植物工廠空間PPFD對(duì)作物的影響
作者: 時(shí)間: 2024-06-20
決定生菜生長速度的主要照明因素是PPFD水平。由于垂直農(nóng)場(chǎng)的燈具位置不理想，光子輻照度值可能在種植區(qū)域內(nèi)存在很大差異。作為示例，我們展示了在實(shí)驗(yàn)種植室中進(jìn)行的高空間分辨率光子輻照度測(cè)量的結(jié)果。
在一個(gè)1m×1m的實(shí)驗(yàn)植物生長單元中測(cè)量了PPFD分布，該單元由安裝在工作平面上方30cm處、間距均勻的八個(gè)LED燈條照亮（圖4）。光子輻照度測(cè)量在（Balázsetal.，2022b）中有詳細(xì)描述。
圖4.測(cè)量1m×1m區(qū)域內(nèi)光子輻照度空間分布的實(shí)驗(yàn)裝置。工作平面由8個(gè)燈條照亮。光子輻照度由光譜輻射計(jì)(A)捕獲。(B)中紅色十字表示的10×10測(cè)量網(wǎng)格用于定位光探頭。（有關(guān)此圖例中顏色引用的解釋，讀者請(qǐng)參閱本文的網(wǎng)絡(luò)版本。）
圖5A所示的空間PPFD分布的特征是，在照明區(qū)域中間有一個(gè)熱點(diǎn)，其值為250µmolm−2s−1，其周圍是逐漸減小的PPFD值，在培養(yǎng)池的周邊下降迅速。最小PPFD值低至最大值110µmolm−2s−1的44%。
圖5.實(shí)驗(yàn)植物生長單元1m×1m培養(yǎng)槽底部的空間PPFD分布（A）。兩個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)中相對(duì)鮮重與局部PPFD水平的關(guān)系（B）。藍(lán)點(diǎn)：（Kelly等人，2020a），紅色三角形（Pennisi等人，2020b）。陰影區(qū)域跨越最小和最大PPFD值，預(yù)測(cè)培養(yǎng)槽中心部分和周邊之間的生物量產(chǎn)量存在顯著差異。（有關(guān)此圖例中顏色引用的解釋，讀者請(qǐng)參閱本文的網(wǎng)絡(luò)版本。）
在100–250µmolm−2s−1范圍內(nèi)，生菜的鮮重與PPFD之間接近線性關(guān)系。圖5B中的藍(lán)點(diǎn)表示(Kellyetal.,2020a)報(bào)告的使用暖白光和660nm紅光LED在16小時(shí)光周期下測(cè)量的生菜“Rex”鮮重。圖5B中的紅色三角形表示(Pennisietal.,2020b)測(cè)量的與綠色類型Gentilina生菜植株相關(guān)的數(shù)據(jù)。在后一種情況下，生菜植株每天也光照16小時(shí)，但使用不同的光譜，包括紅色(669nm)和藍(lán)色(465nm)LED，R/B比為3:1。數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化為在PPFD=250µmolm−2s−1下測(cè)得的鮮重。數(shù)據(jù)點(diǎn)的差異既可以歸因于植物種類的不同，也可以歸因于光譜和其他環(huán)境條件的差異，但趨勢(shì)很明顯，與中心部分相比，只有一半的生物質(zhì)是在培養(yǎng)池的邊緣產(chǎn)生的。
在商業(yè)用途的PFAL中，每個(gè)生菜的鮮重在栽培托盤的中心達(dá)到最大值，通常在邊緣和角落測(cè)量到最小值(Kozai,2018b)。圖5B量化了實(shí)驗(yàn)栽培單元中由于植物冠層上光照強(qiáng)度的二維變化而產(chǎn)生的角落、邊緣和中心效應(yīng)。
文章來源：葉菜俠科技
在一個(gè)1m×1m的實(shí)驗(yàn)植物生長單元中測(cè)量了PPFD分布，該單元由安裝在工作平面上方30cm處、間距均勻的八個(gè)LED燈條照亮（圖4）。光子輻照度測(cè)量在（Balázsetal.，2022b）中有詳細(xì)描述。
圖4.測(cè)量1m×1m區(qū)域內(nèi)光子輻照度空間分布的實(shí)驗(yàn)裝置。工作平面由8個(gè)燈條照亮。光子輻照度由光譜輻射計(jì)(A)捕獲。(B)中紅色十字表示的10×10測(cè)量網(wǎng)格用于定位光探頭。（有關(guān)此圖例中顏色引用的解釋，讀者請(qǐng)參閱本文的網(wǎng)絡(luò)版本。）
圖5A所示的空間PPFD分布的特征是，在照明區(qū)域中間有一個(gè)熱點(diǎn)，其值為250µmolm−2s−1，其周圍是逐漸減小的PPFD值，在培養(yǎng)池的周邊下降迅速。最小PPFD值低至最大值110µmolm−2s−1的44%。
圖5.實(shí)驗(yàn)植物生長單元1m×1m培養(yǎng)槽底部的空間PPFD分布（A）。兩個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)中相對(duì)鮮重與局部PPFD水平的關(guān)系（B）。藍(lán)點(diǎn)：（Kelly等人，2020a），紅色三角形（Pennisi等人，2020b）。陰影區(qū)域跨越最小和最大PPFD值，預(yù)測(cè)培養(yǎng)槽中心部分和周邊之間的生物量產(chǎn)量存在顯著差異。（有關(guān)此圖例中顏色引用的解釋，讀者請(qǐng)參閱本文的網(wǎng)絡(luò)版本。）
在100–250µmolm−2s−1范圍內(nèi)，生菜的鮮重與PPFD之間接近線性關(guān)系。圖5B中的藍(lán)點(diǎn)表示(Kellyetal.,2020a)報(bào)告的使用暖白光和660nm紅光LED在16小時(shí)光周期下測(cè)量的生菜“Rex”鮮重。圖5B中的紅色三角形表示(Pennisietal.,2020b)測(cè)量的與綠色類型Gentilina生菜植株相關(guān)的數(shù)據(jù)。在后一種情況下，生菜植株每天也光照16小時(shí)，但使用不同的光譜，包括紅色(669nm)和藍(lán)色(465nm)LED，R/B比為3:1。數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化為在PPFD=250µmolm−2s−1下測(cè)得的鮮重。數(shù)據(jù)點(diǎn)的差異既可以歸因于植物種類的不同，也可以歸因于光譜和其他環(huán)境條件的差異，但趨勢(shì)很明顯，與中心部分相比，只有一半的生物質(zhì)是在培養(yǎng)池的邊緣產(chǎn)生的。
在商業(yè)用途的PFAL中，每個(gè)生菜的鮮重在栽培托盤的中心達(dá)到最大值，通常在邊緣和角落測(cè)量到最小值(Kozai,2018b)。圖5B量化了實(shí)驗(yàn)栽培單元中由于植物冠層上光照強(qiáng)度的二維變化而產(chǎn)生的角落、邊緣和中心效應(yīng)。
文章來源：葉菜俠科技