韩秋漪-植物光度学与人眼光度学单位的转换及其应用

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1、植物光度学与人眼光度学单位的转换及其应用报告人高丹1，韩秋漪1，张亚利2，张善端11复旦大学电光源研究所单位2上海植物园日期2014.07.1811L引言2光对植物的影响3四大计量系统及转换4植物照明应用：人造光源的照度范围21引言人工光源园艺照明植物补光照明发展景观灯城市夜景照明损伤植物叶片关注人造光源对植物的影响定量给出有利于植物生长、防止植物受到伤害的措施32光对植物的影响光照强度1光照强度2光照时间影响因子3光质（光谱）光照光质时间（光谱）4光照强度6.0根据耐荫性，植物大致可分为喜5.0−1光植物、耐荫植物和阴生植物三•s−24.0种。mol•m3.0μPn/2.0光合作用1.

2、0光饱和点：净光合最大时所对应净光合速率0.0的点，超过该点会产生光抑制现-1.00500100015002000象光强PPF/μmol•m−2•s−1光补偿点：净光合速率为0的点，图1银杏光合作用示意图启动光合作用5光照时间植物一天中的功能持续24小时，包括12–16小时的阳光和8–12小时的夜晚。植物在白天进行光合作用，在夜间需要休息。光周期的变化在调节植物种子萌发、幼苗生长、茎的伸长、子叶伸展、开花控制、休眠等都起着关键性的作用。一定时间开启人造光源进行补光可促进植物生长，而夜间长时间开启人造光源，可能会影响植物休眠和生长节律，对植物造成很大伤害。6光谱1.2光分为自然光和人

3、造光V(λ)1.0P(λ)自然光是一种电磁波，其能量主0.8要集中在波长为150–4000nm0.6的范围内0.4相对光谱的灵敏度曲线可见光：380–780nm0.2人眼视见函数V(λ)0.0300350400450500550600650700750800波长（nm）光合有效辐射(PAR)：对植物来说，促进其光合作用的波长范围图7植物光合敏感曲线P(λ)与人眼视见函数V(λ)约处在400–700nm之间植物光合敏感曲线P(λ)7光谱1.01.01.0陶瓷金卤灯3000K0.80.8荧光灯2700K0.8陶瓷金卤灯4000K荧光灯4000K荧光灯5000K0.60.6荧光灯6500K0

4、.60.40.40.4相对光谱功率分布白炽灯2700K相对光谱功率分布相对光谱功率分布0.20.20.2卤钨灯3000K太阳6000K0.00.00.0350400450500550600650700750800350400450500550600650700750800350400450500550600650700750800波长(nm)波长(nm)波长(nm)图2热辐射光源光谱图3荧光灯的光谱图4陶瓷金卤灯光谱1.0LED2700K1.0LED3000KLED4000K0.80.8LED5000KLED6500K0.60.60.40.4相对光谱功率分布0.2相对光谱功率分布0.2色温升

5、高0.00.0350400450500550600650700750800350400450500550600650700750800波长(nm)波长(nm)图5LED光谱图6高压钠灯光谱蓝移83四大计量系统及转换光度780系统光照度EKEVvme=∫380()()dλλλ辐射度700系统光合有效辐照度EEPAR=∫e()dλλ400植物光植物光合辐照度EEP=λλ()()dλ合系统Pe∫光量子700系统光合光子通量PPF=∫νλλ()d400700E()dλλλeEeA()()λνλ=nhc/λPPF=∫400nhcA9光合效率与光合因子光度辐射的光合效率——分析光源的光谱对光度量和植物

6、光合度量的贡献EP()()dλλλ∫eK=P,vKEV()()dλλλme∫ΦIMELPPPPPK=====P,vΦIMELvvvvvE()P()dλλλ∫e光度辐射光合因子——a=P,vEV()()dλλλ∫eaP,v=Km·KP,v10光合效率与光合因子4.02.8)1–3.82.6P,v3.6a(WklmP,v3.4热辐射光源2.4K紧凑型荧光灯热辐射光源3.2陶瓷金卤灯2.2紧凑型荧光灯3.0LED陶瓷金卤灯高压钠灯LED2.82.0高压钠灯2.6光度辐射的光合因子1.82.4光度辐射的光合效率2.21.620003000400050006000700020003000400050

7、0060007000CCT(K)CCT(K)图8植物光度辐射的光合效率图9植物光度辐射的光合因子11PAR-照度系数和PPF-照度系数700EE()dλλ∫ePAR-照度系数K=PAR=400PAR,v780EKEVv()()dλλλme∫380700E()dλλλ∫ePPF400nhcPPF-照度系数K==APPF,v780EKEVv()()dλλλme∫3804.230.0)1–4.01)热辐射光源–