人工光源在閉鎖式植物工廠中的應用研究.pdf

1、閉鎖式植物工廠是設施農業(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,發(fā)展前景廣闊.針對目前國內外植物工廠的現(xiàn)狀以及栽培設施內環(huán)境控制水平低、產(chǎn)量低、植株品質差、成本高等問題,本研究利用不透光的絕熱材料建設了一個人工光型閉鎖式植物工廠,設計開發(fā)了實時動態(tài)監(jiān)控的環(huán)境控制系統(tǒng),可實現(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)境調控裝置、光照距離可調式熒光燈板,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;通過負載可調式空調與空氣循環(huán)系統(tǒng),調控系統(tǒng)內部的物質和能量的流動,節(jié)省資源;采用營養(yǎng)液循環(huán)供液系統(tǒng),實現(xiàn)了物質的再循環(huán)利用;通過對環(huán)境控制系統(tǒng)的試驗研究以及相關的生物學試驗,為閉鎖式植物工廠以及新型節(jié)能環(huán)保光源LED在育苗領域的應用研究提供了理論和試驗依據(jù). 1、試驗結果表明,環(huán)境控制系統(tǒng)可對植物工廠內的溫度、相對濕度、CO<,2>濃度和光照進行綜合調控.溫度實現(xiàn)周期波段式控制,控制范圍為15℃～29~C,

3、控制精度達到±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調整范圍67～200μmol m<'-2>S<'-1>; 2、LED光環(huán)境調控裝置中兩種LED的波長分別達到660±5nm和450±5nm,PPFD調整范圍為0～250μmol·m<'-2>·s<'-1>,光譜比例在一定范圍內可任意調整,可針對多種植物進行相關研究. 3、人工光與自然光環(huán)境下生菜栽

4、培對照試驗充分表明閉鎖式植物工廠內兩個品種的光合速率顯著高于溫室指標,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,