植物工廠光照和溫度調(diào)控(已修改)
2025-08-17 08:37 本頁(yè)面
【正文】 植物工廠光照和溫度調(diào)控 植物工廠是在高精度環(huán)境控制的封閉或半封閉生長(zhǎng)空間內(nèi)進(jìn)行植物周年生產(chǎn)的系統(tǒng)。在系統(tǒng)內(nèi)需要為對(duì)象作物提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。這些環(huán)境因子包括：光照（光強(qiáng)、光質(zhì)和光照時(shí)數(shù)）、溫度、濕度、CO2濃度、風(fēng)速以及營(yíng)養(yǎng)液的pH、EC、肥料成分、溶氧量、液溫、流速等。對(duì)植物工廠進(jìn)行環(huán)境優(yōu)化控制，最根本的是要明確作物光合作用、產(chǎn)物積累、轉(zhuǎn)流分配、發(fā)育和呼吸等生理過(guò)程與環(huán)境因子之間的關(guān)系，綜合考慮各環(huán)境因子的復(fù)合作用效果，選擇運(yùn)行成本低、效果好的調(diào)控手段進(jìn)行優(yōu)化控制，以達(dá)到理想的控制效果。這里，主要對(duì)植物工廠的光照、溫度調(diào)節(jié)作重點(diǎn)介紹。光環(huán)境調(diào)控技術(shù)光照是作物生命活動(dòng)的能量源泉，又是某些作物完成生命周期的重要信息。無(wú)論是弱光、短日照或強(qiáng)光、長(zhǎng)日照都可能成為某些作物生長(zhǎng)、發(fā)育的限制因子。因此，對(duì)植物工廠內(nèi)的光照環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)控制是十分必要的。光照環(huán)境的調(diào)節(jié)，是根據(jù)作物的種類(lèi)及生育階段，通過(guò)一定的措施，調(diào)節(jié)光照條件，創(chuàng)造良好的光照環(huán)境，以提高作物的光合效率。補(bǔ)光調(diào)節(jié) 光合補(bǔ)光 在高緯度地區(qū)或連陰天，造成光強(qiáng)和光照時(shí)數(shù)不足，或整體作物具有較高的光照強(qiáng)度要求時(shí)，進(jìn)行光合補(bǔ)光是必要的。利用人工光源補(bǔ)充照明是行之有效的方法。目前使用的人工光源僅限于電光源一種，通常使用高壓鈉燈（HID）進(jìn)行補(bǔ)光。由于成本太高，大面積應(yīng)用還難以做到，但在蔬菜育苗工廠中應(yīng)用則較為經(jīng)濟(jì)且能育出壯苗。光周期補(bǔ)光對(duì)于光周期敏感的作物，特別是在光周期的臨界期，當(dāng)暗期過(guò)長(zhǎng)而影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)，應(yīng)對(duì)作物進(jìn)行人工光周期補(bǔ)光。光周期補(bǔ)光是作為調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育的信息提供的，需用的光照度較低，一般為22Lx左右。補(bǔ)光時(shí)間因植物種類(lèi)、天氣狀況、地理?xiàng)l件而變化。為抑制短日照植物開(kāi)花，一般在早晚補(bǔ)光4h，使暗期短于7h；也可進(jìn)行深夜間斷暗期補(bǔ)光2～5h，間斷暗期也能起到早晚補(bǔ)光，抑制短日照植物開(kāi)花的效果。遮光調(diào)節(jié)光合遮陽(yáng)光合遮陽(yáng)主要目的是降溫和減弱光照強(qiáng)度，四周不需嚴(yán)密搭接，也叫部分遮陽(yáng)。目前，生產(chǎn)上比較實(shí)用的遮陽(yáng)方法是采用黑紗網(wǎng)、無(wú)紡布或綴鋁遮陽(yáng)網(wǎng)進(jìn)行內(nèi)遮陽(yáng)或外遮陽(yáng)。對(duì)于玻璃溫室，還可在玻璃表面上刷一層白灰或玻璃表面噴水，達(dá)到遮陽(yáng)降溫的效果。光周期遮光光周期遮光的目的是延長(zhǎng)暗期，保證短日照作物對(duì)最低連續(xù)暗期的要求，這種方法多用于進(jìn)行花期調(diào)控。延長(zhǎng)暗期要保證光照強(qiáng)度低于臨界光周期強(qiáng)度（約22Lx以下），通常采用黑布或黑色薄膜在作物頂部和四周?chē)?yán)密覆蓋，因而光周期遮光又叫完全遮光。在遮光期間，應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，防止黑膜下面出現(xiàn)高溫高濕，危害植株。人工光源的選擇及室內(nèi)光源布置早期的人工光選擇多是在生長(zhǎng)室內(nèi)組合使用大量的熒光燈與少量的白熾燈，有時(shí)則根據(jù)不同的研究用途分別選擇使用高壓水銀燈或氙氣燈。后來(lái)又采用鹵化金屬燈。而在植物工廠里多用高效率的高壓鈉燈，同時(shí)LED（發(fā)光二極管）和LD（激光燈）等新光源也在進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)之中。人工光源的選擇依據(jù)人工光源的選擇取決于不同的使用目的，選擇時(shí)應(yīng)遵循合理和經(jīng)濟(jì)的原則。在選擇和設(shè)計(jì)光照系統(tǒng)時(shí)需要考慮許多要素，其中包括：作物對(duì)光的響應(yīng)；其他環(huán)境因素的影響；作物對(duì)光照度、光照時(shí)間和光譜成分的要求；可產(chǎn)生最佳效果的光源；最均勻光照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；系統(tǒng)的投資及運(yùn)行費(fèi)用等。在設(shè)計(jì)人工光照時(shí)，應(yīng)考慮光譜能量，盡量選擇發(fā)射光譜與需用光譜接近的產(chǎn)品，必要時(shí)再考慮應(yīng)用多種光源組合；考慮
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