光照与作物的生长有密切的关系。最大限度的捕捉光能，充分发挥植物光合作用的潜力，将直接关系到农业生产的效益。近年来由于市场需求的推动，普遍采用温室大棚生产反季节花卉、瓜果、蔬菜等，由于冬春两季日照时间短，作物生长缓慢，产量低，因此急需进行补光。

中国北方大部分地处亚洲东部，属温带季风型气候。在冬春季节受西伯利亚冷空气南下的影响，有时由于冷暖气流的交汇融合而形成雨雪。出现少则1-3 天的低温寡照，多则7 至8 天连阴寡照天气。据近50年来北京地区资料统计，这种长期连阴寡照的天气出现几率为20%左右，近10年来为40%，近3年出现2次，为60% 以上。这就是说北京冬春连阴寡照灾害呈日趋严重之势，已成为冬春季保护地生产的重大灾害性天气。直接威胁以日光温室为代表的保护地生产，其表现为:

(1) 光照强度低于其补偿点时有机物质的消耗多于积累，植株干质量下降，甚至死亡。即使在弱光的条件下植株的生长也表现衰弱、出现徒长。

(2) 影响开花结果。茄果类、瓜类蔬菜对光照时间与强度都有一定的要求，如西瓜光照时间少于11小时则幼果全部脱落。对光照强度要求中等的蔬菜如豌豆、菜豆、芹菜、萝卜、葱等。对光照强度要求较弱的蔬菜如莴苣、菠菜、茼蒿、姜等这类蔬菜要求光强较低。在北京地区日光温室内生产茄果类蔬菜，即使在晴天情况下，由于有塑料棚幕的削减作用其光照强度也不能达到光饱和点，但可达到光补偿点以上(这也是日光温室生产的茄果类蔬菜味道偏淡的原因)。若在多云和阴天情况下，光照则更显不足，光照强度不够，光照时间又短，达不到补偿点。因而出现光合效率急剧下降，干物质积累迅速减少，病害快速增加的情况，损失已成定局。

(3) 对连阴寡照灾害程度的划分， 根据研究和生产实践的总结，一般我们将灾害划分为3级。1。轻级:连续3 天无日照; 或连阴4 天中有3 天无日照，此时黄瓜、番茄、大椒等疫病、霜霉病开始出现。2。中级:连续4-7 天无日照;或日照时数<3 h连续7 天以上;或1月内出现2次轻级寡照，此时黄瓜、番茄、大椒等病害普遍发生，但通过药剂防治等措施尚可控制。3。重级连续阴天≥8 天;或日照时数<3 h连续10 天以上; 或1月内出现2次中级寡照，此时已10% 一20% 病害难以控制，大部出现减产， 并继续发展。

目前市场上广泛应用的补光灯有以下4种：

一、农用高压气体放电灯（HID）

HID是目前电光转换效率最高的，最具可行性的，也是市场应用最广泛的植物补光产品，HID又可以分为两类产品：

1. 金卤灯

金卤灯能够产生大量的蓝光，蓝光可以明显促进植物生长，尤其是对绿叶植物，蓝光使植物更紧凑和健壮。如果没有日照或者日照明显不足，金卤灯的光品质较接近太阳光，最适合做主光源，为植物提供主要的光照来源。金卤灯的经济运行时间是1万小时，超过这个时间，灯泡并不是不亮了，而是经过这么长的时间，灯已经老化，发光效率已经很低（更多的电能直接变成热散掉了，而不是光），一般不建议等到它不亮了才更换灯泡，那样可能耗费的电能更多而光照又不能满足要求。

2.    高压钠灯

      
高压钠灯发出来的光以红橙色为主，也包括一小部分蓝光。这种光对促进植物开花结果效果明显，在日照相对不足时，高压钠灯是理想的光源，用于适当增加光照；也因此，高压钠灯是目前应用最广泛的植物补光光源。

高压钠灯的大量应用，还有其它原因。一是寿命长，能达到金卤灯的2倍，但灯泡老化后，它会耗费更多电能，同时发出的光更少，也就是发光效率会急剧下降。二是它发光效率很高，1000瓦的灯泡能达到140流明/瓦，100瓦的也能达到105流明/瓦。

高压钠灯也有不足--------发出的光中蓝光比例很低。在育苗过程中，单独使用钠灯补光，这可能导致叶片细长、徒长。当然，如果把高压钠灯和金卤灯混合应用在温室里（没有日光），或者高压钠灯配合日光使用，可能可以避免这个现象。

二、 紧凑型节能灯和管状节能灯

一直以来，日光灯都被认为没有办法在设施农业中大规模应用（除了组培以外），因为体积太大，发光效率也不高。但近几年以前，紧凑型节能灯CFL 和 管状节能灯T5（直径5/8英寸，约1.6cm；室内照明常见的是T12，即直径12/8英寸，约3.8cm） 两类全光谱的日光灯改变了人们的看法。它们的光效能达到75到90流明/瓦，而且光的品质也很不错，各种颜色的光搭配更合理些，同时，比起高压钠灯和金卤灯，这两种灯生成的热更少，可以放置得离植物很近，比如10厘米，这样植物会更好地吸收和利用这些光。经验表明，这种灯距离作物面，一般都在1.5米以内。

色温为2700K到3000K的这类产品适合催花，因为它的光谱中，红色成分更多；5000K到6500K的是全光谱产品，因其蓝色光谱成分较多而更能够促进营养生长。

全光谱T12灯管非常适合育苗，在草花和非洲紫罗兰等需要低照度的作物上应用广泛。与之相比，T5灯管可以以更高的效率提供更优质的光谱，更有利于应用在花芽分化和提高花的品质上。

三、白炽灯类植物补光灯

用白炽灯做补光是用电量效率极低的一种方式，而且，其光品质也最差（尽管光谱成分中红蓝比例更接近太阳光），红外线很多，起到的是“烤电”的作用，对植物有害。按道理，白炽灯一般只适合家庭盆栽植物。

以每度电发出的有效光的量来比较，100瓦白炽灯和20瓦CFL节能灯差不多，和12瓦钠灯产不多。

四、LED植物补光灯

LED是最新型的补光灯种类，被称为目前最高效、发热量最小的补光灯产品。但全球的应用现状表明，LED产品在植物补光行业，还没有规模应用的迹象。从各方面，包括企业和科研单位，发表的数据显示，LED在节能、效率、寿命、补光效果等植物补光关注的各个重要方面，存在着明显分歧。

附录：

1．植物补光灯比较

注：

1.  以上数据在使用专业反光器的情况下得出。

2.  无日照是指在没有日照，只有人工补光的情况下。

3.  有日照是指作为日照不足时的辅助补光。

4.  T5的灯管温度：38～49℃；紧凑型节能灯管温度：54～82℃；白炽灯泡温度：105～127℃；金卤灯/钠灯：230～290℃。

2．不同光谱成分对植物的影响

植物对光的一般敏感特性 

人眼对光的敏感特性

3．从植物的角度看不同光源的发光效率

在以往的照明行业中，在描述不同光源的发光效率时，一般用流明/瓦做单位，比如钠灯的光效能达到140流明/瓦，金卤灯能做到125流明/瓦，而日光灯管是39流明/瓦，白炽灯是18流明/瓦。值得一提的是，白光LED、红光LED、蓝光LED的光效是不同的，而且因为技术发展很快，测量方法多样，对LED发光效率的评价可谓众说纷纭，现阶段（2012年）比较可信的是白光LED接近100流明/瓦，红光和蓝光的在50流明/瓦左右。

需要明确的是，这是用人眼睛能看见的光（可见光）来考量的，植物能够“看到”的比人能看到的光要多，也就是说，植物是能“看见”并能“接受”人眼的看不见的光，如红外线和紫外线，从植物的角度来考量灯的发光效率，其结果会和以上结论不同。

在植物补光领域，一般用光合作用有效光子数来衡量，单位是每瓦每秒发出多少有效光子数量，即umol/w/s。

下表描述100瓦功率的不同光源发出的光，植物能够感知的光合作用有效光子数。由此可见，不考虑LED时，对植物来讲，高压钠灯是最省电的。