LED红蓝光波峰及RB对密闭植物工厂作物的影响.docxVIP

I摘 要密闭式植物工厂作为一种资源集约型的植物生产模式，可大幅提高单位土地的利用率、产出率和经济效益，在极端的环境条件下可以保障食物供给和食品安全。此外，它还具有节能、环保、控制精度高、产品品质好等特点。因此，密闭式植物工厂是实现农业的可持续发展的一个重要手段，它的发展可以帮助人类解决生存与发展所面临的重要问题。本文针对目前我国在密闭式植物工厂光环境研究方面相对滞后，同时尚无关于 LED 不同波峰对植物生长发育影响的研究现状，设计开发出两套适用于植物工厂的LED光源（即由660nm红光LED和450nm蓝光LED组成的LEDA型光源，以及由 630nm 红光 LED 和 460nm 蓝光 LED 组成的 LEDB 光源），并利用该光源装置进行 LED 不同波峰以及不同 R/B 配比下不同植物的栽培对比试验，及对不同光源装置的评估，旨在探求适合密闭式植物工厂生产使用的 LED 光源参数，同时提高植物产品品质，降低人工光源的制造成本和运行成本，为密闭式植物工厂内节能、环保、高效人工光源的开发提供科学依据。1. 通过对光源装置评估，得到以下结论：LEDB 型光源较 LEDA 型光源节能、轻便、经济实用。LEDB 型光源红光 LED 和蓝光 LED 的电能转化效率比 LEDA 型光源分别提高了 317.9%和38.5%；两种光源在总光量子流密度基本相同的前提下，LEDB 型光源较 LEDA 型光源节省电能62.5%；LEDB 型光源中 LED 灯珠个数每平方厘米比 LEDA 型光源减少了 1.8 个，节省了制造成本。LEDB 型光源还比 LEDA 型光源减掉 5Kg 重量，更加轻便，易于安装和移动。2. 通过栽培对比试验，得到以下结果：在两种光源中，光量子流密度 153±1μmol·m-2·s-1，R/B 配比为 8 时，莴苣植物的光合指标与营养指标最高，特别是在 LEDB 型光源照射下，R/B 配比为 8 时更是极大的节省了光源的耗电量，约为每株 2.35kW·h，较荧光灯对照节省耗电量 27.7%，较 LEDA 型光源节省耗电量 53.3%。3. 总光量子流密度为 153±1μmol·m-2·s-1, R/B 配比为 9 时，LEDB 型光源不仅能够满足黄瓜幼苗的生长发育需要，同时可以有效降低光源的耗电量，约为每株 0.36kW·h，比 LEDA 型光源平均每株节约电量 0.15 kW·h，降低运行成本，是适合密闭式植物工厂内黄瓜育苗的光源波长和比例。4. 总光量子流密度为 70±1μmol·m-2·s-1，波长为 660nm 和 450nm，R/B 配比为 2 时，铁皮石斛移栽苗的叶绿素 A 的含量和多糖的含量显著高于其他处理，而耗电量明显低于其他处理，是适合铁皮石斛组培苗移栽，并能降低耗电量的 R/B 配比。关键词 植物工厂，LED，R/B，节能I IAbstractThe closed plant factory, as a kind of plant production mode of energy and resource, can improvethe utilization rate of land, production efficiency and economic efficiency significantly. Especially, theclosed plant factory can ensure the food supply and food safety in extreme environmental condition. Inaddition, the closed plant factory also has the advantages of energy saving, environmental protective,high precision control, good quality and so on. Therefore, the closed plant factory is an importantmethod of achieving agriculture sustainable development. And the development of closed plant factorycan solve the problems of human survival and development which we are facing.According to the present situation of research about closed plant factory, namely, the research aboutlight enviro