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| 溫室大棚L(fēng)ED燈人工補光特點和優(yōu)勢 | |
| 發(fā)布時間:2016-12-15 08:44:40 | 瀏覽次數(shù)： | |
| 發(fā)光二極管(LED)從產(chǎn)品問世到現(xiàn)在發(fā)展迅速，相對于其他人工補光光源以成為溫室大棚人工補光的最佳選擇。以下是我們奧農(nóng)苑溫室大棚建設(shè)溫室工程人員總結(jié)的溫室大棚采用LED燈人工補光的特點和優(yōu)勢。 發(fā)光二極管(LED)從1968年第一批產(chǎn)品問世至今，其技術(shù)飛速發(fā)展，不僅亮度平均每年提高20倍，而且價格也降低為最初的1/100，特別是近3年來下降了近50%。LED可提供各種波長的單色光，常用的有發(fā)光譜峰450nm的藍光LED,660nm的紅光LED和735nm的遠紅光LED,且光譜寬度小于±30nm。上述發(fā)光波長正好與植物光合作用和光形態(tài)形成的光譜范圍相匹配。普通亮度的LED發(fā)光強度小于10mcd；高亮度的LED發(fā)光強度介于10-100mcd；超高亮度的LED發(fā)光強度大于100mcd。超高亮度高指向性紅光LED的最小/一般亮度為22000/25000mcd；超高亮度高指向性藍光LED的最小/一般亮度為5000/7000mcd。LED的發(fā)光強度（法向光強）是表征發(fā)光器件發(fā)光強弱的重要性能。當(dāng)偏離正法向不同角度時，光強也隨之變化。高指向性的LED其發(fā)光強度降低到中心強度的一半時所對應(yīng)的角度即半值角為5°-20°;標(biāo)準(zhǔn)型的半值角為20°-45°。大于LED的視角，則光強值為零。水平面上任一點與LED的連線與垂直方向所成的角度小于LED的視角時，可依角度-強度回歸式計算此角度對應(yīng)的光強度。角度-強度回歸式可由廠家提供的型號參數(shù)資料中求得，也可用LED光強角度測試儀測得后進行回歸得到。其次，距離LED—定距離的水平面上每一點光照強度值還需依據(jù)點光源之倒平方法則。因此，最小/一般亮度為22000/25000mcd的紅光LED,其正下方2cm處的光照強度為58750lx,10cm處的為2350lx。而最小/一般亮度5000/7000mcd的藍光LED，正下方2cm處的光照強度為15000lx，10cm處的為600lx。而一般植物2000k下沒有凈光合作用，再者要達到植物栽培面的光合成有效光量子流密度分布盡可能均勻，選擇距離10cm較合適。由此可見，單顆超高亮度LED還未能提供足夠的光照強度以供溫室大棚植物正常生長，但多顆LED通過組裝設(shè)計就能滿足溫室大棚植物的光需求。 早在1991年Bula等使用紅光LED配上藍光熒光燈作為組培光源，成功栽培了生菜和天竺葵。1996年Okamoto等使用超高亮度紅光LED與藍光LED,在藍光與紅光光量子數(shù)之比為1:2下可正常培育蔬菜。應(yīng)用LED已成功栽培的組培苗品種還有菠菜,虎頭竺,蝴蝶蘭,香蕉和馬鈴暮等。在與使用日光燈管的栽培方式比較后，發(fā)現(xiàn)LED作光源的組培苗生長數(shù)月后在濕質(zhì)量、干質(zhì)量、葉片數(shù)、葉寬、根數(shù)和根長上并無差異，證實在環(huán)控室中使用LED為栽培光源來栽培組培苗是可行的，與其他光源栽培下之苗株在出瓶后的后續(xù)生長上亦無發(fā)現(xiàn)明顯差異。2004年Tamulaitis等開始在溫室大棚中運用高功率LED栽培植物，使用640nm的紅光LED,660nm的紅光LED,455nm的藍光LED和735nm的遠紅光LED作溫室大棚人工光源成功栽培了蘿卜和生菜，但4種LED沒有組合在一起，布置在作物上方的不同位置，LED的高指向性致使照明區(qū)域內(nèi)的R/B和R/FR不均勻。  由于LED光源安裝時可距離植株較近，加上它的光效比熒光燈還要高2倍，因此，單位栽培面積上需配置的功率數(shù)較低。 作為溫室大棚植物生產(chǎn)用的人工光源，LED光源具有以下優(yōu)點： ①體積小，強固，設(shè)施小型化，可用于多層栽培立體組合系統(tǒng)；②由于是冷光源，可實現(xiàn)近距離照明，可降低降溫成本；③脈沖間歇照射，使植物有足夠的暗期合成有機物，從而促進植物生長；④使用期間衰減少，平均壽命長達1萬小時，使用壽命達5-10年;⑤亮度高，能耗低，耗電量低，僅為白熾燈的1/10;⑥可選擇按特定波長，具有針對性，單一波長的LED要比波段寬的太陽光更能促進光合作用；⑦使用直流電，可通過調(diào)頻與調(diào)工作比進一步省電。因此，使用LED作植物生產(chǎn)的人工光源，只要通過調(diào)節(jié)紅色、藍色和遠紅色光源的數(shù)量，即可實現(xiàn)R/B比和R/FR比的調(diào)節(jié)，從而促進光合作用和控制植株形態(tài)。 鄭州奧農(nóng)苑農(nóng)業(yè)科技有限公司溫室大棚建設(shè)網(wǎng)總結(jié) 溫室大棚人工補光技術(shù)的應(yīng)用對于推進溫室大棚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著十分重要的作用。與廣闊的光譜范圍的其他人工光源相比，發(fā)射單色光的LED光源目前還存在著難以應(yīng)對更多種類作物的問題。此外，盡管最小/一般亮度為22000/25000mcd的紅光LED價格為0.8元?顆;最小/一般亮度5000/7000mcd的藍光LED價格為0.28元/顆，原先限制其運用的價格障礙已不再存在，但是作為植物生長光源應(yīng)用，LED光源受制于其單顆提供的光照度有限，必須組合使用才能達到理想的光照強度。而紅光LED、藍光LED和遠紅光LED的驅(qū)動電壓是不同的，必須設(shè)計3套電路給其供電。盡管LED光源已成功應(yīng)用于組培苗栽培，但組培室中組培苗的受光特性完全不同于溫室大棚作物，并且組培苗對光的需求相對較低，所以針對溫室大棚應(yīng)用的LED成套光源還有待于進一步加快研制。由于較傳統(tǒng)人工光源具有明顯的優(yōu)勢，LED光源部分替代甚至完全替代傳統(tǒng)人工光源應(yīng)用于溫室大棚補光將為期不遠。 |
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