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FytoScope LED光源植物光照培養(yǎng)箱
發(fā)布時(shí)間： 2011-03-15 點(diǎn)擊次數(shù)： 5174次FytoScope LED光源植物光照培養(yǎng)箱——一個(gè)小型的植物工廠摘要：培養(yǎng)箱是實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器之一。對于生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)只要滿足培養(yǎng)出苗即可，但這對生理生態(tài)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因?yàn)槠胀ㄅ囵B(yǎng)箱補(bǔ)光光源光譜分布不均，特別是在植物敏感400-510nm藍(lán)紫光段、610-720nm紅橙光段和720-780nm遠(yuǎn)紅光段缺失較多，培養(yǎng)出來的苗木極易徒長，無法滿足儀器測定需求（如光合儀），更不要說的設(shè)定培養(yǎng)光能量強(qiáng)度及配比了。PSI公司的FytoScope植物生長箱是發(fā)光二極管技術(shù)（LED）與植物生理狀態(tài)監(jiān)測（葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)）的結(jié)合，發(fā)光二極管照明，對生長箱內(nèi)植物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，1）實(shí)現(xiàn)對溫度、濕度和照明時(shí)間的編程控制，2）控制CO2濃度， 3）控制光照波長、強(qiáng)度，4）在線測量葉綠素?zé)晒鈪?shù)（FT, FM, QY等），5）也可以內(nèi)置熒光成像系統(tǒng)，對FT、FˊM 、ФPSII、NPQ成像，解決了普通培養(yǎng)箱存在的光譜分配不合理、光強(qiáng)與產(chǎn)熱難以平衡，能耗高等問題。關(guān)鍵詞：生理生態(tài)、徒長，葉綠素?zé)晒?，光譜，LED2011年2月23日的農(nóng)業(yè)日報(bào)報(bào)道了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所楊其長研究員主持完成的“植物L(fēng)ED光源節(jié)能生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用” 項(xiàng)目取得良好成績的新聞，從而又一次引起了人們對于LED光源的注意。LED（Light Emitting Diode）即發(fā)光二極管，是一種節(jié)能環(huán)保、使用壽命長，體積小的新型光源，能夠的進(jìn)行光質(zhì)配比，將LED作為人工光源或補(bǔ)光光源應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)（楊雅婷等，2010）。
圖1 高壓鈉燈、鹵素?zé)?、日光燈及日光光譜分布圖培養(yǎng)箱是實(shí)驗(yàn)室常規(guī)設(shè)備之一。對于生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)只要培養(yǎng)出苗即滿足需要，但對于生理生態(tài)研究這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在生理生態(tài)研究中我們往往需要模擬自然界不同情景的光照條件。常用的人工補(bǔ)光光源主要有熒光燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈、金屬鹵化物燈等,這些光源提供的光譜分布不均，特別是在植物敏感400-510nm藍(lán)紫光段、610-720nm紅橙光段和720-780nm遠(yuǎn)紅光段缺失較多，這樣培養(yǎng)出來的苗木極易徒長，無法滿足儀器測定的需求（如光合儀），更不要說的設(shè)定培養(yǎng)光能量強(qiáng)度了（圖1）。使用LED光源模擬自然條件下的光環(huán)境具有節(jié)能（比日光燈節(jié)能27-48%），及可以實(shí)現(xiàn)的光質(zhì)配比的特點(diǎn)。人工光植物工廠是在密閉環(huán)境下以人工光和營養(yǎng)液栽培為核心，采用在線檢測和智能控制技術(shù)，進(jìn)行作物生產(chǎn)的系統(tǒng)（胡永逵等, 2009）。它包括了對植物培養(yǎng)條件的控制,如果將一個(gè)嚴(yán)密的植物工廠概念具體實(shí)現(xiàn)起來,我們似乎就得到了一個(gè)功能強(qiáng)大的可以用于研究工作的植物培養(yǎng)箱。捷克PSI公司的FytoScope植物生長箱（http://www.eco-tech.com.cn/Page/ProductDetailInfo.aspx?ProductId=1787）是發(fā)光二極管技術(shù)與植物生理狀態(tài)監(jiān)測（熒光技術(shù)）的結(jié)合，應(yīng)用發(fā)光二極管照明，可以對生長箱內(nèi)植物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對溫度、濕度和照明時(shí)間進(jìn)行編程控制，還可以控制CO2濃度，以及光照波長、強(qiáng)度等更多參數(shù)。通過內(nèi)置的各種傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測箱內(nèi)環(huán)境及植物生理等指標(biāo)。設(shè)備適用于實(shí)時(shí)原位培養(yǎng)監(jiān)測植物生長狀況，控制植物生長，以及用于擬南芥先驗(yàn)方案的研究等。與傳統(tǒng)植物培養(yǎng)相比FytoScope培養(yǎng)箱提高了光源光質(zhì)，解決光強(qiáng)與產(chǎn)熱困境；可以進(jìn)行CO2調(diào)控，可做CO2控制實(shí)驗(yàn)；同時(shí)，在線監(jiān)測葉綠素?zé)晒鈪?shù)、3D冠層結(jié)構(gòu)重建、CO2同化測量。FytoScope性能特點(diǎn)：1）高強(qiáng)度LED光源，幾乎無加熱效應(yīng)：zui高可達(dá)2000µmol/m².s；可程序控制強(qiáng)度與給光制度，波長可選（PAR或UVA或IR）。2） 溫濕度控制溫度范圍：有照明15-60℃，無照明7-60℃。3） 可調(diào)控CO2濃度；進(jìn)行CO2同化監(jiān)測；4） 在線監(jiān)測相對濕度、溫度、光照強(qiáng)度、葉綠素?zé)晒鈪?shù)（FT, FM, QY等）；5） 可內(nèi)置熒光成像系統(tǒng)，可對FT、FˊM 、ФPSII、NPQ成像（備選）；6）3-D冠層結(jié)構(gòu)重建監(jiān)測系統(tǒng)（備選）參考文獻(xiàn)：楊雅婷，程瑞峰，楊其長，肖平. LED光源不同R /B處理對甘薯組培苗品質(zhì)及節(jié)能效果的影響. 中國農(nóng)業(yè)氣象，2010，31（4）：546-550.胡永逵，鮑順淑，楊其長. LED與太陽能光伏結(jié)合在人工光植物工廠的應(yīng)用. 溫室結(jié)構(gòu)與設(shè)備,2009,28: 15-16.相關(guān)設(shè)備：FL 3500葉綠素?zé)晒鉁y量儀Micro-FluorCam顯微葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)PMT熱釋光測量系統(tǒng)AOM－藻類熒光在線監(jiān)測儀FMT150光養(yǎng)生物反應(yīng)器（http://www.eco-tech.com.cn/Page/ProductDetailInfo.aspx?ProductId=1709
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