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LED波長特性完全符合植物光合成和光形態建成的光譜需求

2014-2-21 13:31| 發佈者: 管理員| 查看: 43| 評論: 0|原作者: 管理員

摘要: 近年來,各國設施園藝面積發展迅速,植物生長的光環境控制LED照明技術已經引起重視。 設施LED園藝照明(Horticulture LED Lighting)技術主要應用於兩個方面:一、在日照量少或日照時間短的時候作為植物光合作用的補充 ...
近年來,各國設施園藝面積發展迅速,植物生長的光環境控制LED照明技術已經引起重視。

設施LED園藝照明(Horticulture LED Lighting)技術主要應用於兩個方面:
一、在日照量少或日照時間短的時候作為植物光合作用的補充照明;
二、作為植物光週期、光形態建成的誘導照明。  

1LED作為植物光合作用補充照明的研究 傳統人工光源產生太多熱量,如採用LED補充照明和水培系統,空氣能夠被迴圈使用,過多的熱量和水份可以被移除,電能能夠被高效地轉變為有效光合輻射,最終轉化為植物物質。研究表明:採用LED照明,生菜的生長速率、光合速率都提高20%以上,將LED用於植物工廠是可行的。  研究發現,與螢光燈相比,混合波長的LED光源能夠顯著促進菠菜、蘿蔔和生菜的生長發育,提高形態指標;能夠使甜菜生物積累量最大,毛根中甜菜素積累最顯著,並在毛根中產生最高的糖分和澱粉積累。  與金屬鹵化燈相比,生長在符合波長LED下的胡椒、紫蘇植株,其莖、葉的解剖學形態發生顯著的變化,並且隨著光密度提高,植株的光合速率提高。複合波長的LED可引起萬壽菊和鼠尾草兩種植物的氣孔數目增多。 

2LED作為植物光週期、光形態建成的誘導照明  特定波長的LED可影響植物的開花時間、品質和花期持續時間。某些波長的LED能夠提高植物的花芽數和開花數;某些波長的LED能夠降低成花反應,調控了花梗長度和花期,有利於切花生產和上市。由此可見通過LED調控可以調控植物的開花和隨後的生長。

3 LED應用於航太生態生保系統的研究  建立受控生態生保系統(Controlled Ecological Life Support System,CELSS)是解決長期載人航太生命保障問題的根本途徑,高等植物的栽培是CELSS的重要元件,其關鍵之一光照。  

基於空間環境的特殊要求,空間高等植物栽培中使用的光源必須具有發光效率高、輸出的光波適合於植物光合作用和形態建成、體積小、重量輕、壽命長、高安全可靠性記錄和無環境污染等特點。與冷白螢光燈、高壓鈉燈和金屬鹵素燈等其它光源相比較,LED更能有效地將光能轉化成光合有效輻射;此外,它具有壽命長、體積小、重量輕和呈固態等特點,因此,近年來在地面和空間植物栽培中倍受重視。研究表明LED照明系統能提供光譜能量分佈均勻的照明,其電能轉換為植物所需光的效率超過金鹵燈的520倍。

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