人工光源在閉鎖式植物工廠中的應(yīng)用研究.pdf

1、閉鎖式植物工廠是設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段,具有節(jié)能、環(huán)保、控制精度高、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn),發(fā)展前景廣闊.針對目前國內(nèi)外植物工廠的現(xiàn)狀以及栽培設(shè)施內(nèi)環(huán)境控制水平低、產(chǎn)量低、植株品質(zhì)差、成本高等問題,本研究利用不透光的絕熱材料建設(shè)了一個人工光型閉鎖式植物工廠,設(shè)計(jì)開發(fā)了實(shí)時動態(tài)監(jiān)控的環(huán)境控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)環(huán)境因子的高精度控制,為植物生長提供優(yōu)化的物理環(huán)境;研制了種苗繁育LED光環(huán)境調(diào)控裝置、光照距離可調(diào)式熒光燈板,有效地改善植物生長所需的光環(huán)境,

2、提高植物的光能利用率;通過負(fù)載可調(diào)式空調(diào)與空氣循環(huán)系統(tǒng),調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)和能量的流動,節(jié)省資源;采用營養(yǎng)液循環(huán)供液系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的再循環(huán)利用;通過對環(huán)境控制系統(tǒng)的試驗(yàn)研究以及相關(guān)的生物學(xué)試驗(yàn),為閉鎖式植物工廠以及新型節(jié)能環(huán)保光源LED在育苗領(lǐng)域的應(yīng)用研究提供了理論和試驗(yàn)依據(jù). 1、試驗(yàn)結(jié)果表明,環(huán)境控制系統(tǒng)可對植物工廠內(nèi)的溫度、相對濕度、CO<,2>濃度和光照進(jìn)行綜合調(diào)控.溫度實(shí)現(xiàn)周期波段式控制,控制范圍為15℃～29~C,

3、控制精度達(dá)到±0.5℃;相對濕度控制在50﹪-85﹪;COE濃度控制在1000±30μmol.mol<'-1>;熒光燈PPFD調(diào)整范圍67～200μmol m<'-2>S<'-1>; 2、LED光環(huán)境調(diào)控裝置中兩種LED的波長分別達(dá)到660±5nm和450±5nm,PPFD調(diào)整范圍為0～250μmol·m<'-2>·s<'-1>,光譜比例在一定范圍內(nèi)可任意調(diào)整,可針對多種植物進(jìn)行相關(guān)研究. 3、人工光與自然光環(huán)境下生菜栽

4、培對照試驗(yàn)充分表明閉鎖式植物工廠內(nèi)兩個品種的光合速率顯著高于溫室指標(biāo),散葉生菜光合速率為對照的1.8倍,奶油生菜為對照的1.3倍.奶油生菜和散葉生菜處理的地上部鮮重最大值分別為143.9g和132.7g,為對照的1.2倍和1.4倍;葉片數(shù)分別達(dá)到了36.7片和25.6片,為對照的1.4倍和1.3倍. 4、人工光與自然光環(huán)境下黃瓜育苗對照試驗(yàn)表明LED光環(huán)境下植株生長速率高于其他處理,主要表現(xiàn)在葉面積大,葉片數(shù)多,葉片生長速度快,