? ? ? ?LED（LightingEmittingDiode）照明即是發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠色的光，在此基礎(chǔ)上，利用三基色原理，添加熒光粉，可以發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色等任意顏色的光。

? ? ? ?白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈、高壓汞燈等傳統(tǒng)光源，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和生物領(lǐng)域，存在低生物光效、高能耗和高運(yùn)行成本的不足，以人工光植物工廠(chǎng)為例，光源能耗費(fèi)用約占系統(tǒng)運(yùn)行成本的40%～60%。相對(duì)于傳統(tǒng)照明，LED光源能形成與植物光合作用及其形態(tài)建成基本吻合的光譜吸收峰值，具有效率高、耗能小、無(wú)汞污染、精準(zhǔn)波長(zhǎng)、系統(tǒng)智能可控等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)節(jié)能達(dá)50%以上，在溫室補(bǔ)光、植物組培、植物工廠(chǎng)以及遺傳育種等眾多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

? ? ? ?本文梳理了植物生長(zhǎng)用LED光照的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展， 并探討植物生長(zhǎng)用LED照明標(biāo)準(zhǔn)體系框架。國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）自2012年起開(kāi)始植物生長(zhǎng)用LED光照標(biāo)準(zhǔn)化工作，2013年發(fā)布第1項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSA021-2013《植物生長(zhǎng)用LED平板燈性能要求》;之后，推動(dòng)制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T32655《植物生長(zhǎng)用LED 光照術(shù)語(yǔ)和定義》、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSA 032-2016《植物光照用LED燈具通用技術(shù)規(guī)范》等。

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSA 021-2013《植物生長(zhǎng)用LED平板燈性能要求》

? ? ? ?植物生長(zhǎng)用LED照明產(chǎn)品形式眾多，如平板燈、雙端燈、柔性燈帶等，并將隨著技術(shù)的發(fā)展而逐步變化。在2013年前后，LED平板燈主要應(yīng)用在組培育苗。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了植物生長(zhǎng)用LED平板燈的術(shù)語(yǔ)和定義、分類(lèi)與命名、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容上顯示出植物生長(zhǎng)用LED光源的基本衡量指標(biāo)，與生活照明用光的參數(shù)差異較大。

? ? ? ?該標(biāo)準(zhǔn)定義了植物生長(zhǎng)用LED平板燈的主輻射波長(zhǎng)，是指輻射波長(zhǎng)范圍為600～700nm的紅- 橙輻射波段和400～500nm的藍(lán)- 紫輻射波段，以此為基礎(chǔ)定義藍(lán)- 紫輻射照度、紅- 橙輻射照度，進(jìn)而定義了紅藍(lán)輻射照度比;該標(biāo)準(zhǔn)基于物理量定義了總輻射通量（單位：W）、總輻射照度（ 單位：W/m2）， 以支撐植物生長(zhǎng)LED光照領(lǐng)域的生產(chǎn)、檢測(cè)、驗(yàn)收等工作。標(biāo)準(zhǔn)定義了光合光子通量密度［ 單位：μmol/（m2·s）］， 指是植物進(jìn)行光合作用時(shí)單位時(shí)間內(nèi)單位面積上接收到的燈發(fā)射的一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光子數(shù)目，但因?yàn)橹参镞M(jìn)行光合作用接收到的光子數(shù)目不好計(jì)量，其技術(shù)要求并未體現(xiàn)在該標(biāo)準(zhǔn)中。

? ? ? ?該標(biāo)準(zhǔn)提出了植物生長(zhǎng)用LED平板燈應(yīng)該符合的GB7000基本安全要求， 控制裝置符合GB19510.14、GB/T 24825要求，電磁兼容性能要求;在電氣特性方面，規(guī)定了功率、功率因數(shù)要求;在輻射性能方面，規(guī)定了初始輻射通量/輻射效率、輻射強(qiáng)度分布、輻射照度和紅藍(lán)輻射照度比、輻射照度的均勻性;在輻射光譜特性、壽命特性等方面也作出了要求。

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSA 032-2016《植物光照用LED燈具通用技術(shù)規(guī)范》

? ? ? ? 該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)關(guān)注LED燈具產(chǎn)品通用的技術(shù)性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于應(yīng)用于植物光照產(chǎn)業(yè)的燈具產(chǎn)品種類(lèi)繁多，規(guī)格型號(hào)各有不同，性能質(zhì)量良莠不齊，亟需建立相對(duì)統(tǒng)一的性能指標(biāo)的判別和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。由于這一產(chǎn)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，盡早推出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，便于引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)品定位，但因?yàn)橛行┘夹g(shù)性能的評(píng)價(jià)不夠成熟，有些參數(shù)（如光子通量效能、光源的光譜分布與植物光譜的吻合程度分等）的要求有待進(jìn)一步完善。

? ? ? ? 該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的要求，補(bǔ)充了根據(jù)植物光合循環(huán)模式分類(lèi)的C3植物、C4植物、CAM植物等術(shù)語(yǔ)。按照燈具用途、植物光合作用方式、控制方式對(duì)植物光照用LED燈具進(jìn)行了分類(lèi)。對(duì)植物生長(zhǎng)用LED燈具的安全性能、結(jié)構(gòu)外觀(guān)、電學(xué)性能（功率、功率因數(shù)）、光學(xué)性能、可靠性、電磁兼容性等進(jìn)行了規(guī)范，對(duì)燈具的光子通量效能進(jìn)行了分級(jí)，針對(duì)技術(shù)要求給出了檢測(cè)方法。

? ? ? ? 在結(jié)構(gòu)外觀(guān)要求中，對(duì)燈具表面的防腐（達(dá)到WF2）、抗紫外線(xiàn)老化等提出了要求;在光學(xué)性能要求中，規(guī)定了光子通量、光子通量效能［ 實(shí)測(cè)值不應(yīng)低于0.7μmol/（s·W）］、光譜分布、配光曲線(xiàn)等參數(shù)要求;可靠性部分主要針對(duì)光子通量維持率、環(huán)境適應(yīng)性做了要求;在燈具的能效分級(jí)中，首先對(duì)應(yīng)高壓鈉燈［1.9μmol/（s·W）］和熒光燈［1.3μmol/（s·W）］ 的光子通量效能關(guān)鍵點(diǎn)， 將LED 光源的光子通量效能分為三類(lèi)： 一類(lèi)［ηP ≥ 1.9μmol/（s·W）］、二類(lèi)［1.3μmol/（s·W） ≤ηP《1.9μmol/（s·W）］ 和三類(lèi)［（0.7μmol/（s·W） ≤ηP《1.3μmol/（s·W）］。其次，按照光源光譜分布的吻合程度將光源按不同緯度可以分成3個(gè)類(lèi)別或3個(gè)等級(jí)，能效等級(jí)的劃分同時(shí)考慮光源的光子通量效能和光譜分布的吻合程度2個(gè)因素，綜合上述2個(gè)因素，將能效分為3等3類(lèi)共9級(jí)。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32655-2016《植物生長(zhǎng)用LED光照術(shù)語(yǔ)和定義》

? ? ? ? 該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)定義的術(shù)語(yǔ)內(nèi)容大體上分2個(gè)部分：一部分是有關(guān)植物生長(zhǎng)方面的內(nèi)容，主要來(lái)自我國(guó)生產(chǎn)、教學(xué)和科研中正在使用的術(shù)語(yǔ)， 這部分內(nèi)容是國(guó)內(nèi)外首次制定; 另一部分是有關(guān)LED產(chǎn)品和檢測(cè)涉及術(shù)語(yǔ)的內(nèi)容，引用IEC 60050和GB/T 24826-2016（IDT IEC62504）標(biāo)準(zhǔn)中的部分術(shù)語(yǔ)，以保證標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。標(biāo)準(zhǔn)中易混淆的術(shù)語(yǔ)解釋對(duì)比如下：

輻射度量

（電磁）輻射能相關(guān)術(shù)語(yǔ)

? ? ? ? 為了描述輻射源的性能，引入了輻射能及相關(guān)術(shù)語(yǔ)。輻射能定義是以電磁波形式的發(fā)射或傳播的能量Φe（單位：J）（圖1）。

? ? ? 上述術(shù)語(yǔ)都是為描寫(xiě)輻射源性質(zhì)而引入的，為了描寫(xiě)輻射能的時(shí)間特性就要增加“通量”定義，輻射通量即單位時(shí)間內(nèi)的輻射能量;為了描寫(xiě)輻射通量的方向特性就要增加“強(qiáng)度”定義，強(qiáng)度是點(diǎn)輻射源的、有方向的、單位立體角的輻射通量;輻射出射度即單位面積發(fā)出的輻射通量;輻射亮度即單位立體角單位面積的輻射通量。

? ? ? 唯獨(dú)照度描述的是被照物接收到的輻射，輻射照度即為單位面積接收的輻射通量，對(duì)植物光照而言，這是一個(gè)很重要的物理量，也稱(chēng)為通量密度，其意義不亞于光照度對(duì)人眼的重要性。

光子量

? ? ? 光子量相關(guān)的物理量有很多，根據(jù)量子力學(xué)，光子具有波粒兩象性，光子的能量E為

h為普朗克常數(shù)，ν為電磁波頻率。因此只要將上述輻射度量改為光子量，所有關(guān)系式都成立。

? ? ? 光子量多用于研究，輻射量多用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。相互可以換算，各有有利之處。

光譜量

? ? ? ?光譜分布（ 輻射量、光度量或光子量X（λ）的）/ 光質(zhì)/ 光譜密集度定義為：在波長(zhǎng)λ 處，包含λ 的波長(zhǎng)間隔dλ 內(nèi)的輻射量或光度量或光子量dX（λ） 與該波長(zhǎng)間隔之商：

單位：［X］/m， 例如W/m，lm/m 等。光譜響應(yīng)函數(shù)dR（λ） 意義相仿。從植物光合有關(guān)的輻射量可以擴(kuò)展一系列的術(shù)語(yǔ)。