LED植物光源阵列光照分布及均匀性研究

针对LED植物光源阵列在植物培养中光照分布的不均匀问题,通过理论推导,建立了红、蓝光相间布置的LED植物光源阵列的光照度分布及光照均匀度模型,以LJZWD植物光源阵列为例,对其光照度分布、光照均匀性变化情况进行模拟分析。结果表明:光源安装高度为14.3 cm时,可获得较好的光照均匀性,将照明区域缩小为光源阵列面积的81%时,光照均匀度可达到0.9以上,该研究对LED植物光源的安装与植物栽培区域的选择具有指导意义。     

基于并行粒子群算法的LED植物最优补光系统设计

针对发光二极管(light emitting diode,简称LED)植物光照分布不均匀的问题,设计基于并行粒子群算法的温室LED植物最优补光系统,系统提出利用STC89C51单片机与BH1750FVI光照度传感器模块的结合实现光照度数据的检测与采集;根据专家系统及并行粒子群算法推算出最优补光量及补光位置;采用PT4115降压恒流源驱动LED灯组工作的方法实现温室中植物光照度的实时监测及最优补光。结果表明,应用并行粒子群算法寻找LED补光最优位置方法是可行的,同时方便用户合理补光,减少补光不均匀对植物生长造成的不良影响。     

基于LED光源水培生菜最佳光配方的筛选

随着LED光源在植物工厂的广泛应用,研究培养植物的光环境参数显得尤为重要。以芭拉里娜生菜为试验材料,采用光照度梯度试验和均匀性仿真的方法,研究在植物工厂中培养芭拉里娜生菜的最佳光配方。研究结果表明,芭拉里娜生菜的最佳光配方是矩阵式排列的LED光源距离生菜26 cm,幼苗期以红蓝光比例为7∶1的复合光进行照射,生长期以红蓝光比例为6∶1的复合光进行培养,光照度为400μmol/(m~2·s),光照时间均为12 h/d。     

基于TracePro的LED植物生长光源灯珠布局的优化设计与验证

为了提高LED植物生长光源的光照均匀性,提高光照强度,利用Tracepro光学仿真软件设计了红蓝白LED植物生长光源灯珠3种排布方式模型,对各排布方式分别设置了等间距排列和等差数列排列的组合方案,比较其均匀性及光照强度.仿真结果表明:不同排布方式和各排列组合方案对辐射照度和均匀性有一定的影响,双线排布在SA40处理下的光源均匀性高于其他处理方式.为了验证仿真设计的可靠性,基于仿真最优结果(SA40双线)制作LED植物生长光源作为试验组,CK30单线排布光源及传统LED白灯作为对照组,搭建6条光源组合照明平台,在150 mm受光距离下测量3组光源均匀性.结果表明:SA40处理下的红蓝白双线排布光源光照均匀性最好(88.93%),与仿真结果相符,说明其排布参数设计合理.     

用于温室植物补光的LED组合光源的设计与优化

选择合适的红、蓝光LED组合,能够形成与植物光合作用和形态建成的光谱吸收峰值基本吻合的光源,而保证光源在照射面内辐照度均匀分布是非常重要的。文章采用点光源模型,设计了两种红、蓝光LED组合阵列:阵列1,红、蓝光LED个数比为1∶1,LED间隔均匀排列;阵列2,红、蓝光LED个数比为4∶1,4个红光LED分别位于正四边形的顶点,蓝光LED位于4个红光LED的中心位置。通过数值计算和光学软件Trace Pro仿真表明:阵列2在辐照度分布均匀性上优于阵列1。在阵列二的基础上进行如下优化和改进:增大阵列组合的LED间距。改进后的LED提高了照射面内R/B比的均匀化程度;由于其阵列相邻LED间距较大,有利于电路板的焊接和LED阵列整体散热。通过工作电流的改变来控制光源光强和得到植物补光所需的R/B比。模块化的设计可以实现快速安装、更换和拓展的目的,并保持照射区域内辐照度分布均匀。     

LED植物工厂光质生物学研究与应用现状

植物工厂是设施园艺发展的必然趋势和高级阶段,其本质优势在于包括人工光照明在内所有生产要素可实现智能控制。LED光源是植物工厂应用的优选光源,可提供植物生理有效辐射范围内所有波长的光质,丰富了光生物学内涵,LED光源研发与应用催生了光生物学的分支即光质生物学学科。LED植物工厂是植物光质生物学研究与应用的理想场所和设施类型,植物光质生物学研究及LED光环境调控具有提高植物工厂植物产品产量与品质的重大应用价值,LED植物工厂产业的可持续发展有待于植物光质生物学的深入揭示。总结了LED植物工厂光质生物学的定义、内涵,并着重阐明了红蓝光替代全光谱的充要性、红蓝光质比优化、红蓝光连续光照、UV-LED光质生物学和昼夜节律等重点方向国内外研究与应用新动态,指出了未来LED植物工厂植物光质生物学研发与应用重点。     

不同农用LED灯的光谱能量分布对水培生菜生长的影响

在植物工厂中,人造光源对作物生长发育的影响起到了关键性作用,其光谱能量分布是人造光源性能重要参数。本文通过分析两种不同LED灯的光谱特性,来评价其对生菜生长的影响,通过试用,确定生菜栽培中光环境调控策略。本文利用LI-1500和Ava Spec-USB 2采集红蓝LED(R:B=9:1)、白红LED(W:R=5:1)的两种LED灯,在距灯管边缘20、40、60cm处的光照强度和光谱分布曲线,了解其光谱能量分布规律。结果表明:红蓝光LED灯光谱分布极不均匀,在距灯管边缘20,40,60cm处,R:B分别是2.1:1,10.7:1,77.9:1,3点平均R:B为8.9:1。而白红LED灯在每一点光谱分布基本均匀。将两种光源应用于实际生菜种植中,分析光源的耗电量和电能利用效率,对比生菜形态、生物量积累和叶绿素含量,分析光谱分布对植物工厂生菜生长的影响。种植结果表明,白红LED灯耗电量小于红蓝LED灯,但是电能利用效率反而高。白红LED灯照射下的生菜形态(除叶片数)、生物量积累均显著高于红蓝LED,而红蓝LED照射下的生菜叶绿素a/b却显著高于白红LED。上述结果说明,光谱分布的一致性对生菜种植影响显著,光谱分布是否一致是光源选择的重要指标。     

不同光色 LED 灯对育雏期文昌鸡生长性能的影响

【目的】基于鸡不同时期对光环境的不同需求,研究最佳的光照体系。采用定制的5 W LED灯作为人工光源,研究白、暖白、红、黄、蓝、绿、紫7种光色对育雏期文昌鸡生长性能的影响,确定育雏期适合文昌鸡养殖的最适光色。【方法】将630只体重相近的1日龄文昌鸡母鸡,随机分配到7个不同光色处理中,每个处理3个重复,每个重复30只鸡,笼养、自由采食和饮水。24 h光照,试验周期8周。【结果】8周龄时蓝光处理文昌鸡平均体重最高达793.16 g,比红光、白光和绿光处理文昌鸡分别重58.68、45.17、45.77 g,差异显著。蓝光处理文昌鸡平均体增重与红光、绿光和白光处理文昌鸡差异显著,蓝光处理文昌鸡体增重比白光对照处理增重45.12 g,红光处理文昌鸡体增重最少。试验全期,蓝光处理文昌鸡群体体重均匀度最好,在90%以上。蓝光处理与绿光处理文昌鸡体增重均匀度差异显著;蓝光处理文昌鸡体增重均匀度最好,其次是白光和暖白光处理。白光处理文昌鸡料肉比最低,且与黄光处理差异显著。各处理间鸡只死亡率差异不显著。【结论】综合生长体重、群体均匀度和料肉比各项指标,与白光对照处理对比,LED蓝光可显著促进育雏期文昌鸡的生长,且提高群体体重均匀度,其次是紫光和黄光,而红光抑制鸡只生长,绿光处理群体体重均匀度最差。     

采前红蓝光连续光照光强对水培生菜生长、品质及AsA代谢的影响

为了探明采收前发光二极管（LED）红（R）蓝（B）光连续光照对生菜（Lactucasativa）生长与抗坏血酸（ascorbic acid,AsA）代谢的影响,在密闭植物工厂内,以红蓝LED（红光∶蓝光=4∶1）为光源,在采收前对水培生菜进行强度分别为100、150、200、300和500 μmol·m^-2·s^-1的72 h连续光照,研究了采前连续光照光强对水培生菜生长、品质、AsA含量和关键酶活性的影响。结果表明：从产量角度来看,随着采前连续光照光强的升高,生菜地上部的鲜重和干重升高,根的鲜重和干重升高,生菜叶面积、干物质含量均显著增加,生菜的产量也逐渐提高。从品质来看,生菜叶片中可溶性糖含量随连续光照光强的升高而升高,硝酸盐含量随光强的升高逐渐降低。采前LED连续光照处理后,随着连续光照光强的升高,生菜叶片中AsA含量逐渐升高,生菜叶片DHA含量呈先升高后降低的趋势。     

LED光质对小白菜生长特性及产量的影响

为给在设施园艺蔬菜生产中推广LED(light emitting diode,LED)光源提供生产依据,研究了红蓝光配比为8∶1、6∶1和4∶1的LED光照条件下对水培小白菜所产生的不同影响。结果表明:蓝光比例较高的LED光照条件能显著促进小白菜的表型生长,并能增强对蔬菜病毒病的抵御能力。     

植物工厂LED照明控制系统设计与研究

植物工厂LED照明控制系统涉及到多路LED独立控制、大功率白光LED的恒流驱动、ECU单元和系统控制的设计,以及监测电路与单元通信等技术问题.本文分别对大功率LED驱动和光谱特性、不同波长LED分控点亮和系统控制、现场通信技术进行了研究.在设计过程中完成了大功率LED驱动电路亮度可调、LED光色调整以及散热检测调试和验证,并以此构成了植物工厂LED照明控制系统的基本单元.在单元的通信接口和优先权限设定之后,组成了较为理想的现场可控光照系统.结果表明,经过系统控制设计的LED光源不仅节能、环保.而且由于LED的亮度、色温、光谱的可控制性满足了植物工厂的需要.     

桂南地区不同结构春季塑料大棚小气候光温特征分析

为了获得桂南地区春季不同结构的塑料大棚内外的小气候差异规律,更好地指导大棚的设计、调控大棚小气候,提高农业生产效益,对三种常见结构大棚内外的光温条件进行观测并分析小气候特征。结果表明：棚内相对照度为40%～60%,大小与大棚体积成反比;不同结构大棚日平均气温增温效果以三连栋最大,增幅达2.1～3.2℃,单栋其次,增幅为1.3～2.6℃,六连栋最小,增幅只有0.9～2.1℃;地温增温效果由大至小依次为三连栋、六连栋、单栋,平均增温为2.6℃、2.2℃、0.9℃。晴天夜间单栋气温出现轻微“温度逆转”现象,而0㎝地温“温度逆转”现象则显著地在晴天各大棚及阴天的三连栋、六连栋10∶00～18∶00出现,晴天时最大降幅高达14℃。还通过数理分析,建立了棚内外光照、气温、地温的相关方程。     

养鸡光照自动控制装置的研制

本文论述采用电子控制技术、研制的补光自动控制装置。该装置解决了由人工控制带来的准确性差、经济性差的问题     

光照和培养基类型对马铃薯微型薯诱导结薯的影响

以克新4号、早大白脱毒试管苗为材料,研究了光照和培养基类型对马铃薯微型薯诱导结薯的影响。结果表明:全黑暗条件是诱导马铃薯微型薯的关键所在,但不同品种在微型薯诱导中对光处理的反应也存在差异。不同类型的培养基对微型薯的诱导效果差异显著,但不同的品种诱导效果不同。     

不同荞麦品种光反应差异及光时与植株生物量的数量关系

本文通过对不同光时下荞麦不同品种苗蕾期长短的分析,明确了品种间光反应的差异,提出了最短苗蕾期与最长苗蕾期的光时效应概念,并根据长短差对参试品种进行了初步的光时反应分类。文章还就光时对株高、茎干重、株粒重的影响,作了数量关系的分析,为高产栽培调控,提供理论依据。     

明视显微术中若干值得重视的问题

本文以获取高质素显微照片为目的,就明视显微术中的库勒照明、反差、彩色还原以及屈光度调整等问题进行讨论,以期引起生物学研究者的重视,并从中获取裨益。     

台湾农业金融体系的职能、特征及其启示

台湾地区完善的农业金融体系,在支持岛内农业现代化建设上取得了明显成效;而大陆地区的农业金融体系,因其机构功能错位难以形成有效的运行机制,农业金融体系不够完善,农业金融体系改革迫在眉睫。该文以台湾农业金融机构的设置为出发点,从机构运行、金融监管、政策支农、信用担保及法律法规五个方面对台湾农业金融体系进行剖析,并为深化大陆农业金融体系改革提出相关对策建议。     

显微摄影中照明方法及其效果的探讨

本文采用几种不同的照明光线对不透明体标本（蠕须盾蚧虫）进行拍摄试验,探讨不透明体标本显微摄影时较理想的照明方法。从实验中得出,对不透明体标本可用透射光加单或双斜射光的照明方法拍摄,其效果较为理想,它可体现出物体的表面结构又有立体效果。根据所研究的目的和对象不同,还可以采用斜射光拍摄。它也可较清晰地体现物体的表面细节。斜射光可用一般的工作台灯代替,灯泡用乳白灯100W左右。     

光照时间对雷公藤化感效应的影响

利用水浸提方式对人工栽培雷公藤的生化物质进行提取,在3个光强下进行白菜种子发芽试验,并对其发芽指标进行检测。结果表明:人工栽培雷公藤植株的化感物质在不同光照条件下有不同的效应,在无光照条件下各处理对发芽指标的影响程度远大于半光照和全光照,同时其鲜叶可作为白菜催芽促长的生物肥料。     

北方严寒地区农村建筑采光、照明现状研究

通过实地调查,研究分析了以严寒地区2个农村的住宅为代表的寒地农村建筑的采光、照明现状,目的在于发现该类建筑的采光和照明的可行性设计策略。结果表明：目前此类建筑基本满足我国采光要求;照明光源主要采用普通荧光灯,但节能灯的使用不是很普遍。结论指出农村住宅应控制体形系数小于0.5;窗户设置宜南向开大窗,北向开小窗,并且在冬季...