

13、定CO2的量(或和放氧气的量)即光合速率，光合速率是判断植物合成麋水化合物速率的重要指标.理论上来讲，植物在光合作用中吸收的CQZ越多,生成的碳水化合物越多植物干物质产殳越高.光合作用不仅受其生长环境中光照条件的影响，还受其他环境因子的影响。光照为光合作用提供能量，其他环境因子如温度、水分、湿度以及环境8?浓度也会影响植物光合作用。岛温胁迫下，叶绿素生物含成的中间产物令成受阳，叶绿泰含城降低；此外，高温还会使细胞内态氧含好增加活性氧动态平衡被打破，加速叶绿素降解.低温情况下植物为保持温度会关闭气孔，然少热G交换，进而阻得CO2诳入叶片，降低光合速;礼干旱胁迫与社胁迫也会引起气孔关闭，减少水分散

14、失，进而阻码CQ2进入叶片，肾低光合速率，过高空气湿度会导致病弭但过低空气湿度也会肾低植物气孔导度,进而影响植物光合速率.总的来说，适宜的光照条件是植物光合作用的直接能fit来源，井受光照强我、光谱、光周期以及光分布的影晌.同时适宜的温度、湿度、C02浓度等环境因子是保证光合系统高效率运行的必要条件.6 2柳酗沿作用对光谱的响应光合色素对光能的吸收和利用效率是植物光合能力的决定因素。在叶绿素的吸收光谱中,有两个最强的吸收区域，即红光区及蓝光区，光合作用在拓光与红光波段的光子效率较高(图3),其中红光波以光合作用效率最高，残次为蓝光.因此，红蓝光通常作为植物生长1.ED光源的核心光谱.S31M叶

15、片光合作用在不PW眼的相对光量子效率气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道,调捽CO?进入叫片和植物水分蒸腾.蓝光不仅可以宜按期动植物光合作用,还可作为重要的信号因子诱导气孔开张，从而提而CO,进入叶片的扩散速率，降低光合作用过程中的气孔限制，有助于提高光合速率。但在实际生产应用中，如在全人工光植物工厂条件下由于植物生长光照强度远低于自然光，对于绝大部分植物来说气孔并不是光合速率的主要限制因子。因此蓝光是否能膨通过气孔四节因素提高光合速率需要结合光照强度与其他环境因子进行铳合分析.植物叶片对远红光(700nm)的吸收能力远低于可见光波段，因此，远红光(700nm)的光合愤子产率很低，研究发

16、现，长波(685nn)和短波GoOnm-670nm)同时照射时叶片的光合速率大于两种波长单独照射条件下的光合速率之和，即双光增益效应。因此，提出了双光系统的概念，把吸收长波光。680nm)的系统称为光系统HpSD,吸收短波光(3680nm)的系统称为光系统H(PS1.I),当在短波光中添加优先激发PS1.的远红光时，两个光系统平衡地受到激发，这有助于孙同提高光化学效率.综上所述，在1.ED植物光照光源中添加远红光对于提面植物光合效率具有重婴意义：在实际生产应用中需根据物种及应用场景来线令考虑远红光应用剂做及成用时段.在植物光照额城,远红光优选波段宜为720nm-750nm.其中波峰宜在730n

17、m-74Onm之间.相较于红蓝光波段.叶绿案对绿光的吸收很少.因此献光曾一度被认为是植物光合作用的无效光谱而受到忽略，近年来,领着单色绿光1.ED技术的发展及其在抗物光生物学领域的研究，绿光对抗物生长过程的影响逐渐明晰。在自然环境K.尽管到达叶片衣面的太阳光谱中有10%50%的绿光被植物叶片I1.接反射，但绿光的穿透Ife力也远强于其他光曲故绿光能移到达植株冠层中下部叶片，如图3所示，虽然绿光的光介取子效率略低于红蓝光波段，但也能够驱动Jt合作用，因此，从植株冠层光合作用角度来说，绿光所.驱动的次株中下层叶片光合作用也不容忽视.近年来，越来越多的研究证实绿光在I-ED掠物光照领域具彳!曳要的作

18、用.6.3 植物光合作用速率对光照翼度的嘀皮植物光合作用速率是单位光子每杪每平方米叶片同化CO?的图4为典型的枕物叶片和冠层光合作用光响应示意图，如图4所示，珀物光合作用速率光照强度响应曲线有几个曳要的节点，理解这些节点对于合理利用的物光照人，光源具有理要指导意义.在光合有效辎射为0mohM3时(即黑暗条件下，A),植物只i行呼吸作用，即消耗体内有机物和棒放CO2；当光照强度增加到某一点后，光合作用同化COz的瓜与呼吸作用择放CO?的瓜相等时的节点为光补偿点(B),该点的光照强度即为光补偿光照强度.当光照强度高干光补借光照强度时.光合作用同化的CO2量大于呼吸作用择放的CO2:,且光合作用速率

19、随光照强度增加而升高.在此阶段.光合速率与光照强度呈现性关系(C),我斜率友示光合作用光能利用效率。在整个光合作用光响应曲城中,该阶段的光能利用率最大,因此在人工补光实际应用中，应在这一阶段内寻求合适的补光光照覆度，当光照升Si到一定强度时，叶片光合速率升高减慑直至保持平松，即光合作用达到尬大值，而该点称为光饱和点(D),引起光合作用饱和的光照强度为饱和光照强度.对于植株冠层来说，光合速率1.光照强度增加而持续升高,光合作用饱和点不易出现(图4实线八该现象的出现主要是由于植株冠层光照强度分布不均匀。在高光照强度3虽然冠层顶部叶片E达光饱和点，但冠层中卜部叶片仍处于弱光环境，据此，在人工补光实际

20、应用过程中，宜结合作物单叶片和短层光合特性综合考虑补光灯具光照翅位以及灯具安装位置(如顶部补光结合冠层补光)，从而达到最佳补光应用效果.B4叶片和JSJ1.光合作用光威利图6.4 光合作用对光的植物在光期进行光合作用，晒期完成光合产物转运，且光合作用受恒勃源库关系的调控，由于梅物光合细胞中储存淀粉的能力有双，利用光合产物的能力也有限.当光期植物已势累积足膨植物生长的碳水化合物时.光合速率会受到反馈抑制进行下周,防止过多的碳水化合物生成进而加里对植物的负担.因此,在植物工厂生产中,合理安排光、暗期对保证植物正常生长发育至关重要.对于同种植物.当光照强度较弱时，可以适当延长光照时间提高整个光期的光

21、合产物累积：当光照强变我高时，可以取少光照时间以减轻光合产物的过度累枳。6.5 光合作用日变化光合作用的强弱在很大程度上取决于一天中光、热、水、气的变化.对于自然光下生长的植物，早晨随者光照增强，气温上升,光合速率不断增强，IO时H时左右达一天中的最高峰：至正午前后，光照、溟度虽然继续升高,但光合速率却出现下降趋势，生物学上称之为“光合午休现象午后.光合速率租有回升，但版着光照强度降低和气温卜降，光合逑率望现逐渐降低的趋势，致使光合作用的日变化出现双峰曲规的特点。在全人工光抗物工厂环境下,由干环境因子精准可调,植物光合速率在光期基本处于稳定状态,不会出现大幅波动.6.6 挺物畔光分布及其对光合

22、作用的影晌6.6.1 先MjM分布及其对光合作用的M通常来说，光照强度在植株越层内部的分布符合朗伯比尔定律(1.ambCrt-BCCr1.aw).UIPPFD随着冠层高废的降低呈指数下降.图5为典型血室番茄植株群体PPFD自上而下的变化趋势,在番加冠层垂直方向上,相对千冠层顶部PPFD来说.范房内部PPFD随着叶面枳指数(1.AD增加呈指数下降趋势,如当1.A1.为2时(即冠层中部)其PPFD仅为冠层顶部的20%左右.植物冠层1.A1.由顶部向下逐渐升高,在设胞农业实际生产中作物1.AI一般维扑在4左右.图5可作为茄果类作物株间补光1.ED灯具安装位置的参考依据&点状图标为温室成熟希茄冠层相对

23、光广通m密度实测仪实线为指数方VaU合的设，由图可知番茄族椽光消散系超泌79.S5耆帆展亶方向光子通密度分布提律图植黝光豉获后(1.D指叶片或者植物群体所接收到的光照M,刻于单个叶片来说，叶片与太阳光践夹角为(太阳光为平行光)，叶片光截获此即叶面枳与光照强度以及叶片与太阳光找夹角取正弦伯的乘枳。单个叶片光鼓状量如式(6)所示。1.t-1.AXPARxsinO(6)式中:1.1.光破获S1.1.A叶面积；PAR光合有效辐射。对于植物群体来说,垂出方向叶片不断增加并相互重登,光截获做也变得更为更杂,在已知光照强度的情况卜.，计尊群体的光截获法则需要明确单位栽培面枳(CA)上植物群体总叶面枳，即叶面

24、枳指数(I-AI)1群体叶面积指数计算公式如式(7)所示,光裁扶麻与叶面枳指数和光照强度有关.S发光消放系数(1.Eo定义为植物冠层顶部光照强度与冠层底制光照强度的弟除以植物冠层顶部光照强度，光消敌系数趟小说明到达掖物冠层底部的光照越多，光在植物群体内分布越均匀：光消散系数越大，说明冠层上部叶片密度较高，对下层叶片的遮挡较为严杀。不同依物群体光消放指数与掖株高座植株密度、1.A1.以及植株自身形态等均有关系，由于植物群体垂食方向光消微系数的存在，群体光截获地并非与单个叶片的计算方式相同，而是一个经骁值，研究发现Ia省植物群体叶面积指数不断增大，其光截获球也不断增加最后的于棺定，如图6所示，植物

25、群体光消散系数理论值为I,但实际是不存在的，因为抗物群体无法截获全部的光照.理解光消散系数与植物光截获能力时明确茄果类等冠幅较大的作物生产人工补光参数至关重要.面枳忖故Hmim2BB6镇修鼻体叶,画谶与光假祭之间的关系相对干冠层顶部叶片.冠层中下部叶片长期生长于弱光环境.故植物叶片光合能力也呈现自上而下逐步下降的趋势，图7为典型设施番茄冠层顶部、中部及下部成熟叶片净光合速率对光子通量玄度（PPT）响应示意图.如图7所示，盘茄冠层叶片光合能力由上而下依次递减.因此，株间补光宜里点考虑冠层中下部叶片.&图中陟M煤实测光合速率值：实线为非出用双曲线模型拟合所的叶片光介速率先子通n密度响应数值：该图的

26、测试环境为CO2浓度007温度25C.相对湿度70%.S7iun成年植株叶片净光合流率光子密度响应酬I6.6.2 检神谱分布Jt合色素（叶绿素对红长光谱具有极强的吸收能力（图8）,通常冠层中上部叶片吸收了绝大部分红蓝光，因此，植株冠层群体中红蚯光在可见光中的比例随汴冠层高吱的下降而降低：因叶绿素时绿光吸收能力较弱,且其具方极强的穿透能力,故可见光中绿光所占比例Rim株高度下降逐步升高.由于植物时可见光的吸收箧力远离于远红光,红光与远红光的比例附冠层高度的卜,降而降低.此外,植物叶片对绿光和远红光也具有极强的反射能力，这也是植株冠层中下部绿光和远红光比例升高的原因，图9为虎仗（学科虎杖属柢物）叶

27、片对太阳光谱的反射特性及其与冠层顶部太阳光谱的比较,SI8叶绿素光谱吸收图ttK.nm9太用制*（实线）及虎帙（9科虎祖）叶片反*光*sw在实际生产中.基于1.ED光源发热衣低的特征及植株群体光分布特性.1.ED株间补光广泛陶用于果类蔬菜（番茄、黄瓜等）反季节生产中,1.ED株间补光的核心目的是提升他株群体的光合速率，而红光的光合作用光子效率最高（图3,因此,1.ED株间补光光谱组成宜以红光为主、就光为辅（红光比例宜不低于90%）,从而提升植株冠层中下部叶片的光合建率。7彼修光控生长发育7.1 itM1S形态建成是指植物生命周期中器官形态结构的形成过程：光形态建成是指在光照条件卜，械物生长、发

28、育和分化的过程.该过程发生在植物生长的任何时期.从种子萌发、营养生长、生狙生长到衰老死亡，每一个阶段都要接受光信号的调控。光形态建成间接影响植物光合作用.7.2 检修光受体抗物通过光受体感知不同波段的光，并旦通过一系列的信号转导网节基因衣达，最终诱导机物生长发H过程。目前已知植物体内有五种不同类型的光受体，包括光敏色素(Phy)、除花色素(Cr力、向光素(phot),Zeit1.upe基因家族(ZT1.)和UVB受体(UVR8)利.光敏色素(PhyA.phBphyCphyD和phyE)主要感受红光(600nm-700nm)与远红光(700nm800nm):呦花色素(Cry1.和Oy2)、向光素

29、(pho1.和pho2)以及ZEiT1.UPE携因家族主要感受蓝光(400nm50Onm)和UVA(315nm4(K)nm);UVR8主要蟠受UVB(280nm-315nm)58.图10为几种光受体的光谱响应范阚.电位为纳米7.3 不周光财植M态成的彩7.3.1 位光IR)与远去光红光作为光信号圜节构物光形态建成需要与远红光相结合，通过共同诩节光敏色素的构型来两节植物形态建成.光敏色素从结构上来说分为红光吸收里和远红光吸收型,两种构型在不同比例的红光和远红光下相互转化.进而调节植物内源代谢和植物生长发育.改变植物形态.以及介导植物对各种生物和非生物胁迫的响应。红光过商会抑制抗沏节间伸长，促进横

30、向分枝；添加远红光能第抑制相关的红光效应，在低比例红光和远红光照射1.抗物节间伸长、植株增高、有利于提升光照强度在植株垂直方向的均匀分布.7.3.2掠物通过陷花色素和向光素来感知蓝光.研究发现蓝光对植物的根、茎、叶、花的发育以及生物收累积等均有调控作用。如蓝光条件卜.培方的植物幼苗发根数目多、生物隈大，且能提高幼苗根系活力。Hm.以蓝光对作物根系的影响效应为理论依据的蓝膜Fi秋已广泛应用于生产中。蓝光对植物茎杆生长发育具有重要影响研究表明，高比例低光可抑制茎秆伸长，具体因植物种类不同而有所差异.此外，蓝光影响植物的向光性、气孔开放以及叶片的光合作用等。在农业生产中，以红光为主，辅以瞌光可实现楂

31、物的正常生长发育与产量形成。733近量外光(UVA)目前，植物光生物学研究尚未发现专属于UVA波段的光受体，长期以来，人们通常认为UVA附控梢物生长发育的光受体与蓝光相似包括随花色素和向光素,但体外分离两种光受体其吸收光谱的波峰在嘏光区而IHJVA波段，所以,尽管UVA对植物产生与酢光相似的影响但.影响程度不尽相同。在农业生产中，UVA可作为一种刺激信号漆3植物产生一系列生理反应从而提高植物的抗逆性，同时其破坏能力相比干UvB弱.并不足以伤宙植物组织、器官或者DNA“新近的研究结论以35Onm为界限将UVA分为长波UVA(UVA,350nm-400nm)和短波UVAUVAs.315nm350m

32、n),深入研究发现，UVA对植物班因表达的影响接近丁黄光的影响效应，而UVAs对植物基因表达的影响接近于UVB的影响效应，因此，当前初步认为UVAI.主要与蓝光共享光受体,而UVAS与UVB共享光受体,该结论对于指导UVA在植物光照领域合理应用具力或要意义，当前，短波UVA1.ED光源技术尚未突破，而360in以上的长波皿R1.印光源技术已很成熟.可以考虑在楂物光照光谱中合理应用UVA1.744中融沈(UVB)植物通过其特有的光受体UVBReMsuince8(UVR8)感受UVB辎射。研究表明.约2/3陆地植物时UVB辐射响应显著,虽然存在种间和亚种间的差异，但大多数情况下UVB辐射时拍物生长

33、和发育存在不利的影响,主要表现为抑制植物生长、降低光合速率等,同时还会引起类黄般、花有素仃和过氧化物质积累增加，叶片变现变小并向下弯曲等一系列生理和形态改变。高强度或长时间的UVB照射会对植物DNA造成损伤,所以在人工补光或全人工光植物生长中UvB的使用非常少。近年来，也有研究者提出合理利用UVB辐射可改善园艺拍物产吊及从质，但具体应用方案还有待深入探讨.7.3.5 Wtift黄绿光(500nm-M0nm)介于红蓝光之间，也在光合有效辐射波谱范围内但是叶绿体对黄球光波段的吸收较少,即利用率较低,所以通常认为黄绿光并不是植物生长的理想光源因此人们一般认为该波段对植物生长贡献很少：但是近期的研究发

34、现绿光对植物冠层中卜部叶片的光合与生长有显著的调节作用,植物公产生类似于避防反应的卜部伸长现象.不同植物种类对黄绿光的反应也不尽相同，所以尚待更多的研究和数据支持。7.4植物营养品质受光环境影响很大，尤其是光照强度:和光谱,具体因物种而异。光照强度：维持植物产品品质需要有一定的光照强度.通常来说,增加光照强度能够提升植物叶绿素、可溶性域、黄阴、维生素C等有益物随含“七如Ifi物工厂叶菜采收前增加光照弛度和光照时间，可以大幅提升叶菜可溶性糖、维生素C含量，并降低楂物体内硝酸盐等含量.光谱：不同光谱对植物器官中次生代谢物质的影响差异很大。如红光有利于碳水化合物的积累，能促进可溶性糖的合成，但不利于

35、可溶性蛋白的枳累：而更光能促进蛋白质形成，且蓝光和UV均可诱导类黄桐和花青案的积累，提高类胡罗卜家含盘等：红光比例过高会降低植物营养品桢，如降低I绿素、类黄阳等物质含S1.7.5 ar光周期也是调节植物生长的重要信号源。如种子明发、开花以及果实成熟等牛.命历程均受到光照时间的调节,植物对周期性的光照时间变化（特别是夜间略期的长短）的响应被你为植物的光周则象。光周期是植物判断时令变化并询节其自身生长周期的重要光信号.许多植物成花有明确的极限日照长度,即临界日长.据此.植物通常被分为长日照植物、短日照植物和日中性植物三大类（表2）.长日植物的开花需要暗期短于某临界值：而短日植物开花则要求暗期长丁某

36、一临界值：口中性植物成花对日照长短反应不敏感。此外，还有许多依物的开花对日照长度的反应并不卜分严格它们在不适宜的光周期条件卜经过一段时间之后也能开花,这些植物称为相对长日植物或相时短日拍物。同种利物的不同M种对F1.照的要求也不同，如烟草中有些从种为短H性的，有些为长日性的,还有些为口中性的。Jt周期分灵tfi1.特点长H惟粉禾水科、十字花科.弟科的典中的长H机将击湎足一定天敌的长临界H长H的才能开花如日照长度物于g5h不能开花JHM豆科、桑科、然然、状海纸等日照长懂府于一定时敢才能成花的机特对这型M构说“i长黑Fft改缩短光照可促J1.或提早开花，相反，S!KH照则推迟开花或不能或花日中性也

37、中循科、播传科.我蒜科等口中性松物的成托对H照K度不假道.只要其他条仃酒足.在任何长陵的日照下均能开花人工谓节植物光周期的主要方式是人工补光延长光照时间，或者人工遮挡自然光使植物提前进入暗期。相比于日间以促进光合为目的的补光，延长植物光周期所需的光照强欧较小，起到光信号的作用即可。此外,除控制绝时光照或者婚期时间以外,若将植物生长时期的长夜打断.无论是短日植物还是长口植物，都会出现丽夜现象，即短口植物不能开花，而长口植物iE常开花.因为对于植物光冏期来说，起决定作用的并不是出长，而是夜长，但是对暗期打断的光照有烛度上的要求，打断时间越短则其光照弛度雄强。探上所述，通过调控光周期来控制花期为观赏

38、园艺作物高效生产的也要管控措施之长期连续光照环境卜由于植物叶片光合产物（淀粉）眼积.容易导致光合器官受损,叶片光合能力印K自然界中绝大部分植物都难以适应长期连续光照，因此.适当的暗期是保证植物正常生长的关键因索之一.88.1 植株形态&1.1%株高是指植株根颈都到顶部之间的即施，其中顶都是指主茎顶部：株岛是评价植株形态最明显的指标,用于评价植物纵向生长的能力。一皎果用卷尺或者直尺测址株高。&1.2SEfi茎粗是指近基部最粗处茎的纵横二向1*1径的平均值；用于评价植物生长的健壮程度，茎月四大，越有利于增加植株中物质的运输能力。用游标卡尺量茎基部直径，读数即为茎松.&1.315HE节间距是指植物茎

39、节间与节间之间的长度:一般情况卜.节间距指标可以作为植株是否发生徒长的判断依据.在组培苗中，节间长度和株高一起可以反映组培苗的扩繁系数，&1.4ttMt比叶更是指单位叶面枳的叶片侦反（干重或鲜函）,通常用干重来表示，单位：gcnf。拍物比叶重的变化主要受叶片厚度和叶片监度的影响，它们的变化也会影响光合速率和光能利用率。当光环境变化时，植物叶片可以通过谓节比叶重来优化光合速率。比叶面积测定通常有两种方法：方法一，将样叶用叶面枳仪迅速测fia而积.然后SOC烘干至恒Ii1.用电子天平称其叶面积所对应的叶干曳,并计算比叫临比叶重侬!谕=总叶干理/总叶面积：方法二，打孔称重法，用1cn?（或其他已知单

40、位面积）的打孔器在叶片上打若T个，M1.将打取的小圆片放到烘箱烘至干垂，用天平称重，用称得的质戊比441.的总面积即为比叶重&1.5根冠比是指Ifi物地下部与地上部的鲜Ift或干重的比值，它反映J植物地下部分与地上部分的相关性。植物地部与地下部相互依赖又相互竞争，地上部进行光合作用，向地下陆分提供营养物而地下部分又为地上部分提供水分、矿质元素等。地上部和地下部楣互协调促进植物健康生长.&2生IMt8.2.1鲜样质地&21.1ttWWM蚱样战班为自然状态下果集后立即称埴得到的质S1.地上部解样质量指植物茎基部以上部分的蚱样质批.地上部都样侦散用于测量地上部分的生物Iit积累，反映柚株地部对同化产

41、物的积累程度。&2.1.2地下部塔图地下部鲜样质爆指植物茎基部以下部分的鲜样质量.地下部一般指根系，地下部解样质量反映生物盘向植株地下部枳累情况.植物根系发达,表示植物可以获取更多的水和矿质元素.保密植株生长发育的需要，同时增强其抗逆性，在块水的环境下可以吸收到更多的水分，8.21.3可食用解曲解H可食用部位鲜样质量是指自然状态卜某种作物的可食用就位的鲜样侦脑。出据不同作物自用部分的不同，选取的食用部位（叶菜类以地上部分为主，块茎类以储藏器官为主）也不同.可食用部位鲜样侦t用于评价植株的经济价值.同种作物,可食用部位质量越高，则说明植株的经济价值越高，用于评价作物产成的高低，也可以衡Iit经济

42、作物的产砧及赭痂，估测产俄，计算经济系数，&22钠&221ifchWM干样质班为植物烘干至恒武后的质量。通过干流与弊市的比值可以获知植物含水量变化信息。植物茎基部以上的地上器官T样质fit包括茎、叶、花和果实等,地上部干样质量用于评价植株地上部有机物的枳累情况，临划植株茎、叶、果实等完全除去自由水后所得的生物G,可以衡n植株地上部生长的情况，用于计算根冠比，评估地上与地下部的相互关系等.可以通过干样测定方法坪测出各个生育期的地上部分干样质量，进而可以推断出某一变世对地上部分生长状况的影响.3.2.2.21TF*TWM地卜一部干样质量是指植株茎基部以卜部分（通常指根系）干样质量.地卜部干样质量用

43、于评价植株收系有机物的积累情况,判断根系的生长状况，分析根冠比，&22.3可食用位干样H通常是指植物中可供人们食用的部分干样质M。不同作物的可食用部位不同。例如，番茄的果实、修铃轲的块茎、小麦、4冰等禾谷类作物的籽粒等，用于衡量作物经济产量状况,分析作物的经济效益，a2.3生生物量分配是指特定器官（如叶、茎、根、果实等）的干巾或鲜巾占植株总干重或鲜更的比值.它能够反映在不同环境条件下被物合成的有机物在不同洋官的分配情况，是代表植物能G代谢与物质分配的市要指标。如生物量分配至茎的比例越高，则植物倾向于仰长生长；生物量分配至叶片的比例越高，植物更倾向于叶片延展生长。&2.4收获指数是作物收狭时经济

44、产晶（籽粒、果实等）与生物产G之比，乂名经济系数。收获指数可以评价光合作用积累的有机物转运到有经济价值的产M器官中能力大小。经济产域指栽培11的所需要的土产品收获量。例如，禾谷类作物的经济产At主要是指籽粒：青类作物的经济产量主要是指块根和块茎.生物产量指作物生产期间生产和枳累的有机物质的总量。8.3Aff总体而言，的物产侦土要由下列四部分构成：a）矮前撷：包括外观从痂驼状、大小、颜色、含水率等）和风味（味道、番气、,欧结构等）；b）主要营养丛质：破水化合物、蛋白质、维生素、矿物质等：C）生物活性物质：硫代葡荀糖件、妁胡萝卜素、多附、制由甘、硫化物、植物彩醉类、花类化合物、胭食组ft等：d）有

45、害物质含量：有害化合物（硝酸松、草酸、茄碱）、杀虫剂残留、毒枝菌素、由金喝等.植物产品品质的评判需依据农业部门相关标准进行综合评判.&4an侬艇性是指植物具有的对各种胁迫域称逆阅或不利环境的抵膜力,例如抗寒、抗高温、抗旱、抗盐、抗高光胁迫、抗病虫害等。植物在不同光环境下生长会形成对某些环境因子的适应能力，即采取不同的方式去对抗各种胁迫因子。针对种苗产业需求，可以通过光环境调控达到壮苗生产的目的，如在育苗过程中进行适当高光处理可以提高种苗光保护能力,从而提升种苗移栽后的适应能力不同光谱对植物Ji逆性也有影响，例如蓝光可以提高植物耐高光胁迫的能力9,而远红光可以提高植物耐低温的能力。a4.2壮苗指

46、败壮苗指数是用于衡秧苗素侦的指标。壮苗指数=（茎粗/株高）X取株干理，壮苗指数是衡以幼苗素质的数量指标,它与作物的早熟、优以丰产有学切关系,&4.3*JWS反映了根的生长情况和活力水平，百接影响地上部的生长和疗养状况及产量水平。844叶片光超ftI1.批光合效率午、/WF、，Fm为充分暗适应的拍物叶片光系统H最大或潜在的光了效率。健康帕物的F、/Fm的是比较恒定的，一般在0.8Q0.85之间。FvyFm与植物的常养与受胁迫程度密切相关，当植物受到胁迫时，FFm公低于0.8.因此该指标是评价植物是否受到胁迫的敏学探针。F、不mN以通过叶球素荧光分析系统测定.&5植物生长光照能效是指补光情况下植株生长消耗的中位电能所产生的干物质口，取位为g-kW-,桢物生长光照能效反映了植株光合产物的枳累对人工光照的响应能力.9柳惕生长对1.EIX具的要求9.1 光琪W光合籽效率在1.ED植物光照领域,1.ED光源的电光转化效率可使用光子效率(PE)或光合光子效率(PpE)来表征.光子效率和光合光子效率总位均为RmCIJ，即消耗单位旎盘的电能转化的光子数量.光子效率(PE)表示消耗单位能地的电能转化的280nm-800nm植物光生物活性有效光谱范用的光子数址：光合光子效率(PPE)表示消耗单位能址的电能转