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植物工厂必备:14种植物的LED灯配光方法

导读: 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”,植物对于光的要求,主要为光照颜色、光谱、光照强度和光照时间。

  本文基于 WIFI 的无极植物灯栽培智能补光系统,采用 LVD 无极灯作为补光光源,充分发挥了无极灯发光效率高、光通量稳定、显色性好、无频闪无噪音、功率可调、节能环保等特点,结合远程智能控制系统,能够满足植物生长波长光照需求,特别适合应用于光控植物设施栽培环境,可以很好地满足市场需求。

  背景介绍

  近年来,植物工厂受到了前所未有的关注。据联合国预测,到 2050 年全球人口将达 95 亿,人类的食物需求也将要比现在增加 70%-100%,而人均耕地面积最近 30 年来却从 0.33hm2 下降至 0.22hm2,降幅达 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”,植物对于光的要求,主要为光照颜色、光谱、光照强度和光照时间。所以通过人工开发特定光谱照明产品的光照可以极大地提高植物生长。

  据了解,植物工厂生产成本中的电费占比约 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必要需求。

  另外,近几年随着农业生产力的提高,温室大棚发展迅速,传统温室大棚一般使用普通电光源补充光照和应用不同覆盖材料等农业技术措施,这些措施存在着不同程度的问题:缺乏对具体光谱成分的分析导致光质处理不纯,光强不一致、低于植物光补偿点,照射光源能效低等。日本、美国、荷兰等发达国家相继研发的植物栽培灯,主要以 LED 光源为主,但 LED照明产品的上游技术及核心专利被国外大公司垄断,造成目前市场上的 LED 植物照明产品成本过高、技术垄断、手工操作开关,难以推广和普及。

  试验开发和过程

  太阳光是由许多不同波长的光波所组成,而在太阳辐射光谱中只有极小部分对光合作用产生影响,约占太阳光比例的 5%。宏源早在 2006 年就开始研究植物灯特殊光谱段,通过研究得出 620-680nm 的红光和400-500nm 的蓝紫光最佳配比,从而成功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控制,实现作物周年连续生产的高效农业系统,如图 1、图 2 所示,是基于 B/S 架构,通过 WIFI 实现远程操控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进行自动控制,不受外界条件制约的生产方式。

  下面是部分研究配比参数:

  (1)生菜:定植和育苗光源分别采用红蓝光 6∶1和 7∶1 的光源最适合其生长。

  (2)韭菜:红/蓝 7∶1 处理下韭菜株高、茎粗、叶宽等质量比均显著高于其他处理。

  (3)黄瓜:7∶2 是适宜黄瓜幼苗生长的最佳红蓝光配比。而生长期 7∶1 为最佳红蓝光配比。

  (4)青菜、空心菜:以 7∶1 是适宜青菜、空心菜叶子生长的最佳红蓝光配比。

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