編輯本段什么是生長(cháng)燈？

　　生長(cháng)燈就是依照植物生長(cháng)的自然規律和光合作用的原理，對溫室植物提供光照補償的一種燈具。通常也叫做植物補光燈或溫室補光燈。

編輯本段植物生長(cháng)燈的原理

彩色熒光燈與植物專(zhuān)用燈管

　　· 采用單色彩色熒光燈作為植物生長(cháng)補充光源是最經(jīng)濟的方式。比如可以在普通熒光燈組內加入紅色熒光燈，或者使用紅色、藍色熒光燈組合照明。 　　· 光對植物葉綠素合成的影響：藍光培養的植株一般具有陽(yáng)生植物的特性,而紅光培養的植株與陰生植物相似。 　　紅光不僅有利于植物碳水化合物的合成，還能加速長(cháng)日植物的發(fā)育，相反，藍紫光則加速短日植物發(fā)育，且促進(jìn)蛋白質(zhì)和有機酸的合成，而短波的藍紫光和紫外線(xiàn)能抑制莖節間伸長(cháng)，促進(jìn)多發(fā)側枝和芽的生長(cháng)。 　　· LED用于植物生長(cháng)燈 　　彩色熒光粉波長(cháng) 　　采用半導體燈泡配置出最適合植物生長(cháng)的光源 　　· LED用于植物生長(cháng)燈400 ~ 520nm（藍色）的光線(xiàn)以及610 ~ 720nm（紅色）對于光合作用貢獻最大。520 ~ 610nm（綠色）的光線(xiàn)，被植物色素吸收的比率很低。 　　市面上銷(xiāo)售的植物燈，都提供紅蘭兩種波長(cháng)的光線(xiàn)，覆蓋光合作用所需的波長(cháng)范圍。視覺(jué)效果上，植物燈都呈現粉紅色。 　　以下是不同顏色LED所發(fā)射光線(xiàn)的波長(cháng)表： 　　royal blue 品藍：445nm 440nm~460nm 　　blue 藍色：470nm 460~490nm 　　cyan 青色：505nm 490~520nm 　　green 綠色 :530nm 520~550nm 　　red 紅色：627nm 620~645nm 　　red-orange: 617nm 613~620nm 　　amber:琥珀色 590nm 585~597nm 　　從這個(gè)表中，我們不難發(fā)現，藍色(470nm)和紅色(627nm)的LED，剛好可以提供植物所需的光線(xiàn)，因此，LED植物燈，比較理想的選擇就是使用這兩種顏色組合。 　　正常來(lái)說(shuō)LED在性?xún)r(jià)比方面仍舊不如熒光燈，但是在某些環(huán)境下還是很有用途的，繼續尋找相關(guān)應用文獻中 　　看到一則LED宗述文章： 　　植物照明中的有效輻射的評價(jià) 　　如何針對植物生長(cháng)的有效光合作用，R/B能量比、數字脈沖調制方式進(jìn)行評價(jià)是目前要解決的主要問(wèn)題。 　　..... 　　一廠(chǎng)家產(chǎn)品說(shuō)明:LED 數量紅色 145, 蘭色 35； 　　又一家產(chǎn)品說(shuō)明:LED 數量紅色 165,藍色 60. 　　145/35=4.14 　　165/60=2.75 　　當然不應該這樣簡(jiǎn)單的算，還不知道各LED的具體光照參數....

彩色熒光粉波長(cháng)

　　本數據引用河北省武強縣熒光粉廠(chǎng)產(chǎn)品介紹 熒光燈是利用汞蒸氣放電產(chǎn)生253.7nm或365nm等紫外光照射熒光粉而轉換成可見(jiàn)光的原理所制成的燈。 　　按燈中所充汞蒸氣壓力的不同，分為熒光低壓汞燈（汞蒸氣壓為4.5×10-3Pa）和熒光高壓汞燈（汞蒸氣壓大于75Pa）；低壓汞燈用熒光粉按應用領(lǐng)域又可分為普通熒光燈用熒光粉、彩色熒光燈用熒光粉、黑光燈用熒光粉、醫療燈用熒光粉和三基色熒光燈用熒光粉。 　　普通彩色熒光粉　植物需求400 ~ 520nm（藍色）610 ~ 720nm（紅色） 　　產(chǎn)品名稱(chēng) 化學(xué)組成式 相對密度 激發(fā)波長(cháng) 發(fā)光顏色 峰值波長(cháng) 　　鎢酸鈣 CaWO4∶(W) 6.0 253.7nm 藍色 423nm 　　鎢酸鈣:銪 CaWO4∶Eu2+ 253.7nm 藍色 420nm 　　鎢酸鈣:鉛 CaWO4∶Pb 6.1 253.7nm 藍色 423nm 　　鋁酸鈰:鈰 CeAl11O18∶[Ce] 253.7nm 藍色 450nm 　　正硅酸鈣:錫 CaSio4∶Sn2+ 253.7nm 藍色 455nm 　　焦磷酸鍶:錫 Sr2P2O7∶Sn2+ 3.63 253.7nm 藍色 460nm 　　鹵磷酸鈣:銻 3Ca3(PO4)2,Ca(F,Cl)2:Sb 3.2 253.7nm 藍色 481nm 　　砷酸鎂∶錳 6MgO∶AS2O5∶Mn 3.95 253.7nm 紅色 650nm 　　硅酸鋅：錳 Zn2SiO4∶Mn2+ 4.0 253.7nm 綠色 525nm 　　硅酸鈣 橙黃粉 　　三基色熒光粉 a.單色粉： 　　產(chǎn)品名稱(chēng)　化學(xué)組成式 發(fā)光顏色 主峰波長(cháng) 色坐標 　　稀土紅粉 Y2O3:Eu3+　紅色 610nm X=0.648 Y=0.346 　　稀土綠粉 MgAl11O19:Ce3+,Tb3+綠色 545nm X=0.330 Y=0.591 　　稀土藍（單峰）BaMgAl10O17:Eu3+藍色 450nm X=0.146Y=0.064 　　稀土藍（雙峰）BaMgAl10O17:Eu3+,Mn2+ 藍色455nm X=0.143Y=0.150 　　三基色熒光粉 b.混合粉： 　　色溫 主峰波長(cháng) 色坐標 顯色指數 　　3000K 610nm X=0.476，Y=0.441　87 　　4000K 610nm X=0.397，Y=0.400 88 　　6400K 545nm X=0.320，Y=0.352 89 　　7000K 545nm X=0.310，Y=0.340 90 　　紫外及近紫外熒光粉 　　產(chǎn)品名稱(chēng)　化學(xué)組成式　激發(fā)波長(cháng) 峰值波長(cháng) 用途 　　鋁酸鍶:鉛 SrO:2Al2O3:Pb 253.7nm 303nm 保健燈用 　　氟磷酸鋇:鉛,釓 Ba5(PO4)3F:Pb,Gd 253.7nm 312nm 保健燈、特殊用途紫外燈 　　六硼酸鍶:鉛 SrB6O10:Pb 253.7nm 313nm 保健燈治療皮膚病 　　偏硼酸鑭釓:鉍 La0.59Gd0.4Bi0.01B3O6 253.7nm 330nm 誘殺昆蟲(chóng) 　　焦磷酸鈣:鈰 Ca2P2O7:Ce 253.7nm 350nm 黑光燈用 　　重硅酸鋇:鉛 BaSi2O5:Pb 253.7nm 351nm 誘捕昆蟲(chóng)或黑光燈 　　氟硼酸鍶:銪 SrFB4O7:Eu2+ 253.7nm 368nm 治療用紫外熒光燈 　　冷陰極燈專(zhuān)用熒光粉 　　發(fā)光色 發(fā)光主峰波長(cháng) 　　紅色 611nm 　　綠色 543nm 　　綠色 515nm 　　藍色 450nm 　　2700K（混合粉） 450nm 　　3200K（混合粉） 450nm 　　4000K（混合粉） 450nm 　　5000K（混合粉） 450nm 　　6400K（混合粉） 450nm 　　8000K（混合粉） 450nm

配置適合植物生長(cháng)的光源

　　按比例設置的彩色燈光能讓草莓、西紅柿變得更甜，營(yíng)養更豐富。用燈光照射冬青幼苗，就是模仿植物在室外的光合作用。光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著(zhù)能量的有機物，并且釋放出氧的過(guò)程。太陽(yáng)光是由不同顏色的光線(xiàn)組成的，不同顏色的光對植物生長(cháng)能產(chǎn)生不同的作用。 　　以前宇航員在太空飛行時(shí)，只能吃從地球帶去的“干糧”，但有了“營(yíng)養光”，宇航員就能在飛船里種出新鮮的蔬菜和水果。

編輯本段新型智能生態(tài)光源系統

　　一切植物的生長(cháng)，根本上依靠對于太陽(yáng)光能的吸收和轉化能力?，F代生態(tài)農業(yè)發(fā)展的重要方向，即在于如何提高植物對于太陽(yáng)光能的吸收能力和轉化效率。促進(jìn)植物生長(cháng)最直接的方法就是利用人工光源對植物栽培進(jìn)行人工光源照射。這需要進(jìn)行技術(shù)上的大突破。 　　新型智能生態(tài)光源系統，是指在新型循環(huán)經(jīng)濟模式前提下，以“第四代光源”即LED照明系統（俗稱(chēng)“發(fā)光二級管”）來(lái)取代傳統光源系統，從而在農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中能夠靈活、充分、有效地滿(mǎn)足植物生長(cháng)對于太陽(yáng)光能的需要。在微、小生物的養殖過(guò)程中，光源的合理配置與調控也是影響生物生長(cháng)的重要因素。 　　新型智能生態(tài)光源系統，是根據動(dòng)、植物生長(cháng)發(fā)育需要的光照條件，借助光譜技術(shù)把"太陽(yáng)"（就是智能生態(tài)光源系統）搬到種植或養殖車(chē)間里來(lái)，這就使得動(dòng)、植物可以全天候地獲得最佳光照環(huán)境，從而獲得最佳的生長(cháng)條件。 　　動(dòng)、植物在生長(cháng)過(guò)程中對光要素的講究有三：光強；光質(zhì)；光周期。 　　所謂光強，就是光的強度，光的強度過(guò)強或過(guò)弱，都不利于生物生長(cháng)。 　　所謂光質(zhì)，就是光譜構成情況，自然狀態(tài)下的光譜往往是固定不變的，這就不能滿(mǎn)足不同生物在不同時(shí)期對光譜的特定需要。例如一些海藻在夜間需要按照專(zhuān)門(mén)的波長(cháng)配置藍光、紅光。 　　所謂光周期，就是生物生長(cháng)過(guò)程中光照周期的要求。生物并非一天24小時(shí)都需要同樣的光。比如，生物在睡眠時(shí)間需要的是睡眠光。 　　新型智能生態(tài)光源系統，能夠最有效地滿(mǎn)足生物在生長(cháng)過(guò)程中對于光強、光質(zhì)和光周期的需要。該系統可以根據不同生物在一天內不同時(shí)段的需要，以及不同生長(cháng)階段的需要，按需定制最佳的光源。該系統能夠有效地克服傳統工廠(chǎng)農業(yè)無(wú)法避免的“光飽和”、光污染等問(wèn)題，它相當于給生產(chǎn)車(chē)間安裝了一個(gè)電子控制器：按照一天24小時(shí)內生物對于光強、光質(zhì)和光周期的不同需求將光強、光譜調整到合適的狀態(tài)。這就最大程度地避免了陰晴變化對于生物生長(cháng)的影響。 　　新型智能生態(tài)光源系統，將徹底改變傳統農業(yè)“靠天吃飯”的面貌，為筑造中國特色的“植物工廠(chǎng)”、“可控農業(yè)”、“精確農業(yè)”，為形成我國具有國際競爭力的半導體光源新興產(chǎn)業(yè)做出貢獻！ 　　新型智能生態(tài)光源系統是大農業(yè)生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈得以構建的重要環(huán)節。它的出現為傳統的“工廠(chǎng)化農業(yè)”生產(chǎn)模式轉型為大農業(yè)生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟模式提供了技術(shù)可行性。它能實(shí)現傳統農業(yè)在生態(tài)因子和環(huán)境條件差異較大的系統之間的優(yōu)勢互補與功能整合。這一系統的應用方向包括兩方面，一是傳統的陸地種植、養殖業(yè)；二是新興的海水種植、養殖業(yè)。

編輯本段創(chuàng )新技術(shù)與應用方向

　　新型智能生態(tài)光源系統首先是循環(huán)經(jīng)濟模式的創(chuàng )新，其次是一種新型的知識產(chǎn)權增值系統，第三是特種新型節能系統，包括智能生態(tài)光源系。以下闡述的是智能生態(tài)光源系統的技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)和應用方向。

LED生態(tài)光源特點(diǎn)

　　LED的發(fā)射譜是具有一定帶寬的帶狀譜，且波譜豐富，可接受人工智能調控。LED光源防水防潮，適宜植物生長(cháng)環(huán)境；發(fā)熱小適宜近距離照射；直流低壓更安全；高效節能、輕便環(huán)保。用紅橙綠藍紫LED組合成光源，可進(jìn)行光譜的波長(cháng)和光強的調配，使之更加滿(mǎn)足農作物和微藻的生長(cháng)需求?？商岣咂洚a(chǎn)量，改善品質(zhì)節約能源。 　　LED發(fā)射譜與葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素、藻膽色素吸收譜相匹配的智能調光光譜技術(shù)對不同類(lèi)的植物光譜波長(cháng)及光強的科學(xué)配比。

關(guān)鍵技術(shù)

　　關(guān)鍵技術(shù)1：光譜波長(cháng)和光強的科學(xué)配比技術(shù) 　　波長(cháng)的確定：選用現有波長(cháng)的LED和特定波長(cháng)芯片與熒光粉調配兩條路線(xiàn)，完成所需波長(cháng)的LED系統。 　　光強的確定：結合吸收譜及用光合儀，分別測定各單色波長(cháng)的飽和光強，進(jìn)而確定各波長(cháng)的強度比。 　　關(guān)鍵技術(shù)2：光周期和光強調節的自動(dòng)控制技術(shù) 　　LED植物生態(tài)電源的設計采用單片機技術(shù)，以PWM方式控制功率多路輸出電路的通斷，形成可調脈寬的脈沖光源。手控各色光強比，自動(dòng)控制總光強變化和光周期?？赡M日光變化。電能可來(lái)自市電或太陽(yáng)能電池等。 　　關(guān)鍵技術(shù)3：整個(gè)調光系統與清潔能源的對接技術(shù) 　　植物生長(cháng)相匹配的光譜、光強、光周期的自動(dòng)控制LED光源系統與清潔能源（包括太陽(yáng)能、空氣能、風(fēng)能、光能、海浪能、潮汐能、生物質(zhì)能等）結合，真正實(shí)現了高效節能、低成本產(chǎn)能和清潔能源生產(chǎn)。 　　關(guān)鍵技術(shù)4：有機蔬菜生產(chǎn)技術(shù) 　　關(guān)鍵技術(shù)5：智能化自動(dòng)控制系統技術(shù) 　　技術(shù)體系：集成太陽(yáng)能技術(shù)、空氣能技術(shù)、風(fēng)能技術(shù)、潮汐能技術(shù)、生物質(zhì)能技術(shù)，多種綠色節能型光源單色LED、光譜技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、植物養殖技術(shù)，應用量子理論可以從分子、電子水平研究單色光對植物作用的機理，從而獲得提高植物生長(cháng)速率并改善品質(zhì)的新型技術(shù)體系；

改造傳統種植農業(yè)的應用

　　1、傳統植物光源的缺陷 　　目前在植物生長(cháng)中應用的人工光源有熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵燈等，這些 　　光源應用在植物生長(cháng)中存在著(zhù)缺欠：其一，光譜基本為線(xiàn)狀譜線(xiàn)，并與植物光合吸收光譜匹配不理想。能夠被植物吸收的只是個(gè)別波段的光，其他波段的光都被浪費，不節能。 　　其二，由于白熾燈泡、日光燈管、鈉燈等耗電量較大，同時(shí)產(chǎn)生很多的熱輻射，不能對植物近距離照射，對植物生長(cháng)光激勵效率不高，大大增加了人工光照成本，因而除在一些高附加值的花卉種植上和人工氣候室試驗中有所應用外，并沒(méi)有在農業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應用。近年來(lái)隨著(zhù)農業(yè)生產(chǎn)中溫室大棚的大面積推廣，人工氣候室的研究進(jìn)展以及農業(yè)科技化水平的提高，進(jìn)行溫室合理給光以及降低給光成本的研究已顯得越來(lái)越重要，新型節能高效給光措施更成為人們研究的熱點(diǎn)，新型發(fā)光材料的成功研制為這一問(wèn)題的解決提供了契機。新型高效節能LED光源正是最佳選擇。 　　2、新型智能生態(tài)光源系統的優(yōu)勢 　　采用多種特定單色LED集成光源具有如下優(yōu)勢：①LED光源的光譜能夠與植物光合作用吸收譜最佳匹配；②LED光源的光強、光周期可以自動(dòng)控制；③LED光源具有節能、環(huán)保和抗震動(dòng)等優(yōu)勢，在同樣亮度下，LED光源耗電約是白熾燈的十分之一、日光燈的二分之一，可用于大規模工廠(chǎng)化植物養殖。無(wú)疑，這是農業(yè)生產(chǎn)中給光的最好方法，也是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢。 　　3、主要技術(shù)指標 　?。?）LED的發(fā)射光譜中心波長(cháng)范圍：630nm-660nm、430nm-470 nm等，帶寬約30nm； 　?。?）LED光源光強:100lx-6000lx ； 　?。?）平均使用壽命不小于10000小時(shí)； 　?。?）LED光源的電源:交流 220V/50Hz，直流12V/24V； 　?。?）適用范圍：果類(lèi)、瓜類(lèi)、葉菜類(lèi)、組織培養、育苗等； 　?。?）耗電功率：11w/m2。 　　4、經(jīng)濟指標 　　對于果類(lèi)、瓜類(lèi)、葉菜類(lèi)：與普通種植相比（未使用LED植物生態(tài)光源系統），蔬菜產(chǎn)量提高20-50%，可溶性總糖量和維生素C增加10-20%，粗蛋白增加20-30%； 　　5、成果應用前景分析 　?。?）近年來(lái)由于市場(chǎng)需求的推動(dòng)，各地普遍采用溫室大棚生產(chǎn)反季節蔬菜、瓜果、花卉等。反季節種植的主要問(wèn)題是低溫與光照不足。包括華北在內的黃河流域地區、包括東北的遼南地區、江蘇、安徽北部地區、陜南的安康地區等，這正是我國冬季溫室種植的重點(diǎn)區域，如進(jìn)入10月份，月平均日照時(shí)數就銳減至4.9小時(shí)，大棚生產(chǎn)關(guān)鍵的10月至次年的2月份，平均日照只有4小時(shí)，11月是3小時(shí)。類(lèi)似的如河北、河南、山西、山東等省的南部的大片地區都是重災區。特別是近幾年，這種災難性氣候出現的頻次高，影響面積大，經(jīng)濟損失十分嚴重，已成為制約溫室生產(chǎn)發(fā)展的一大障礙，而解決的最好辦法之一，那就是根據作物生長(cháng)的需要采取必要的補光措施。所以，用于溫室大棚的LED給光光源系統具有良好的市場(chǎng)前景。 　?。?）在育苗和組織培養的工廠(chǎng)化種植中，由于LED給光系統可使種苗發(fā)育快、健壯，抗病蟲(chóng)害能力強，并且適用各種作物。另外，由于育苗和組織培養密度大，所需LED光源小，給光系統的成本低、效率高，投入少，收益高。因此，經(jīng)濟效益更加可觀(guān)。