基于Taguchi方法的LED光质对生菜保鲜效果的影响

LED红蓝光处理采摘后的蔬菜有利于缓解其叶绿素等物质的降解,从而达到延长其保鲜期的效果,但是不同的蔬菜需要的红蓝光质配比不同,并且光处理周期以及照度都会对保鲜效果产生影响。本文利用Taguchi方法对影响生菜保鲜效果的因素进行了实验研究,同时运用ANOVA理论分析出因子对品质的影响程度,进而找出影响保鲜效果的关键因素为光质,进一步设计探究实验,设置红光(R)、蓝光(B)、红蓝6∶1(R∶B=6∶1)、红蓝7∶2(R∶B=7∶2)、红蓝2∶1(R∶B=2∶1)共5组不同光质比的LED光源,找出了适用于室温下生菜贮存的最佳光源光质为红蓝7∶2、红蓝2∶1。     

半导体照明果蔬保鲜研究进展

随着半导体照明技术的快速发展,LED光源被广泛应用于多个领域。近年来,半导体照明技术应用于植物照明和果蔬采后保鲜等方面受到广大研究人员的关注。介绍了半导体照明技术应用于果蔬采后保鲜的最新研究进展以及光照对果蔬采后保鲜的机理,解释了植物光度学和人眼光度学的一些概念定义及其区别,介绍了最新的植物光照参量测试专用仪器,指出了一些研究人员在研究过程中对光配比、光谱、单色光和复合光的错误理解。在前期研究的基础上,给出了未来半导体照明果蔬保鲜的研究方向各研究方案。     

基于多光质灯珠的LED植物灯光照均匀性优化设计方法

基于植物生长对光质与光分布的需求,本文设计了一种能够实现光质对称分布、光分布均匀性高的LED植物灯。在红、蓝、暖白、远红四芯片LED灯珠基础上改进,新的LED灯珠由红、蓝、暖白三种独立可调节的光质组成,并进行二次光学设计和LED阵列设计实现了X方向的光质高均匀度分布与Y方向的光质对称。通过Tracepro软件进行光仿真,得到各光质的光照分布,在实验中测量了各光质的实际光照分布,将两种灯珠的光照分布进行对比。建立了二次光学设计下LED灯珠的光照分布模型,提出了光照强度均匀性的评价函数。最后,根据各光质的光照强度分布对光照均匀度进行计算。本文设计的LED植物灯能精准实现X方向光质分布高均匀性、Y方向光质对称分布,整体光照强度均匀性较高,能够对植物实现高均匀照明。     

LED光质对于生菜生长的影响

为了研究不同红蓝光质配比的LED光源对生菜生长的影响,本文设置红(R)、蓝(B)光质比分别为R∶B=4∶1,R∶B=1∶3,R∶B=1∶4,R∶B=2∶1的四组光源,并以白光LED照射为对照组,在光周期,光照强度的相同的情况下照射生菜,探究不同光质对于生菜子叶、真叶、株高的影响并进行分析,分析结果表明对生菜生长最有利的光质是R∶B=4∶1。该研究可应用于植物工厂领域,提高生产效率。     

不同LED光配方对番茄幼苗生长调控的研究

为筛选出适用于番茄工厂化壮苗培育和温室幼苗防徒长的LED光配方,以荷兰瑞克斯旺番茄品种"瑞粉882"为试验材料,研究了不同LED光配方处理((1)PPFD=(180±5)μmol/m~2/s时,R∶B分别为2∶8、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2,CK=6500 K;(2)R∶B=7∶3时,PPFD分别为140μmol/m~2/s、160μmol/m~2/s、180μmol/m~2/s、200μmol/m~2/s;(3)PPFD=(75±5)μmol/m~2/s时,R∶B分别为1∶2、1∶3,CK=6500 K)对番茄幼苗生长特性的影响。结果表明:一定范围内,光强较高时(PPFD=(180±5)μmol/m~2/s)最适合番茄幼苗生长的光质为R∶B=7∶3;特定光质下(R∶B=7∶3)最适合番茄幼苗生长的补光强度为PPFD=200μmol/m~2/s,可以作为室内全人工光番茄育苗的补光参考方案;弱光下(PPFD=(75±5)μmol/m~2/s)R∶B=1∶2对番茄幼苗徒长的调控效果最好,可以作为温室番茄育苗防徒长的补光参考方案。     

弱光条件下光质与连续光照对水培生菜生长与品质的影响

在密闭植物生长室中,采用LED光源研究了弱光条件下光质与连续光照对水培紫叶生菜和绿叶生菜产量和品质的影响。结果表明,绿叶生菜和紫叶生菜地上部鲜重及根系鲜重都在连续光照处理下显著提高。光周期条件相同时,紫叶生菜在红蓝光比例2∶1光质下地上部鲜重要显著大于红蓝光比例1∶2,绿叶生菜则无显著差异。连续光照处理对紫叶生菜和绿叶生菜总酚和类黄酮含量的影响因光质而异。光照时长相同时,紫叶生菜和绿叶生菜总酚和类黄酮相对含量都有随红光比例增加而显著降低的现象出现。紫叶生菜抗坏血酸含量都随光照时长增加而显著降低。紫叶生菜可溶性糖含量和可溶性蛋白含量受红蓝光比例和光照时长变化影响不显著。光照时长对绿叶生菜可溶性糖含量的影响因光质变化而异。光质相同条件下,绿叶生菜可溶性蛋白含量在连续光照处理下显著降低,且绿叶生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量对光质变化的响应因光照时长差异而不同。     

多通道光合有效辐射传感器

光合有效辐射传感器可测量可见光波段400nm~700nm的光量子流密度,不能准确区分LED组合光源的各种光质比例,已无法满足光生物学研究和植物工厂生产的实际需要。本文提出一种多通道光合有效辐射传感器,通过模拟植物窄带光谱响应的传感器同时测量红光、蓝光光量子流密度,其成本低、便携,适用于应用LED补光的光伏农业大棚和植物工厂应用。大量传感器组网,可以采集植物生长的光配方数据和实现光照智能控制、对规模化的植物工厂光质需求数据积累与降低能耗意义重大。     

LED光照对大麻素积累的影响及大麻种植人工光照系统设计探讨

随着欧美一些国家大麻种植合法化,植物光照海外市场迎来的爆发期,2020年我国LED植物光照产品的出口市场呈现迅猛增长。LED以其高效节能和光谱可控等特点,已经应用于大麻种植领域。本文介绍了大麻的植物学特点、大麻素、大麻的分类与应用,通过对国内外相关研究的分析,重点阐述光合光子通量密度(PPFD)、光质、光周期对大麻生长发育和大麻素积累的影响,提出相关建议和思考,最后探讨LED人工光照系统的设计方法。     

LED植物生长灯的开发及应用

光对于植物生长的几乎所有阶段都有着重要影响。为了应对雨雪雾天气、环境污染等导致的自然光不足,各种以人工光照明为基础的设施农业便应运而生。植物生长人工照明主要是从白炽灯开始的,目前最适用于植物生长照明的光源为LED。为此,首先论述光照对于植物生长的影响以及植物生长中对光的吸收特性,着重探讨LED植物生长灯的特性、构成要素,介绍了LED植物生长灯的应用,提出了存在的问题和给出了建议。     

人工光型植物工厂光照系统动态调控功能设计与实现

本文重点研究基于工业物联网技术的智能植物培养控制系统环境下植物光照系统动态光调控功能的设计与实现。植物光照系统包括若干组不同波长的LED光源、多路数控电源管理IC及外围电路,与其他终端设备、终端主控板、网关、服务器、应用端Web/app等,共同构成植物培养系统。目的在于提供一种全人工环境植物育种培养设备和控制方法,尤其是根据植物生长周期信息和用户需求,实现LED光照系统的辐射照度、光周期、光谱分布精确动态调控,可高仿真度模拟自然界中光环境要素变化规律,也可以根据植物喜好量身定制光配方。     

人工光植物工厂特殊光照模式及其应用策略

LED光源可调制光谱和光环境,实现了动态光照过程的智能控制,极大地丰富了人工光植物工厂光照的内涵,通过LED光照属性特征的调控实现了一些特殊光照模式的应用,比如连续光照、交替光照、间歇光照。通过三种特殊光照模式属性特征的筛选优化,建立合理的光照模式应用策略被认为可大幅度提高人工光植物工厂的生产效率和植物生产力,达到优质高产高效的生产应用目标的重要手段。本文系统总结了国内外有关连续光照、交替光照、间歇光照的概念及其应用策略,以提高人工光植物工厂的植物生产力。     

LED灯不同光质对番茄生长形态特征的影响

以发光二极管作为照明光源,利用5种不同光配方的LED灯(7R/1B、5R/1B、4R/1B、3R/1B、2R/1B)在室内对水培番茄进行全人工光照明试验,以探究LED灯不同光质对番茄生长形态特征的影响。结果表明:红蓝配比3R/1B的LED灯照明处理的番茄总体比其它几种光配方的照明处理的更有利于番茄形态生长。株高、节长合理,茎干粗壮,第一穗、第二穗及单株果数多,穗果重、单株总质量更大,单粒果重,第一穗及单株坐果率都比较高,第二穗果糖度最大。2R/1B照明处理的番茄植株矮、节间短、叶片短、穗高矮,生长形态优势一般。5R/1B照明处理各时期叶片基本是各处理中最长的。不过第一穗、第二穗、单株总结果的果数最少,第二穗果重、单株果总重最小,第二、第三穗果单颗果粒较轻,第一穗坐果率和单株总坐果率较低,对提高番茄质量产量效果一般。7R/1B照明处理的后期番茄植株顶端优势明显,茎干纤细,直径基本为处理中最小,第一穗果单颗果粒均值最轻,糖度低,徒长趋势明显,不利于健苗壮苗。这一试验结果对以后番茄种植栽培和LED类研发都有着一定的指导与借鉴意义。     

不同LED光照时长对菜心生长与品质的影响

研究LED光源下不同光照时长(12h、15h与18h)对营养液栽培菜心生长及品质的影响。结果表明,随着LED灯光照时间的延长,植株鲜重及叶片可溶性糖含量显著提高,菜心的菜薹粗与叶片数相应增加,而叶片的可溶性蛋白含量以及薹茎的游离氨基酸的含量显著降低。菜心叶片的硝酸盐含量均随光照时间的延长而增加,但增幅不明显。适当延长光照时间能显著增加菜心叶片维生素C的含量,以15h处理最高。     

LED红蓝光质比及其光周期对樱桃萝卜品种生长与产量的影响

采用LED光源在室内可控环境下研究了红蓝光配比(R∶B)与光周期对樱桃萝卜生长与产量的影响,以探索适合樱桃萝卜工厂化生产的光照条件。试验设置了2种红蓝光比(1R∶1B、2R∶1B)和2种光周期(12/12、16/8)。结果表明,光周期为12/12时,1R∶1B和2R∶1B处理的真叶数、叶片叶绿素含量、根长、根直径、根体积以及地上部和肉质根干鲜重均无显著差异。光周期为16/8时,2R∶1B处理显著提高了樱桃萝卜的根直径、根体积和肉质根干鲜重,同时略增加了地上部干鲜重和新叶叶绿素含量。光质一定时,叶片叶绿素含量随光周期延长显著增加。光质2R∶1B、光周期16/8处理的真叶数、新叶叶绿素含量、根长、根直径、根体积、地上部和肉质根干鲜重以及根冠比均为最高。总之,光质和光周期共同影响樱桃萝卜的生长发育,较高的红蓝比与较长的明期有利于提高樱桃萝卜地上部和肉质根的生长发育。     

大学教室荧光灯、LED灯光谱对比及综合效应分析

文章运用CL-500A分光辐射照度计测试了高校教室不同色温荧光灯、LED灯的光谱功率分布,对比研究不同照度、不同色温下LED灯、荧光灯光谱功率分布的差异性。结果表明,LED光谱辐射强度主要受照度影响,光谱分布特征主要受色温影响,4 000 K的LED灯光谱功率分布曲线比4 000 K荧光灯光谱功率分布曲线连续性更好。结合LED灯、荧光灯光谱分布特性分析了高校教室荧光灯、LED灯的视觉功效特性、显色性、蓝光危害特性和光生物效应。     

高性能LED植物生长照明光源研究

传统的植物照明光源存在着发光效率低、功耗高、光谱分布不全以及与被照植物所需要的光谱不相匹配等问题,效果并不理想。LED包含有红、绿、蓝等色彩丰富的单色光,具有极窄的光谱特性、较高的效率、超长的寿命,且与植物生长所需要的光谱匹配性良好,因此非常适用于在植物照明上的应用。在一般性介绍植物生长与光照关系的基础上,重点就高性能LED植物生长照明光源进行探讨,主要包含光照的均匀性、光配比的合理性等相关问题。     

一种多光谱亮度可调的LED光照系统

针对植物特征光谱研究的需要,设计了一种以STC89C52RC单片机为控制核心,采用RX5801芯片恒流驱动多路大功率LED,并以PWM方式调光的光照系统。系统实现了多路LED灯的独立工作、亮度多级可调以及不同光谱在不同亮度下的任意组合。其丰富的光谱组合为研究不同植物特征光谱对植物生长状况的影响提供了实验条件。     

一种基于LED灯丝灯的标准灯的研制

本文依据标准灯的特定要求,研制了一种基于LED灯丝灯的总光通量标准灯。这种灯的预热时间为5~9 min,而其他种类LED的预热时间至少为30 min;量值短期重复性优于0.1%;连续点燃35 h的光通量变化小于0.16%,连续点燃6 045 h光通量的变化小于2.3%,光衰率约为白炽灯灯的1/30;对LED灯丝标准灯进行了长期稳定性考察,在历时10个月的多次测量中光通量变化小于0.3%;此外LED灯丝灯比白炽灯更耐震动。这种LED灯丝标准灯的主要特性优于JJG 247—2008《总光通量标准白炽灯检定规程》中对白炽标准灯的要求,在CCPR和CIE建立基于LED光度单位量值传递体系中,有望成为替代白炽标准灯的主要灯种。     

LED红蓝光生育期光质变化模式对水培生菜生长与品质的影响

在环境可控的密闭植物工厂内,以恒定供光模式(CK,4R∶1B)为对照,在生菜生长前期、中期和后期研究了3种动态供光模式(L1处理,前期、中期、后期光质设置为3R∶1B、4R∶1B和5R∶1B;L2处理,前期、中期、后期光质设置为5R∶1B、4R∶1B和3R∶1B;L3处理,前期、中期、后期光质设置为4R∶1B、3R∶1B和5R∶1B)对水培生菜生长和品质的影响。结果表明：在相同日累计光积分(DLI)条件下,生育期红蓝光质比例变化对各生长阶段生菜的生物量无影响;生长前期,L2处理促进了生菜营养物质(尤其是抗氧化物质)的积累;生长中期,红蓝光质比例波动的处理不同程度地降低了可溶性糖、总酚、类黄酮和抗坏血酸(AsA)的含量;生长后期,红蓝光质比例波动的处理显著降低了可溶性糖、可溶性蛋白、总酚和类黄酮的含量。综合来看,生育期内红蓝光质比例恒定供光模式优于红蓝光质比例波动的供光模式,更有利于生菜品质的提高。     

温室园艺LED照明研究与应用现状

LED作为设施园艺光环境调控的优选光源和手段,节能、精准、长寿命且光效率高,可通过光质及其光强和光周期等光照属性的控制,调控植物光合作用和光形态建成,调节设施园艺作物生长发育、生物量和果实产量、开花及农产品品质,获得温室补光的效益。而且,基于时空光环境调控带来的显著效益,动态照明和立体照明应运而生,方兴未艾,应用前景广阔。本文总结了温室LED照明产品和应用领域,提出了动态照明和立体照明技术概念,总结了光质、光强和光周期植物调控的研究进展,重点阐述了光质调控植物园艺作物生长发育、产量、开花及农产品品质的研究进展,对未来温室LED补光产业发展前景进行了展望。