LED植物生长机

姓名:张志彪                  学号:16050120102

转载自https://wapbaike.baidu.com/item/led

【嵌牛导读】光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一，通过光质调节，控制植株形态建成是设施栽培领域的一项重要技术。

【嵌牛鼻子】光合作用      补光灯具    催生

【嵌牛提问】LED植物生长灯是一种怎样的工具?它的原理是什么？有何特征和用途?

【嵌牛正文】LED植物生长灯是一种以LED（发光二极管）为发光体，满足植物光合作用所需光照条件的人造光源。按类型分，属于第三代植物补光灯具！

      在缺少日光的环境，这种灯具可充当日光，使植物能够正常或者更好地生长发育。这种灯具有壮根，助长，调节花期、花色，促进果实成熟、上色，提升口感和品质的作用！

      植物生长灯更加具有环保节能的作用，LED植物灯给植物提供光合作用，促进植物生长，减短植物开花结果用的时间，提高生产！在现代化建设中，它是农作物不可或缺的产品。

        波长类型丰富、正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合；频谱波宽度半宽窄，可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱，；可以集中特定波长的光均衡地照射作物；不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化。

        led植物灯的特征：波长类型丰富、正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合；频谱波宽度半宽窄，可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱；可以集中特定波长的光均衡地照射作物；不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化。

        作为第四代新型照明光源，LED具有许多不同于其他电光源的特点，这也使其成为节能环保光源的首选。应用于植物培养领域的LED还表现以下特征：波长类型丰富、正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合；频谱波宽度半宽窄，可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱，；可以集中特定波长的光均衡地照射作物；不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化；此外，其特强的耐用性也降低了运行成本。由于这些显著的特征，LED十分适合应用于可控设施环境中的植物栽培，如植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗和航天生态生物园。

        有机种植是一种在生产中不使用化学合成的肥料、农药、生长调节剂，也不采用基因工程和离子辐射技术，而是遵循自然规律，采取农作、物理和生物的方法来培肥土壤、防治病虫害，以获得安全的生物及其产物的农业生产体系。

        其实有机种植也不是完全不用肥料的，但能用的就是有机肥料：经高温发酵无害化处理后的农家肥，矿物质肥，生物菌肥等。基于这种施肥的局限性，植物的生长周期必定受到影响，对现时市场大量需求显得供不应求了，所以，缩短生产周期是其中的一个办法。

        LED植物灯，有助缩短植物的生长周期，因为这种灯的光源主要是由红蓝光源组成的，采用植物最敏感的光波段，红光波长使用620-630nm和640-660nm, 蓝光波长使用450-460nm和460-470nm。这些光源都是让植物产生最佳的光合作用，植物得到最佳的生长状态，实验和实际应用都表明，除了给植物在缺光时间里得到补光外，还让植物在生长过程中促进多发侧枝和芽的分化，加快根茎叶生长，加快植物碳水化合物的合成和维生素的合成，缩短了生长周期。

        在全球有机食物需求快速增加的情况下，大力发展有机种植是越来越多生产者的机遇。

        近十年来，中国设施园艺面积发展迅速，植物生长的光环境控制照明技术已经引起重视。设施园艺照明技术主要应用于两个方面：

一、在日照量少或日照时间短的时候作为植物光合作用的补充照明；

二、作为植物光周期、光形态建成的诱导照明。

1、LED作为植物光合作用补充照明的研究传统人工光源产生太多热量，如采用LED补充照明和水培系统，空气能够被循环使用，过多的热量和水份可以被移除，电能能够被高效地转变为有效光合辐射，最终转化为植物物质。研究表明：采用LED照明，生菜的生长速率、光合速率都提高20%以上，将LED用于植物工厂是可行的。

        研究发现，与荧光灯相比，混合波长的LED光源能够显著促进菠菜、萝卜和生菜的生长发育，提高形态指标；能够使甜菜生物积累量最大，毛根中甜菜素积累最显著，并在毛根中产生最高的糖分和淀粉积累。

        与金属卤化灯相比，生长在符合波长LED下的胡椒、紫苏植株，其茎、叶的解剖学形态发生显著的变化，并且随着光密度提高，植株的光合速率提高。复合波长的LED可引起万寿菊和鼠尾草两种植物的气孔数目增多。

2、LED作为植物光周期、光形态建成的诱导照明。特定波长的LED可影响植物的开花时间、品质和花期持续时间。某些波长的LED能够提高植物的花芽数和开花数；某些波长的LED能够降低成花反应，调控了花梗长度和花期，有利于切花生产和上市。由此可见通过LED调控可以调控植物的开花和随后的生长。

3、 LED应用于航天生态生保系统的研究

        建立受控生态生保系统是解决长期载人航天生命保障问题的根本途径，高等植物的栽培是CELSS的重要元件，其关键之一光照。

        基于空间环境的特殊要求，空间高等植物栽培中使用的光源必须具有发光效率高、输出的光波适合于植物光合作用和形态建成、体积小、重量轻、寿命长、高安全可靠性记录和无环境污染等特点。与冷白荧光灯、高压钠灯和金属卤素灯等其它光源相比较，LED更能有效地将光能转化成光合有效辐射；此外,它具有寿命长、体积小、重量轻和呈固态等特点，因此，近年来在地面和空间植物栽培中倍受重视。研究表明LED照明系统能提供光谱能量分布均匀的照明，其电能转换为植物所需光的效率超过金卤灯的520倍。

        近日，科技部在深圳会展中心组织“十一五”国家863计划半导体照明重大项目科技成果汇报展，全面展示“十一五”863计划半导体照明重大项目取得的成果和科技创新成就。科技部副部长曹健林亲临展会视察。

        应科技部邀请，南京农业大学农学院徐志刚教授承担的863计划项目“半导体照明光源在植物组培中的应用研究”到会参展。南京农业大学展示的“LED植物组培灯”、“LED植物灯”、“LED智能生物培养箱”和“LED植物培育智能光控系统”等系列研究成果受到产业界广泛关注。

        在国家“十一五”863高技术研究计划中，科技部创新性的开启了LED在农业领域应用的研究进程，经过竞争答辩，南京农业大学成功获得863课题立项和资助，这是“十一五”期间唯一得到国家立项的农业照明类课题。基于5年多的成果积累和组培室特征，该项目组通过优化光谱能量参数、制造工艺和外形设计，研制出的LED组培灯，具有高效、节能、长寿命和安装便捷的特征。与荧光灯相比，使用LED组培灯，能够增强苗的品质、提高优质苗率、缩短育苗周期和降低能耗成本；寿命提高10倍；节电69.7%；1.5年即可回收初期投入，无需后期投入；在寿命期内，总计可节省费用176764元；组培架层高降低35%，提升操作舒适度和工作效率；空间利用率提高35%。