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植物照明光源大竞技:LED照明“黑马”出击

在现代植物生产系统中,人工补光已经成为高效生产的重要手段。采用高效、绿色环保的LED光源能够解决不适光环境对农业生产活动的制约,促进植物成长发育,达到增产、高效、优质、抗病和无公害的目的,因此,开发设计植物照明用LED光源是人工光植物栽培的重要课题。

传统电光源控制不佳,无法按照植物的需求对光质、光强和光周期进行调节,难以满足植物照明的实践和按需照明的环保理念。随着高精度环境控制植物工厂的发展,以及发光二极管的飞速发展,为人工光环境调控逐步走向实践提供了契机。

传统的用于人工照明的光源通常是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯。这些光源的缺点是能耗高、运营成本较高。随着光电技术的快速发展,高亮度红光、蓝光和远红光发光二极管的诞生,使低能耗人工光源在农业领域的应用成为可能。

荧光灯

  • 通过改变荧光粉的配方和厚度能够比较容易地控制发光光谱;
  • 植物生长用荧光灯的发光光谱集中在400~500nm和600~700nm;
  • 发光强度有限,一般应用在植物组培培育的多层架等仅需低光强和高均匀度的场合;

高压钠灯

  • 高效率、高光通量,是大面积植物工厂生产中的主力光源,常应用与光合作用补光;
  • 红外辐射比例大,灯表面温度150~200度,只能远距离照射植物,光能损失严重;

金卤灯

 

  • 全称金属卤化物灯,分为石英金卤灯和陶瓷金卤灯,因电弧管泡壳材料不同区分;
  • 光谱波长丰富,可灵活配置光谱类型;
  • 石英金卤灯蓝光成分多,适用于光形态建成,在营养生长阶段(从发芽到展叶)使用;

白炽灯

  • 光谱连续,其中红光比例远高于蓝光,可能导致居间生长;
  • 光电转换效率非常低,热辐射量较大,不适合用于植物照明;
  • 红光与远红光的比例低,目前主要用于控制光形态建成,应用于花期,能够有效地调节花期;

无极气体放电灯

 

  • 没有电极,灯泡的寿命很长;
  • 其中微波硫灯充有硫等金属元素和氩气等惰性气体,光谱连续,类似日光;
  • 通过改变填充物能实现较高的光效和光照强度;
  • 微波硫灯的挑战主要在于生产成本和磁控管的寿命问题;

LED灯

  • 光源主要由红蓝光源组成,为植物最敏感的光波段,使植物产生最佳的光合作用,有助缩短植物的生长周期;
  • 与其他植物照明灯相比灯线更温和,不会使幼苗植物烧焦;
  • 与其他植物照明灯相比可节省10%~20%的电;
  • 主要应用于多层组培育苗架等近距离、低照度的场合;
  • LED用于植物照明领域的研究包括以下四个方面:

          LED用作植物生长发育的补光光源。

          LED用作植物光周期、光形态建成的诱导照明。

          LED应用于航天生态生命支持系统。

          LED杀虫灯。

在植物照明这块领域,LED照明以其压倒式的优点成为“黑马”,给植物提供光合作用,促进植物生长,减短植物开花结果用的时间,提高生产。在现代化建设中,它是农作物不可或缺的产品。

Lucy Zang 还没写个人简介...

24 Oct 2016, 2:26