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关于LED植物照明工厂智能补光系统的探讨

发布时间:2021-11-20 人气:

本文摘要:近年来,植物工厂受到了前所未有的注目。据联合国预测,到2050年全球人口将约95亿,人类的食物市场需求也即将比现在减少70%-100%,而人均耕地面积最近30年来却从0.33hm2上升至0.22hm2,降幅约31.7%。 在影响植物生长的诸多环境因素中,光是最重要的因素之一。所谓万物生长靠太阳,植物对于光的拒绝,主要为光照颜色、光谱、光照强度和光照时间。所以通过人工研发特定光谱灯光产品的光照可以极大地提高植物生长。

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近年来,植物工厂受到了前所未有的注目。据联合国预测,到2050年全球人口将约95亿,人类的食物市场需求也即将比现在减少70%-100%,而人均耕地面积最近30年来却从0.33hm2上升至0.22hm2,降幅约31.7%。

  在影响植物生长的诸多环境因素中,光是最重要的因素之一。所谓万物生长靠太阳,植物对于光的拒绝,主要为光照颜色、光谱、光照强度和光照时间。所以通过人工研发特定光谱灯光产品的光照可以极大地提高植物生长。

  据理解,植物工厂生产成本中的电费占到比约30%,若无廉价电源与效率高的人工灯光降低生产成本,植物工厂对农民的吸引力并不大。因此,发展节省资源的光源是建设植物工厂的适当市场需求。  另外,近几年随着农业生产力的提升,温室大棚发展很快,传统温室大棚一般用于普通电光源补足光照和应用于有所不同覆盖面积材料等农业技术措施,这些措施不存在着有所不同程度的问题:缺少对明确光谱成分的分析造成光质处置不显,透射不完全一致、高于植物光补偿点,太阳光光源能效低等。

日本、美国、荷兰等发达国家陆续研发的植物栽培灯,主要以LED光源居多,但LED灯光产品的上游技术及核心专利被国外大公司独占,导致目前市场上的LED植物灯光产品成本过低、技术独占、手工操作电源,无法推展和普及。  试验研发和过程  太阳光是由许多有所不同波长的光波所构成,而在太阳辐射光谱中只有大于部分对光合作用产生影响,大约占到太阳光比例的5%。宏源早在2006年就开始研究植物灯类似光谱段,通过研究得出结论620-680nm的红光和400-500nm的蓝紫光最佳用料,从而顺利研制出了无极植物灯。  而宏源智能化植物工厂是一种通过设施内高精度环境掌控,构建作物周年倒数生产的高效农业系统,如图1、图2右图,是基于B/S架构,通过WIFI构建远程操纵对作物生育过程的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境因素展开自动控制,不不受外界条件制约的生产方式。

  下面是部分研究用料参数:  (1)生菜:定植和播种光源分别使用白蓝光6∶1和7∶1的光源最合适其生长。  (2)韭菜:白/蓝7∶1处置下韭菜株高、茎细、叶宽等质量比皆明显低于其他处置。  (3)黄瓜:7∶2是适合黄瓜幼苗生长的最佳白蓝光用料。而生长期7∶1为最佳白蓝光用料。

  (4)青菜、空心菜:以7∶1是适合青菜、空心菜叶子生长的最佳白蓝光用料。  (5)白萝卜:生长最适宜的光质:白蓝光用料8∶1。

  (6)油麦菜:白蓝光比例为9∶1,不利于油麦菜生长。  (7)草莓、西红柿:白蓝光9∶1对草莓、西红柿生长最不利,并且浆果圆润且营养非常丰富。

  (8)冬青:白蓝光按照8∶1的比例配备,冬青长势最差,强健且根系也十分繁盛。  (9)芽苗菜:以6∶2∶1的红绿蓝光用料效果最显著。  (10)马蹄莲:生长情况以补照红蓝光6∶2的比例效果最差。

  (11)红掌骄阳:综合分析,白蓝光7∶3处置更佳,不利于形态、根部生长以及干物质累积。


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