落光匀度：达到目标照度（范围）的面积占补光目标总面积的百分比；

落光效率：落到目标面积的有效光和灯具发出的有效光之比，它是描述光学系统设计质量的重要指标之一。

YLCT理论： 是“Yiwen’s Lighting Complement Theory”的缩写。“谊文补光”理论，研究目标是植物补光领域的补光灯、补光系统、种植补光技术，其特点是来自于生产应用，服务与生产应用，目前是一个初步建立的补光理论集合。

 

一、落光匀度的来源和意义

应用中，我们发现对切菊、圣诞红、丽格海棠等短日照作物做花期控制补光时，企业所用的补光产品都存在照度不均匀的问题，导致光照弱的部分不能达成花芽分化抑制的目的，而光照较强的部分，照度常常远超抑制分化所需要的照度，还导致意外促进营养生长，人为降低花卉一致性。更大的问题是，这导致用电量成倍增加；结合实际需要我们定义了落光匀度的概念。

落光匀度是指达到目标照度（范围）的面积占补光目标总面积的百分比。

以切菊种植为例，在6400平方米内，要求达到80lux钠灯光照度，范围为±10lux；我们按照一般常规，每64个平方米安装一只150瓦高压钠灯。经检测发现，照度在70lux～90lux的面积为5000平方米，那么落光匀度为：

对于切菊种植，它表示78%的面积上，补光效果是好的；低于目标照度的面积，存在补光造成的花期控制失败（意味着可能减产、绝产或者遭到质量索赔投诉）的风险；高于目标照度的面积上，用电存在浪费和生长过快（产品一致性是优质农产品的重要价格指标）的风险。

在实际生产中，以上问题每年都在切菊种植中重复出现。

 

 

二、落光效率的来源和意义

也是在生产实际中，为了尽可能保证补光效果在每一个角落都达到目标照度，通常会在温室的边上增加一些补光灯。在切菊种植过程中这是常规方法，但它带来了一些用电的浪费，因为照射到温室四面的墙壁上的光增加，用电量可能会上升2%～5%。另外一方面，因为补光灯具反射器特性不好，部分直射光照射到了棚子四面墙壁和棚顶，导致光损失很大，实际应用测试表明，这部分损失高达30%以上。

因为灯具发出的光没有全部直接照射到目标面上，我们定义了落光效率：

落光效率：落到目标面积的光和灯具发出的光之比，它用于描述光学系统设计质量的重要指标。它和灯具配光设计有关，也和灯具的安装高度和角度有关。

落光效率差，对于规模切菊在连栋温室种植的情况并不算严重的问题，但在单拱独栋温室，它带来的用电浪费就更大了。类似的，在组培温室、科研温室、人工气候室的补光应用中，通常落光效率都比较低，低到10%的也常见。

 

图3 因为灯具配光不合适，落光效率低

三、应用

1. 在单跨独栋温室切菊种植中，通过设计反光器，使得补光光分布尽可能均匀，并且能够保证边缘的照度满足要求。因为在温室跨度方向的光叠加很小，所以配光设计需要充分利用有效安装高度保证边缘照度要足够强，于此同时，要避免过多直射光照射到棚膜上。在这种应用中，提高落光匀度和落光效率是矛盾的，优化设计是有难度的，但优化的经济效益十分明显。

2. 在连栋温室（或者纹洛温室）切菊种植中，和以上情况类似，但除了优化反光器设计外，边缘和四角补光需要特别的反光器，以达到较高的落光效率和落光匀度。因为需求量较大，做这个专门设计是值得的。

3. 在人工气候室等科研温室的补光应用中，需要开发更有针对性的反光器产品，使得在相对比较低的安装条件下，在目标面内提供较高的照度及其匀度，而同时保证落光效率。这种情况下，LED的优势非常明显。

4. 圣诞红、长寿花和丽格海棠等短日照植物，因冬季保温需要，大多都需要在温室内增加内保温，导致补光灯可安装高度很低，多为1～1.5米高。在这种情况下，因其所需照度较低，光质要求也不高，防护等级也相对容易，尤其是采用二次透镜的LED补光灯，可以做出更好的配光曲线，近期市场机会很大。

5. 为完善补光系统设计，用于模拟补光系统设计的专用软件亟待开发，从而能在补光系统实施前，充分仿真和分析，从而保证效果、降低成本和降低风险。

 

四、结论

本文结合应用实际提出建立植物补光YLCT理论体系，提出了落光匀度和落光效率的概念，并讨论在补光产品开发中，为提高有效光的利用率，可以在配光设计上进行充分优化。无论是针对传统补光产品还是LED类补光产品，其意义都非常重大。