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2006年1月2日 作者:ctnyzn [返回]
快繁基地人工补光系统的安装


   植物非试管快繁技术是光自养为基础的一种快繁技术,主要通过光合作用提供能量与物质以完成器官的发育过程,在大棚在进行工厂化繁育,光照条件基本上是利用自然光照,在大多数的季节里是可以满足离体材料光合作用对光照的需求,但是在日照短的冬季或遇到阴雨连绵的天气,棚内的光照度极差,或者日照时间过少,这样除了影响光合效率外,还是使材料或植株进入由于短日照引起的生理休眠现象,特点是一些对于日照时数较为敏感的植物就会进入生长抑制或休眠现象,人为在地为苗床环境创造适宜的光照环境显得极为必要.
   植物的叶片是光合作用的场所也是接受外界信号的感受体,当外界气候因子发生变化时,叶片都会作出相应的反应,并且能把这种信号进行传递以指令机体作出适应反应,这在高温寒冷短日照等胁迫反应中都能得到体现,而光照时数的变化也会让植物发育进程作出相应反应,所以在快繁时一般要求苗床的日照时数达到10-14小时以上,才有利于器官的发育。另外叶片光合作用对于强度及光质也有要求,最好在工厂化控制的环境下能为离体材料的发育创造最佳的光照强度与光照时间及光质条件,才能使材料的发育最优化最快化。针对植物的这些生理,人为地建造补光系统为植物创造最佳的光照环境就可实现种苗繁殖效率的最高化。
   目前,农业生产上,特别是设施栽培中补光栽培已越来越被重视,通过补光实现反季栽培,通过补光提高产量与质量,通过补光打破休眠,通过补光来达到一种特殊的培育效果。在植物快繁过程中,补光的运用更显得高效率,因为它是在高度集约的环境下生产,比栽培上的补光效率更佳,即使增加了较大的成本,但还是极为合算,所以补光已成为工厂化快速育苗中必不可少的一项农业技术措施。补光就是利用人工光源为植物创造良好的光合环境,目前国内外用的较多的人工光源是高压钠灯,它具有强度高,色谱广的优点,但同时也存在耗电大效率光转化效率低的缺点,在目前能源愈显紧缺的时代还得选用耗能较少的专用补光灯,目前国内已推广运用较多的就是植物生长灯,它是一种荧光光源的补光灯,较为节能,而且发光光谱可按植物所需进行科学搭配,目前主要有两种被广泛运用,就是蓝光与红光的植物生长灯,因为对植物光合作用来说,红光与蓝光是光合效率最高的两种可见光,运用这两种光源,在同样耗电量情况下,可取得更好的效果,也就是说光转化率大大地被提高。但也存在着安装不便,灯架易受潮而出现短路等故障,针对这种情况国内外又出现了一种最为先进与新型的补光灯就是半导体二极管也叫LED,这种补光灯首先它是不放热的冷光源,另外它也可发出专用所需的光谱,更为可贵的是它是直流供电,极便于安装,也不怕潮湿环境,而且它的耗电量是普通补光灯的1/10,是种最为节能而效率最高的补光灯,这种技术国外植物工厂内已被大面积使用,而我国运用则刚刚起步。另外,还有光纤补光,LD补光及激光光源补光,这些新型的补光在日本的植物工厂中运用较多。
   在选择好补光光源后,就可进行安装操作,在安装前必须对于每个大棚的需安装数量及功率和强度都要有所了解,一般用于快繁育苗的光照强度在100LX以上,光谱以蓝光与红光5:1—10:1配合补光为好,按照40瓦的植物生长灯为倒,一般每3个平方米安装一支灯管,一个标准大棚的可利用苗床面积为180平方米左右,按这样计算,一个8X30米标准大棚的快繁基地需安装40瓦的植物生长灯60支,总功率为2400瓦。而如果采用二极管补光技术可以做到更加节能,不妨选择一试,一般一个标准大棚的补光要达到上述效果,只需3000个超强度的发光二极管即可,以每个功率0.1瓦计算,总功率为300瓦,耗电量只需植物生长灯的1/8,而且是直流供电又更便安装.现在许多地方已开始运用二极管补光以代替传统的补光光源.计算与规划发每个大棚的安装数量后,就可进行均匀布局施工了.如果采用植物生长灯进行补光安装,可以采用两种方式,对于需光量较为重要与敏感的植物可以采用近距离安装,让光源尽量离叶片近一些,但作为这种补光灯它在发光时是会放出热量的,也不宜太近,以免影响环境温度或伤害植物,一般以距离叶片高度0.8-1.0米为佳,而对于只起到光刺激作用而不需太严格光照强度的植物,可以把补光灯悬挂安装于棚顶的拱架上,这样较为方便易于施工操作.而近距离安装可以把植物生长灯固定安装于小拱棚的纵向横杆上,另外,在安装时,近距离安装的植物生长灯通常处于高湿的弥雾环境,要求对灯管进行石英管密封处理,也就是把灯管与灯座全套装于一个规格大小适宜的石英管内,这样既使弥雾高湿也不会出现漏电短路,而装于棚顶的补光灯只需选择防水性较好的灯架即可.装于棚顶的均匀布局,一般分为四道,每道都对应于一个纵向的苗床,道间距均匀,同道相邻灯管间距为1.5-2米左右.而装于低位的近距离补光灯,或对应于每个苗床的上方0.8-1米处安装,距离也是1.5-2米.安装时要求布局整齐而成直线,间距及道距相同而有规则,这样才能为苗床创造一个相对匀一的光照环境.为了提高光照利用率还可结合布置反光板或反光膜进行反光折射而提高光效率.安装时电源线最好采用电线套管进行套线安装,一可创造整洁环境,二可以防电线损破漏电而影响安全.这些工作可叫专业电工施工安成.还需提醒注意的是,蓝光与红光一定要按比例均匀布局,为离体材为创造最佳的光质条件.
   如果选用LED补光灯或模块,安装与使用还更为方便,因二极管属于冷光源,自身不发热,可以让光源更贴近植物叶片的表面,这样光效率与利用率会更高.安装距离可离叶片20CM左右,而且可置于雾化的淋水中也不会漏电.它的利用可以真正解决补光效率与节能的目的.不同发光二极管的色谱比例也是红色与蓝色为5:1-10:1为好.安装时只需引出直流电源进行模块或灯串的串联即行,节省了很多布线及防水处理的工作,而且可随意调整高度距离及增减数量,是目前施工最为方便的一种补光光源.一个大棚约需由3000个二极管组成的灯串或模块,生产上大多把二极管元件制作成模块使用,这样施工时更为方便些,LED光源可贴近植物而不产生热效应,直流供电能耗低,所以它将是植物快繁工厂中最好的补光光源,是生产的首选,但唯一不足之处,它的一次性投入成本还是较高,是植物生长灯的二倍以上,不过从长期的节能效益来说还是很合算的.如果你结合太阳能发电装置,完全可以不用人工供电,利用太阳能量转化为电能供二极管发光,也可进行电流逆变,供应交流电器的供电,这样的装置目前也已在农业生产上运用,投入成本也不是很高,生产者也可参照选用(如图所示).
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