LED在植物照明中的应用及发展趋势.doc
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1、LED在植物照明中的应用及发展趋势光是植物赖以生存的必要条件,它不仅能调控植物的生长,还能作为环境信号调节植物的整个生命周期。由此可知,植物照明技术是现代农业建设中必不可少的一部分。但是,传统植物的照明光源具有发光波长单一、能耗大等缺点,所以,限制了其发展。发光二极管(Light-Emitting Diodes,LED)是一种基于半导体pn结的发光元器件。通过在阳极和阴极加载电压分别向p区和n区注入空穴和电子,使得二者在器件中辐射复合,从而发光。这种元器件具有较高的电-光转换效率,发光波长可调。因此,基于此类元器件的光源有望成为植物照明应用光源的重要替代品。 随着LED植物照明应用技术的发展,
2、植物照明LED光源设计和制备技术越来越成熟,LED光源的产品也越来越多。本文主要介绍了植物生理学的相关特性和LED技术在植物照明中的应用情况,阐述了该技术的不足,以期推动其进一步发展。 1 植物对光的需求特性 在植物生长的过程中,光照度、光质和光周期都会对其产生影响。研究发现,在弱光下,增加光强能提高光合速率,但是,当光强增加到一定值时,它将不再起作用。此时,影响植物生长的因素就变为温度和二氧化碳的浓度。红光和蓝光是植物生长中最重要的两种光,而红蓝光光通量比(R/B 比)会影响植物的培育效果,其他颜色的光也会在一定程度上影响一些植物的生长。另外,光周期也会对植物的生长发育产生影响。目前,关于“
3、光周期对植物生长发育影响的机理”已经有不少研究报道,在这些研究中,很多是针对光诱导开花机理进行探索的,以期实现对观赏性植物花期的有效调控。 由此可知,将LED光源应用于植物照明中,需要从多个方面考虑光源的设计,以满足受光植物的照明需求。 2 植物照明光源配光理论 目前,常用的评价植物光照效果的基本测量方法是光合有效辐射能量法和光合光子流量法。 对于光合有效辐射能量法,使用积分球可以直接测出光源的光谱功率密度,并设定积分区间,从而得到不同波长范围内辐射功率总量的公式,即: 式(3)中:PPPF为光合作用的光子流量, mol/s;h为普朗克常数,即6.626 17010-34 J/s;c为光速,2
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- LED 植物 照明 中的 应用 发展趋势
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