任何一种生物的生命周期都会受到光的影响，最大的非人造光源是太阳，太阳光组成成分恒定，到达地球表面的太阳光波长范围从290nm到1700nm，比可见光波长范围宽，在太阳辐射光中，波长短于290nm的部分被大气层中较高部位臭氧吸收，而大于1700nm的部分被大气层中较低部位水和二氧化碳吸收。随着科学技术的发展，越来越多的人工光源应用到现实的生产生活中，对我们的生产生活的光环境来进行调控。

本文主要就在现代农业生产结构中种植业、畜牧业、渔业所应用到的光源进行简单的阐述。

一、种植业照明应用

根据早期学者的研究，植物的生长过程都是通过光照调节来完成的。在整个生长过程中，涉及到光合作用、光周期调节、光生态形成等几方面,植物对光的吸收不是全波段的,而是有选择性的.

光合作用是植物、藻类和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和碳反应，利用光合色素，将二氧化碳（或硫化氢）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）的生化过程。

光调节植物整个生长发育，以便更好地适应外界环境。这种依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终会继承组织和器官的建成，就成为光形态建成，亦即光控制发育的过程。光在光形态发生中起的是信号作用，与在光合作用中起能源作用不同。

下图是植物光合作用的光谱；

 

叶绿素吸收光谱：

 

根据植物光合作用光谱和叶绿素吸收光谱，就可以选择满足这个光谱需求的光源产品，为了满足这一光谱需求，目前能达到这个要求的光源产品主要以荧光灯和LED灯为主，两者各有千秋。

植物生长用荧光灯，依据“QB/T 2944 2008植物生长用荧光灯”来生产，其主要发射光谱集中在蓝色400-500nm，红色600-700nm之间，依靠调节荧光粉的配方，来调整蓝色光谱和红色光谱的比例。

根据植物工厂不同的组培、育苗、栽培等阶段，对光照及光谱的要求是有差异的。因此，需要对此进行针对性的实验来进行比对。植物生长荧光灯的光谱如下

 

 

可以看出，这个光谱是满足叶绿素吸收光谱要求的，荧光灯中的红色光谱与蓝色光谱比例是可以通过调整荧光粉中的比例而获得。

	蓝色光谱（400-500nm）比例	红色光谱（600-700nm）能量	其它谱线占比
1#	28.57%	58.89%	12.54%
2#	42.95%	41.31%	15.74%

 

不同植物组培阶段的光需求是不一样的，我们与一些组培公司在土豆、非洲菊、铁皮石斛、红掌、玉簪、文心兰、双线竹芋等品种上做过相关实验。通过实验得出相应最佳的红蓝比例。

 

在我国菜篮子工程的推动下，大棚种植蓬勃发展，但是在种植反季节蔬菜时，但是由于地区气候的差异性，尤其是在北方的冬天，本身这类蔬菜的光照时间就要多些，大棚光靠日照是满足不了要求的。我们冬天在山东寿光做了相应的实验，主要针对的是黄瓜、丝瓜、番茄等补光，通过每天8H的照射补光，可以使农产品提前7-10天上市。

在大棚内补光的光谱与植物生产灯的光谱也是有区别的，在大棚内补光的光谱更接近光合作用的光谱，也接近太阳光的光谱。

 

 

不同植物的补光的要求是不一样的，根据早期学者的研究，植物生长为了正常生长，必须有饱和照度的1/3以上照度值，下图给出的是不同植物饱和照度点。

 

 

在植物生长补光方面，目前最新的是LED灯，我们也对LED植物灯进行了相关的研究，LED与传统荧光灯相比，具备的优势是可调光，可随植物需求来变化光谱成分比例，通过控制系统就可以实现，不需要像荧光灯那样调整不同的配方，制成不同的产品，来进行非常多的细分，只需要设计一种LED植物灯即可。

 

 

在种植方面，我们还需要对植物进行相应的保护，尤其是减少虫害对作物的影响，当虫害较多时，最常见的方法是喷洒农药，但是随着人们环境意识的增加，对作物农药残留标准的限制，在很多作物上，是不适合使用农药的，我们为了做到控制虫害、保护作物也与相应的昆虫研究所、疾病预防控制中心、农户进行合作，利用害虫对紫外光线、蓝光光线具有很高的灵敏度，将其引诱过来，利用灯具的高压电网将其消灭，被杀死的害虫是又可以成为较好的肥料。我们针对不同害虫的控制效果做了实验，目前用于害虫诱捕的主要产品光谱如下：

 

 

根据我们得出的经验，紫外照度越高的，引诱效果越好，因此实际在户外农业使用的诱虫灯管基本上以高输出荧光灯为主。

在有的场所，如秀珍菇的种植上，光靠引诱捕杀是不够的，还需要应用到一种驱赶的方法，利用害虫对580nm黄光的厌恶，因为这个谱线的光能够模糊蚊虫的视网膜神经，当看到这种光线是，蚊虫一般是会选择离开，我们在秀珍菇的大棚内，一边安装紫外诱蚊灯具，一边安装驱蚊灯具，这样有效的控制蚊虫的活动。以下是驱蚊灯的光谱分布。

 

 

二、畜牧业、渔业照明应用

照明在畜牧业、渔业的应用，都是比较特殊的，比如，在大规模家禽饲养肉鸡或蛋鸡时，为了保证鸡肉与鸡蛋的质量，会给鸡进行补光，原来一般都是用白炽灯来进行补光的，同时也增控制鸡的下蛋周期，现在有的农场采用含UV-B光谱的荧光灯来代替白炽灯，含这类光谱的灯可以有效促进动物体内维生素D3与钙类的合成，对动物的健康生长有积极的作用，同时荧光灯与白炽灯相比，更加节能。 用于农场的动物生长灯光谱如下，

 

 还有用于蛋类产品消毒的光源，一般是紫外线杀菌灯，可以用于清理蛋类表面的细菌，使消费者更加安全的食用。

下图是紫外线杀菌灯光谱

 

 

在农场为了给养殖的奶牛一个好的生长环境，也会在农场的棚舍内安装诱蚊灯具，来减少因蚊虫叮咬而带来的疾病传播。

 在渔业上照明主要用利用鱼类对450-550nm光谱的向光性，把鱼类引诱到特定的区域进行喂食和捕捞，这种产品一般已高输出的荧光灯为主，光谱如下：

 

 

    以上就是我们公司在农业照明在上的部分应用，针对这些特殊场所的照明应用不仅仅需要科学的理论依据，也需要相关的实践的数据来支撑，我们国家是农业大国，如何将好的成果转化成老百姓用的起，用的好的产品需要研究机构、厂商、政府共同的努力。我们作为一个照明企业，愿就服务好现代化农业做出我们的一点贡献，同时也希望各位专家能就如何创新现代化农业照明给我们提供宝贵的意见，我们愿意和各位一起服务好现代化农业的发展。