
▲ 白、紅、藍三色光植物生長箱
▲ 藍光、紅光、遠紅光光譜圖
4、高性能LED燈:高性能LED燈的光照強度相對于一般白色管狀LED燈要更高。國際上高性能LED燈使用較多的是芬蘭的Valoya,專注于植物生物學研究,世界上最大的10家農業公司中有8家已經在使用Valoya的光源方案。不同的數量的Valoya
LED燈組合方案可實現不同的光照強度,從300、600、800~1200μmoles/m2/s,甚至更高的光照強度。
▲ 白色Valoya LED燈
Valoya
LED研發了不同的光譜配方種類,適用于不同的植物生長應用。如AP67光譜配方:促進植物成長與開花;AP673L:促進植物生長發育;G2/NS1/NS12:增進春化作用過程;Valoya
BIOMASS:用來促進大麻種植時生物質的產出;Valoya Canna+:增加大麻種植時THC的產能。
| AP67 | AP673L | G2 | NS1/NSI2 | ||
| 紫外光 | < 400 nm | 0% | 0% | 0% | 1% / 0.5% |
| 藍色 | 400 ~ 500 nm | 14% | 12% | 8% | 20% / 21% |
| 綠色 | 500 ~ 600 nm | 16% | 19% | 2% | 39% / 38% |
| 紅色 | 600 ~ 700 nm | 53% | 61% | 65% | 35% / 35% |
| 遠紅光 | 700 ~ 800 nm | 17% | 8% | 25% | 5% / 6% |
| PAR | 400 ~ 700 nm | 83% | 92% | 75% | 94% / 94% |
▲ 部分Valoya LED光譜選項
▲ 一種Valoya LED燈及其光譜圖
5、陶瓷金鹵燈:比傳統鹵素燈光效高30%以上,壽命可達20000小時,光衰慢,照明效果持久。與高壓鈉燈相比節能10%,比傳統鹵素燈節能70%,比汞燈節能150%。具有更高的光照強度600~1100
μmoles/m2s,發熱量也較大,需安裝在單獨冷卻的玻璃燈罩內,由獨立通風口排除熱量,以保證生長區域氣候條件穩定。適合小麥、玉米、水稻、棉花、大豆、咖啡、軟木等各種常見的需要高光強的大型植物。
▲ 陶瓷金鹵燈的光譜圖和應用
以上介紹的熒光燈和LED燈等都是固定光譜光源,現在的技術還能實現可調光譜的植物生長燈。
6、可調光譜LED燈:瑞典的Heliospectra公司以植物科學與園藝方面的智慧LED照明系統而聞名。以Heliospectra
RX30型號為例,其具有9通道波長控制,距光源500mm處光照強度最高可達600μmoles/m2/s,同時可以在10% ~
100%范圍內按1%步調。可單獨控制9種光譜: 380nm, 400, 420, 450, 520, 630, 660,
735nm和5700K白色;Heliospectra還可發出了系統輔助軟件來管理LED燈。
▲ HeliospectraRX30 可調光譜LED燈及其光譜圖
▌ 光照強度調節:
不同種類的植物生長燈,除了光源種類、色溫和顏色不同之外,光照強度的調節能力也不同。現階段燈管光照強度的調節,基本上可以達到1%的步調能力,像熒光燈和LED燈可以在10%~100%范圍內調節光強,陶瓷金鹵燈可以在30%~100%范圍內調節。這樣可以使一臺植物生長箱滿足不同的需求,實現一機多用和更高的使用率。例如,一臺植物生長箱的最大光強為600
+/-10%
μmoles/m2s,光照強度可以按1%步調,當光照強度調節為30%~50%左右時,可以用于組織培養、擬南芥研究等;當光照強度調節為100%左右時,可以用于需要更高光照強度的植物的培養。當然這與植物生長箱的性能和控制能力有直接關系,有的植物生長箱光照控制只能開和關,有的只能進行3級或5級控制。
如果想要更加準確地模擬自然環境光照的變化,同溫度控制類似,植物生長箱需要具備光照強度均勻增大或減小的功能,因為自然環境中溫度的升高或降低是連續的、較均勻的。這種控制能力使得研究人員可以為植物生長箱設計更加復雜的程序,不僅可以模擬春夏秋冬四季和各個氣候帶,還可以模擬每天24小時不同時間點的光照強度。
▌ 燈管安裝位置:
關于植物生長燈,除了光源種類、光照強度大小及可調性、固定或可調光譜,燈管的安裝位置也有所不同。步入式植物生長室的燈管安裝位置基本上是兩種:安裝在植物生長室頂上和安裝在貨架上,前者是為了保證生長高度和光照強度,適合需要高光照強度的中大型植物;后者的燈管光照強度約200~600
μmoles/m2/s范圍,適合組織培養、擬南芥研究和一些不需要高光照強度的植物的培養。
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| ▲ 一種頂上植物生長燈 | ▲ 一種貨架植物生長燈 |
而對于植物生長箱,燈管的安裝位置選擇則更多,比較常見的是水平安裝,即安裝在擱板上。其次是豎直安裝,即安裝在門上或內腔。豎直安裝的燈管光源,距燈管近則光照強度大,否則光照強度小,做相同條件的植物培養可能會造成培養結果參差不齊,做差異化培養則更加合適。
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| ▲ 隔板式植物生長燈 | ▲ 側面植物生長燈 | ▲ 門上植物生長燈 |
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Aralab
公司成立于1985
年,位于葡萄牙首都里斯本。是一家專注于設計、研發和制造恒溫恒濕箱、人工氣候室、穩定性測試室等高質量高精度氣候控制設備的公司。從創立至今,Aralab一直致力于不斷應用最新科技完善產品,實現精確模擬和控制溫度、濕度、光照、壓力、風速以及許多其它環境條件。經過幾十年的發展,已經成為歐洲標準氣候控制設備、藥物穩定測試設備和特殊測試設備的最大供應商之一,為全世界范圍內的伙伴和用戶提供先進的設備與技術,提升科研與測試水平。
Aralab及其光源供應商對于植物光照研究有著幾十年的豐富經驗和大量技術資料積累,能夠為客戶定制化設計專業資深的光源等相關的解決方案。