LED光质对豌豆苗生长、光合色素和营养品质的影响

以豌豆苗为材料,采用基质穴盘培养的方法,研究不同LED光质处理(白光、红光、蓝光和红蓝光)对豌豆苗生长、光合色素(叶绿素a、b和类胡萝卜素)含量与营养品质(硝酸盐、维生素C、类黄酮和花青素含量)的影响.结果表明,与白光相比,蓝光与红蓝光处理显著提高了豌豆苗地上部生物量(P＜0.05),而红光对豌豆苗地上部生物量无影响.不同光质处理在豌豆苗根系生物量和总生物量指标上无显著差异.与白光处理相比,红蓝光处理显著提高了豌豆苗叶片中叶绿素a、b的含量(P＜0.05),但对类胡萝卜素含量无影响.在4种处理中,红光处理的叶绿素a含量最低,而蓝光处理的叶绿素b最低.红光和蓝光处理茎叶中类胡萝卜素含量间无差异,均显著低于白光和红蓝光处理(P＜0.05).红蓝光处理显著提高了豌豆苗叶片中维生素C的含量(P＜0.05),而红光和蓝光均无影响.不同光质处理的豌豆苗茎叶中硝酸盐含量和类黄酮含量无差异.白光处理的豌豆苗茎叶中花青素含量最高,蓝光处理最低.总之,蓝光和红蓝光可促进豌豆苗地上部生长,增加叶片叶绿素a、b含量,红蓝光处理可提高豌豆苗叶片维生素C含量;白光和红蓝光处理下豌豆茎叶中类胡萝卜素含量较高,白光处理的豌豆苗茎叶中花青素含量最高.说明蓝光和红蓝光有利于增加豌豆苗菜产量,而白光和红蓝光有利于提高豌豆苗的营养品质.     

日光温室水幕帘蓄放热系统增温效应试验研究

针对日光温室夜间温度过低,难以满足作物生长需求这一问题。设计了一种水幕帘蓄放热系统,该系统以日光温室墙体结构为依托,以水为介质进行热量的蓄积与释放,白天利用水循环通过水幕帘吸收太阳能,同时将能量储存在水池中,夜晚利用水循环通过水幕帘释放热量,以提高日光温室内温度。试验测试结果表明,应用该水幕帘蓄放热系统可将温室内夜间温度提高5.4℃以上,可将作物根际温度提高1.6℃以上;该系统夜间通过水幕帘的放热量达到4.9～5.6MJ/m2;日光温室蓄放热量的增加,实现了西红柿的安全过冬生产,同时将西红柿的上市时间至少提前20d。该研究成果对日光温室结构的改进、温度调控有较大的科学意义。     

LED在叶菜植物工厂中的应用

植物工厂作为一种资源集约型生产模式,可以大幅提高单位土地的利用率、产出率和经济效益,同时它受自然条件影响小,植物生产计划性强,生产周期短,自动化程度高,可以在极端的环境条件下保障食物供给和食品安全,有利于农业摆脱资源与环境的限制,实现农业的可持续发展。因此,对植物工厂的研究与应用已经成为众多设施园艺发达国家的重要课题之一,     

日光温室热压风压耦合自然通风流量的模拟

通风是温室环境调节的重要手段,通风流量计算涉及流量系数与风压体型系数,因此有必要定量分析不同通风模式下的通风流量及对应的系数,为通风调节提供理论依据。本文分析了热压风压耦合作用对通风流量的影响机理,构建了通风流量与热压风压作用关系的数理模型;采用CO₂气体示踪法测试日光温室模型(按1:5的比例缩小)在不同通风口宽度条件下的通风流量,将试验测得的通风流量、空气温度、风速和通风口宽度等参数代入模型,对模拟值与实测值进行多元线性拟合,得出拟合度最高的流量系数与风压体型系数。结果表明：当温室模型通风口宽度为3、5和7cm（相当于实际温室通风口宽度为15、25、35cm）时,热压风压耦合作用的通风流量可按G=0.81S•（H•?T/T)^0.5 +0.078S•u、G=0.63S•（H•?T/T)^0.5 +0.067S•u 和G=0.46S•（H•?T/T)^0.5 +0.058S•u分别计算,式中S、H、?T、T、u分别为通风口面积、宽度、室内外温差、室外温度和风速;相应的流量系数分别为0.78、0.60和0.44,风压体型系数分别为0.04、0.05和0.07;在总通风流量中,当室外风速高于1.5m·s^-1时,风压通风流量所占总通风流量的比例均高于50%,风压通风占主导作用;当室外风速大于2.5m·s^-1时,风压形成的通风流量所占比例均大于70%,说明此条件下可忽略温度即热压的影响。     

基于水源热泵的日光温室夏季夜间降温试验

周年高效、优质生产是日光温室的发展方向。针对日光温室夏季夜温过高、昼夜温差小且降温方法欠缺的问题,以设施园区地表水为冷源,以热泵作为能量提升、转换手段,对日光温室进行夜间降温,分析该方法的降温、除湿效果,对CO_2浓度累积的影响及系统能耗、冷凝水回收量等,探讨水源热泵用于日光温室夏季夜间降温的环境调控能力及节能节水效果。结果表明,在夏季高温夜间(20:00-06:00),水源热泵系统可有效降低试验温室内气温,平均温度比自然通风的对照温室低2.6-2.9℃;同时,试验温室内气温低于室外气温,平均温差为1.6-1.7℃。试验温室内夜间平均相对湿度为74.3%-78.6%,比对照温室降低了8.9%-12.6%。在06:00时试验温室内CO_2浓度可达1 430-1 660μL/L,约为对照温室的1.3-1.9倍,可在日出后一段时间内提升试验温室内作物的净光合速率。水源热泵系统运行稳定,日均制冷耗电量为19.3-19.9 W/m~2,日均性能系数(coefficient of performance,COP)值可达4.1-4.4。系统制冷耗电量及COP受进风温度、含湿量的影响,均呈显著正相关关系(P0.01)。系统降温过程冷凝水回收量实测值为0.37-0.45 kg/(m~2·d),可节约18%-21%的灌溉用水量。研究表明,水源热泵系统可有效用于日光温室夏季夜间降温、除湿,有助于CO_2浓度累积,并具备良好的节能、节水效果。该研究为日光温室安全越夏生产提供了有效的环境调控方法。     

基于CFD技术的日光温室自然通风热环境模拟

首先利用计算流体力学（CFD）软件,构建自然通风条件下日光温室内温度和气流场的模拟模型;其次,通过测量典型晴天前覆盖下通风口开启时日光温室内各测点的温度,将16个测点的实测值与模型模拟结果进行对比,对模型进行验证;然后,利用通过验证的模型模拟分析3种通风模式下（前覆盖上通风口单独开启、前覆盖下通风口单独开启以及上下通风口同时开启）日光温室内温度和气流场的分布。模拟结果表明：当温室前覆盖上通风口单独开启时,室外冷空气从通风口下端进入并迅速下行,然后通过通风口上端流出,温室内气流主要受热压的影响,空气流速小。当温室前覆盖下通风口单独开启时,温室内0.5m高度以下气流速度较大,室外冷空气从通风口下端进入,与地面、后墙、后坡和覆盖层进行热交换后,从通风口上端流出,温室内温度分布与气流走向一致。当温室前覆盖上、下通风口同时开启时,冷空气从下通风口进入,从上通风口流出,在通风口处气流速度较大。模拟条件下,温室单开上通风口或下通风口时室内平均温度为300.0K,但单开上通风口温室内温度分布更均匀;上、下通风口同时开启时,温室内温度为299.0K,通风降温效果明显优于单开一个通风口。     

地源热泵在日光温室中的应用

介绍了一种新型加热方式-地源热泵,并在顺义三高建造了地源热泵加热温室,对其加热效果进行了试验。测试结果表明,室外、试验温室与对照温室夜间平均温度分别为-7.9℃、14.4℃和8.7℃,加温效果明显。地源热泵加热与传统燃煤锅炉相比,平均节能为29.6%。     

多功能水耕栽培装置营养液自控系统的研制及应用效果(简报)

多功能水耕栽培系统由栽培床、封闭式循环供液系统、液温调控、增氧设施以及营养液自动检测与控制系统组成。经过半年运行试验结果表明:该系统可提高水耕栽培床的封闭性能,实现了对溶解氧的自动检测与控制和营养液数据的自动采集和自动控制功能。该系统解决了传统开放式水耕栽培装置营养液利用率低、控制水平差、污染严重、水资源浪费大等缺点,可有效提高产品的产量和品质。     

设施园艺与观光农业系列(7)"蔬菜树"观光栽培技术

蔬菜树式栽培也叫蔬菜单株高产栽培,是把具有无限生长特性的直立和蔓生草本蔬菜进行单株"树形化"或"巨型化"培育,以主攻植株冠幅面积、单株高产和延长生长结果周期为努力目标,是一种纯观光、科普型的栽培模式. 蔬菜树式栽培,首先是培育蔬菜植株的个体,使营养体不断壮大,把株型培育成"树形";其次,要努力实现植株多结果和周年均衡生长;再次是要尽可能延长生长结果的周期,追求株型的最大化.     

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的影响。结果表明：与红蓝光同时供光的处理相比,所有交替光处理下的生菜地上部鲜质量、LUE、EUE均有所提高,提高幅度分别为18.6%~53.6%、34.3%~78.6%、34.6%~79.4%,其中红蓝光30min间隔交替照射下生菜鲜质量、LUE、EUE均最高,分别为115.50g、5.84%、1.92%;交替光照射的处理之间,随着交替时间间隔的延长,叶片净光合速率有逐渐提高的趋势;红蓝光30min间隔交替照射下生菜叶片净光合速率、水分利用效率、Ψo、RC/CSo、PⅠabs、ABS/CS、TRo/CS、ETo/CS均得到显著提高,该处理下PSⅡ光合机构的比活性整体最高。纯红光下,生菜地上部生物量最大,但LUE和EUE均显著小于红蓝光30min间隔交替照射处理;纯蓝光下,PⅠabs表现为所有处理间的最大值,但LUE和EUE在处理间最低或与最低值无显著性差异,纯蓝光下总叶面积及整体光合能力受到限制;红蓝光5min间隔交替照射更有利于刺激生菜叶片中类胡萝卜素的合成和积累,进而有利于对光合器官的保护。