光质及光周期对南瓜砧木幼苗生长影响的研究

均匀、健壮的幼苗是实现机械嫁接的条件之一。光对植物的生长发育有重要影响,为此,本文研究红光、蓝光、白光及红蓝组合光(红∶蓝=8∶1)等四种不同LED光质对南瓜幼苗生长的影响,得到最适光质,培育出外观特征均匀一致的幼苗。在此基础上,研究在最适光质下,L24D0、L15D9、L12D12和L9D15不同光周期对南瓜幼苗生长的影响。本试验结果表明:红蓝组合LED光源处理下的幼苗生长优于白色LED光源处理,红色LED光源和蓝光LED光源均不利于幼苗生长,四种光源下均未出现不适合机械嫁接的弯曲苗;L24D0处理下的南瓜幼苗壮苗指数为0.41、茎粗为3.28mm,大于其他光照处理,说明红蓝组合LED光源下的长光周期处理更有利于培育均一、健壮的南瓜砧木幼苗。     

LED红蓝组合光谱对水培奶油小白菜生长及品质的影响

在设施水培条件下,以黄金四季奶油小白菜为试验材料,LED灯为人工光源,自然光为对照,研究不同光谱LED植物光灯的红蓝光波段组合对黄金四季奶油小白菜生长参数的影响,为植物工厂水培小白菜提供人工补光数据支撑。试验设定为蓝光(455nm)相对光谱固定不变,红光相对光谱分别为T1(7.53%)、T2(15.40%)、T3(30.28%)条件下的生长速度及品质。结果表明,红光相对光谱为30.28%时试验组小白菜的菜叶长度、株高、蛋白质以及叶绿素含量均显著高于其他处理,30.28%的红光相对光谱可作为水培小白菜的适宜光配合。     

基于遗传算法的全光谱LED植物光源阵列优化研究

为解决全光谱LED发光具有一定的光束发散角,易造成植物在培育过程中光量子通量密度分布不均匀的问题,提出基于遗传算法对随机分布全光谱LED植物光源阵列进行优化设计,仿真对比三角光源阵列与传统矩形光源阵列的光量子通量密度PPFD均匀度。首先通过理论推导全光谱LED光照度与PPFD之间的换算关系式,计算换算系数,用目标平面上光照度的均匀性间接表征PPFD的均匀性,并以光照度函数的标准差构建评价函数,作为遗传算法的适应度函数。根据算法寻优结果,绘制LED阵列三维模型导入Tracepro中仿真模拟验证。结果表明:三角与矩形阵列的PPFD均匀度均超过了85%,且三角光源阵列的PPFD均匀度与光照分布特性均优于矩形光源阵列,验证了算法的可行性,同时提高了全光谱LED光源阵列的设计效率。     

光谱光照调控组合性光源激发蝗虫趋光效果试验

针对蝗虫趋光选择性、蝗虫趋光辨识敏感性、频闪交变光照对蝗虫趋光增益特点,利用所研制的阵列条纹调控光照光源,对比优选了蝗虫趋光良好的光谱光照调控组合模式,进行了蝗虫趋光诱导试验,探讨了蝗虫趋光效应激发的机理。结果表明：阵列条纹光谱光照调控组合具有强化蝗虫趋光视觉增益、调控蝗虫趋光视动增效、激发蝗虫趋光聚集效应、削弱蝗虫趋光惰性的功效;蝗虫趋光响应激发效果由阵列条纹光谱光照能量及其调控光照组合方式决定;蝗虫对发光间隔为30ms的阵列频闪紫光与发光周期为640ms的竖条纹交变绿紫蓝光组合光照的趋光响应相对最优。调控光照光源激发饲养棚内蝗虫趋光效果结果表明:20：00~23：00,其调控激发蝗虫趋光效果良好, 光照至24：00,蝗虫趋光总响应率及聚集率分布达到了80%±5%和50%±5%,然而,蝗虫的生物习性及智慧性、蝗虫夜间活力降低的趋光惰性、环境因素、LED光源调控性光照强度增强的限制等制约蝗虫的趋光效应。     

基于单片机LED光源在植物组培中的应用研究

基于植物是在全谱太阳光下进化、生长,选择性的接收各种平衡光色的事实,利用自主设计的"基于单片机LED光源"进行了光质、给光方式以及给光时段对不同组培苗生长影响的实验。结果表明:在玉米胚发芽实验中,红蓝光组发芽数最多,增长迅速;对绿豆组培苗生长速率影响,间歇给光优于连续给光方式,用"LED-72-50-16/8"处理,干重提高33%;促进马铃薯芽体分化以及生长,同时供应红光与蓝光,生长速率最佳;给蓝光的时机影响生长速率,给于开始阶段者最佳。     

红蓝光交替照射下生菜能量利用与光合性能分析

针对植物工厂中人工光源能耗大的问题,进行了交替供光模式提高生菜能量利用率、降低光源能耗的研究.试验在全人工光型植物工厂中进行,采用供光模式可调的红蓝LED光源,以不同间隔(5、10、15、30、60 min)的红蓝光交替照射生菜,并以纯红光、纯蓝光以及红蓝光同时照射作为对照,分析了红蓝光交替照射对生菜能量利用及光合性能...     

LED光质对台湾金线莲生长及品质的影响

为研究不同光质对台湾金线莲(Anoectochilus formosanus Hayata)的生长和品质的影响,在温度和光环境可控的植物工厂中利用光谱组合LED光源配置5种光质:红光(R)、蓝光(B)、红蓝光1∶1(R1B1)、红蓝光1∶2(R1B2)和白光(CK)对台湾金线莲进行60 d光照试验。试验结果表明,不同的光质处理对金线莲的株高、茎直径、叶面积、生物量和有效成分积累量产生显著差异,其中,蓝光处理显著降低株高和叶面积的增长;红光处理显著抑制茎秆直径的增长;红蓝光1∶1、红蓝光1∶2两种复色光处理均显著降低株高、鲜重和总黄酮积累量;白光处理下的总体长势、可溶性糖和总黄酮积累量比红光、蓝光、红蓝光1∶1、红蓝光1∶2处理的效果更佳,是台湾金线莲在此栽培阶段的最适光质,为金线莲的人工光照栽培提供参考。     

诱导光源光照梯度对蝗虫趋光响应的影响

为了设计蝗虫LED诱导光源以及诱导光场的数字化调控,利用LED光源和行为试验装置,采用对比试验法,进行了不同时间段内蝗虫对紫、绿紫蓝光照梯度的趋光选择对比试验,分析了影响蝗虫趋光响应的原因.结果显示:蝗虫的趋光响应与光谱光梯度、蝗虫生物特征及环境因素有关;相同光梯度条件下,蝗虫对紫光的趋光响应优于绿紫蓝;不同光梯度条件下,蝗虫趋向于较强的光梯度,并当绿紫蓝光照度高出紫光的10倍以上时,蝗虫对绿紫蓝的选择高于紫光;蝗虫生物特征及环境因素制约了提高光照强度对蝗虫趋光响应在不同时间段内的增效作用;蝗虫对紫、绿紫蓝光谱光照敏感程度不同,蝗虫趋光行为上表现出了在夜间不同时间段内蝗虫对紫、绿紫蓝光的趋光敏感临界点及最适和最佳趋光光照度范围不同.     

不同LED光质对番茄幼苗生长特性的影响

为保证设施番茄周年生产的壮苗供给,研究了人工气候环境下不同光质处理对番茄幼苗不同时期内生长特性的影响,以确定培育番茄壮苗的最佳人工光源。试验采用LED为光源,选取红蓝比分别为3(RB3/1)、5(RB5/1)、7(RB7/1)和白光(W)4个处理对番茄幼苗进行为期28 d的照射,光周期为12 h/12 h,自然光照射为对照,并利用综合评价方法分析不同LED光质对番茄幼苗不同时期内生长特性的影响。试验结果表明:光质对番茄苗期下胚轴、叶面积和根冠比的影响极显著(P0.01);生长初期光质对幼苗生长株高、茎粗、根数、根长、生物量、壮苗指数和G值的影响不显著,而后变为显著(P0.05),且不同时期内光质对各项指标的影响存在差异;依据不同生长时期各项指标的综合评价结果,确定番茄苗期较优光照组合为出芽后两周内采用红蓝比为RB7/1光质,而后采用白光LED光质进行照射;红蓝比为RB3/1的光质不适宜单独作为照射光源用于培育番茄壮苗。     

基于LED组合光源的水晶梨可溶性固形物和大小在线检测

该文探讨了近红外光谱技术结合发光二极管（LED）组合光源探头在线检测水晶梨的可溶性固形物和大小的可行性。试验中采用850、880和940 nm 3盏LED组成组合光源探头,每个水晶梨在均匀成单列的输送线上以每秒5个梨的速度运动,采用漫反射方式采集水晶梨的漫反射光谱。应用偏最小二乘（PLS）和最小二乘支持向量机（LS-SVM）方法建立了可溶性固形物和大小2个理化参数的校正模型,同时对不同光谱预处理方法（平滑、一阶微分、二阶微分）建立的模型的预测性能进行了对比分析,并通过外部验证来检验模型预测的准确性。利用平     

新型远红光辐照对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

从植物光控发育角度出发,研究基于新型荧光粉封装的远红光LED灯辐照对水稻种子萌发及幼苗生长发育的促进效果.利用(Y,Gd)3(Ga,Sc)5012∶Cr3+远红光荧光粉封装LED器件作为直接光源,将LED芯片发射450 nm蓝光转化为峰值波长为730 nm的远红光,应用对比试验,观测远红光LED辐照和普通白光辐照两种光...     

利用光调控促进药用作物生产

随着医学模式的转变,人们对药用植物资源的需求量不断增加,现有传统种植产量和质量远远无法满足需求。药用作物极其珍贵且种植培育不易,发展药用作物培育技术有着十分重要的意义。但随着科学技术的快速发展,人们通过控光来影响药用经济作物的生长发育,这种方法早已突破了单纯地依靠太阳光的限制。如今,用人工光源代替补充自然光源的不足,已逐渐成为对药用经济作物生长发育进行控制的有效手段。LED不仅节能环保,还能进行发光光谱的精确配置,因此采用LED光源为药用作物配置对应各生长阶段最适宜的光环境。通过对药用作物光环境的调控来促进药用作物的光合作用、生长发育、开花产出及有效药用成分的合成,最终使药用作物达到优产优质、增产增质的目的。     

气雾栽培式家庭植物工厂设计

为满足城市居民的家庭种植需求,开发一种气雾栽培式家庭植物工厂系统.以触摸屏PLC一体机作为控制器,采用LED光源,对营养液循环处理系统、环境调节控制系统、人工光系统进行针对性设计和设备选型;分别进行PLC软件、触摸屏软件和移动终端应用的设计开发,实现对家庭植物工厂的设备运行状态、环境因子、营养液因子等信息的监测与执行设...     

基于Android平台的家庭植物工厂智能监控系统

随着人们生活品质的提高,家庭植物工厂受到越来越多的关注。为此,设计了一种以LED光源模拟太阳光的人工光型密闭式家庭植物工厂。为了使该家庭植物工厂能够为作物提供适宜的生长环境,并且能够实现远程智能监控,设计并实现了一种基于Android平台的智能监控系统。该系统能够实时监测和显示种植空间的环境参数,可根据实际需要对种植空间的温度、二氧化碳浓度和LED灯亮度进行分时段的独立设置。该系统能够控制作物根部营养液的循环,可以通过WEB浏览器实现远程监控。系统运行情况表明,所设计的智能监控系统能够在以LED光源模拟太阳光的人工环境下,为作物提供满足要求的生长环境,并且通过对环境参数的合理设置,可以大大缩短作物的种植周期。     

设施农业可调光质精确补光系统

针对环境温度、光质和光强对农作物光合作用的影响,提出结合实时环境检测、特定波段补光与定量决策的精确补光方法,设计了基于反馈控制机制的定量决策算法。以单片机为核心控制器件,设计了可调光质的精准补光系统,可根据温度及红蓝光目标光强与实时光强的差值精确计算补光量,通过PWM占空比调整LED输出光强。实验结果证明系统可实现按需补光;采用的LED光源较白炽灯节能54%,较荧光灯节能83%;在相同LED光源时,较常规LED补光系统的节能率在不同光质阈值和气候条件下具有一定波动,平均节能在30%以上。     

植物工厂间歇式人工光源的试验研究

设计了用于植物工厂的间歇式人工光源,混合使用发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)和荧光灯,光合有效辐射(Photo-synthetically Active Radiation,PAR)最高为550μmol·m-2·s-1。通过生菜栽培试验,研究3个不同光波动周期(40/40、80/40、120/40)对生菜生理和生长的影响。结果表明:光波动环境可提高生菜的光合能力,生菜的叶绿素在光波动周期较短时含量较高,生菜的干鲜质量随着光波动周期缩短而降低,光波动环境下生菜的单位功耗产量要高于固定光源。     

现阶段太阳能LED灯发展现状及其未来发展趋势

LED光源是太阳能路灯的最佳使用光源,具有低电压供电、节能、寿命长、稳定性强、实用性强等特点,大功率LED散热效果良好,光衰小,性能比较稳定,而小功率的LED应用在太阳能路灯上,则具有散热效果差、寿命短等弊端。本文对此展开探究,分析现阶段太阳能LED灯发展现状,并对其未来的发展做出展望与评价,以期为绿化照明建设的发展提供参考。     

LED杀虫灯诱杀果园昆虫测试

依据果园昆虫生物群落的趋光特性,利用研制的LED光源及控制系统,进行了LED光源波谱光照强度、频闪、调控光照对果园昆虫诱导效果测试,并分析了影响果园昆虫群落趋光上灯及维持的因素。结果表明:鳞翅目和鞘翅目害虫敏感波段为蓝紫波段,小型昆虫为蓝绿波段,益虫为紫光波段,且大部分果园害虫倾向于弱光,而鞘翅目害虫倾向于强光;果园害虫视觉系统对夜间微弱光的依赖性,其趋光行为具有易激发性,而其趋光视觉敏感光谱决定了趋光感知的程度,光照强度影响了趋光上灯行为的强度和趋光激发范围的程度;亮3min灭1min、光源光照强度为950lx的25W蓝紫光的亮灭周期调控开关效应,可有效抑制昆虫视觉对连续光刺激的适应性及趋光惰性,诱杀果园害虫的总体效果相对较好,相比于同类产品,理论节电达到25%,且能有效调控及维持果园害虫生物群落,然而,果园害虫趋光视觉刺激的最佳性频闪频率及调控光照刺激周期,对果园害虫的诱杀效果及机理,尚需进一步研究。     

基于嵌入式的植物生长补光灯设计

在植物补光过程中,针对单一色源LED灯无法提供充足光源以满足植物特定生长的问题,本研究基于嵌入式设计了一款植物生长补光灯。该补光灯选用STM32单片机作为中心控制模块,可以对检测到的光源信息进行处理,计算补光值,并根据补光值自动选取相适应的驱动电路,实现对补光模块的精准控制。测试结果表明,该设计可实现光质、光强及工作方式的动态调节,操作简单、功耗低、性价比高,能有效实现精准定量补光,应用前景广阔。     

冠层反射光谱测量中主动光源光谱稳定性控制

结合自主研发的冠层反射光谱测量装置,对装置主动光源采用的波长730 nm和810 nm两种窄带LED的光谱稳定性进行了研究。实验结果表明:两种LED在未加特殊控制、按照测量要求高频脉动点亮时,结温均显著升高,造成光源光谱峰值波长的线性红移和发光强度的线性降低,严重影响测量装置测量结果的稳定性和可靠性。提出了一种间歇式脉动驱动LED的方法,该驱动方法使LED工作时结温的升高幅度保持在2℃以内,峰值波长的波动小于1 nm。最后该驱动方法被嵌入到反射光谱测量装置中,进行了室内及田间稳定性测试实验,反射光谱响应值最大相对波动率小于5%。