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    FytoScope LED光源植物光照培养箱

    发布时间: 2011-03-15  点击次数: 3753次

     

    FytoScope LED光源植物光照培养箱
    ——一个小型的植物工厂
     
    摘要:培养箱是实验室常规仪器之一。对于生物技术实验只要满足培养出苗即可,但这对生理生态研究远远不够。因为普通培养箱补光光源光谱分布不均,特别是在植物敏感400-510nm蓝紫光段、610-720nm红橙光段和720-780nm远红光段缺失较多,培养出来的苗木极易徒长,无法满足仪器测定需求(如光合仪),更不要说的设定培养光能量强度及配比了。PSI公司的FytoScope植物生长箱是发光二极管技术(LED)与植物生理状态监测(叶绿素荧光技术)的结合,发光二极管照明,对生长箱内植物进行实时监测,1)实现对温度、湿度和照明时间的编程控制,2)控制CO2浓度, 3)控制光照波长、强度,4)在线测量叶绿素荧光参数(FT, FM, QY等),5)也可以内置荧光成像系统,对FT、FˊM 、ФPSII、NPQ成像,解决了普通培养箱存在的光谱分配不合理、光强与产热难以平衡,能耗高等问题。
    关键词:生理生态、徒长,叶绿素荧光,光谱,LED
     
    2011年2月23日的农业日报报道了中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所杨其长研究员主持完成的“植物LED光源节能生产关键技术研究与应用” 项目取得良好成绩的新闻,从而又一次引起了人们对于LED光源的注意。LED(Light Emitting Diode)即发光二极管,是一种节能环保、使用寿命长,体积小的新型光源,能够的进行光质配比,将LED作为人工光源或补光光源应用于设施农业领域已成为国内外研究的热点(杨雅婷等,2010)。
    图1 高压钠灯、卤素灯、日光灯及日光光谱分布图
    培养箱是实验室常规设备之一。对于生物技术实验只要培养出苗即满足需要,但对于生理生态研究这远远不够。在生理生态研究中我们往往需要模拟自然界不同情景的光照条件。常用的人工补光光源主要有荧光灯、高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物灯等,这些光源提供的光谱分布不均,特别是在植物敏感400-510nm蓝紫光段、610-720nm红橙光段和720-780nm远红光段缺失较多,这样培养出来的苗木极易徒长,无法满足仪器测定的需求(如光合仪),更不要说的设定培养光能量强度了(图1)。使用LED光源模拟自然条件下的光环境具有节能(比日光灯节能27-48%),及可以实现的光质配比的特点。
    人工光植物工厂是在密闭环境下以人工光和营养液栽培为核心,采用在线检测和智能控制技术,进行作物生产的系统(胡永逵等, 2009)。它包括了对植物培养条件的控制,如果将一个严密的植物工厂概念具体实现起来,我们似乎就得到了一个功能强大的可以用于研究工作的植物培养箱。捷克PSI公司的FytoScope植物生长箱(http://www.eco-tech.com.cn/Page/ProductDetailInfo.aspx?ProductId=1787)是发光二极管技术与植物生理状态监测(荧光技术)的结合,应用发光二极管照明,可以对生长箱内植物进行实时监测,对温度、湿度和照明时间进行编程控制,还可以控制CO2浓度,以及光照波长、强度等更多参数。通过内置的各种传感器实时监测箱内环境及植物生理等指标。设备适用于实时原位培养监测植物生长状况,控制植物生长,以及用于拟南芥先验方案的研究等。与传统植物培养相比FytoScope培养箱提高了光源光质,解决光强与产热困境;可以进行CO2调控,可做CO2控制实验;同时,在线监测叶绿素荧光参数、3D冠层结构重建、CO2同化测量。
    FytoScope性能特点:
    1)高强度LED光源,几乎无加热效应:zui高可达2000µmol/m².s;可程序控制强度与给光制度,波长可选(PAR或UVA或IR)。
    2) 温湿度控制温度范围:有照明15-60℃,无照明7-60℃。
    3) 可调控CO2浓度;进行CO2同化监测;
    4) 在线监测相对湿度、温度、光照强度、叶绿素荧光参数(FT, FM, QY等);
    5) 可内置荧光成像系统,可对FT、FˊM 、ФPSII、NPQ成像(备选);
    6)3-D冠层结构重建监测系统(备选)
     
    参考文献:
    杨雅婷,程瑞峰,杨其长,肖平. LED光源不同R /B处理对甘薯组培苗品质及节能效果的影响. 中国农业气象,2010314):546-550.
    胡永逵,鲍顺淑,杨其长. LED与太阳能光伏结合在人工光植物工厂的应用. 温室结构与设备,2009,28: 15-16.
     
     
    相关设备:
     
    FL 3500叶绿素荧光测量仪
     
    FluorCam便携式植物荧光成像系统http://www.eco-tech.com.cn/Page/ProductDetailInfo.aspx?ProductId=1543
     
    Micro-FluorCam显微叶绿素荧光成像系统
     
    FP100 Mini便携式叶绿素荧光测量仪(http://www.eco-tech.com.cn/Page/ProductDetailInfo.aspx?ProductId=1726
     
    PMT热释光测量系统
     
    AOM-藻类荧光在线监测仪
     
    FMT150光养生物反应器

    http://www.eco-tech.com.cn/Page/ProductDetailInfo.aspx?ProductId=1709

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