植物工厂的概念及特点应用于植物工厂的 LED 光源特征

植物工厂是一种实现植物周年、立体连续生产的高效系统，设施内的温度、湿度、 CO 2 浓度、气流、光照和营养液组分等环境因子均由计算机实施高精度控制，不受或很少受自然条件制约 。根据光照来源不同，植物工厂可分为人工光植物工厂和太阳光植物工厂。人工光植物工厂采用人工光源与营养液栽培，栽培条件完全密闭，不受外界气候条件影响，植物可进行周年生产；太阳光植物工厂光源为太阳光或短期人工补光，采用营养液栽培，栽培条件半密闭，植物可周年生产 。目前，植物工厂可应用于反季节蔬菜、花卉、果品和食用菌生产，以及种苗、组培苗、大田作物育苗（水稻、烟草等）和濒危植物（中草药）扩繁与生产，我国有蔬菜工厂、种苗工厂、植物组培工厂等多种形式 。

应用于植物工厂的 LED 光源特征

发光二极管（ light-emitting diode ， LED ），是一种直接将电能转化为光能的新一代照明光源，具有结构简单、重量轻、体积小、抗震性好、安全性高等属性特点，及光效高、低能耗、寿命长、冷光源、响应快、环保性高、使用方便等光电优势 。与传统植物设施栽培中使用的光源（荧光灯、金属卤化物灯、白炽灯等）相比， LED 光源具有以下优点： ①LED的光谱可按植物生长发育需求进行调制，生物光效高； ②LED 为冷光源，可贴近植物照射，空间利用率是温室的 5~10倍； ③LED 为直流电，可控性好，光能有效利用率高，能对光强、光质和光周期等实现精准调控，适宜植物工厂的生产；④ 节能、环保、体积小、重量轻、长寿命； ⑤LED 光源装置多样（灯板、灯带、灯管和灯泡），适于植物工厂的应用 。研究表明，蔬菜中糖分、维生素的含量会随着光质和光照时间的不同而不同，可实现使用不同组合 LED 光源对蔬菜的营养成分和口味进行调整。对于植物的生长，采用 LED 进行跳动式的间歇光照，比连续照射更有效率 。

植物对蓝紫光（ 400~510 nm ）、红橙光（ 610~720 nm ）和远红光（ 720~780 nm ）反应最为敏感，其中可吸收的波长主要集中在蓝紫光段（波峰为 450 nm ）和红橙光段（波峰为 660nm ），但不同植物间所需的适宜光质存在差异， LED 发射的窄单色红光光谱（ 620~625 nm ）、蓝光光谱（ 470~475 nm ），与光合色素（叶绿素 a 、 b ）的吸收波长相匹配，且 LED 光源光质调配精确、生物效应指向性高，使 LED 光源实施精准光环境调控提供了可能 。

植物工厂的概念及特点应用于植物工厂的 LED 光源特征