光是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的環(huán)境因子之一，在調(diào)控動(dòng)植物及微生物生長發(fā)育、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效等方面具有不可替代的重要作用。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中,人工光源已廣泛應(yīng)用于設(shè)施種植業(yè)、設(shè)施養(yǎng)殖業(yè)、設(shè)施水產(chǎn)與海洋捕撈、食用菌與微藻繁殖以及植保誘/驅(qū)蟲等領(lǐng)域。但針對(duì)一些特定生物群體的機(jī)理研究從未停止，尤其對(duì)如何科學(xué)用光和科學(xué)補(bǔ)光仍需要長期深入研究的課題。

　　11月25-27日，第十六屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA2019）在深圳會(huì)展中心成功召開。作為論壇的重要技術(shù)分會(huì)之一，“生物農(nóng)業(yè)光照技術(shù)”分會(huì)于26日下午在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院城市農(nóng)業(yè)研究所副所長楊其長研究員和大連海洋大學(xué)海洋科技與環(huán)境學(xué)院院長劉鷹教授共同主持下成功召開。

 

　　會(huì)議由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦，深圳第三代半導(dǎo)體研究院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦，得到了深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局、山西中科潞安紫外光電科技有限公司、佛山市國星光電股份有限公司的協(xié)辦支持。

　　會(huì)上，來自韓國國立首爾大學(xué)的Jung Eek SON教授分享了《作物生產(chǎn)系統(tǒng)中采用3D模型和光學(xué)模擬進(jìn)行針對(duì)遮雨棚光投射、光合作用、光照利用率的評(píng)估》研究報(bào)告。Jung Eek SON是韓國首爾國立大學(xué)（SNU）植物科學(xué)系的溫室園藝和植物工廠學(xué)教授。他本科畢業(yè)于首爾國立大學(xué)，并獲得東京大學(xué)的碩士和博士學(xué)位。研究主題是閉環(huán)無土栽培中養(yǎng)分行為的理論分析，植物生長和冠層光合作用的建模，3D植物建模和提高光利用率的光學(xué)模擬以及溫室和植物工廠的植物化學(xué)生產(chǎn)。

 

　　他介紹說，在植物生產(chǎn)系統(tǒng)中，為了提高生產(chǎn)力和降低成本，必須提高光的利用效率，為此需要在不同的光照條件下估算冠層的光截獲量。

 

　　本研究以LED為光源，評(píng)估了不同生長條件下生菜的光截獲、光合速率及光利用效率。采用三維掃描植物模型和射線追蹤模擬方法，對(duì)萵苣的光截獲率進(jìn)行了估算。利用光合模型和模擬結(jié)果計(jì)算冠層光合速率。為了分析測量過程的準(zhǔn)確性，將發(fā)光二極管在生長室內(nèi)測量的光強(qiáng)和冠層光合速率與模擬值進(jìn)行了比較。

 

　　針對(duì)工廠預(yù)期的幾種情況，分析了不同光環(huán)境下的光截獲變化。模擬計(jì)算的光照強(qiáng)度和冠層光合速率與實(shí)測值吻合較好。林冠光分布受種植距離的影響，但總光截留量相似。根據(jù)估算的光合速率，分析了光利用效率。種植距離對(duì)光利用效率的影響相似，在低光強(qiáng)下表現(xiàn)出較低的光利用效率。隨著光照距離的增加，冠層對(duì)光的截獲逐漸增加，但在光照條件太好時(shí)，由于光分布的異質(zhì)性，冠層對(duì)光的截獲反而減少。隨著地面反射率的增加，種植距離越大，冠層對(duì)光的截留越大。

 

　　結(jié)果表明，在植物生產(chǎn)系統(tǒng)中，光環(huán)境、光合速率和光利用效率可以根據(jù)電照和植物生長狀況進(jìn)行量化。【根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解！】