首先给出结论：

1）太阳光对于光合作用来说光质并不好。

2）大部分温室的光量并不够且不稳定。

3）阳光充足地区的温室，光合作用效率并不高。

4）温室种植没有人工补光，不可能达到连续且稳定的产量与品质的保证。

1、太阳光的光质

下图是标准太阳光AM1.5G波长全域的光谱图：

对于植物的光照研究，波长范围是350-850nm。

下图是AM1.5G在这个波段的光谱图：

这个波段的辐射含量：

紫外线（350-399nm）：9.34 %

蓝光（400-499nm）：21.21 %

绿光（500-599nm）：23.22 %

红光（600-700nm）：21.62 %

远红（701-850nm）：24.61 %

红蓝比R:B=1.02

对于植物的光合作用研究，波长范围是400-700nm，也称为PAR。

下图是AM1.5G在PAR这个波段的光谱图：

这个波段的辐射含量：

蓝光（400-499nm）：32.33 %

绿光（500-599nm）：35.40 %

红光（600-700nm）：32.27 %

R:B=1.02

下图是PAR波段的光量子分布图

从上面的数据来看，太阳光的光质与我们种植试验数据对比，人工光照下植物的生长速度、光合作用效率等远高于太阳光。

尽管太阳光的光质不好，但符合光谱技术三原则的第二条：光量优先于光质。

那么，实际地面上的太阳光光质如何？

从北纬23°（蓝）、北纬39°（红）、北纬44°（灰）不同地区的太阳光光质是不同的。

上图是归一化的光谱图，图中可以看出，纬度越高，蓝光成分越高，但这个图还不能说明红蓝比，表达的是趋势，我们关注的是温室内的太阳光数据，下面我们展开讨论。

无论什么类型的温室，温室内的太阳光都被衰减，主要是结构件、棚膜或玻璃等的影响，而且，太阳光的光谱也发生变化。

下图是温室内（红）、温室外（蓝）的光谱变化，采用绝对光谱数据绘图。

对上图进行计算，得出棚内太阳光的光量衰减大于35%。

即便是文洛式温室，温室内太阳光光量衰减也会大于28%。

温室透光材料对光质的衰减主要是紫外线和蓝光。

从温室内外的相对光谱计算来看，太阳光的紫外线与蓝光被部分吸收，所以温室内红蓝比会提升。

下图是光量子分布图，光质变化可以看得更加清楚。

不同季节温室内光质也会发生变化，如下图：

温室内影响太阳光的光质变化因素很多，其中最不可控是太阳光本身受到季节、天气、透光材料的积灰等，结论是单纯太阳光下的种植，光质在不断的变化，种植工艺也要不断的调整，植物成品的品质与产量受影响很大。

温室内太阳光的光量如何计算？

首先引入一个概念：DLI。

DLI：太阳光日累积量，表示太阳光在每平方米每天的摩尔量，用于作物光积累的量度。

单位：mol/d/m²

DLI与地理位置相关，DLI影响光合作用和植物生长的速度。植物生长对DLI的响应因物种和品种而异。

温室外的DLI与温室内的DLI不同，通常两者相差4-8mol/d/m²

温室内的DLI需要长期测量获得，这是保证温室种植的一个重要光参数。

温室DLI计算：

DLI=Σ 0.0036*PPFDi*hi （i=12...n）

其中：hi-不同的时间段，单位：小时

不同的植物对DLI的需求量不同。

不同种植地区的DLI也相差很大。

DLI指标计算本身并不关联太阳光的光质，我们可以通过测量温室内的照度再用XD因子换算出PPFD后，太阳光的光质对DLI的影响会有一定的体现。

XD因子：在 400-700nm 波长范围内，当光谱形态确定后，光源可以通过测量被照面的照度值（LX）换 算出 PPFD，这个换算常数就是 XD 因子。

换算方法：PPFD=照度值（LX）/XD 因子

其中，照度单位LX：lm/m² ，PPFD单位：umol/s/m²

注：XD 因子与光源的光谱形态相关，相同光质的不同光谱形态的 XD 因子不同，XD 因子由好亮固体光源研究所提供。

下面提供一下XD因子供参考：

北纬23°，XD 因子：57

北纬39°，XD 因子：55.4

北纬44°，XD 因子：55

注：精确的XD因子需要专业计算提供。

例如：广东某季节的温室内每天的太阳光照度平均值为13000，那么PPFD=13000/55=228 umol/s/m²

如果该温室太阳光有效光照时间为7小时，该温室内的DLI=0.0036*228*7=5.74 mol/d/m²

对于温室内的DLI低于6，都属于低光照水平。

本文主要介绍温室内太阳光的光质与光量，关于温室补光计算方法，后续有专门的文章介绍。