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。     

不同光质LED光源对鱼腥草幼苗膜脂过氧化及抗氧化酶的影响

以鱼腥草为材料,以日光灯处理为对照,分析了不同光质LED光源(白、红、黄、绿、蓝LED灯)对鱼腥草叶片活性氧、类黄酮含量及抗氧化酶的影响。结果表明,蓝光下叶片中TBARS(硫代巴比妥酸)含量最高,较对照高30.18%,与希夫试剂染色结果相一致;过氧化氢产生最多,较对照高190.21%,与DAB染色结果一致;超氧阴离子产生速率在蓝光下最高,为对照组的1.54倍,白光下最低;蓝、绿光下脯氨酸含量是对照的2倍;蓝光和黄光处理下,黄酮含量较对照提高了21.4%。蓝、绿光提高了SOD2同工酶的表达,且在蓝光下最高;蓝、绿、红、黄光处理分别诱导了更多的POD基因位点的表达;不同LED光质均提高了CAT抗氧化酶活性,其中蓝、绿光下CAT同工酶的表达量明显高于对照。综上所述,蓝色光处理可以有效提高幼苗的抗氧化能力,可为鱼腥草品质的控制提供参考。     

马铃薯组培苗时期不同LED光源处理对温室移栽后植株生长和微型薯结薯的影响

不同LED光源下培养的马铃薯组培苗在形态特征上差异明显,为探索这种差异是否会对其移栽后产生进一步影响,试验研究了100%红光(R)、100%蓝光(B)、100%绿光(G)、75%红光+25%蓝光(RB)、45%红光+35%蓝光+20%绿光(RBG)和100%白光(CK)6种光谱下培养4周的马铃薯组培苗温室移栽后植株的生长和结薯情况。试验结果表明,B处理的马铃薯组培苗移栽后缓苗期叶绿素荧光参数Fv/Fm和qP、结薯前期SPAD值及结薯期各器官生物量均始终高于CK和其他处理,且该处理下最大薯的干鲜重和有效微型薯占比分别较CK提高45.66%、45.09%和10.93%。R处理的组培苗移栽后结薯期地上部生物量显著高于CK,单株结薯数目提高29.60%,但有效微型薯占比较CK降低63.97%。G处理的组培苗移栽后生长和结薯指标均表现最差。组合光谱RB和RBG处理的组培苗移栽后的生长指标和微型薯产量及产量构成指标均与CK无显著差异。因此,单色红、蓝、绿光谱处理对马铃薯组培苗的影响会持续至其移栽后植株幼苗生长,甚至结薯期,组合光谱RB和RBG则不会。在马铃薯组培苗生产上,单色蓝光和单色红光作为照明光源具有潜在的应用价值,组合光谱RB和RBG可作为白色光源的替代光源。     

蕹菜芽苗菜对LED 光强和光质的生长响应

以阔叶空心菜为试材，研究蕹菜芽苗菜对LED 光强和光质的生长响应。结果表明：绿化阶段结束时处理L₇₀₀₀RBW4∶1∶1（光强7 000 lx，红光∶蓝光∶白光为4∶1∶1）的脱壳率显著高于其他处理；光强为7 000 lx 时，3 种光质处理的蕹菜芽苗菜可食部分干质量均显著高于白光对照；光照强度过高显著影响叶绿素的累积，高光强（L₁₁₀₀₀）下的叶绿素a、叶绿素b 含量及叶绿素总量随红光比例的增加而降低，同时子叶白化现象越发明显；不同光强条件下，3 种光质处理的抗坏 血酸含量均随着红光比例的增加而降低，而可溶性糖含量处理间差异不显著；主成分分析结果表明，L₇₀₀₀RBW4∶1∶1 在本试验条件下表现最佳，是较适宜蕹菜芽苗菜工厂化生产的LED 光源配方。     

半导体发光二极管(LED)的应用及发展前途

半导体二极管(LED)是应用最为广泛的电子元件之一,本文介绍了半导体二极管(LED)的发光原理、特性、分类、检测、应用及发展前景。     

光环境调控及LED在蔬菜设施栽培中的应用和前景

综述了近年来光环境调控及发光二极管（LED）在蔬菜设施栽培中的研究与应用，主要内容包括：我国蔬菜设施栽培中光环境现状及问题，光环境调控在蔬菜设施栽培中的应用研究进展，LED在蔬菜设施栽培中的应用前景分析。     

LED灯补光对萝卜生长及光合特性的影响

为了解发光二极管(LED)补光对植物生长及光合特性的影响,选择萝卜Raphanus sativus 作为材料,将其栽种于2种LED灯补光和温室自然条件下30 d后测定其生长指标及光合特性.结果表明:与自然光相比,使用LED灯补光的萝卜在叶片数、叶片长、宽等指标上并无差异,但有利于肉质根的形成,肉质根鲜重分别增加了5.93 g/株和10.93g/株;LED灯补光使萝卜光补偿点和光饱和点升高,光合能力增强,但胞问二氧化碳浓度、蒸腾速率和气孔导度差异不明显.     

太阳光合有效辐射光谱分布模拟系统

根据照射到地球表面的太阳光光谱分布情况,利用不同峰值波长的发光二极管(LED)研制了可以动态调整模拟太阳光的光源系统.该系统利用多种LED进行适当的波长匹配,模拟了太阳光从可见光到红外光的照射范围.同时自主开发了电源调控器,采用脉宽调制技术(PWM)来调节LED的光照强度,可以对确定波长范围内的照射光强度进行调节,实现动态控制光谱分布辐射的目的.     

不同LED光质对培养火龙果胚性愈伤组织的影响

以“玫瑰红龙”火龙果成熟胚诱导的愈伤组织为材料,研究不同光质配比的LED光处理对火龙果愈伤组织生长的动态影响。结果表明1红1绿光质配比,12h/d照射,最有利于火龙果愈伤组织的生长,在28d至42d细胞增长最快且活性最高,为0.78-0.75。其次是白光>1红1蓝>1绿1蓝>1红1绿1蓝>红光,在70d培养周期内,第35d是较理想的收获时间。     

LED水下集鱼灯光场分布数值模拟分析

为探究水下LED集鱼灯光色、功率、放置深度和海水叶绿素浓度对光场分布的影响,本文基于蒙特卡罗模拟方法建立了水下光束传输数值计算模型,通过控制变量法计算了不同条件下的水下光场分布,并提出以0.1~10 lx等值线所包围的面积与计算截面面积比值为相对有效光照范围(Relative effective illumination range,REIR)。以REIR为评价指标,对不同条件组合下的光场分布进行了分析,结果显示：(1)相同功率条件下,REIR依次为：绿光>白光>蓝光,以功率420 W、叶绿素浓度0.1 mg/m^3 为例三种光色的REIR比值为1.58:1.31:1;(2)相同光色条件下,当叶绿素浓度0.1 mg/m^3 时,灯具功率从420 W增至1200 W,蓝绿白三种光色灯具的REIR分别从31.68%、50.27%、41.78%增至38.59%、56.91%、50.15%,功率增加近3倍,但REIR增幅有限;(3)随着灯具放置深度增加,REIR先增加后稳定;以叶绿素浓度1.0 mg/m^3 、功率为420 W为例,绿光与白光灯REIR的最大值约为9.69%~9.84%,出现在水深20 m左右,而蓝光灯的REIR最大值约为5.60%,出现在放置深度为15 m左右;(4)当灯具功率为420 W,海水叶绿素浓度从0.1 mg/m^3 增至5.0 mg/m^3,蓝绿白三种光色灯具的REIR分别从31.89%、48.25%、42.05%减少至1.65%、2.09%、2.22%。研究结果可为水下灯具光色功率选型、深度放置以及有效光场分布范围估算提供参考。