led在农业方面的应用现状

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农业照明追捧LED植物照明的5大关键问题

农业照明追捧LED植物照明的5大关键问题地球上的绝大多数动物与植物的生长都离不开太阳光的照射，但在不同区域和不同时间，太阳光的供应是有限及有区别的，避开光照的周期，仍然有很多光照不足的情况，因而人工光源在动植物的生长中的补光应运而生。

在LED技术之前，主要依靠高压钠灯、荧光灯等光源进行，然而这类传统光源在光谱与能量上很不灵活，且由于动植物的多样性，不同的物种对人工补光要求可能不同，使得人工补光的应用发展缓慢。

LED是近年来快速发展的照明技术。

除了光效、寿命等方面较传统光源具有很大优势外，LED在光谱空间、时间、及尺度空间等的巨大灵活性，造就了LED在动植物补光上巨大的应用前景。

同时，近年来LED技术不断完善，光效等不断提高，价格快速下降，推动了LED 用于农业照明的实质性进展。

但由于农业照明涉及面的复杂性，使得目前LED用于农业照明总体上是处于不断的试验摸索阶段，有很多理论问题与实践问题尚未解决，本文试图在这些方面进行一些片面的阐述。

1农业照明的多学科性如果把植物照明与动物照明纳入农业照明范围内，则其所涉及的学科包括植物学、动物学、生物统计学、照明技术、控制技术等。

前三者是生物学的领域，后两者是照明技术的领域，学科跨度很宽，在这几门学科中，照明技术是技术手段，而生物学领域的内容是实验过程与结果评判。

总体来说，生物学领域的知识是进行农业照明的最重要部分，但目前农业照明主要指的是采用LED的照明技术，而LED的高度灵活性，使得进行农业照明过程中，作为主体的农业或者生物领域的科学家，需要照明学家的高度配合，以实现各种动植物物种的最佳照明条件，同时照明学科在视觉领域的成功完善，也是农业照明值得借鉴的。

因此，农业照明的学科与技术进步，需要农业及生物领域的科学家与照明领域的科学家密切配合。

2农业照明的复杂性作为一项与农业相关的科学与技术，农业照明继承了农业科学的复杂性特点，如前所述，其中包括两个方面：农业与照明。

浅析LED在农业照明领域研究进展及应用现状概要

浅析LED在农业照明领域研究进展及应用现状一、现代农业照明光源的需求农业是国民经济的基础,日常生活中的肉蛋奶、蔬菜、花卉、瓜果、食用菌等农副产品的很大一部分都是在设施条件下生产出来的,其中农业照明起到了极为重要的作用。

总体上来看,在现代农业的很多领域,如设施植物生产、集约化养殖业、水产捕捞、病虫害防治、食用菌生产及微藻繁殖等,都与人工照明有着极其密切的关系。

植物生产对人工照明的需求方面,俗话说“万物生长靠太阳”,光照是地球上生物赖以生存与繁衍的基础,作物的光合作用离不开光照,光照条件的好坏直接影响作物的产量和品质。

自然界中,太阳的光照随地理纬度、季节和天气状况的不同而变化,高纬度地区冬季日长变短以及其它地区冬春季节连阴、雨、雪、雾天气等特定气候条件下,光照强度和光照时间不足的现象时有发生,因此,在现代植物生产系统中(如温室、大棚等人工补光已经成为高效生产的重要手段。

此外,在密闭式人工光生产系统,如植物工厂、组培车间、育苗工厂等,采用完全人工光进行光合作用,因此也离不开对人工照明光源的需求。

在养殖生产对人工照明的需求方面,集约化养鸡场、养猪场等都在封闭或半封闭环境下进行饲养,人工光源不仅能起到照明的作用,而且对畜禽生产性能也会产生重要影响。

大量的研究表明,在畜禽养殖过程中,照明光源的颜色与波长、光照的时间与强度、光照期与黑暗期的配合等都会对畜禽的生产性能、生理特性、行为特性、体质健康等产生显著影响。

适宜的人工照明,能够克服了畜禽繁殖生理机能季节性限制,使其遗传潜力能最大限度地发挥出来,增加畜禽养殖的经济效益。

在水产捕捞与灯光诱鱼对人工照明的需求方面,自公元8世纪开始,人们利用鱼对光的敏感性,就采用灯光进行集鱼与捕鱼。

多年来,世界各地一直存在使用火或其他形式的灯光捕鱼的方法,如今这些捕鱼方法已经成为许多国家现代渔业的一个重要特征。

一些学者还对不同颜色光源的诱鱼效果进行了试验,结果表明,蓝光具有更深的水体穿透性,使用以蓝色为主体的人工光源可以取得更好的捕捞效果。

LED植物生长灯在工业大棚中的应用

LED植物生长灯在工业大棚中的应用随着科技的不断发展，LED植物生长灯已经开始在工业大棚中得到了广泛的应用。

作为一种先进的植物生长技术，LED植物生长灯具备高效、节能、环保等优点，可以为工业大棚提供良好的生长环境，提高植物的产量和品质。

本文将探讨LED植物生长灯在工业大棚中的应用及其优势。

一、 LED植物生长灯的基本原理LED植物生长灯是利用LED光源直接照射植物，提供植物所需的光谱和光照强度，促进其生长发育的一种灯具。

其基本原理是通过LED光源发出的蓝光和红光，可以更好地模拟阳光的光谱，提供植物所需的光合作用所需的光谱和光照强度，从而促进植物的生长发育。

二、 LED植物生长灯在工业大棚中的应用1. 提高产量和质量在工业大棚中，使用LED植物生长灯可以为植物提供良好的光照环境，促进其生长和发育。

不同颜色的LED灯光可以更好地满足不同植物生长的需求，有效提高植物的产量和品质。

加强对光照的控制，可以更好地管理作物的繁殖和生长，促进植物的生长发育，提高产量和质量。

2. 节能降耗相比传统的高压钠灯、荧光灯等灯具，LED植物生长灯具有更高的能效和更低的能耗。

利用LED灯光直接照射到植物上，可以更加精确地控制光照强度和光谱，减少能量的浪费和损耗。

同时，LED灯具寿命长，使用寿命可以达到数万小时，长期使用可以有效降低维护和更换成本。

3. 促进可持续化发展工业大棚中，使用LED植物生长灯可以减少或者消除对自然环境的污染，降低对能源和资源的需求。

在控制光照和环境的情况下，还可以节约用水和化肥等资源，达到可持续化的发展目标。

三、 LED植物生长灯在工业大棚中的发展趋势随着人们对环保、节能和生产效率要求的不断提高，LED植物生长灯在工业大棚中的应用前景越来越广阔。

未来，随着科学技术的不断发展和灯具制造技术的不断成熟，LED植物生长灯将具备更高的性价比和更广泛的应用场景。

结语综上所述，LED植物生长灯在工业大棚中应用的优势不言而喻，其高效节能、环保的特点，为工业大棚提供更好的生长环境，促进植物生长发育，提高产量和品质。

LED光源在农业照明领域的市场需求分析

LED光源在农业照明领域的市场需求分析摘要：基于LED光源的农业照明在欧美国家得到了大力发展，各国政府都在积极推广LED农业照明，中国在农业照明领域的LED技术兴起于最近几年。

实践证明，LED光源可以完全替代自然照明和传统人工照明，并根据农作物不同的生理时段调节光照波长，缩短了农作物的生长周期、增加产量、减少病害、提高了农产品品质。

研究了LED光源在农业照明领域的优势，并对LED光源在农业照明领域的市场潜在需求进行分析和统计，结果表明LED光源在农业照明领域的应用前景广阔，市场潜力巨大。

关键词：LED光源；农业照明；需求分析随着LED技术的发展，美国、日本、韩国等纷纷将LED农业照明应用作为重要的发展方向，国内外的众多厂商也纷纷进军农业照明领域。

LED光源在农业照明中的应用主要包括植物生产、养殖业、微藻培养、食用菌生产等，在欧美国家应用非常广泛，并取得了良好的经济效益。

2010年4月，日本的三菱化学公司采用废旧大型集装箱，将其改造成植物工厂辅以现代信息管理技术和LED 为光源进行作物的光合作用。

为适应新生的植物工厂的需求，日本昭和电工专门为“植物工厂”开发了LED产品，可以发射促使农作物生长的特定波长的红光，目前已被日本10多家植物工厂采用，2010年的销售额达10亿日元[1]。

欧洲尤其是北欧地区的LED农业照明也发展迅速，北欧地区由于地理位置原因，长期处于半极昼和半极夜状态，气温和光照均不利于农作物的生长，采用了温室加LED照明技术后，农产品质量大幅度提高，并最大限度地满足了本国的农产品供应。

美国农业部则拨出巨额资金资助Purdue大学进行LED照明技术的研究，用于改善不良自然环境下的农业发展状况。

目前，国内农业照明中已开始采用LED，如陕西杨凌农业示范区建立太阳能光伏LED植物工厂等。

除了一些应用外，LED在农业领域应用的相关技术研发也逐渐受到关注。

2010年12月“植物工厂创新成果发布会”在中国农业科学院举行，北京中环易达设施园艺科技有限公司推出了家庭版植物工厂以及家庭园艺系列产品，并分别与荷兰飞利浦照明、日本三菱化学、松下（中国）电工、台湾亿光、扬子电器、欧琳集团等数十家国际知名企业签署战略合作协议，就LED 植物照明光源、工业控制、空调环境控制、营养液制剂等领域的技术创新、市场开发等达成一致。

led的应用领域

led的应用领域LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，具有发光功能。

自20世纪60年代问世以来，LED技术不断发展，如今已经广泛应用于各个领域。

本文将详细介绍LED的应用领域。

1. 照明领域LED照明是目前LED应用的最主要领域之一。

传统的白炽灯和荧光灯相比，LED照明具有节能、寿命长、无汞等显著优势。

LED照明产品包括LED灯泡、LED灯管、LED投光灯等，广泛应用于室内照明、街道照明、景观照明等各个场所。

2. 显示屏领域LED在显示屏领域的应用也非常广泛。

LED显示屏以其高亮度、高对比度、色彩鲜艳等特点，被广泛应用于户外广告牌、体育场馆、大型商场的室内广告牌、舞台背景等场所。

此外，LED还用于电子显示器、手机屏幕、电视背光等领域。

3. 汽车领域随着汽车工业的发展，LED在汽车领域的应用也得到了迅猛的发展。

LED车灯具有低功耗、高亮度、寿命长等特点，被广泛应用于汽车的大灯、刹车灯、转向灯、日间行车灯等。

LED车灯不仅提高了行车安全性，还具有美观、时尚的外观。

4. 通信领域LED还在通信领域有着重要的应用。

由于LED具有高速调制的能力，可以用于光通信。

LED光通信具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，被广泛应用于短距离的数据传输和室内无线通信。

5. 医疗领域LED在医疗领域也有着广泛的应用。

LED光源可以用于医疗设备，如手术室的照明设备、牙科设备的照明等。

LED光源具有无紫外线、无红外线、光色可调节等特点，对于医疗操作和病人的安全非常重要。

6. 农业领域LED在农业领域的应用也逐渐增多。

LED可以提供植物生长所需的光谱，对植物的生长和发育有着重要的影响。

LED植物生长灯可以用于植物的人工光照，使植物在无阳光的环境中也能正常生长。

此外，LED还可以与传感器结合，实现智能农业的发展。

7. 安防领域LED在安防领域的应用也越来越广泛。

LED具有高亮度、低功耗、长寿命等特点，非常适合用于安防监控系统中的夜视摄像头、警灯等设备。

LED植物照明灯具在植物工厂照明领域的应用及展望

【摘要】植物工厂因此资源有效利用的优势，近年来在很多国家得到快速发展。

而作为其中重要环节之一的照明，其设备也在得以日新月异的进步。

本文通过介绍了植物工厂的由来和led植物照明灯具的发展现状，进而分析了led光源与其他光源的一个优势，并且对未来led 植物灯具以及植物工厂进行了展望。

【关键词】led植物灯具;优势和现状;发展趋势0 引言植物工厂是采用现代农业工程和机械技术，改变自然环境，为动植物生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥等环境条件，从而实现动植物的可控生长的新型农业方式。

光照设备是作为植物工厂中的一个重要的环节，也在进行着日新月异的变化，特别是led照明灯具的广泛使用，使得植物工厂具有了更广泛的发展前景。

1 植物工厂的由来根据联合国估计，到2050年全球人口将再增加30亿人，这表示人类需要额外开发10亿公顷的耕地，才可避免粮食短缺;但目前所面临的问题是全球可以耕种的农地几乎都已开发，而城市化发展的大趋势又使得很多土地变为了钢筋水泥的建筑。

因此如何更高效的利用土地资源发展农业成了全世界的课题，植物工厂的概念也应运而生。

美国在1950年代率先提出植物工厂的概念，并在1970年代将其商业化。

日本植物工厂业者遂利用其概念进行研发，将作物种植于环控室内并试着为它们找出最佳的生长环境。

植物工厂是的目的主要是希望最大化的利用有限空间，在一年四季中皆可以人工控制的方式控制培育环境，例如光照，温度，湿度，二氧化碳浓度以及培养液成分等，以实现高质量作物的产出。

一般来说，通过控制外部环境，植物工厂的蔬菜生长速度可以达到户外常规蔬菜种植的2-4倍，单位土地利用率可达户外常规蔬菜种植的40-108倍。

2 led植物生长灯具的优势和现状led植物生长灯具在植物工厂照明系统中具备很大的优势和发展潜力，这主要是由它自身特定所决定的。

2.1 led植物生长灯具特有的波长优势led植物生长灯具一直以来都被看作是未来植物照明领域的主流光源。

LED在设施农业中的应用

管（Ｅ的亮度与效率也大幅度提高，得这种光源在设施农业生产中的应用变为可行，其对封闭可调控的ＬＤ）使尤设施农业环境（如植物工厂，织培养室、物生长箱等）是一种非常合适的人工光源。为此，要介绍了ＬＤ组植主Ｅ在设施农业中的应用及发展趋势。关键词：人工光源；发光二极管（Ｅ；设施农业；光质ＬＤ）
质之问的关系。这里所说的单色光，不是指严密的并单波长的光，而是指在自然光分成为为紫外、色、蓝绿色、色、红外光的情况下，种颜色所在特定波段红远各
的光。
２ＬＤ在基础研究中的应用Ｅ
段带通滤波器来实现。
泛应用，对于研究光质与植物的光形态建成和光合作
用之间的关系有着非常重要的意义。
１植物与光
植物对光的反应，分为光合作用和光形态建成可两类：合作用，利用光能合成有机物的反应；形光是光态建成（称形态形成）是光作为信号触发而引起植又，物的形态反应，种子发芽、化（芽形成，的形如分花叶成等）运动（孔关闭，、气叶绿体运动）向光性等。、光在光质、强、照时间（光周期）光光或３个方面影响植物的生长发育。在不同光强光质的作用下，植物会产生各种不同的形态形成反应，影响其发育的并过程。因此，色光的ＬＤ非常适用于研究植物与光单Ｅ

LED光生物安全性及其生物功能运用分析

LED光生物安全性及其生物功能运用分析1. 引言1.1 LED光生物安全性及其生物功能运用分析概述LED光的生物安全性评估是保障其在生物体内应用的前提。

LED光作为低能量光源，其辐射对生物体的损伤相对较小，但仍需进行系统的安全性评估，以确保其在生物体内的应用不会引起不良影响。

LED光在生物学研究中的应用具有广泛的前景。

通过调节LED光的波长和强度，可以对生物体的生物学过程进行精细的控制和研究，为生物学领域的发展提供新的思路和方法。

LED光在医学、农业和环境保护等领域的生物功能运用也备受关注。

在医学领域，LED光被应用于照射治疗和疾病诊断；在农业领域，LED光可用于植物生长调控和疾病防治；在环境保护领域，LED光可以用于污水处理和环境监测等方面。

LED光的生物安全性及其生物功能运用具有重要的意义和广阔的前景。

通过深入研究和探讨，可以更好地发挥LED光在不同领域的潜力，促进生物科学领域的发展和进步。

2. 正文2.1 LED光的生物安全性评估LED光的生物安全性评估还包括对生物体对不同波长和频率LED光的敏感性以及对LED光照射时间和强度的耐受性等方面的研究。

通过对LED光照射后生物体的生理和生化指标进行监测和分析，可以全面评估LED光在不同生物系统中的安全性。

LED光的生物安全性评估是一项复杂而重要的工作，对LED光的生物功能应用具有重要指导意义。

未来的研究需要更加深入地探索LED光与生物体之间的相互作用机制，以确保LED光在各领域的安全应用和发展。

2.2 LED光在生物学研究中的应用LED光在生物学研究中的应用非常广泛，其主要通过调控生物体内的生物化学过程、细胞代谢和基因表达来实现。

LED光可以被用于植物生长实验中，通过不同波长的光照来促进植物的生长和开花。

LED 光还可以用于细胞培养和细胞诱导分化实验中，可以通过不同波长的光照来影响细胞的增殖和分化速率。

在动物研究中，LED光也被广泛应用于行为学实验、疾病模型制备和蛋白质表达等方面。

光电信息技术在农业领域的应用前景

光电信息技术在农业领域的应用前景在当今科技飞速发展的时代，光电信息技术作为一门前沿交叉学科，正逐渐渗透到农业生产的各个环节，为农业现代化带来了新的机遇和变革。

光电信息技术涵盖了光学、电学、信息技术等多个领域，包括激光技术、光谱分析、成像技术、传感器技术等，这些技术在农业中的应用前景十分广阔，有望解决农业生产中的诸多难题，提高农业生产效率和质量，促进农业可持续发展。

光电信息技术在农业资源监测方面发挥着重要作用。

例如，利用卫星遥感技术和高分辨率光学成像设备，可以对大面积的农田进行实时监测，获取土壤湿度、肥力、植被覆盖度等信息。

通过对这些数据的分析，农民能够精确地了解农田的状况，从而合理规划灌溉、施肥和种植策略，避免资源的浪费和环境的污染。

此外，光电传感器还可以用于监测农田中的水质和空气质量，及时发现农业生产中的环境污染问题，为农业生态环境保护提供有力的支持。

在农作物生长监测方面，光电信息技术也具有显著的优势。

多光谱成像技术和高光谱成像技术能够捕捉到农作物在不同生长阶段的光谱特征，从而反映出农作物的生长状况、营养状况和病虫害情况。

与传统的人工监测方法相比，这种非接触式的监测方式不仅效率高，而且能够提供更加准确和全面的信息。

例如，通过分析农作物叶片的反射光谱，可以判断其叶绿素含量，进而了解农作物的光合作用效率和营养状况。

同时，利用红外热成像技术可以检测农作物的温度分布，及时发现病虫害引起的异常发热现象，为病虫害的早期预警和防治提供依据。

在农业精准灌溉方面，光电信息技术也大有用武之地。

基于土壤水分传感器和光学传感器的精准灌溉系统能够实时监测土壤水分含量和农作物的需水情况，实现按需灌溉。

这种精准灌溉方式不仅可以节约用水，还能够提高农作物的产量和品质。

例如，滴灌技术结合光电传感器，可以根据农作物的根系分布和需水规律，精确控制灌溉水量和时间，使水分直接供应到农作物的根部，减少水分的蒸发和流失。

在农产品质量检测方面，光电信息技术同样具有重要的应用价值。

LED在我国农业相关领域的研究与应用

ＦＡＮＧｕｏｃｈｅｎｇ，ＷＡＮＧＷｅｉ — ｘｉｎ，ＬＩＮＸｉｏｎｇ－ｊｉｅ。，ＨＵＨａｎ — ｑｉｎｇ，ＤＵＹｕｎ－ｇｕｉ，ＣＡＩＺｉ－ｊｉａｎ。，ＲＵＡＮＣｈｕａｎ．ｑｉｎｇ４，ＬＩＵＢｏ
关键词：发光二极管；人工光源；设施农业
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ－ｒｅｌａｔｅｄｉｆｅｌｄｓｉｎＣｈｉｎａ
３．ＦｕｊｉａｎＳｈｅｎｇｙｕａｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．；
４．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＢｉｏ — ｒｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｓｔｎｉｔｕｔｅ．ＦｕｊｉａｎＡｃａｅｍｄｙｏｆＡｒｉｇｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ）ｉｎｔｈｅａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ — ｒｅｌａｔｅｄｆｉｅｌｄｓｗａｓｂｉｒｅｌｆｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅ

植物工厂内LED光调控在果树栽培中应用的研究进展

118㊀㊀农机使用与维修2024年第4期植物工厂内LED 光调控在果树栽培中应用的研究进展王文明1,2,潘丽芹1,2,徐森富1,2(1.台州科技职业学院,浙江台州318020;2.台州市园艺生物技术重点实验室,浙江台州318020)摘㊀要:相比露天栽培和大田生产,植物工厂具有不受气候条件影响㊁自动化程度高㊁空间单位面积利用率高㊁可周年不间断连续生产等突出优点㊂该文重点阐述和分析了植物工厂内发光二级管(LED )光调控在果树栽培中的应用,从光质㊁光周期㊁光照度三个角度出发,总结LED 光调控对果树生长发育与生理生化的影响,并提出存在的问题,展望了未来的发展趋势㊂关键词:植物工厂;LED 光调控;光照;环境控制;果树栽培中图分类号:S233.4㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Adoi :10.14031/ki.njwx.2024.04.034Research Progress of LED Light Regulation in Plant Factories for Fruit Tree CultivationWANG Wenming 1,2,PAN Liqin 1,2,XU Senfu 1,2(1.Taizhou Vocational College of Science and Technology,Taizhou 318020,China ;2.Taizhou Key Laboratory of Horti-cultural Biotechnology,Taizhou 318020)Abstract :Compared with open -air cultivation and field production,plant factories have outstanding advantages such as independent of climatic conditions,high degree of automation,high utilization of space unit area,and continuous pro-duction on an annual basis.The article focuses on the research progress of LED light regulation in fruit tree cultivation in plant factories,summarizes the effects of LED light regulation on fruit tree growth and development and physiology and biochemistry from three perspectives of light quality,photoperiod and light intensity,and presents the problems and prospects for future development trends.Keywords :plant factory;LED light control;light illumination;environmental control;fruit tree cultivation基金项目:农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室开放课题(NYZS2023006);台州市科技局农业科技计划项目(23nya20)作者简介:王文明(1991 ),男,哈尔滨人,博士,讲师,研究方向为智能农机机械装备㊂通讯作者:徐森富(1969 ),男,浙江仙居人,硕士,教授,研究方向为现代园艺技术与装备㊂0㊀引言植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统,可实现对植物生长的温度㊁湿度㊁光照㊁二氧化碳浓度以及营养液等环境因子进行高精度自动化控制,使设施内植物的生长发育不受或很少受自然条件制约,从而实现周年不间断生产㊂近年来,随着信息技术的不断发展,植物工厂技术已广泛应用于种苗㊁蔬菜㊁水果㊁花卉㊁中药材等作物的规模化生产中,在果树栽培领域也应用广泛,已成为我国果业发展的新业态,可扩大优良果品栽培区域,延长鲜果供应期,对我国果业发展具有重要意义㊂本文从光质㊁光周期和光照度三个角度综述了植物工厂中LED 光控制在果树栽培中的应用,旨在为果树设施栽培的研究提供参考㊂1㊀LED 光调控技术植物工厂使用的光照条件包括光质㊁光照度和光周期等参数,这些参数对果树生长发育至关重要,是设施果树栽培运行的关键因素之一㊂光调控技术利用LED 光源进行综合调控,满足果树在生长发育不同时期对光量的需求,突破自然环境限制,实现精确供光㊂与传统照明条件不同,LED 作为冷光源具有体积更小㊁发热少㊁效率更高㊁波长可调性更强等优点,广泛应用于近年来的设施栽培中㊂1.1㊀光质对果树生长和品质的调控作物光合作用以红橙光和蓝紫光为吸收峰值区域,光谱能量分布是影响植物生理过程的重要属性㊂不同波段范围内的光具有不同的生物学效应,不同光质对作物细胞分裂和器官分化的作用也不同㊂研究发现,即使在同一作物的不同器官培养中,光质也会表现出明显差异[1-2]㊂短波光不利于葡萄试管苗的生长和生根,而长波光则有利于难生2024年第4期农机使用与维修119㊀根的试管苗[3]㊂对于香椿苗来说,红光处理可以促进其株高㊁鲜质量㊁干质量和可溶性糖含量的增加,蓝光处理则可以提高叶绿素含量和可溶性蛋白质含量[4]㊂另外,张斌斌等[5]研究表明,通过调节光的颜色可对红叶桃产生不同影响,红㊁黄色可以改善叶片的红色色泽,而蓝㊁绿色会使叶片偏向绿色,白色过滤膜则效果较差㊂陈光彩等[6]研究表明,单色红光处理可增加香蕉组培苗的根数和根长,低蓝光处理有助于根的伸长,而红蓝光混合(80%R+ 20%B)处理则能有效促进香蕉组培苗的溶糖和光合色素的积累㊂黄文静等[7]研究显示,LED红光和蓝光分别能促进火龙果幼苗植株的增高和茎围增大㊂当采用复合红蓝光(6ʒ4)时,火龙果出苗时间最短,增殖系数高,生根率达到100%㊂马绍英等[8]指出,在LED红+蓝光下,葡萄试管苗的增殖倍数㊁冠鲜质量㊁根鲜质量㊁叶面积㊁叶绿素含量㊁净光合速率和叶绿荧光参数均最高;胡萝卜素含量则最低㊂余阳等[9]通过对嫁接的夏黑葡萄进行不同光质处理发现,红光处理有利于提高叶绿素含量和过氧化物酶(POD)[1]活性,而蓝光处理则有助于提升超氧化物歧化酶(SOD)活性和降低丙二醛(MDA)含量,光质还可以明显促进夏黑葡萄的生长㊂通过以上研究可知,不同的LED光谱对果树体内功能性化学物质的影响也会各不相同㊂这表明光质对果树生长发育的调节具有复杂性,并且每个果树品种对光的需求不同,因此会呈现出不同光生物学效应㊂红光可以促进植物形态变化和碳水化合物的合成,同时增加酶活性;而蓝光则可以促进植物营养成分的累积㊂因此,采用合理的红蓝复合光可以促进植物形态建成,实现更好的生长效果㊂1.2㊀光照度对果树生长和品质的调控植物的生长发育和营养物质含量受光照度影响,过弱或过强的光照都会产生不利影响㊂适宜的光照度能稳定增加植物的光合速率和蒸腾速率,提高物质生产能力和生长发育速度㊂尹魁林等[10]研究表明,对移栽前的冬枣试管苗进行渡光处理,可有效提高其栽植成活率㊂对于云南蓝果树幼苗来说,适度遮阴能促进幼苗个体发育,在光照度为60%时最为适宜,过低或过高的光照度均不利于其生长发育和光合作用[11]㊂马宗桓[12]指出遮光处理也对果实的品质有一定影响,不同遮光处理下果实中单宁及花青素含量降低,酒石酸㊁苹果酸和乳酸含量增加㊂果袋透光率小于50%时单宁和类黄酮物质的合成明显受到抑制,且果实的转色时间会延迟㊂综合来看,合理的光照度可以促进果树生长并增加干物质量积累㊂在相同光照度下,使用红蓝光混合可以促进果实和植株初级代谢产物的积累和生理变化,并通过光量调节营养品质指标㊂不同光照度下果树活性成分存在明显变化,特别是在高光照度下,应适当遮挡植株关键部位,以防止高光照度对叶片器官的损伤和光合作用的破坏㊂1.3㊀光周期对果树生长和品质的调控光周期是光环境调控中的重要属性,通过匹配果树育苗体内时钟周期,可获得更多光合作用优势㊂通过对幼苗光周期的调控,可调节其营养物质的积累,有助于生物量积累和品质改善㊂光周期调控可解决果树栽培中因地理位置㊁季节变化㊁光照不足等问题,可缩短果树培养周期,根据需光量的不同对光周期进行分段管理,通常延长果树苗的光周期可促进其生理代谢与生长过程㊂朱开元等[13]研究结果表明,延长光周期培育罗汉松和鸡爪槭,苗高增幅分别达到17%和20%,但新根数分别下降了31%和21%,光周期延长也使鸡爪槭苗木的生物量和氮(N)㊁磷(P)㊁钾(K)含量显著增加,延长光周期会同时提高苗木对N的吸收和利用效率,但是不会影响养分淋溶㊂吴鹏飞等[14]指出,冬季雾霾天对温室设施草莓进行LED补光处理,可以显著提高草莓植株生长量㊁净光合速率㊂由此看来,果树植株能通过光受体感知光周期变化,并调节其生理生化特性以适应当地环境㊂在自然条件下,短日照往往限制了果树植株的生长和发育,从而减少产量和品质㊂因此,在人工条件下,可以通过补光来延长每天的光周期,提高果树植株的生长发育水平,促进干物质的积累,加快花芽分化并调节其生理特性和开花反应㊂2㊀存在的问题果树栽培的光调控是一个复杂的问题,尤其是植物工厂内不同光照条件对不同果树品种的栽培效果需要具体分析㊂利用LED光源的电能消耗是整个植物工厂的主要能源消耗,需要从装备设计开发㊁精准调控等多方面实现资源高效利用㊂目前果树工厂化栽培光调控技术主要存在以下问题: 1)现有的光源设备成本较高,增加了植物工厂120㊀㊀农机使用与维修2024年第4期的建设和维护成本,当前使用的LED光源容易出现光衰减,影响植物的生长效果和经济效益㊂2)光质是影响果树叶片细胞内活性物质生物合成的主要因素,其对果树次生代谢产物的影响机理尚未清晰,今后应加大相关方面的研究㊂同时,现有关于光调控的研究大多集中在红㊁蓝或红蓝组合光,对某一光质波段内不同波长光的研究较少㊂此外,还应拓展如紫外光㊁远红光㊁绿光等其他不同光质组合对果树代谢和生长发育影响差异的相关研究㊂3)目前,现有果树品种对于植物工厂环境的适应性相对较差㊂缺乏专门针对工厂化栽培而培育出来的果树品种,这一点也成为制约果树规模化生产的重要因素㊂同时,光调控技术基础研究薄弱,对不同果树品种所需的光量和在不同时期对于光照度的需求了解不够充分,由此导致在实际操作过程中难以制定最佳的光照方案以及科学合理的光周期,但实际上每一种果树品种都有其独特的生长规律和光合作用机制㊂4)植物工厂环境自动化控制技术落后㊂植物工厂形成了一套特殊的小区气候环境,其中光照调控对果树的生长发育和生理生化产生较大影响,光照的精确控制是果树工厂化生产的关键㊂与欧美等发达国家相比,我国的植物工厂自动化控制技术还存在一定差距㊂许多工艺仍需要人为监测和调节,缺乏智能化决策系统并且缺乏作物表型方面的传感器,这使得难以精准感知作物的生长需求,也就无法按需提供最佳光配方㊂5)光源强度和波长的调节要结合植物生理特征和光照周期等因素,在实际操作中需要有一定的专业知识和技能㊂这些问题需要技术研究和改进,并与相关领域的专业人士㊁政府机构和公众共同努力,从而使植物工厂光调控技术更加完善和成熟㊂3㊀植物工厂光调控技术未来的发展趋势首先,互联网技术将有望实现专家远程对植物工厂进行精准决策㊂这将实现植物工厂各子系统的智能化集成,并提高作物生长状态㊁环境等信息的实时监测㊂同时,通过专家决策可以保障多系统协同作业和自动化操作,并为无人值守植物工厂的实现奠定坚实基础㊂其次,应加强研发高精度㊁低成本的传感器设备,使之与多传感器融合技术结合起来为自主决策提供原始数据㊂最后,人工智能技术的快速发展和广泛应用将帮助植物工厂实现更加精确㊁便捷和高效的光配方优化,从而最大限度地提高作物生长发育的质量和数量㊂这些发展趋势将继续推动植物工厂光调控技术的创新和升级,为实现大规模农业生产㊁促进可持续发展作出积极的贡献㊂参考文献:[1]㊀陈永快,王涛,兰婕,等.植物工厂内LED光调控在作物栽培中的研究进展[J].江苏农业科学,2020,48(23):40-46.[2]㊀刘盛雨.光质对血橙果实多甲氧基黄酮及花青素积累的调控作用[D].重庆:西南大学,2021.[3]㊀李胜,李唯,杨德龙,等.不同光质对葡萄试管苗根系生长的影响[J].园艺学报,2005,32(5):872-874.[4]㊀张立伟,刘世琦,张自坤,等.不同光质下香椿苗的生长动态[J].西北农业学报,2010,19(6):115-119.[5]㊀张斌斌,蔡志翔,沈志军,等.光质对红叶桃叶片呈色的影响[J].果树学报,2013,30(4):602-607. [6]㊀陈光彩,潘彤彤,毛琪,等.LED红㊁蓝光源对香蕉组培苗生长的影响[J].中国南方果树,2019,48(2):59-66.[7]㊀黄文静,杨光柱,郑丽萍,等.不同光质对火龙果胚培养苗生长发育的影响[J].中国果树,2014(4):46-49,86.[8]㊀马绍英,李胜,张真,等.LED光源不同光质下葡萄试管苗增殖和叶绿素荧光动力学特征[J].甘肃农业大学学报,2013,48(1):56-62.[9]㊀余阳,刘帅,李春霞,等.LED光质对夏黑葡萄光合特性和生理指标的影响[J].果树学报,2015,32(5):879-884.[10]尹魁林,张琼.不同因素对冬枣试管苗过渡移栽成活率的影响[J].落叶果树,2014,46(2):8-10. [11]张珊珊,杨文忠,康洪梅,等.光强和土壤含水量对云南蓝果树幼苗生长及光合特征的影响[J].东北林业大学学报,2018(3):16-23.[12]马宗桓.光照强度对葡萄果实品质及花青苷合成的调控机理研究[D].兰州:甘肃农业大学,2019. [13]朱开元,刘慧春,周江华,等.延长光周期对罗汉松和鸡爪槭苗期生长及养分吸收利用的影响[J].浙江大学学报:农业与生命科学版,2016,42(2):190-198.[14]吴鹏飞,王丽娟,刘昭,等.LED补光对设施草莓生长及果实品质的影响[J].北方园艺,2016(21):48-50.(01)。

LED照明技术可应用于果蔬采后处理

LED照明技术可应用于果蔬采后处理* 田婧，李邵，鲁少尉，刘雅青（农业农村部规划设计研究院设施农业研究所，农业农村部农业设施结构工程重点实验室，北京 100125）DOI: 10.16815/ki.11-5436/s.2020.31.016植物照明使用的灯具主要包括农用高压钠灯（high pressure sodium lamp，简称HPS）、荧光灯、白炽灯和发光二极管（light-emitting diode，简称LED）等；其中，HPS和LED是在种植领域使用最广的两类灯具。

HPS 作为传统植物补光灯，应用范围广、技术成熟，但能耗较高、发射光谱与植物光合作用有效辐射光谱吻合度不高，且发光通过汞蒸汽，光源废弃后存在环境污染隐患；LED作为新型照明设备，具有光能利用率高、使用寿命长、能耗较低、绿色环保等诸多优点，但也存在发光效率较低、光衰减率较大等缺陷[1-3]。

虽然目前两类灯具尚不能互相取代，但采用LED替代传统灯具并根据植物从苗期到收获期甚至到储藏期的光配方需求进行光环境动态优化调节，是未来农业精细化发展的必然趋势。

近年来，植物工厂或温室作物栽培采用LED作为唯一或辅助光源，围绕光合作用和光形态建成的研究越来越多。

LED的农业应用场景也得到拓展，除了作物的育苗和栽培生长过程，采后储藏过程中LED可发挥的作用也受到关注。

在果蔬采后处理过程中应用光照处理是一种安全、绿色、环保的非加热物理保鲜技术，主要分为LED光保鲜，紫外光辐照保鲜和辐射保鲜3大类。

在温室作物栽培中应用LED，光强较低和随距离光衰减率较大是目前LED无法替代HPS的主要限制因素，温室LED株间补光一般需达到100~200 μmol/(m2·s)，顶部补光则需达到300~500 μmol/(m2·s)[4]，较高的光通量和光效能对很多LED灯具生产厂商来说存在较大难度。

与栽培补光需要的较高光强不同，采后保鲜所需的光强较低，各研究报道中使用的光强一般在10~80 μmol/(m2·s)之间。

高压钠灯和发光二极管在植物设施栽培中的应用现状与展望

高压钠灯和发光二极管在植物设施栽培中的应用现状与展望随着人口的不断增长和城市化进程的加速，粮食安全和农业生产成为了全球面临的重大挑战。

在这样的背景下，植物设施栽培成为了一个备受关注的话题。

植物设施栽培利用高科技设备和先进技术，在不受季节、气候和地域限制的情况下，实现高效、高产、高质的农作物生产。

灯光是植物设施栽培中至关重要的因素之一，而高压钠灯和发光二极管（LED）作为两种重要的灯光资源，在植物设施栽培中的应用越来越受到关注。

本文将从高压钠灯和发光二极管在植物设施栽培中的应用现状和发展前景两方面进行探讨。

1.高压钠灯的基本原理和特点高压钠灯是一种采用钠蒸汽放电产生光线的灯具，其基本结构是在密闭的玻璃管内充入稀薄的氩气和汞，通过电流使得钠和汞蒸气放电，从而产生光线。

高压钠灯的特点包括光效高、寿命长、发光稳定等优点，使得其在植物设施栽培中得到了广泛的应用。

2.高压钠灯在植物设施栽培中的应用情况目前，高压钠灯在植物设施栽培中得到了广泛的应用。

高压钠灯的光谱主要集中在红光和黄光区域，能够促进植物的生长和开花。

高压钠灯的光照强度高，能够提供充足的光照能量，满足植物的光合作用需求。

高压钠灯的发光稳定，寿命长，能够在长时间内保持良好的光效，适合于植物设施栽培的长时间照明需求。

许多植物设施栽培中的作物，如蔬菜、水果等都采用高压钠灯进行照明。

高压钠灯在植物设施栽培中也存在一些问题。

高压钠灯的发光谱段主要集中在红光和黄光区域，而蓝光的成分较少，对植物生长的影响较小。

高压钠灯的光束角度较大，灯具的照明范围有限，无法提供均匀的光照分布。

高压钠灯的功耗较大，能效较低，会造成能源的浪费。

如何提高高压钠灯的光效和光谱范围成为了当前需要解决的问题之一。

发光二极管（LED）是一种半导体电子器件，其工作原理是通过电子复合和发射光子产生光线。

LED的特点包括光色纯净、寿命长、功耗低、颜色可调等优点，使得其在植物设施栽培中得到了广泛的应用。

2024年农业植物生长灯市场发展现状

2024年农业植物生长灯市场发展现状1. 引言在农业生产中，光是植物生长过程中的关键因素之一。

然而，在室内或夜晚的种植环境中，植物往往无法获得足够的自然光照。

为了解决这个问题，农业植物生长灯应运而生。

本文将就农业植物生长灯市场的发展现状进行探讨。

2. 农业植物生长灯的定义和分类农业植物生长灯是人为提供植物所需的光照，使其能够在无自然光的环境中正常生长。

根据光源的类型，农业植物生长灯可以分为LED生长灯、荧光灯、高压钠灯等。

3. 农业植物生长灯市场规模农业植物生长灯市场在过去几年保持了持续增长的态势。

据市场研究数据显示，预计到2025年，全球农业植物生长灯市场规模将达到X亿美元，并呈现出进一步扩大的趋势。

4. 农业植物生长灯市场发展趋势4.1 技术创新推动市场发展随着LED技术的不断进步，农业植物生长灯的市场竞争也日益激烈。

LED生长灯以其可调节光谱、高能效、长寿命等优势，逐渐替代传统荧光灯和高压钠灯，成为市场中的主流产品。

4.2 植物工厂的兴起植物工厂作为一种创新的农业生产方式，正迅速崛起。

植物工厂需要大量的农业植物生长灯来模拟自然光照环境，保证植物正常生长，因此推动了农业植物生长灯市场的快速发展。

4.3 农业植物生长灯在城市农业中的应用随着城市化进程的加快，城市农业得到了广泛关注。

农业植物生长灯在城市农业中具有重要意义，可以为城市农业提供稳定的光照条件，促进作物生长，满足城市居民对新鲜农产品的需求。

5. 农业植物生长灯市场面临的挑战5.1 技术成本高昂尽管LED生长灯在节能和寿命方面具有明显优势，但其成本仍然较高，限制了其在农业植物生长灯市场中的推广和应用。

5.2 缺乏统一标准目前，农业植物生长灯市场缺乏统一的技术标准，导致产品质量参差不齐，消费者选择困难。

6. 农业植物生长灯市场未来发展趋势6.1 增加研发投入，加强技术创新为了推动农业植物生长灯市场的健康发展，应加大研发投入，加强技术创新，提高产品的性能和质量。

led植物生长灯

LED植物生长灯(Led Grow Lights)的应用发布时间：2010-09-051、LED植物生长灯(Led Grow Lights)在植物栽培中的应用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。

作为第四代新型照明光源，LED植物生长灯(Led Grow Lights)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保系统等。

2. LED应用于植物设施栽培的研究近十年来，我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。

2.1 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。

LED 在植物生产领域的应用进展

第１６卷
第１期
Байду номын сангаас
衡水学院学报
ＪｏｕｍｕｌｏｆＨｅｎｇｓｈｕｉＵｉｉｆｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏｌ１６．Ｎｏ１Ｆｅｂ２Ｏ１４
２［）１４年２月
ＬＥＤ在植物生产领域的应用进展
王国莉，宋冠华，傅东燕
收稿日期：２０１３．０９．２０基金项目：广东省重大科技专项（２０１１Ａ０８０８０１０２０１，惠卅市科技计划项目（２０１１Ｃ０２０００５００２１，惠卅学院重点科研项目（Ｃ２１１０４０旬作者简介：王国莉（１９７４－），女，山西万荣人，惠卅学院生命科学系副教授，理学博士宋冠华ｎ９６９－），男，广东紫金Ａ，惠州学院生命科学系实验师
高效农业是解决世界范围内耕地日益减少ｌ１１、人口不断增长和社会总需求不断增加这一全球性问题的必由之路．采用人工补光的温室受控农业是常用高效农业栽培手段，但以往大棚中采用的传统电光源存在着低光效、高能耗等缺点．ＬＥＤ作为第４代新型照明光源，光质纯、光效高、与植物光合作用和光形态建成的光谱范围吻合，加之节能环保，有利于实现高效能、低热负荷和紧凑空间的集约化植物生产Ｊ３，被认为是２１世纪农业与生物领域最有前途的人工光源【３Ｊ．如今ＬＥＤ正向高亮度、低成本的目标快速推进，为这一新型光源的普及与应用奠定了基础【４Ｊ，已经被广泛应用于植物工厂和绿色安全生产等多个植物生产领域．１ＬＥＤ应用于植物生产的主要领域ＬＥＤ光谱调节在控制植株形态建成、生长发育、开花结实及提高营养成分方面具有很多优势【５Ｊ，蓝光可以通过影响叶绿体发育及光合作用来调控水稻幼苗的形态建成【．目前，ＬＥＤ已经被应用于许多植物光生理和栽培领域的研究，如藻类培养生物反应器、叶绿素合成研究、光形态发生及光合作用．应用ＬＥＤ光照创造有利于植物生长的光环境，开展集约化植物生产，还可减少植物激素或其他化学品的使用，例如采用特定波长的ＬＥＤ光源Ｉ诱并灭杀害虫，可减少农药施用量，实现安全绿色生产１．

光合作用在农业生产中的应用

光合作用在农业生产中的应用光合作用是指光能被植物吸收，转化成有机物的过程。

这个过程是非常重要的，在植物生长和发展的整个过程中都扮演着非常关键的角色。

光合作用在农业生产中的应用也是非常广泛的。

下面我们来具体了解一下光合作用在农业生产中的应用情况。

一、生长灯的应用生长灯是一种人工光源，它可以提供给植物生长所需的光照环境，从而促进植物的生长发育和增加产量。

在冬季或者在光线不足的地区，使用生长灯可以解决植物生长的需求，从而加速植物生长的速度，并且提高作物的产量。

同时，生长灯还可以控制植物的生长节律，促进作物的开花和结果，从而提高了作物繁殖的效率。

二、光周期的控制光周期是指植物受光的时间和黑暗的时间所组成的一种生理过程。

对于不同的植物来说，光周期的需求是不同的。

通过控制植物受光的时间和黑暗的时间，可以调节植物的生长和发育过程。

例如，通过改变灯具的开启和关闭时间可以调节植物的生长速度，从而控制植物的生长和发育。

同时，光周期的控制还可以调节作物的开花时间和果实的成熟时间，从而提高作物的产量。

三、施肥时机的控制光合作用可以提供植物所需的能量和营养物质。

因此，在施肥的过程中，要根据植物的光合作用情况确定施肥的时间和方法。

在植物光合作用强的时候施肥可以提高肥料的吸收效果，从而促进植物的生长发育和增加产量。

四、全光谱LED的应用全光谱LED是一种新型的人工光源，它可以模拟自然降雨和日照的环境，从而促进植物的生长和发育。

全光谱LED可以提供不同波长和强度的光线，满足不同植物在不同生长阶段的光合作用需求。

通过控制全光谱LED的波长和强度，可以调节植物的生长速度和品质，从而实现增产增效的目的。

总的来说，光合作用在农业生产中的应用非常广泛，从生长灯的应用、光周期的控制、施肥时机的控制到全光谱LED的应用，都可以提高作物的产量和品质。

在日益发展的农业生产中，我们相信会有更多的新型应用出现，为农业生产提供更加可持续的技术支持。