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            LED 植物工廠光源及其照明研發新動態
            日期:2020-06-28 瀏覽

            LED 植物工廠光源及其照明研發新動態

            光照是 LED 光源植物工廠實施高效植物生產的主要驅動因素,在調控植物生長發育、產量品質形成方面具有不可或缺的作用。采納適宜高性價比的 LED 照明產品在一定程度既決定了LED 光源植物工廠的生產效率,也決定著產品商品價值,其重要性不言而喻。

            (1)LED 光源產品日益豐富。用于植物工廠的 LED 光源從無到有,從劣質到精良,從不能控制到智能控制,從高成本到低價位,LED 光源正在全面滿足植物工廠的需求。目前,已有多重型號、系列的 LED 面板燈,T5 和 T8 規格的LED 燈管和燈條,水冷式大功率 LED 燈板,大功率 LED 補光燈,雙向照射 LED 燈條,這些產品有多家企業可以提供,產品設計自由度大,可很好地滿足市場需求。但是,LED 光源方面依舊缺乏標準,亟待盡快完善制定。

            (2)LED 節能高效應用技術正在解決。從LED 光源光質、光強和光周期設置與控制角度,通過合理的光質、光強和光周期協同耦合調控,可以在保證植物生長發育基礎上,提高栽培效率。目前,通過光質、光強、光周期的調控技術研究成為探討重點。比如,余意等提出了利用生菜的弱光適應性,利用 LED 弱光提高生產效率。國際上,有關植物工廠 LED 光環境調節提高蔬菜品質的研究很多,Bian 等做了系統的綜述。

            (3)LED 連續光照成為熱點。連續光照是縮短植物生育周期,提高產量,改善品質的重要光照方法,對特定植物種類具有應用前景。中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所在國家自然科學基金面上項目“LED 紅藍光連續照射對高氮水培生菜 AsA 代謝網絡影響機理及其節律效應”和青年項目“短期連續 LED 光照下水培生菜硝酸鹽代謝規律及影響機理研究”的資助下開展了長期的研究工作。該研究將揭示連續光照的作用機制,植物響應及其節律效應策略,最終為連續光照在植物工廠中的應用提供依據。

            (4)LED 照明節律研發成為焦點。晝夜節律是植物生長發育所具有的生理特征,但是在植物工廠恒定光照下植物的節律會如何變化已成為研究焦點。在充分揭示植物工廠 LED 紅藍光條件下植物節律特征及演變規律,將為 LED 光源高效應用提供科學基礎。

            (5)LED 光源時空控制技術完成。LED 作為冷光源,可接近植物冠層進行有效照射,提高光能利用效率。然而,植物從苗期到營養生長階段,甚至生殖生長階段其植株高度有明顯差異。因此,為了提高植物整個生育期的光能利用效率,有必要將 LED 的光源進行垂直高度的調控,使得 LED 光源距離冠層位置相對恒定,達到節能高效的目的。

            (6)LED 光配方日益豐富。目前,植物工廠所能栽培的植物種類十分有限,必需不斷擴展植物工廠可生產的植物種類,增加葉菜、根菜、莖菜、藥用植物、花卉等種類和品種。驗證新植物種類、品種可在植物工廠里規?;a的基礎是光配方的建立,只有建立高效的光配方,才能實現光環境智能管控,才能生產出高商品性的植物產品。

            (7)植物工廠蔬菜優質高產光照技術完善。優質高產是植物工廠生產的目標,光環境調控是實現植物優質高產的主要途徑之一。通過光質、光強和光周期調控可以改變植物的養分吸收、初級代謝和次級代謝過程,調控植物體內糖、維生素、類黃酮、酚酸等物質的合成、代謝和累積,最終影響植物可食部分的保健功能。目前,除光合有效輻射外,紫外輻射在調控品質方面作用獨特,合理的紫外輻射劑量將是研究的重點。


            其次,植物工廠發展的基礎技術儲備已經成熟,產業雛形已經形成,將很快進入產業快速發展期。目前,已有 200 家以上的企業涉獵到植物工廠產業領域,推出了整體或部分組件產品。因此,在眾多利好條件的推動下,在社會發展迫切需求的促進下,在跨界創新的不斷創造中,中國的植物工廠研發與產業化發展必將大放異彩,躋身世界植物工廠產業強國之列。

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