LED光源在植物工厂中的应用

LED光源作为第四代新型半导体固态冷光源,具有光质纯、光效高、波长类型丰富、光强与光质可调控及节能、环保、寿命长等优点,在人工光植物工厂光环境调控和太阳光植物工厂人工补光方面具有广泛的应用前景。文章阐述了植物工厂和LED光源的特性及优点,介绍了LED光源在植物工厂补光、光环境调控中的应用,并对LED光源在植物工厂中的应用前景进行了展望。     

基于Linux的家用微型植物工厂

试验研究的家用微型植物工厂,具有全自动发面和生豆芽的功能,还可在室内完成种菜的全过程。植物工厂内部利用温、湿度传感器,CO2浓度探测器以及LED灯来精确控制内部的小气候环境,不受外界环境影响,确保各功能的完好实现。植物工厂提供了可以人工控制的用户接口,应用基于web的B/S(Browser/Server)和浏览器/服务器模式,引入了嵌入式SQLITE数据库,可针对不同的植物生长进行人工调控、适时的自动控制和管理。试验结果表明:家用微型植物工厂能正确显示、精确控制工厂内的环境,系统运行可靠稳定,达到了预期的设计目的,可应用于家庭生活或餐馆的小菜种植。     

植物工厂LED照明控制系统设计与研究

植物工厂LED照明控制系统涉及到多路LED独立控制、大功率白光LED的恒流驱动、ECU单元和系统控制的设计,以及监测电路与单元通信等技术问题.本文分别对大功率LED驱动和光谱特性、不同波长LED分控点亮和系统控制、现场通信技术进行了研究.在设计过程中完成了大功率LED驱动电路亮度可调、LED光色调整以及散热检测调试和验证,并以此构成了植物工厂LED照明控制系统的基本单元.在单元的通信接口和优先权限设定之后,组成了较为理想的现场可控光照系统.结果表明,经过系统控制设计的LED光源不仅节能、环保.而且由于LED的亮度、色温、光谱的可控制性满足了植物工厂的需要.     

LED在叶菜植物工厂中的应用

植物工厂作为一种资源集约型生产模式,可以大幅提高单位土地的利用率、产出率和经济效益,同时它受自然条件影响小,植物生产计划性强,生产周期短,自动化程度高,可以在极端的环境条件下保障食物供给和食品安全,有利于农业摆脱资源与环境的限制,实现农业的可持续发展。因此,对植物工厂的研究与应用已经成为众多设施园艺发达国家的重要课题之一,     

LED植物工厂光质生物学研究与应用现状

植物工厂是设施园艺发展的必然趋势和高级阶段,其本质优势在于包括人工光照明在内所有生产要素可实现智能控制。LED光源是植物工厂应用的优选光源,可提供植物生理有效辐射范围内所有波长的光质,丰富了光生物学内涵,LED光源研发与应用催生了光生物学的分支即光质生物学学科。LED植物工厂是植物光质生物学研究与应用的理想场所和设施类型,植物光质生物学研究及LED光环境调控具有提高植物工厂植物产品产量与品质的重大应用价值,LED植物工厂产业的可持续发展有待于植物光质生物学的深入揭示。总结了LED植物工厂光质生物学的定义、内涵,并着重阐明了红蓝光替代全光谱的充要性、红蓝光质比优化、红蓝光连续光照、UV-LED光质生物学和昼夜节律等重点方向国内外研究与应用新动态,指出了未来LED植物工厂植物光质生物学研发与应用重点。     

新型LED植物补光装置的开发及应用

本文设计了适用于园艺设施栽培的新型LED植物补光装置,该装置以LED灯珠为光源,依照植物生长规律所需要的太阳光,用LED灯管代替太阳光在植物生长的各个阶段进行不同强度的补光照射,提高植物的生长效率。本文所开发的LED补光装置光源为红光LED(650~660nm)、蓝光LED(420~430nm)和远红光LED(720~730nm)。     

LED在植物工厂中的研究现状与应用前景

随着光电技术的发展,LED发光效率不断提高,LED光源在植物栽培领域的研究逐渐受到世界各国的广泛重视。该文综述了LED在植物工厂中的研究现状,重点介绍了LED光源特性、光源系统的开发以及LED在植物栽培领域的应用研究,并对LED在植物工厂中的应用前景和发展趋势进行了分析。     

LED植物工厂数字化育苗方式对黄瓜生长的影响

本文比较了LED植物工厂数字化育苗和传统的温室大棚育苗方式对黄瓜田间生长的影响。结果表明,LED植物工厂黄瓜数字化育苗具有以下特点:缩短黄瓜生育周期15~30 d;对黄瓜植株主茎长度、节间距、单果重的影响不显著;单株雌花数和结果数分别提高33.8%和37.3%,单株产量尤其是前期显著增加,从而显著提高单位面积产量和效益。     

LED绿光补光模式对生菜生长及品质的影响

【目的】探究不同光照强度以及补光模式的绿光对植物工厂中水培生菜生长及营养品质的影响,为绿光的供光策略提供参考。【方法】以8:00—20:00照射的强度为160μmol·m~(-2)·s~(-1)的LED白光(W)为基础光,在保证生菜正常生长的前提下,补充3种不同强度(30、60、90μmol·m~(-2)·s~(-1))的绿光(G),并通过调节绿光的供光时间点使之与基础白光形成重叠(O)和不重叠(N)两种供光模式,分别为W、WG30O、WG60O、WG90O、WG30N、WG90。N共6个处理,各处理间绿光补光时长均为6 h。【结果】除处理WG90N外,其他补充绿光的处理较对照W均显著提高了生菜地上部鲜重,且30μmol·m~(-2)·s~(-1)的低强度绿光更有利于生菜的生长及生物量积累;补充绿光的处理均不同程度的提高了生菜可溶性糖、粗蛋白以及Vc含量,同时降低了硝酸盐含量,其中,生菜可溶性糖、粗蛋白以及Vc含量随着绿光补光强度的升高而增加;绿光在作用于生菜生物量积累过程中依赖于背景白光,而在作用于可溶性糖积累和Vc合成过程中与背景白光的关系不显著。【结论】绿光对生菜的作用效果与绿光补光强度及其相对于基础光的供光模式有关,且对于不同的目的指标,绿光补光效果有所差异,在实际生产中可根据生产目的建立不同的绿光补光策略。     

多肉类植物试管微型花卉研究初报

以火龙果（Hyiocereus undatus）、玉翁（Cephalocereu senili）和生石花（Lithops pseudotruncatella）三种植物的种子为材料,进行多肉类植物试管微型花卉培育的研究,最终确定试管微型花卉繁育的适宜培养基是MS,蔗糖3％,脱乙酰吉兰糖胶0．37％,pH值5．8-6．0,并且通过在培养基中添加红、蓝墨水调配出不同颜色的培养基,增加试管微型花卉的观赏性。     

LED与太阳能光伏结合在人工光植物工厂的应用

人工光植物工厂是在密闭环境下以人工光和营养液栽培为核心，采用在线检测和智能控制技术，进行作物高效生产的系统。植物工厂环境稳定性强，可以实现光、温、水、气、肥的精确控制，不占用农用耕地，产品安全无污染，单位面积产量可达露地栽培的几十倍甚至上百倍，因此被认为是21世纪解决人口、资源、环境问题的重要途径，也是未来航天工程、月球和其他星际探索过程中实现食物自给的重要手段。但是，能耗问题一直制约着植物工厂的大规模推广应用。人工光植物工厂中的电能消耗成本通常约占总体运行成本的50％～60％，     

基于单片机的LED植物补光控制系统的设计

介绍了一种基于单片机控制的LED植物补光控制系统的具体设计方案及试验过程。结果表明,设计的这款LED植物补光控制系统性能稳定可靠、便于操作,可完成对植物采光的全自动化控制,值得推广应用。     

多肉植物微型盆栽技术

近年来,小巧玲珑、易于养护的微型花卉盆栽在花卉市场上格外受人们青睐,已成为花卉市场的新宠。而各种多肉植物是生产这类盆栽的主要材料。就这类植物的微型盆栽栽培技术作一个简单的阐述。     

封闭型植物工厂发展现状与展望

经过多年探索和发展,封闭型植物工厂无论在材料、装置和技术都取得了快速进步,生产产量成数倍增长。在介绍发展封闭型植物工厂必要性的基础上,着重分析了封闭型植物工厂的发展现状、设施分类、栽培形式选择、栽培技术选择,最后指出了存在的问题,并对未来的封闭型植物工厂外部设施及其栽培技术进行了展望。     

LED在设施园艺中的应用系列(一) LED在密闭式植物苗工厂中的应用

随着现代农业的不断发展，育苗业已逐渐从传统的种植业中分离出来，形成颇具活力的新兴产业。美国早在20世纪70年代前后就已实现了种苗的商品化和工厂化生产，日本的种苗生产也在这一时期逐渐实现了专业化，仅Santafenorsery种苗公司年产的商品苗就达2000万株～1亿株。荷兰也陆续发展了160多家专业育苗企业，进行商品苗的生产。20世纪80年代以来，世界性商用种苗的数量和种类急剧增加，植物育苗的工厂化生产已成为世界性趋势。苗工厂就是生产种苗的植物工厂，这里所指的“种苗”特指“苗”，不包含“种子”，所以也可称之为“苗工厂”。     

基于植物工厂条件下LED灯源热环境分析

为研究人工光型植物工厂中发光二极管(light emitting diode,简称LED)灯源系统对周围温度环境的影响,基于植物工厂实验室现有组合灯板相关参数,通过专业热环境分析软件Icepak对LED灯源周围温度场和流场进行仿真研究。研究结果表明,LED灯源周围的温度场在点位距离为0～5 cm范围内呈现较大的变化,大于5 cm时随点位距离增加温度场对周围的热环境影响则趋于稳定。由于原有灯板由不同色光源组成,且排列组合呈不对称现象,导致温度场呈现向右上端偏移现象。通过模拟分析得出的一系列现象,可为种植方位选择提供合理的参考意见。     

植物工厂LED光质调控对生菜幼苗生长的影响

为探讨植物工厂中不同光质对生菜幼苗生长的影响,本研究选用5种不同红蓝光配比的LED光质开展了试验。结果表明：红光∶蓝光=3∶2的光质配比下生菜叶片数、株高、茎粗、主根长、叶面积、植株干重、地上部干重和地下部干重均最大,有利于生菜的营养生长;红光∶蓝光=1∶1与红光∶蓝光=3∶2的光质配比下植株鲜重和壮苗指数均较大,且差异不显著;红光∶蓝光=3∶2的光质配比有利于生菜叶片叶绿素和氮含量的增加,能促进光合作用,提高光能利用率。综合各指标表明,红光∶蓝光=3∶2是适于植物工厂生菜育苗的光质配比。