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植物工厂空间PPFD对作物的影响
作者: 时间: 2024-06-20
决定生菜生长速度的主要照明因素是PPFD水平。由于垂直农场的灯具位置不理想,光子辐照度值可能在种植区域内存在很大差异。作为示例,我们展示了在实验种植室中进行的高空间分辨率光子辐照度测量的结果。
在一个1m×1m的实验植物生长单元中测量了PPFD分布,该单元由安装在工作平面上方30cm处、间距均匀的八个LED灯条照亮(图4)。光子辐照度测量在(Balázsetal.,2022b)中有详细描述。
图4.测量1m×1m区域内光子辐照度空间分布的实验装置。工作平面由8个灯条照亮。光子辐照度由光谱辐射计(A)捕获。(B)中红色十字表示的10×10测量网格用于定位光探头。(有关此图例中颜色引用的解释,读者请参阅本文的网络版本。)
图5A所示的空间PPFD分布的特征是,在照明区域中间有一个热点,其值为250µmolm−2s−1,其周围是逐渐减小的PPFD值,在培养池的周边下降迅速。最小PPFD值低至最大值110µmolm−2s−1的44%。
图5.实验植物生长单元1m×1m培养槽底部的空间PPFD分布(A)。两个独立实验中相对鲜重与局部PPFD水平的关系(B)。蓝点:(Kelly等人,2020a),红色三角形(Pennisi等人,2020b)。阴影区域跨越最小和最大PPFD值,预测培养槽中心部分和周边之间的生物量产量存在显著差异。(有关此图例中颜色引用的解释,读者请参阅本文的网络版本。)
在100–250µmolm−2s−1范围内,生菜的鲜重与PPFD之间接近线性关系。图5B中的蓝点表示(Kellyetal.,2020a)报告的使用暖白光和660nm红光LED在16小时光周期下测量的生菜“Rex”鲜重。图5B中的红色三角形表示(Pennisietal.,2020b)测量的与绿色类型Gentilina生菜植株相关的数据。在后一种情况下,生菜植株每天也光照16小时,但使用不同的光谱,包括红色(669nm)和蓝色(465nm)LED,R/B比为3:1。数据点标准化为在PPFD=250µmolm−2s−1下测得的鲜重。数据点的差异既可以归因于植物种类的不同,也可以归因于光谱和其他环境条件的差异,但趋势很明显,与中心部分相比,只有一半的生物质是在培养池的边缘产生的。
在商业用途的PFAL中,每个生菜的鲜重在栽培托盘的中心达到最大值,通常在边缘和角落测量到最小值(Kozai,2018b)。图5B量化了实验栽培单元中由于植物冠层上光照强度的二维变化而产生的角落、边缘和中心效应。
文章来源:叶菜侠科技