温室植物生产中的新型人工光环境调控技术研究

选择以LED(发光二极管)作为林木种苗、花卉生产用的人工光源，通过研究种苗花卉在发光二极管照明下的生长生理特性、光合作用速率和补光效率等补光效果和光形态调节，研发了LED组合灯，克服了传统温室人工光源的不足，具体开展了如下研究：1.单颗LED的选择及其光电性能的测量分别对插入式LED和贴片型LED，小功率LED和大功率LED，单颗单芯LED和单颗多芯LED进行了波长、最小/一般亮度、视角、电压与电流的关系、相对光强与电流的关系　等进行了测量，选择恰当的LED。2.设计了几种典型温室光源配置方法及其单元模块基于种苗花卉的光合作用和光形态调节原理，设计了用于促进种苗花卉光合作用的“红光/蓝光比例均匀的LED组合灯”、用于种苗花卉特定形态培育需求的“红光/蓝光和红光/远红光比例均匀的LED组合灯”、用于杀灭病菌病毒，提高种苗花卉存活率的“红蓝远红紫外四色光LED组合灯”。3.典型温室光源的补光和光形态调节试验将红蓝光LED组合灯和红蓝远红光LED组合灯等用于种苗花卉生产的照明或补光，对红豆杉扦插苗、铁皮石槲、月季、绿萝等种苗花卉进行了生理生长和形态调节的栽培试验，测量了LED组合灯照明对植株高度、节间长度、腋芽分化、花期、花形大小、叶绿素含量、气孔指数、叶面积、光合作用速率和补光效率等的影响，结果表明所培育的种苗花卉不仅形态可调，而且品质高，提高了产品的附加值。4.发展了多种规格的LED组合灯考虑种苗花卉生产的不同需求，设计了可代替日光灯的条式补光灯、可近距离照明的贴片型灯带、可取代高压钠灯的大功率圆灯、光质均匀度最高的集成灯 还设计了用于生态杀虫的广谱性黄蓝紫外三色LED组合诱虫灯，健全了种苗花卉生产用的各种LED组合灯。5.确定了LED组合灯在温室中的具体布置方式基于光强和光质达到种苗花卉生长要求并均匀分布、降低温室成本的原则，设计了各类LED组合光源在温室中的布置方式，即每平方米栽培面积上需配置的功率数、安装的高度和空间位置。还设计了一类转动型LED组合灯以进一步降低温室成本。所设计的LED组合灯，能耗低，可通过调节各色光LED的工作电流即可实现光量和光质的调控。LED组合灯可按需进行扩展，且不改变光量和光质的均匀度。