我國設(shè)施藍莓LED補光需求與技術(shù)對策_劉文科.pdf

第 期 中 國 照 明 電 器 年 月 產(chǎn)品與創(chuàng)新文章編號 我國設(shè)施藍莓 補光需求與技術(shù)對策 劉文科 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 北京 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)能與廢棄物處理重點實驗室 北京 摘要 藍莓是一種新興的世界性多年生小漿果樹種 果實營養(yǎng)價值高 品種豐富 設(shè)施反季節(jié)栽培效益高 我國設(shè) 施藍莓生產(chǎn)面積逐年擴大 南方和北方均有大面積種植 設(shè)施盆栽基質(zhì)栽培已成為發(fā)展方向 但是 受惡劣天氣 陰雨雪霧霾 設(shè)施遮擋和保溫措施的影響 設(shè)施藍莓生產(chǎn)存在嚴重的光照不足問題 尤其是在冬春季節(jié)光照不足 導致的產(chǎn)量品質(zhì)問題十分嚴重 補光是解決設(shè)施藍莓光照不足的最直接方法 按照最佳光譜 適宜光強和光 周期的原則來制定補光方案 保證藍莓光環(huán)境需求 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提前上市 本文綜述了我國設(shè)施藍莓種植現(xiàn)狀 分析 了光照不足的原因 提出了 補光方案設(shè)計原則 關(guān)鍵詞 設(shè)施藍莓 燈 補光 光強 光周期 中圖分類號 文獻標識碼 作者簡介 劉文科 研究員 博士生導師 主要從事設(shè)施園藝光溫生理與調(diào)控工程技術(shù)研究 引 言 藍莓 又名越橘 是一種世界范圍內(nèi)廣泛種植的 小漿果類果樹 為杜鵑花科越橘屬多年生落葉或常綠 灌木果樹 藍莓耐寒性強 是適宜設(shè)施栽培且具有 極高經(jīng)濟價值 高營養(yǎng)價值的小漿果果樹 種植的收 第 期劉文科 我國設(shè)施藍莓 補光需求與技術(shù)對策 益極高 北美國家是世界藍莓的發(fā)源地和主要產(chǎn)區(qū) 美國自 世紀初開始從野生藍莓資源中進行選育工 作 年代美國首次進行商業(yè)性栽植 自美國率 先實現(xiàn)藍莓商品化生產(chǎn)以來 中國 加拿大等 多個 國家相繼引種栽培 已形成以美國 加拿大為主產(chǎn)區(qū) 歐洲 澳洲等國緊跟其后的藍莓世界生產(chǎn)格局 我國 藍莓研發(fā)始于 世紀 年代初 藍莓樹種的開發(fā)已 成為調(diào)整果樹樹種結(jié)構(gòu) 提升果品產(chǎn)業(yè)層次的優(yōu)選 現(xiàn)已遍布全國 藍莓轉(zhuǎn)色成熟過程中果實的顏色由綠色轉(zhuǎn)為紅 色繼而呈藍色 果皮上布滿白色果粉 果肉酸甜適口 香氣清爽宜人 口感極佳 藍莓果中含有花色素苷 黃酮等多種多酚類生理活性物成分 其抗氧化活性較 高 具有促進視紅素再合成 抗炎癥 提高免疫力等生 理功能 藍莓果種含有豐富的多酚類物質(zhì)和抗氧 化物質(zhì)及營養(yǎng)成分 具有較高的營養(yǎng) 保健和經(jīng)濟價 值 被贊譽為 漿果之王 水果皇后 和 美瞳之 果 聯(lián)合國糧農(nóng)組織將藍莓列為人類五大健康食品 之一 藍莓也被贊為 世紀前葉世界范圍內(nèi)最具 發(fā)展?jié)摿Φ墓麡錁浞N 藍莓的品種較多 根據(jù)藍莓的樹體特征 果實特 點和區(qū)域分布 藍莓品種可分為四大類 株高冠層和 花序果實形態(tài)差異明顯 第一類 矮叢藍莓 樹體矮 小 抗旱能力較強 抗寒能力極強 第二類 高叢藍 莓 包括南高叢藍莓 北高叢藍莓及半高型高叢藍莓 類 南高叢藍莓休眠期低溫要求不高 主要品種有 奧尼爾等 北高叢藍莓喜冷涼氣候 抗寒能力較強 休 眠期低溫要求嚴格 主要有藍豐等 半高型高叢藍莓 是高叢藍莓與矮叢藍莓的雜交后代 主要品種有北藍 等 第三類 兔眼藍莓 土壤適應性強 休眠期低溫 要求不嚴格 主要品種有巨豐等 第四類 蔓越桔 主要品種有斯蒂芬等 我國設(shè)施種植面積較大的品 種為南高叢藍莓 所需的蓄冷量小 易管理 產(chǎn)量高 同時 早熟品種要多于晚熟品種 較早上市可獲得更 好的銷售價格 近年來 早熟南高叢藍莓品種越來越 多 早熟藍莓品種以其上市早和市場價格高等優(yōu)勢 具有較大競爭力 我國設(shè)施藍莓種植現(xiàn)狀 藍莓自 世紀 年代引入我國以來 歷經(jīng)了研 究階段 規(guī)?；N植試驗示范階段和 年以后快 速發(fā)展階段 我國藍莓種植面積逐年增加 現(xiàn)在 形成了遼魯?shù)貐^(qū) 江浙地區(qū)和云貴地區(qū)等主產(chǎn)地 分 散種植遍及全國各地 李亞東等 將我國 藍莓生產(chǎn)規(guī)劃成以下 種類型的產(chǎn)區(qū) 依據(jù)地理區(qū)域 布局 采用露地和設(shè)施栽培相結(jié)合 實現(xiàn)了全國 月 中旬至 月中旬 個月的鮮果供應期 最北邊是長 白山 大小興安嶺藍莓產(chǎn)區(qū) 其次是遼東半島 膠東 半島藍莓產(chǎn)區(qū) 再向南是長江流域藍莓產(chǎn)區(qū) 最南 邊是華南藍莓產(chǎn)區(qū) 李亞東等 報道 年底全國藍莓栽培面積 萬 總產(chǎn)量 萬 噸 其中 有 個省份的栽培面積超過 依 次為貴州 遼寧 山東 四川 安徽 云南 吉林 總產(chǎn) 量超過 萬噸以上的省份已有 個省份 得益于其 特殊的地理氣候優(yōu)勢和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的應用 云南的 藍莓種植業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長 目前 云南藍莓種植面 積約 萬 產(chǎn)量 萬噸 成為國內(nèi)藍莓鮮 果產(chǎn)量第一省 國際藍莓組織發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示 年中國已成為全球最大的藍莓生產(chǎn)國 位居第二的美 國藍莓種植面積為 萬 設(shè)施藍莓補光需求分析 設(shè)施藍莓補光需求 藍莓為喜光和短日照植物 而且果實數(shù)量多 產(chǎn) 量大 束狀生長 但葉片稀疏 因此對光照質(zhì)量的要求 較高 但是 受太陽高度角 設(shè)施遮擋 惡劣天氣和保 溫措施的多重影響 設(shè)施藍莓生產(chǎn)存在嚴重的光照不 足問題 尤其是在冬春季節(jié) 冬春季節(jié)設(shè)施藍莓光照 不足產(chǎn)生的原因主要有 個方面 第一 冬春季節(jié)太 陽高度角 地球上某個地點太陽入射方向與地面夾 角 較小 垂直葉片陽光照射光強低 而且日光照時長 縮短 第二 設(shè)施棚膜和鋼架結(jié)構(gòu)等設(shè)施組件會遮擋 部分陽光射入 造成光斑和弱光照射 我國設(shè)施藍莓 生產(chǎn)多在日光溫室和塑料大棚中進行 棚膜及其污染 老化等問題造成透光率降低較多 第三 惡劣天氣 陰雨雪霧霾等 削弱了光照強度和持續(xù)時長 第 四 保溫措施導致光照時長縮短 北方冬春季為了保 持日光溫室內(nèi)溫度縮短了保溫被敞開時長 因太陽光 照時長縮短 光周期縮短常低于 綜上 個原 因 設(shè)施藍莓光照缺乏時常發(fā)生 尤其是我國北方和 冬季和春季 補光需求非常迫切 設(shè)施藍莓光強需求分析 適宜光照是確保設(shè)施藍莓優(yōu)質(zhì)高產(chǎn) 果實快速轉(zhuǎn) 色和提前上市獲得較高經(jīng)濟收益的關(guān)鍵環(huán)境因素 而 中國照明電器 年 弱光和光照時長不足將導致十分嚴重的產(chǎn)量品質(zhì)問 題 首先 光照不足會減產(chǎn) 光照不足會導致冠層 葉片和果實光能截獲量下降 光合速率降低 光合產(chǎn) 物下降 導致果實生長速率受到抑制 導致產(chǎn)量下降 其次 光照不足會影響品質(zhì)和上市時間 綠色藍莓果 實具有光合作用 光照強度和光照時長對促進果實內(nèi) 品質(zhì)物質(zhì)合成代謝及轉(zhuǎn)化具有重要價值 弱光條件 下 轉(zhuǎn)色速率會下降 果實背光部位轉(zhuǎn)色會滯后 影響 上市時間和口感 果實轉(zhuǎn)色質(zhì)量直接決定藍莓的口 感 特別是糖酸比和花色苷含量 藍莓果實質(zhì)地均較 硬可耐儲運 貨架期長 均為適宜鮮食的優(yōu)良品種 高叢藍莓和半高叢藍莓光補償點和飽和點高 表 現(xiàn)出喜光特性 適宜栽植在陽光充足 無樹蔭遮蓋的 地方 矮叢藍莓和紅豆藍莓光飽和點和光補償點低 對弱光的利用能力強 對強光的利用能力弱 凈 光合速率則以半高叢藍莓最高 高叢藍莓次之 紅豆 藍莓最低 研究表明 兔眼藍莓利用弱光能力強于高 叢藍莓 最大凈光合速率 表觀量子效率均大于高叢 藍莓 光飽和點和補償點都很低 表明兔眼藍莓的光 合能力和抗逆性較高叢藍莓強 大量研究表明 兔眼藍莓在各引種試點表現(xiàn)出較強的適應能力 半高叢越橘在全光照和半遮陰處理下光合作用 變化呈雙峰曲線 存在光合午休現(xiàn)象 在全遮陰條件 下光合作用變化呈單峰曲線 兔眼藍莓的凈光合 速率隨光強的減弱而減小 月對其進行 光強處理時 具有光合午休現(xiàn)象 在 光強下 光合午休現(xiàn)象消失 光強對藍莓果實產(chǎn) 量和品質(zhì)也有影響 閆靜等 發(fā)現(xiàn) 遮陰降 低了 個藍莓品種果實中可溶性蛋白及可溶性糖含 量以及果實中抗氧化物質(zhì)含量 因此 設(shè)施藍莓栽培 過程中要保證光照條件 保障其光合作用 實現(xiàn)優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 設(shè)施藍莓光質(zhì)需求 設(shè)施藍莓生長發(fā)育和果實品質(zhì)形成對光質(zhì)的響 應存在差異 王佳淇等 發(fā)現(xiàn) 補光促進了 越橘的生長發(fā)育 光質(zhì)比為 的紅藍光對營養(yǎng)生長作 用較大 光質(zhì)比為 的紅藍光對果實品質(zhì)提升效果 好 單色的藍光和紅光促進了花青苷合成 綠光卻降 低了相關(guān)基因的表達量 花青苷含量減少 紫外 光可以增加類黃酮含量 能夠誘導花青苷生 成 此外 輻照提高了藍莓果實中總酚和 花青苷含量 以及藍莓幼果期和白果期可溶性糖及白 果期類黃酮含量 照射誘導藍莓轉(zhuǎn)色期果實 中總酚和花青苷的合成 相關(guān)酶活性升高 在生 產(chǎn)中 通過可見光和紫外光照射可以促進藍莓生長發(fā) 育和果實品質(zhì)形成 設(shè)施藍莓光周期需求 藍莓的花芽分化需要特定的光周期條件 一般品 種要求每天光照時間 左右 適當?shù)墓庹諘r長可 以保障藍莓正常的花芽分化質(zhì)量 當藍莓需冷量和需 熱量達到生物學要求時 藍莓高質(zhì)量開花 更為重要 的是 藍莓持續(xù)開花的潛力是高產(chǎn)的重要因素 這不 僅與光質(zhì)有關(guān) 也和光強有關(guān) 除了花芽分化開花階 段外 藍莓對光周期需求不苛刻 因此 在藍莓營養(yǎng) 生長階段和果實膨大階段光強和光周期需求應更高 一些 為藍莓光合作用提供更多能量和時長 合成更 多光合產(chǎn)物 促進果實膨大和成熟轉(zhuǎn)色 提早上市 獲 得更高的經(jīng)濟收益 設(shè)施藍莓 補光技術(shù)對策 補光燈設(shè)計 補光是解決設(shè)施藍莓光照不足的最直接方 法 按照最佳光譜和適宜光強的原則來制定補光方 案 保證藍莓光強和光周期需求 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提前上市 補光燈設(shè)計是實現(xiàn)高效藍莓補光的基礎(chǔ) 補 光燈的設(shè)計原則總結(jié)如下 首先 適宜功率原則 適 宜的燈功率設(shè)計有利于降低成本 簡化散熱設(shè)計 減 輕重量 有利于懸掛 而且 適宜功率保證了光照強 度 達到有效補光目的 其次 適宜光譜原則 應按 照光譜性和專用性相結(jié)合的原則 選擇適宜的光譜構(gòu) 成 為藍莓提供高效的補光光譜 再次 配置適宜的 控制裝置 能夠按需控制開閉燈時間 獲得最佳的補 光時長 保證光周期的合理性 補光原則 補光原則包括以下幾點 首先 光強適宜原 則 設(shè)施藍莓補光是光合作用補光 不僅僅是光周期 補光 因此適當提高補光強度是必要的和可行的 其 次 精準照射原則 第三 光譜優(yōu)化原則 第四 即插 即用原則 第五 光飽和點是反映植物在強光條件對 光能的利用 其值越高 說明該植物更易適應強光條 件 光補償點是指光合作用中光合產(chǎn)物與呼吸作用 消耗相持平時的光強 暗呼吸速率表現(xiàn)了植物在無 光照的情況下的呼吸速率 即在暗條件下消耗光合產(chǎn) 物的速率 第 期劉文科 我國設(shè)施藍莓 補光需求與技術(shù)對策 補光技術(shù) 補光方案包括 種 即 種補光策略 第 一 冠層上 補光技術(shù) 冠層上 補光技術(shù)是 指將 補光燈安裝在冠層上部 通過照射冠層葉 片促進藍莓光合的補光方式 為傳統(tǒng)補光方法 第 二 冠層 立體補光技術(shù) 立體照明是針對傳統(tǒng) 的單方位照明方式 頂部光照 提出的新興的多方位 照明方式 是指在頂部光照的前提下 在植株冠層下 部 冠層側(cè)部和冠層內(nèi)部實施照明的一種組合集成照 明方式 冠層 立體補光技術(shù)是指在冠層上 補光技術(shù)的基礎(chǔ)上 設(shè)置垂直 水平方向的雙向 多向交叉補光的策略 高效地促進藍莓光合作用 提 質(zhì)增效 冠層 立體補光技術(shù)是新興的補光方 式 充分利用了 光源冷光源特性 貼近葉片和冠 層進行照射 光效大幅度提高 設(shè)施藍莓是最適合實 施 立體補光的果樹品種 其次是設(shè)施櫻桃 葡萄 等 同樣 立體照明已在生菜 玫瑰花 大麻等植物人 工光栽培中得以應用 增產(chǎn)的效果明顯 結(jié) 語 設(shè)施藍莓是產(chǎn)值較高的新興產(chǎn)業(yè) 發(fā)展前景廣 闊 方興未艾 設(shè)施藍莓光照不足是全國性 局部時 段的共性問題 制約著藍莓產(chǎn)量品質(zhì)和上市時間 補光非常適合設(shè)施藍莓光環(huán)境調(diào)控 節(jié)能高效 可從光譜 光強和光周期多角度提供適宜光環(huán)境 設(shè) 施藍莓 補光產(chǎn)業(yè)初見端倪 伴隨我國設(shè)施藍莓 生產(chǎn)面積的逐年擴大 需求旺盛 市場規(guī)模在數(shù)十億 元 亟待開發(fā) 目前 基于縝密研究結(jié)果的藍莓補光 技術(shù)研究尚不豐富 補光效益研究與補光實踐亟待共 同推進 相輔相成 共同助推我國設(shè)施藍莓產(chǎn)業(yè)的提 質(zhì)增效 參考文獻 吳林 中國藍莓 年 科學研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展 吉 林農(nóng)業(yè)大學學報 顧姻 賀善安 藍漿果與蔓越桔 北京 中國農(nóng)業(yè)出 版社 李亞東 吳林 陳丹 等 引種藍莓果實中維生素 氨基酸及無機元素含量 吉林農(nóng)業(yè)大學學報 劉慶忠 朱東姿 王甲威 等 世界藍莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn) 狀 中國篇 落葉果樹 李煒 淺析中國藍莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展 林業(yè)調(diào)查規(guī)劃 李亞東 裴嘉博 陳麗 等 中國藍莓產(chǎn)業(yè)年度報告 吉林農(nóng)業(yè)大學學報 李亞東 姜惠鐵 張志東 等 中國藍莓產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的前 景 沈陽農(nóng)業(yè)大學學報 社會科學版 李亞東 吳林 張志東 等 高叢 半高叢 矮叢越桔和紅 豆越桔光合作用特性比較研究 果樹科學 烏鳳章 王賀新 陳英敏 等 我國藍莓生理生態(tài)研究進 展 北方園藝 劉兆玲 溫國勝 胡莉 個藍莓品種光合特性的比較 研究 中國南方果樹 吳思政 聶東伶 陳國華 等 藍莓主要栽培技術(shù)及其在 湖南省的發(fā)展前景 湖南林業(yè)科技 董麗華 張春雨 李亞東 等 遮蔭對半高叢越橘光合特 性的影響 東北農(nóng)業(yè)大學學報 陳彥君 王德爐 郝加孝 等 遮陰對兔眼藍莓光合特性 的影響 東北林業(yè)大學學報 閆靜 王德爐 郝家孝 等 光照強度對貴州兔眼藍莓果 實品質(zhì)的影響 經(jīng)濟林研究 王佳淇 何瑩鈺 韋曉桐 等 補光組合對大棚越橘 生長發(fā)育的影響 園藝學報 溫鵬飛 邢延富 牛鐵泉 等 對葡萄果實發(fā)育過 程中黃烷醇類多酚積累及隱色花色素還原酶表達的影 響 中國農(nóng)業(yè)科學 楊樂 楊俊楓 侯智霞 等 對不同發(fā)育時期離體 藍莓主要果實品質(zhì)及相關(guān)酶活性的影響 西北植物 學報 楊俊楓 史文君 楊樂 等 紫外光對 北陸 越橘轉(zhuǎn)色果 花青苷積累 關(guān)鍵酶活性及其基因表達的影響 園 藝學報 劉文科 查凌雁 植物工廠植物光質(zhì)生理及其調(diào)控 北京 中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社 下轉(zhuǎn)第 頁 第 期陳輝燦 燈具用電源導軌系統(tǒng) 工廠審核中確認檢驗要求淺析 合 中 和 要求 結(jié) 語 燈具用電源導軌系統(tǒng)安 全與電磁兼容認證規(guī)則 對于 工廠確認檢驗有 著具體的規(guī)定 特別是生產(chǎn)接合器和導軌的企業(yè)需要 仔細研讀標準 做好每年的確認檢驗測試 另外 隨著近年來強標的更新和推標的變化 每 個企業(yè)都需要時刻關(guān)注確認檢驗的測試標準變化和 測試要求變化 特別是燈具用電源導軌系統(tǒng)有區(qū)別 與 認證的燈具用電源確認檢驗要求 本文通過淺析 燈具用電 源導軌系統(tǒng)安全與電磁兼容認證規(guī)則 內(nèi)容和對標準 燈具用電源導軌系統(tǒng) 要求進行 分析 讓大家對燈具用電源導軌系統(tǒng)工廠確認檢驗有 一定的認識 希望相關(guān)國內(nèi)企業(yè)重視和掌握標準法規(guī) 內(nèi)容 這樣能夠有利于國內(nèi)照明企業(yè)順利通過 工廠年度監(jiān)督審核 參考文獻 中國質(zhì)量認證中心 標志認證工廠質(zhì)量保證能力 要求 中國質(zhì)量認證中心 燈具用電源導軌系統(tǒng)安全與電磁 兼容認證規(guī)則 全國照明電器標準化技術(shù)委員會 燈具用電源導軌系 統(tǒng) 北京 中國標準出版社 全國照明電器標準化技術(shù)委員會 燈具 第 部分 一 般要求與試驗 北京 中國標準 出版社 全國電氣安全標準化技術(shù)委員會 外殼對人和設(shè)備的 防護 檢驗用試具 北京 中國 標準出版社 上接第 頁