发光二极管作人工植物光源既节能又提高作物品质

2011-1-28 13:22 来源: 科技日报
948 收藏到BLOG

“LED植物光源节能高效生产关键技术研究与应用”通过鉴定

  以发光二极管(LED)替代传统人工光源用于农作物生长补光,既节能降耗,又提高作物品质。由中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员主持完成的“LED植物光源节能高效生产关键技术研究与应用”1月27日在京通过了农业部组织的专家鉴定。以方智远院士为首的鉴定委员会评价该成果总体上达到了国际先进水平,经济、社会、生态效益显著,推广和应用前景广阔,为设施农业、组织培养、植物工厂等提供了重要技术支撑。

  人工光是密闭式植物生产系统(组织培养、植物工厂、育苗等)的唯一光源。目前,人工植物光源主要采用荧光灯、高压钠灯、白炽灯,耗能高且热辐射大,光合效率较低。

  据杨其长介绍,植物光合作用主要是利用波长为610—720纳米(波峰为660纳米)的红橙光,吸收的光能约占生理辐射的55%左右;其次是波长为400—510纳米(波峰为450纳米)的蓝紫光,约占8%左右。因此,开发出以这两个波段(特别是波峰)的人工光源将会大大提高光能利用率。LED光源的出现为实现这一目标提供了可能。

  以杨其长为首的课题组研制出光质、光强、频率可调,且具有耐高温高湿环境的LED植物专用光源和植物工厂LED光源系统,针对植物育苗、组织培养、叶菜与药用植物设施种植、温室补光等不同用途对光照的特定需求,开发出以红蓝光LED为主要成分、光环境智能可调、易于安装的LED柔性灯带、灯管、灯板等多个系列的LED光源,并通过LED与太阳能光伏发电技术的结合,显著降低了系统能耗。提出了采用红蓝LED组合光源对采前水培叶菜实施2—5天短期连续光照、提高叶菜综合品质的方法,并结合营养液调控技术,实验表明有利于降低水培叶菜硝酸盐含量、提高可溶性糖及维生素C含量,解决了无土栽培的品质调控难题。