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植物工厂双通道导气通风模式对生菜冠层热交换的影响2025 / 1 / 24
张一含 农业工程学报 . 网络首发时间:2024-11-29 13:35:01 1.中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所2.农业农村部设施农业节能与废弃物处理重点实验室3.中国农业科学院西部农业研究中心 摘要: 针对植物栽培空间气流低而导致的植物生长缓慢和生理性病害频发等问题,该研究优化设计了一种装配式双通道导气栽培系统,并在环境较为稳定的植物工厂内开展栽培试验验证系统有效性。 试验栽培材料选用生菜(Lactuca sativacv.Butterhead),试验组采用双通道导气通风模式,冠层气流速度分别设置为0.6m/s(T1)、 0.9m/s(T2)和1.2 m/s(T3),对照组仍采用植物工厂侧进上出的常规通风模式(CK),冠层气流速度为0.2 m/s,探究不同通风模式对植物生长、叶烧发生率、与周围环境热交换和冠层微环境的影响。 结果显示:与CK相比,试验处理组生菜的生长、冠层微环境及与周围环境的热交换均较优;T2处理下,生菜地上部的干、鲜质量比CK处理的分别提高了24%和14%;生菜冠层的微环境及热交换在T3处理下达到最佳;与CK处理组相比,T3处理下的生菜冠层平均相对湿度和温度分别降低了8.8%和2.8℃,生菜冠层光、暗期显热分别提高了48.5%和52.3%,潜热分别提高了52.9%和37.9%;此外,试验处理还可以有效降低植物工厂内生菜叶烧发生率。 综上可知,该双通道导气栽培系统能有效改善植物冠层微环境,提高植物产量和品质,促进植物与周围环境的热交换,同时为植物工厂微环境精准调控提供技术支撑。 关键词: 植物工厂,热交换,栽培系统,生菜,通风模式 泰达仪设计、生产,光照强度独立可调的人工气候室及光照培养箱,适合植物组织培养、小苗、高苗等不同光强要求的植物室内补光培养。保证可全年生产运行,四季如夏,缩短栽培育种时间。 户外人工气候室搭建 人工气候室栽培架 人工气候室 厦门大学 人工气候室工厂 泰达仪人工气候室,能模拟自然界中的各种气候条件,按照要求精确控制室内的温度、湿度、光照以及二氧化碳等指标,重现各种气候环境。气候室采用合理的制冷系统与风道循环设计,维持并保证设备温湿度及控制精度,提高设备稳定性。采用进口品牌工业级触摸屏,只需轻触屏幕,即可实现参数查询,设定等功能,操作更直观,方便。 欢迎来电咨询!
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基于脉冲光的节能植物补光灯对生菜和小白菜的应用效果研究2024 / 8 / 5
梅延豪发表于西北农林科技大学的论文 摘要: LED脉冲光作为一种新型的节能植物补光光源逐渐地得到人们的关注,它通过改变频率和占空比来影响植株的生长发育。前期的研究发现,在一定频率和占空比的脉冲光处理下,生菜的净光合速率与连续光无显著差异,换句话说,光在频闪辐照的过程中发挥了和连续光基本相同的作用,这对于植物工厂节能补光灯的研发有重要意义。 本研究主要以叶用莴苣为试验材料,首先探究了128Hz的LED不同占空比对生菜生长与光合荧光特性的影响。在此和前人的研究基础上,全面探究了多个频率和占空比组合的脉冲光处理对生菜的叶绿素荧光特性的影响。另外又通过长期试验详细地探究了脉冲光对生菜生长的影响,并做了组学方面的初步分析。最后综合前期试验结果,筛选适合的脉冲光参数设计出LED节能植物补光灯,并以小白菜为试验材料,在田间进行节能补光效果验证。 主要的研究结果如下: (1) 测定了脉冲光不同占空比处理的生菜叶绿素含量、光合参数、生物量、光能利用率、叶绿素荧光参数和LED灯板的耗电量,结果表明:各占空比的LED脉冲光均能不同程度地节省电能,高占空比处理下生菜的叶绿素含量、生物量、ФPSII和ETR与连续光无显著差异。20%占空比处理的光能利用率虽然显著高于连续光,但不利于生菜的正常生长。综合看来,高占空比不仅在省电的前提下达到连续光基本相同的补光效果,而且更有利于促进PSII光合电子传递,提高作物光合作用的潜能。 (2) 测定了14个频率和5个占空比组合的脉冲光处理下生菜叶片的叶绿素荧光参数,结果表明:低频率低占空比的脉冲光会降低生菜叶片的光合活性,2 Hz以下的低占空比会导致PSII发生损伤,而高频率以及低频率高占空比的脉冲光处理相比连续光,不会对生菜叶片的PSII活性、光合电子传递及能量分配造成影响。 (3) 研究了脉冲光频率和占空比对生菜生长的影响,并做了转录组和代谢组的初步分析,结果表明:D20对生菜的影响较为明显,在形态指标、生物量、光合指标、荧光指标上明显低于D60处理和连续光,F64-D60和F128-D60脉冲光处理在生物量、光合色素、光合参数、荧光参数等方面差异不显著。根据前期结果对F64-D20、F64-D60做了转录组和代谢组学分析,结果共发现了1766条差异表达基因被注释到了KEGG通路中,其中有35条光合作用相关的差异基因的表达与前期生理指标变化趋势相近。代谢组方面我们主要分析了卟啉与叶绿素代谢和碳代谢途径,分别含有19和12种差异代谢物。 (4) 根据前期研究结果,设计了256Hz、60%占空比的LED植物补光灯,与LED连续光和自然条件做对比,以小白菜为试验对象,进行田间延长补光试验,测定了小白菜的形态指标、光合参数、叶绿素荧光参数、生物量以及各补光灯的日耗电量。结果表明:LED脉冲光和连续光补光效果基本相同,都显著提高了小白菜的株高、株幅、地上部质量和叶绿素荧光(ΦPSII、ETR和q L)指标,且在日耗电量上LED脉冲光每天比连续光节省了38.75%,有利于LED节能补光技术的推广和应用。 关键词: 生菜,小白菜,脉冲光,叶绿素荧光,占空比,频率 泰达仪自有核心技术,研发植物生长专用光源400-700nm红蓝光。 针对不同植物生长及特殊光处理实验要求,配备单色、双色、三色、多色光源进行组合应用。泰达仪灯具使用寿命长达5万小时、光质均匀稳定,广泛用于光处理对植物逆境生理、光合机制、逆环境实验光照、动物培养研究等多种用途。 3色光谱平板型:包含B(450nm±5nm)、R(660nm±5nm)、IR(730nm±5nm);每种光源光强通过触摸屏独立0-100%无级可调; 四色平板型: 光谱包含B(450nm±5nm)、R(660nm±5nm)、IR(730nm±5nm)、W(全光谱400-700nm) 欢迎来电咨询!