LED植物照明的一些概念误区以及半导体照明的设计方案
农业照明追捧LED植物照明的5大关键问题
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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。
半导体照明技术在农业照明中的应用研究

半导体照明技术在农业照明中的应用研究近年来,随着LED技术的不断发展和普及,半导体照明技术已经被广泛应用于农业照明领域。
与传统的灯泡相比,LED灯具可以提供更加稳定的光照效果并节约能源,更加适用于农业生产领域。
本文将探究半导体照明技术在农业照明中的应用研究。
一、半导体照明技术概述半导体照明技术是指利用半导体材料制作的LED灯具来进行照明的技术。
相比传统的灯泡,半导体照明技术具有以下优势:1.节能:半导体照明技术可以用更少的能量来获得同等的光照效果,相比传统灯泡可以降低80%的能源消耗。
2.长寿命:半导体照明技术采用LED灯具,其寿命远比传统灯泡更长,可达到3万~5万小时。
3.环保:半导体照明技术采用的材料在制作和使用过程中不会产生污染和污染物。
二、半导体照明技术在农业照明中的应用由于半导体照明技术的优势,越来越多的农业生产单位开始采用该技术进行照明。
在农业照明领域,半导体照明技术主要应用于以下方面:1.育苗:在育苗期,采用高品质的灯光可以促进幼苗生长,半导体照明技术提供的光线更加“贴近”植物所需光照条件,有助于提高育苗信心和成活率。
2.人工光照:人工光照可以稳定作物的生长环境,提高作物品质和产量。
半导体照明技术可以为作物提供更加合适的光线,避免直射太阳光对作物的伤害,以及夜间缺乏光照对作物生长的影响。
3.绿色食品:半导体照明技术可以提供纯净、无毒、低温、高质量的照明作用,有助于提高作物生长环境的质量和安全性,可以生产出更加健康、不含有害物质的绿色食品。
三、半导体照明技术在农业照明中的案例1.海南榜头集团:该集团是海南首家采用半导体照明技术进行蔬菜栽培的企业,通过控制光照变化和照射周期等因素,提高了作物的产量和质量。
2.吉林凯盛园林:该园林通过采用高质量的半导体照明系统来满足植物对光照的需求,在室内种植香菜、青椒等蔬菜,获得了良好的生产效果。
3.深圳中华药业:该公司在生产药材时采用半导体照明技术,得到了提高产品质量和产量的良好效果。
LED人造植物光源概述
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LED人造植物光源概述摘要:光是植物生长中的重要环境因子之一。
LED体积小、质量轻、寿命强、光强可调、功耗低等优点使其成为植物光环境调控的重要光源之一,并在节能和促进植物生长方面都有明显的优势。
而在蔬菜栽培方面利用LED补充照明和水培系统,空气能够被循环使用,过多的热量和税费可以被移除,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。
目前,LED人造植物光源已取得了一定的进展。
关键词:LED 照明优势植物蔬菜应用1. LED简介1.1 LED的基本概念LED是发光二极管(Light Emitting Diode),主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成,是一种半导体固体发光器件,利用固体半导体芯片作为发光材料。
LED广泛应用于汽车、通讯产品、资讯产品、交通信号、照明、医学材料以及生物农工业等领域 [1]。
1.2 LED的优点近年来,随着光电技术的发展,LED的亮度与效率大幅度提高,LED不仅具有体积小,寿命长,耗能低,低发热等优点,还能根据植物需要进行发光光谱的精确配置,实现传统光源无法替代的节能、环保和空间高效利用等功能。
2. LED工作原理[2]LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。
此外,在一定条件下,它还具有发光特性。
在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。
假设发光是在P 区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。
植物工厂用LED植物生长灯
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植物工厂用LED植物生长灯植物工厂用LED植物生长灯作者:崔洋 2013年5月6日星期一植物生长灯是一种特殊的灯具,植物生长离不开阳光,而植物生长灯就是在没有太阳光的环境下利用特殊灯具代替太阳光给植物生长发育环境的特殊灯具。
LED植物生长灯是这些特殊灯具中的一种。
与其他特殊灯具一样,其目的都是依照植物生长规律给于植物光合作用所需的光照。
以灯光代替太阳光给植物生长创造良好的光环境。
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,控制植株形态是植物工厂领域的一项重要技术。
作为新型照明光源,LED具有许多不同于其他电光源的特点,这也使其成为植物工厂的首选。
应用于植物工厂领域的LED植物生长灯具有以下特征:1、波长类型丰富、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。
不同波长的光线对于植物光合作用的影响是不同的,植物光合作用需要的光线,波长在400 ~ 720nm左右。
而400 ~ 520nm(蓝色)的光线以及610 ~ 720nm (红色)对于光合作用贡献最大。
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;2、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;3、LED照明属于冷光源,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;4、LED植物生长属于固态发光器件,用LED制作的植物生长灯使用寿命长,降低了运行成本。
由于这些显著的特征,LED植物生长灯十分适合应用于可控设施环境中的植物栽培,如植物工厂、设施园艺与工厂化育苗和航天生态生保系统等。
一、植物生长LED灯同传统植物生长灯比较。
传统植物生长灯有:荧光灯,钠灯,金属卤化灯等。
这些传统植物生长灯产生太多热量,耗能高。
如在植物工厂内选用LED植物生长灯则可降低大量的能耗和降低由灯具发出的热量对植物的影响。
led植物灯
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led植物灯LED植物灯:现代植物生长的有效利器引言:随着城市化的进步和生活节奏的加快,越来越多的人选择在家中种植植物来装点居室,抚慰身心。
然而,在室内环境中,植物的生长受到了限制,特别是光照不足的情况下。
植物需要充足的光照来进行光合作用,促进生长,而LED植物灯作为室内种植的有力助手,为植物提供了合适的光照环境。
本文将详细介绍LED植物灯的原理和功能,以及其在室内种植领域的应用。
一、LED植物灯的原理和功能1. 原理:LED植物灯即使用LED(Light Emitting Diode,发光二极管)作为照明源的灯具。
LED植物灯通过利用LED的特殊波长和光谱,以及特定的红色光和蓝色光比例,模拟自然阳光的光谱,为植物提供充足的光照。
2. 功能:LED植物灯具有以下几个主要功能:(1) 促进光合作用:LED植物灯能够提供植物所需的不同波长的光线,特别是红光和蓝光对植物的光合作用有着重要的促进作用,有效提高植物的光合效率,促进植物生长。
(2) 增强植物生长:通过控制LED植物灯的光照时间和光照强度,可以模拟不同季节的光照条件,调节植物的生长周期和生长速度,促进植物的健康发展。
(3) 节能环保:相比传统的荧光灯和白炽灯,LED植物灯耗电量更低,能够有效减少能源消耗和碳排放,具有较佳的节能环保效果。
二、LED植物灯在室内种植领域的应用1. 家庭种植:对于没有阳台或庭院的家庭来说,室内种植成为一种流行的选择。
LED植物灯可以提供所需的光照,让植物在室内充分生长。
不同的植物需要不同的光照条件,LED植物灯可以根据需要调节光照强度和波长,满足各种植物的生长要求,如绿叶植物、花卉植物等。
2. 商业种植:除了家庭种植外,LED植物灯在商业种植领域也有广泛的应用。
例如,温室大棚、植物工厂等室内种植环境需要大量的光照来满足植物生长需求,传统的人工光照无法满足需求。
而LED植物灯可以提供精确的光谱和光照强度,使得植物工厂能够实现全年无季节限制的高效种植。
植物灯常见问题
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答:LED植物灯的性能好坏,关键在LED发光二极管的质量。由于发光二极管的生产厂家良莠不齐,生产出的红、蓝灯珠质量也相差很大。拿5mm草帽发光二极管来说,单从价格上,有几分钱的,也有0.20元左右的,还有0.50元左右的。有些卖家用几分钱的灯珠来生产植物灯,其产品价格就可以定的低,可是这种植物灯的光效保证不了植物的良好生长,质量也不可靠。本店铺植物灯的灯珠是选用国内正规大厂产品,灯珠的发光强度高、光色纯正、一致性好,保证生产出的LED植物灯光效高。
LED植物灯常见问题及解答2010-11-11 12:51下面将买家在购买LED植物灯的咨询过程中集中问到的几个问题,做简要回答。
1、什么是LED植物灯?
答:众所周知,植物需要光来进行营养的摄取,它们要利用光的能量来进行光合作用,以获得生长发育必须的养分。所以,光合作用是植物赖以生存的关键。LED植物灯是一种用LED发光元件发出的光替代阳光,专门促进植物光合作用、为植物创造适宜生长发育的光环境而设计如何?
答:LED植物灯补光技术是近几年随着LED发展兴起的一门新技术,LED植物生长灯在设施栽培环境中的大量研究与应用表明,它可以解决其它人工光源存在的光谱成分中光质不纯、光强不一致、光源照射能效低等难题。采用LED补光技术,能够显著促进菠菜、萝卜和生菜的发育,提高形态指标,其生长速率、光合速率都提高20%以上。能够使甜菜中的甜菜素生物积累量最大,并在毛根中产生最高的糖分和淀粉积累。能使胡椒、紫苏的茎叶的形态发生显著变化,植株的光合速率明显提高。使用在花卉上,能增加花芽数和开花数,可提高花的品质、延长花期。可引起万寿菊和鼠尾草两种植物的气孔数目增加,而气孔的增加意味着光合作用的提高。LED植物灯补光技术将是都市设施农业和IT农业(科技农业)的发展方向。目前在日本与台湾的花卉、蔬菜种植中已开始流行。
半导体照明技术在植物生产中的应用研究
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半导体照明技术在植物生产中的应用研究第一章引言植物生产是农业产业的重要组成部分,对于资源利用、环境保护和食品安全都具有重要的意义。
在植物生产中,光合作用是植物生长发育的基础。
然而,在传统的植物生产中,光源大多使用的是传统的高压钠灯或荧光灯,这些灯具存在着能耗高、寿命短、光谱单一等弊端,对植物生产的影响也较为有限。
因此,发展新型的照明技术对于提高植物生产的效率、降低成本、保护环境等方面都有重要的作用。
半导体照明技术是一种新型的照明技术,具有能耗低、寿命长、光谱可调等优点,在植物生产中有着广泛的应用前景。
本文将从半导体照明技术在植物生产中的基本原理、材料及器件、光谱控制、应用效果等方面进行探讨,以期为推动植物生产技术的发展提供新思路。
第二章半导体照明技术在植物生产中的基本原理光合作用是植物生长发育的重要过程,而光的波长和强度对于光合作用的影响就非常显著。
因此,采用合适的光源对于植物生产的影响非常重要。
半导体照明技术是将半导体材料制成具有发光性能的器件,通过电子在材料内部的复合释放能量,发出不同波长的光线。
因此,通过选择适当的半导体材料和器件设计,可以获得所需的光谱特性。
半导体照明器件的制备是半导体照明技术的核心。
使用不同材料的半导体器件可以发出不同波长的光线,从而对植物生产产生不同的影响。
例如,使用红光可以促进植物的开花和果实成熟,而蓝光可以促进植物的生长和形态发育。
因此,在半导体照明器件的选择和设计上,需要根据植物生产的需求来进行合理的调整。
第三章半导体照明技术在植物生产中的材料及器件半导体照明技术的核心是半导体材料与器件设计。
半导体材料的种类繁多,常使用的材料包括氮化镓、氮化铝、磷化铝、磷化镓等。
这些材料具有不同的能带结构和能带宽度,因此具有不同的光谱特性。
半导体材料的种类和制备过程对于半导体器件的性能具有重要的影响。
半导体照明器件包括发光二极管(LED)、有机电致发光器件(OLED),其结构和工作原理不同。
LED植物生长灯结构及工艺改进
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LED植物生长灯的结构及工艺改进摘要:led植物生长灯是植物灯的一种,包括若干个均匀分布led单灯,它以led(发光二极管)为光源,依照植物生长规律必须需要太阳光,用灯光代替太阳光给植物生长发育环境的一种灯具。
在现有技术中,用于植物生长的led单灯包括基板、发光芯片和硅胶等,其中,发光芯片安装在基板固晶点上,再通过硅胶进行点胶封装,存在如下缺点:因为尺寸大小原因,目前用于植物生长的led单灯基板上用于连接发光芯片的固晶点最多为3个,造成led 单灯色度单一、发光效率低,而且混色效果差。
led单灯没有安装散热层,无法及时驱散发光芯片产生的热量,影响使用寿命。
目前市场上的led单灯基板一般为平面形,而且封装后的硅胶多为方形,其发光视角较大,聚光效应差,视觉效果色度散。
关键词:基板散热层灌封光学树脂引言随着农业产业的发展,光电科技越来越多的被应用到农业生产上来,农业科技与光电科技两者紧密的联系在一起。
农业科技的大力发展带动了植物生长灯产业的崛起。
而我司是专业生产led的厂家,对快速导入植物生长灯的研究与产业化提供了基础。
针对市场上传统的植物生长led单灯生产工艺:步骤包括固晶→焊线→点胶→切割→测试→包装,硅胶封装采用点胶方式,在点胶前需进行预热以去除基板等材料的内部湿气,以防止硅胶吸湿而降低硅胶与基板的结合强度,目前市场上的点胶设备针头最多只有4个,也就是最多可以4个led单灯同时进行点胶。
采用此针头点胶法,需要控制针头的出胶量,在大批量生产时这就很容易引起胶量不稳定而导致产品封胶高度不一致现象,对于所封胶材的不同也直接影响产品的品质。
有鉴于此,专门开发出一种用于植物生长的led单灯及其生产工艺。
一、从结构设计上着手研发多芯片组装获取特定光谱内部线部设计:为了获取更利于植物生长的颜色波段(400~500nm蓝光,610~720nm红光),我们从研究单灯基础上出发,按照目前市场上最大单灯led的外观尺寸5.0mm*5.0mm进行内部线路设计。
LED光源在设施园艺中的设计与应用探讨
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LED光源在设施园艺中的设计与应用探讨一、LED光源在设施园艺中的优势1. 高效节能:LED光源相比传统照明方式,具有高光效、低能耗的特点。
LED光源的光电转换效率高,能够提供所需的光照强度,同时消耗的能源较少,节能效果显著。
2. 光谱可调:LED光源可以通过控制发光材料和电流来调整光谱,以满足不同作物在不同生长阶段的光照需求。
光谱可调性使得LED光源能够提供最适宜的光照条件,有利于促进植物生长和发育。
3. 寿命长、稳定性高:LED光源具有较长的使用寿命,一般可达到50000小时以上。
而且LED光源的光衰特性较小,能够保持稳定的光照输出。
4. 无汞、无紫外线:LED光源不含汞和其他有害物质,不会产生紫外线和紫外线辐射,对植物生长无负面影响。
基于以上优势,LED光源在设施园艺中的应用前景十分广阔,但是在实际应用中需要考虑多方面因素,进行合理的设计与应用。
1. 光谱设计:不同植物在不同生长阶段对光照的需求是不同的,因此LED光源的光谱设计十分关键。
通常情况下,蓝光和红光是植物生长所需的主要光谱成分,可以根据植物的生长需求进行光谱设计和调整。
2. 光照强度设计:植物在不同生长阶段对光照强度有不同的需求,因此LED光源在设施园艺中的设计中需要考虑光照强度的调节。
一般来说,在植物的萌发和幼苗期,需要较高的光照强度来促进种子发芽和幼苗生长;而在植物的生长和开花期,则需要较强的光照来促进植物的生长和开花结果。
3. 光照周期设计:对于一些特殊的植物,如松树、竹子等,需要有一定的光照周期来模拟自然环境中的日夜变化,以促进植物的生长发育。
LED光源的设计需要考虑植物的光照周期需求,合理安排光照时间。
4. 环境适应性设计:LED光源在设施园艺中的设计还需要考虑其在不同环境条件下的适应性。
如高温、低温、高湿度、低湿度等条件下LED光源的表现和稳定性,以及相应的散热设计、防水防尘等措施。
1. 料育育苗:在设施园艺中,育苗是种植作物的重要环节之一。
LED照明控制技术在植物生长照明中的应用
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LED照明控制技術在植物生長照明中的應用近年来,随着LED照明技术的发展,LED照明的应用范围也越来越广泛。
其中,LED照明控制技术在植物生长照明中的应用越来越受到青睐。
本文将分析LED照明控制技术在植物生长照明中的应用以及其优缺点,并探讨这一技术未来的发展方向。
一、LED照明控制技术在植物生长照明中的应用植物生长过程中,光是一个重要的生长因素。
目前,LED照明控制技术在植物生长照明中的应用主要是通过调节LED灯的光谱、光照强度和光照时间等因素,来模拟自然阳光的光谱和条件,提高植物生长的质量和产量。
1. 调节LED灯的光谱对于不同的植物,其在生长过程中需要的光谱是不同的。
如绿色植物对蓝光和红光的吸收能力最高,因此在LED照明控制技术中,可以通过调节LED灯的发光波长和色温来满足不同植物的生长需求。
2. 调节LED灯的光照强度和光照时间植物生长过程中,光照强度和光照时间也是非常重要的因素。
目前,LED照明控制技术可以通过控制LED灯的亮度和工作时间,来模拟自然阳光的光照强度和光照时间,使植物在不同生长阶段都能得到适当的光照供给。
二、LED照明控制技术在植物生长照明中的优缺点虽然LED照明控制技术在植物生长照明中有着广泛的应用前景,但是这一技术也存在着一些优缺点。
1. 优点(1)节能环保与传统的植物生长灯相比,LED照明控制技术具有更高的能效和更低的能耗。
同时,由于LED灯不含汞等有害物质,因此使用LED照明控制技术也更加环保。
(2)光照效果好LED照明控制技术在光谱组合上更加灵活,能够提供更为科学的光照条件,使得植物生长能够得到更好的支持。
(3)寿命长LED照明控制技术的灯泡寿命远远超过传统灯泡。
因此,使用LED照明控制技术也能够节省更多的维护成本。
2. 缺点(1)技术成本高由于LED照明控制技术需要使用更高端的LED灯、光谱传感器、控制器等设备,因此其技术成本较高。
这也是限制其普及的一个因素。
(2)光轴难度大LED照明控制技术需要在设计和制造时精确控制其光轴。
植物景观照明设计中LED应用分析
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植物景观照明设计中LED应用分析一、景观照明的基本特性景观种类各式各样,涵盖面非常广,通常从景观照明角度来讲,分为硬景观和软景观,主要包括建筑、雕塑、植物等。
进行景观照明设计时,要了解景观照明的特性不同于功能性照明,功能性照明所照射对象无所不包,特性差异很大,需要使用白光。
对于景观照明,景观物体通常具有一些特点,景观物体普遍呈多样性,但是某块区域景观相对应的色彩种类少。
建筑景观,一般相对来说色彩饱和度较低,但对于雕塑和植物来讲,其饱和度通常较高,如图1所示。
因此,在进行景观照明设计时,景观物体的特性非常重要,也就是应参照景观物体的光谱反射率。
景观照明设计中,要充分考虑所设计景观的特性,针对性地选择光源。
二、景观的光色效果和有效亮度景观照明最重要的两个因素,一是光源照射后景观所呈现的光色效果,二是景观所呈现的眼睛直接观察到的亮度。
如果所采用光源与景观特性不相匹配,即使光源效率再高,其自身光色效果再好,景观也不会呈现好效果,同时亮度很低。
举例来说,使用传统高光效的高压钠灯来进行景观照明,照射蓝色景观时其呈现亮度很低,光色偏差大,效果不好;但是同样采用高压钠灯照射黄绿色景观时,则景观效果相对饱和,亮度也高,可以用有效亮度来描述光源作用于景观后的亮度效果。
因此,在景观照明设计时,针对景观特性进行设计,光色效果将会更加鲜艳饱和,同时相对应的有效亮度也会更高。
如图2所示,采用暖色光源进行景观照明时,对于黄色,显示光色效果更为饱和、鲜艳,有效亮度相对较高;而对蓝色,则产生较为严重的偏色效果,且亮度很低。
当然,具体景观所产生的具体效果是光源光谱与景观物体光谱反射率相互作用的结果,是复杂的过程,具体作用效果必须进行精确计算才能预测,仅凭实际经验进行估算,有时会产生较大误差。
三、LED的特性及应用于景观照明的前景LED主要分为PLED和RGBLED,前者是基于荧光粉转换发光的LED,后者则为各种不同单色光芯片组成的LED,也称为多芯片LED,如图3。
解决方案:LED植物灯在植物组织培养中的应用(精)
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LED 植物灯在植物组织培养中的应用光是植物生长中的重要环境因子之一,有了合理的光光环境存在, 植物才能健康的生长发育。
植物灯是利用太阳光的原理,模拟植物生长所需要的光环境的一种灯具。
LED 植物灯因体积小、质量轻、寿命长、光强可调等优点, 使其成为植物光环境调控的重要光源之一, 并在节能和促进植物生长方面都具有明显的优势。
植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论, 近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。
植物的组织培养广义又叫离体培养, 指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作, 在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
目前, LED 植物灯在植物组织培养研究中已得到一定的应用, 并取得了一些可喜的进展。
LED 植物灯独有的优点, 使其成为植物组织培养研究的重要光源之一。
20世纪 80年代以来,世界上一些国家陆续开始了 LED 在植物组织培养中应用的研究。
中国的一些高等院校和科研机构也开始了该方面的研究,并取得了一些可喜的进展。
LED 植物灯在植物组织培养中的应用是基于 LED 技术的发展和植物组织培养环境调控而发展起来的。
世界上最早将 LED 植物灯用于植物栽培的是日本的三菱公司,早在 1982年就有关于波长为 650nm 的红光 LED 光源用于温室番茄补光的试验报告。
后来 LED 植物灯也被应用于植物组织培养中的环境调控, 并对 LED 在节能方面的作用加以探索。
目前, LED 在植物组织培养中的应用主要集中在光质和光强对组培苗生长影响方面, 而对光周期等研究较少。
就世界范围来说, LED 在植物组织培养中的应用研究主要集中在日本和美国。
日本的研究处于国际领先地位,不但开发了专门应用于植物组织培养的 LED 发光系统,而且与其它环境调控因子相结合,取得了一些重要的基础数据。
LED植物照明3个常见误区及设计建议
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LED植物照明3个常见误区及设计建议光照在植物生长的过程中起关键的作用,它是促进植物叶绿素的吸收和胡萝卜等多种植物生长质素吸收的最好肥料。
然而,决定植物生长好坏的决定因素是一个综合因素,不仅与光有关,而且与水土肥料的配置、生长环境条件和综合技术管控都有着密不可分的关系。
最近两三年,有关半导体照明技术在立体式植物工厂或植物生长方面的应用报道层出不穷。
但仔细读下来,总有一些不安的感觉。
总体上说是没有能够真正认识到光应用到植物生长上应该起到什么作用的问题.首先来认识一下太阳的光谱,如图1所示。
可以看到,太阳光谱是一个连续谱,其中蓝色与绿色光谱相对于红色光谱而言要强,其可见光光谱范围在380——780 nm左右。
自然界的生物的生长是与光谱的强度有关的,比如在赤道附近区域大多数植物的生长速度是非常快的,同时生长的尺寸也比较大。
但太阳的照射强度不是越高越好,对于动植物的生长是有一定选择性的。
其次,第2个关于植物生长的几个关键吸收要素的光谱简图,如图2所示。
影响植物生长的几个关键生长素对于光的吸收光谱是有显著区别的。
因此,LED 植物生长灯的应用不是件简单的事,而是非常有针对性的。
在这里有必要介绍两个最主要的光合作用植物生长要素的概念。
叶绿素叶绿素(chlorophyll)是一类与光合作用(photosynthesis)有关的最重要的色素,存在于所有能营造光合作用的生物体,包括绿色植物、原核的蓝绿藻(蓝菌)和真核的藻类。
叶绿素从光中吸收能量,然后能量被用来将二氧化碳转变为碳水化合物。
叶绿素a主要吸收红光,叶绿素b主要吸收蓝紫光,主要是为了区别阴生植物与阳生植物。
阴生植物的叶绿素b和叶绿素a的比值小,所以阴生植物能强烈地利用蓝光,适应于遮阴处生长。
叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色。
叶绿素a、叶绿素b的强吸收带有两个,1个在波长为630——680 nm 的红光区,另1个在波长为400——460 nm的蓝紫光区。
LED光照在植物生长中的应用研究
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LED光照在植物生长中的应用研究LED(Light Emitting Diode)是一种新型的电子器件,它具有低功耗、长寿命、小体积等优点。
随着LED技术的不断发展,LED已经开始广泛应用于照明领域。
同时,由于LED的可调性和高效性,它也成为了现代农业领域的重要技术,特别是在植物生长方面的应用研究。
植物生长通常需要依赖于光线、水分和温度等条件。
其中,光线是植物生长中最为重要的条件之一。
植物会利用太阳光进行光合作用,从而将光能转化为化学能,然后在代谢中利用这些化学能。
高强度的光照对于植物生长尤其重要。
然而,在室内栽培条件下,光照强度通常不能满足植物生长的需求。
此时,利用LED 来替代自然光照,成为了一种可行的方式。
根据植物对光线的不同需求,LED灯可以发出不同频率、不同波长的光线,从而满足植物不同时期的光化学需求。
例如,在植物的生长和发育阶段,蓝光和红光的比例对植物生长至关重要。
此外,在花开花落的时期,植物同样需要不同频率的光照来促进开花和结果。
而LED灯可以根据这些需求发出适当的光照,从而促进植物生长和发育。
除此之外,LED还可以通过控制发光时间和光照强度等条件,来影响植物的光周期和生理。
例如,在植物的成长季节中,通过控制LED灯的亮度和发光时间来模拟人工光周期,可以使得植物生长速度更快、植株更加健康。
另一方面,在植物的生长与休眠周期中,通过控制LED灯的发光时间来刺激植物的菌根发育,可以提高植物养分吸收和改善植物的抗病能力等。
在应用研究方面,LED的应用在植物生长领域已经成为一个热点话题。
通过对比自然光和LED灯的光谱,我们可以得出LED灯可以发出适合植物生长各个阶段需要的光照。
此外,对于不同作物的生长需求,根据LED灯的不同光谱,进一步为农业生产提供便利。
在实际生产中,LED灯已经可以广泛应用于各类植物的生长中。
例如,LED灯可以在蔬菜、水果和花卉的种植过程中,提供更加精确的光照环境,从而促进植物的生长和发育,同时可以节省一定的水和能源成本。
LED植物灯介绍
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2,无论在黄昏或是夜晚,可以有效延长和科学控制植物所需要的光照。
3,在温室或植物实验室,可完全替代自然光,促进植物生长。
4,彻底解决育苗阶段看天吃饭的情况,完全根据苗株交货期来合理安排时间。
其一,光谱基本为线状谱线,并与植物光合吸收光谱匹配不理想。能够被植物吸收的只是个别波段的光,其他波段的光都被浪费,不节能。
其二,由于白炽灯泡、日光灯管、钠灯等耗电量较大,同时产生很多的热辐射,不能对植物近距离照射,对植物生长光激励效率不高,大大增加了人工光照成本,因而除在一些高附加值的花卉种植上和人工气候室试验中有所应用外,并没有在农业生产上得到广泛应用。
近年来随着农业生产中温室大棚的大面积推广,人工气候室的研究进展以及农业科技化水平的提高,进行温室合理给光以及降低给光成本的研究已显得越来越重要,新型节能高效给光措施更成为人们研究的热点,新型发光材料的成功研制为这一问题的解决提供了契机。新型高效节能LED植物灯正是最佳选择。
经过应用测试,LED植物灯的波长非常适合植物的生长,开花,结果.一般室内植物花卉,会随着时间而长势越来越差,主要原因就是缺少光的照射,通过适合植物所需光谱的LED灯照射,不仅可以促进其生长,而且还可以延长花期,提高花的品质。而把这种高效光源系统应用到植物育种、大棚、温室等设施等农业生产上,可以产生以下作用 :
LED植物灯介绍:
L必须需要太阳光,而植物生长灯就是利用太阳光的原理,灯光代替太阳光给植物生长发育环境的一种灯具。
传统植物光源与LED植物生长灯对比
目前在植物生长中应用的人工光源有荧光灯、高压钠灯、金属卤灯等,这些光源应用在植物生长中存在着缺欠:
LED在植物照明中的应用研究
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LED在植物照明中的应用研究摘要:本文对LED在植物照明中的应用研究进行了综述。
首先介绍了植物生长与光环境的关系,然后详细阐述了LED作为植物光源的优点和特点,包括光谱可控性、节能高效性、寿命长等,同时也探讨了LED光源的不足之处,如光谱不均匀、成本高等。
接着,本文重点介绍了LED在植物生长灯中的应用现状和研究进展,包括LED植物生长灯对植物生长发育和品质的影响、LED光谱和光周期对植物生长的影响等。
最后,本文对LED在植物照明中的应用进行了总结,并提出了未来研究的方向和展望。
关键词:LED;植物照明;光谱;光周期;生长发育;品质植物生长与光环境密切相关,不同波长和强度的光线对植物的生长发育和品质具有不同的影响。
传统的植物光源主要包括白炽灯、荧光灯和高压钠灯等,但是这些光源存在能耗高、光谱不均匀等问题。
随着LED技术的发展,LED作为一种新型的光源被广泛应用于植物照明中。
LED具有光谱可控性、节能高效性、寿命长等优点,成为植物照明的主流光源之一。
本文旨在系统地综述LED在植物照明中的应用研究,包括其优点、不足之处、应用现状和研究进展等方面。
1植物生长与光环境的关系植物生长与光环境的关系是一个复杂的生物光学问题。
不同波长和强度的光线对植物的生长发育和品质具有不同的影响。
光的波长和光合有效辐射(PAR)是影响植物生长的关键因素。
PAR是指波长在400-700nm之间的光线,是植物进行光合作用的光线范围。
PAR的光照强度和光照时间对植物的生长发育和品质都有重要影响。
除了PAR,植物对其他波长的光线也有一定的响应,如红光和蓝光对植物生长的促进作用,紫外线和红外线的影响等。
因此,对植物生长环境光谱的控制和调节,对提高植物生长效率和品质具有重要意义。
2 LED作为植物光源的优点和特点2.1 光谱可控性LED的光谱可控性是其在植物生长灯领域的重要优势之一。
植物对不同波长和光强度的光线具有不同的生长反应,因此,通过调整LED灯的光谱,可以满足不同植物生长的需求。
浅谈LED植物灯技术
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浅谈LED植物灯技术【时间】2013-2-28 15:58:17 【来源】技术中心贺焱艾比森光电[] 关于LED植物灯技术,本文围绕下述问题展开:1)哪些波段的光对植物的生长有影响?2)LED做植物灯有什么优势?3)若以LED为植物灯则如何选择LED光源参数?4)有关LED植物灯制备的专利是如何?5)现在的LED植物灯是什么样子?1、光对植物生长的影响自然光谱中,不同波段的光谱对植物生理的影响为:280 ~ 315nm 对形态与生理过程的影响极小;315 ~ 400nnm 叶绿素吸收少,影响光周期效应,阻止茎伸长;400 ~ 520nm(蓝光)叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大,对光合作用影响最大;520 ~ 610nm 色素的吸收率不高;610 ~ 720nm(红光)叶绿素吸收率低,对光合作用与光周期效应有显著影响;720 ~ 1000nm 吸收率低,刺激细胞延长,影响开花与种子发芽;>1000nm 转换成为热量。
为了更形象的说明光谱对植物生长的影响,本文引用了以下三张来自研究论文的图片,其中图1展示的是太阳光谱与植物生长的关系,图2展示可见光不同波段对植物光合作用大小的影响,图3展示不可波段的光对植物发芽、开花、结果的影响。
图1 太阳光对绿色植物光合作用的影响图2 可见光对绿色植物光合作用的影响图3 不同波段的光对绿色植物生长的影响从上述三张图片中我们可以形象的看到,在可见光波段400 ~ 520nm的蓝光和610 ~ 720nm的红光对植物的生长影响最大,而在蓝光波段和红光波段中又以450nm的蓝光和660nm的红光对植物的影响显著。
2、LED光源做植物灯的优势由前面的分析我们知道,不同的波段对植物的生长发育具有不同的功效,当要抑制植物的茎生长时可以照射紫外光,当要增加植物光合作用的效益时可以加强蓝光强度,若要调控开花或种子发芽可通过调配红光的比例达到效果。
LED具有体积小、重量轻、固态、寿命长、波长特殊、驱动电压较低、光效率高、能耗小、安全、可靠耐用、不容易色衰的优点,且红光LED光子具有较大的光通量。
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LED植物照明的一些概念误区以及半导体照明的设计方案
引言
光照在植物生长的过程中起关键的作用,它是促进植物叶绿素的吸收和胡萝卜等多种植物生长质素吸收的最好肥料。
然而,决定植物生长好坏的决定因素是一个综合因素,不仅与光有关,而且与水土肥料的配置、生长环境条件和综合技术管控都有着密不可分的关系。
最近两三年,有关半导体照明技术在立体式植物工厂或植物生长方面的应用报道层出不穷。
但仔细读下来,总有一些不安的感觉。
总体上说是没有能够真正认识到光应用到植物生长上应该起到什么作用的问题.
首先来认识一下太阳的光谱,如图1所示。
可以看到,太阳光谱是一个连续谱,其中蓝色与绿色光谱相对于红色光谱而言要强,其可见光光谱范围在380~780 nm左右。
自然界的生物的生长是与光谱的强度有关的,比如在赤道附近区域大多数植物的生长速度是非常快的,同时生长的尺寸也比较大。
但太阳的照射强度不是越高越好,对于动植物的生长是有一定选择性的。
图1 太阳光谱及其可见光光谱的特性
其次,第2个关于植物生长的几个关键吸收要素的光谱简图,如图2所示。
图2 植物生长几种生长素吸收光谱简图
从图2可以看到,影响植物生长的几个关键生长素对于光的吸收光谱是有显著区别的。
因此,LED 植物生长灯的应用不是件简单的事,而是非常有针对性的。
在这里有必要介绍两个最主要的光合作用植物生长要素的概念。
叶绿素
叶绿素(chlorophyll)是一类与光合作用(photosynthesis)有关的最重要的色素,存在于所有能营造光合作用的生物体,包括绿色植物、原核的蓝绿藻(蓝菌)和真核的藻类。
叶绿素从光中吸收能量,然后能量被用来将二氧化碳转变为碳水化合物。