秋冬和早春季節的短日照和低光強環境不利于溫室作物的生長,因此人工補光通常被廣泛應用于溫室農生產以維持植物正常的光合作用。高壓鈉燈通常被認為是溫室農生產較好的人工補光光源,其不僅可為植物提供光合作用所需的以短波光為主的光合作用有效光(400nm~700 nm),而且還能發射長波光(< 700 nm)。長波光影響植物溫度以及溫室環境,從而影響植物蒸騰作用和形態特征等。但由于高壓鈉燈光譜成分主要集中在紅黃光波段,與植物生長的最佳光譜需求仍有較大差距。
光是自然界中影響植物生長最重要的環境因子。眾所周知,光為植物光合作用提供源動力。除此以外,光也影響植物生長發育。如光強、光質(光譜)、光的方向、光周期的日變化和年變化等均可以影響種子發芽、幼苗建成、成年植物的形態結構以及從營養生長到生殖生長的轉化等。光對植物生長發育的影響在很大程度上取決于光譜環境。
現實生產中,為了農作物生長,人們通常采用一些輔助措施來改變設施條件下的光譜環境而達到其目的,如通過不同遮陽網或人工補光等措施來改善植物光環境。人工光源的問世將為調控設施條件下光譜環境提供一個快捷精準的途徑。
提及到光,人們通常首先想到的就是光對植物光合作用和干物質產量的影響。然而,在農作物生產中,這一思維定勢具有一定的局限性。首先,很多農作物的市場價值不完全由產品的大小、數量或者重量決定的,農作物的外觀和內在品質通常也起著很重要的作用。尤其對于高附加值的花卉作物來說,其市場價值完全由其外形決定,而光譜環境對植物的外在形態特征具有決定性作用,如為了培養高品質的盆栽花卉,可以通過提高紅光/遠紅光比例來減少植物徒長,從而獲得緊促型的株型以提高其市場價值。對于切花作物來說,通過光譜環境調控來控制花期(如圖1)。因此,人工光源的問世為生產高品質的花卉作物提供了可能。