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    FytoScope LED光源植物光照培養(yǎng)箱

    發(fā)布時間： 2011-03-15　　點擊次數(shù)： 5137次

     

    FytoScope LED光源植物光照培養(yǎng)箱
    ——一個小型的植物工廠
     
    摘要：培養(yǎng)箱是實驗室常規(guī)儀器之一。對于生物技術(shù)實驗只要滿足培養(yǎng)出苗即可，但這對生理生態(tài)研究遠遠不夠。因為普通培養(yǎng)箱補光光源光譜分布不均，特別是在植物敏感400-510nm藍紫光段、610-720nm紅橙光段和720-780nm遠紅光段缺失較多，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)植物進行實時監(jiān)測，1）實現(xiàn)對溫度、濕度和照明時間的編程控制，2）控制CO2濃度， 3）控制光照波長、強度，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，LED
     
    2011年2月23日的農(nóng)業(yè)日報報道了中國農(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，能夠的進行光質(zhì)配比，將LED作為人工光源或補光光源應(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（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)箱是實驗室常規(guī)設(shè)備之一。對于生物技術(shù)實驗只要培養(yǎng)出苗即滿足需要，但對于生理生態(tài)研究這遠遠不夠。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藍紫光段、610-720nm紅橙光段和720-780nm遠紅光段缺失較多，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%），及可以實現(xiàn)的光質(zhì)配比的特點。
    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,如果將一個嚴密的植物工廠概念具體實現(xiàn)起來,我們似乎就得到了一個功能強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)植物進行實時監(jiān)測，對溫度、濕度和照明時間進行編程控制，還可以控制CO2濃度，以及光照波長、強度等更多參數(shù)。通過內(nèi)置的各種傳感器實時監(jiān)測箱內(nèi)環(huán)境及植物生理等指標。設(shè)備適用于實時原位培養(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)，解決光強與產(chǎn)熱困境；可以進行CO2調(diào)控，可做CO2控制實驗；同時，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：
    1）高強度LED光源，幾乎無加熱效應(yīng)：zui高可達2000µmol/m².s；可程序控制強度與給光制度，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；進行CO2同化監(jiān)測；
    4） 在線監(jiān)測相對濕度、溫度、光照強度、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：
    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
     
    FluorCam便攜式植物熒光成像系統(tǒng)（http://www.eco-tech.com.cn/Page/ProductDetailInfo.aspx?ProductId=1543）
     
    Micro-FluorCam顯微葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)
     
    FP100 Mini便攜式葉綠素?zé)晒鉁y量儀（http://www.eco-tech.com.cn/Page/ProductDetailInfo.aspx?ProductId=1726 ）
     
    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