在未来满足食物增长需求的过程中，温室这种相对封闭的生产系统将发挥重要作用。近年来，温室光线不足越来越受到关注，一方面温室方向、结构、复盖材料特性导致温室透光率下降，另一方面气候变化导致温室作物光线不足，室作物的光线不足，例如冬天和早春季节的连续雨天、频繁的雾天气等。光照不足直接对温室作物产生不利影响，给生产带来严重损失。植物补光灯能有效缓解或解决这些问题。 白炽灯、荧光灯、金卤灯、高压钠灯、新兴LED灯曾在温室补光中使用。在这些光源类型中，高压钠灯具有较高的光效、较长的使用寿命、较高的综合能效，占据了一定的市场地位，但高压钠灯具有较差的持续性、较低的安全性(含汞)、不可近距离照射等问题。一些学者对发光二极管灯在未来或能克服高压钠灯性能不足的问题持积极态度。但LED价格昂贵，补光技术难以组合，补光理论不完善，LED植物补光产品规格混乱，用户对LED植物补光应用提出疑问。因此，本文系统总结了前人的研究成果及其生产应用现状，为温室补光中的光源选择和应用提供参考。 高压钠灯与LED照明的区别。 发光原理和外部结构的差异。 高压钠灯由汞、钠、氙电弧灯芯、透明壳、消气剂灯头等构成。根据其核心部件镇流器的不同，分为电感高压钠灯和电子高压钠灯，不同功率的高压钠灯必须使用相应规格的镇流器。LED又称LED，核心部分是由P型半导体和n型半导体构成的晶片，P型半导体和n型半导体之间有过渡层，称为P-N结。当电流从发光二极管阳极流向阴极时，半导体晶体会发出从紫色到红色不同颜色的光，光的强弱与电流有关。根据发光强度和工作电流可分为普通亮度(发光强度<10mcd)、高亮度(发光强度为10~100mcd)和超高亮度(发光强度>100mcd)等类型。其结构主要分为配光系统结构、散热系统结构、驱动电路和机械/防护结构四大块。 照射范围和光谱范围的差异。 高压钠灯灯管的发光角度为360°，大部分必须经过反射器反射才能照射到指定区域，光谱能量分布大致为红橙光、黄绿光、蓝紫光(仅占小部分)。根据LED的配光设计，其有效发光角度大致可分为≤180°、180°~300°和≥300°三种。LED光源具有波长可调性，可以发出红外、红、橙、黄、绿、蓝等光波狭窄的单色光，可以根据需要任意组合。 适用条件和使用寿命的区别。 高压钠灯是第三代照明光源，在通常的交变电流下使用范围广，发光效率高，具有很强的渗透能力，最高寿命为24000h，最低可维持在12000h。钠灯照明时，随着热量的发生，钠灯是热光源。在使用过程中，也存在自熄问题。LED作为第四代新型半导体光源，采用直流驱动，使用寿命可达50000h以上，而且衰减小，作为冷光源，可贴近植物照射。与发光二极管和高压钠灯相比，发光二极管安全性高，不含有害元素，更环保。 高压钠灯和LED补光对作物影响的区别。 农业生产中大量的生产实践和科学研究证明，人工植物补光不仅可以增加作物产量，缩短栽培周期，还可以有效提高作物质量，是现代农业高效生产的重要保障手段。在育苗和温室作物管理过程中，利用高压钠灯和LED补充光线，促进作物生长发育，改变作物产量、形态、生理指标。 产量、质量差异。 作物的高产量和高品质是栽培的最终目的。LED补光可以提高辣椒、番茄和茄苗的质量，补光10h条件下番茄单果的质量、单株产量的增加幅度明显。LED补光产生的增产效果也体现在黄瓜种植上。LED可以改善葡萄果的的质量，其中蓝光补光处理果实发育最快，果实单粒质量高，含糖量最高，紫外补光处理果实成熟期时单粒质量最大。同样，70W高压钠灯明显对草莓单株产量产生增产效果，增产幅度为17.9%。高压钠灯和LED补光对植物形态有显着影响。通过LED侧面的补光处理，黄瓜的视觉果实质量也提高了。在钠灯的基础上增加LED，比较只有钠灯的处理，黄瓜的颜色更鲜艳。 这是形状指标的不同。 植物形态指标是植物生长过程中的重要指标，特别是在育苗生产中，决定了植物栽培后植物能否健康生长。通常，发光二极管生长下的针叶树苗比高压钠灯生长得更好。光周期为12h，光密度为50μmol/(m2·s)、LED红光(630~660nm)、橙光(590~610nm)、蓝光(450~460nm)、绿光(520~540nm)处理，比自然光[120μmol/(m2·s)明显提高了赛田番茄苗的壮苗指数。使用自制LED进行补光后，还发现辣椒、番茄、茎粗、叶面积明显增加，LED株间补光显着增加番茄上部、中部、下部叶片单位面积质量。温室西红柿品种Maxifort前期利用61±2μmol/(m2·s)高压钠灯、自然光、3种不同比例的红蓝光进行补光，发现95%红光+5%蓝光LED下的西红柿叶面积和叶数高于高压钠灯。LED灯补光对对西瓜嫁接苗株高、茎粗、叶面积增加效果优于高压钠灯处理。这些结果表明，LED光谱配比适当，植物叶片的生长状况比高压钠灯高。但LED下玫瑰花茎的伸长和叶片面积较低，几种植物处理之间干燥重量和新鲜重量没有显着差异，符合研究LED处理和高压钠灯处理下生长的辣椒、番茄、天竺葵、矮牵牛和金鱼草苗的干燥质量。200μmol/(m2·s)高压钠灯补光下的番茄苗高、叶数、新鲜重量和干燥重量大于同一光密度下的红蓝LED灯组合。另外，LED和高压钠灯交替照射的西红柿株的新鲜度低于单独使用高压钠灯，高压钠灯下叶片的叶片透射率和反射率高，光进入树冠。经过一系列的比较，我们发现不同的测试结果的出现与测试方法设计的不同，LED灯的配比、温度和光密度有着显着的关系。 生理上的差异。 叶绿素的含量直接影响叶片光合物的积累。研究表明，发光二极管生长下的针叶树苗交换规律和叶绿素含量高于高压钠灯。高压钠灯处理、LED补光9~13天处理的砧木叶叶绿素含量值明显高于自然光。LED灯光补充有利于白菜光合色素的积累。在Ptushenko的8个生长试验中，在LED补光下生长的5个植物中的平均光合色素含量(各单位叶面积)比高压钠灯高。200μmol/（m2·s）红蓝LED灯组合的番茄苗叶绿素A、叶绿素B含量大于同一光密度下的高压钠灯。类胡萝卜素是叶绿体进行光合作用的辅助色素，其功能是消耗光系统ii(PSii)的能量，保护叶绿素不受强光破坏。Dlugosz研究表明，用高压钠灯补充光会增加生菜中类胡萝卜素和硝酸盐的浓度。在发光二极管补光下，辣椒、番茄和茄苗叶中的可溶糖、胡萝卜素和氮含量有所不同，蒸发速度也有所提高。植物同时生长，用高压钠灯和LED(RB、RW)照明测试时，用高压钠灯补光时，观察西红柿和桔梗的水分利用效率高于LED处理，蒸发速度低于LED处理，纯CO2交换速度和最终生物量没有差异，但不同处理最大光合速度相同。此外，LED(R:FR=3.09)500μmol/(m2·s)显着影响小豆的开花时间和开花速度。LED和高压钠灯的补光可以提高光合色。
