光是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的環(huán)境因子之一，在調控動植物及微生物生長發(fā)育、實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質、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,人工光源已廣泛應用于設施種植業(yè)、設施養(yǎng)殖業(yè)、設施水產(chǎn)與海洋捕撈、食用菌與微藻繁殖以及植保誘/驅蟲等領域。但針對一些特定生物群體的機理研究從未停止，尤其對如何科學用光和科學補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體照明論壇（SSLCHINA2019）在深圳會展中心成功召開。作為論壇的重要技術分會之一，“生物農(nóng)業(yè)光照技術”分會于26日下午在中國農(nóng)業(yè)科學院城市農(nóng)業(yè)研究所副所長楊其長研究員和大連海洋大學海洋科技與環(huán)境學院院長劉鷹教授共同主持下成功召開。

 

　　會議由國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦，深圳第三代半導體研究院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進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。

　　會上，來自韓國國立首爾大學的Jung Eek SON教授分享了《作物生產(chǎn)系統(tǒng)中采用3D模型和光學模擬進行針對遮雨棚光投射、光合作用、光照利用率的評估》研究報告。Jung Eek SON是韓國首爾國立大學（SNU）植物科學系的溫室園藝和植物工廠學教授。他本科畢業(yè)于首爾國立大學，并獲得東京大學的碩士和博士學位。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模擬以及溫室和植物工廠的植物化學生產(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，對萵苣的光截獲率進行了估算。利用光合模型和模擬結果計算冠層光合速率。為了分析測量過程的準確性，將發(fā)光二極管在生長室內測量的光強和冠層光合速率與模擬值進行了比較。

 

　　針對工廠預期的幾種情況，分析了不同光環(huán)境下的光截獲變化。模擬計算的光照強度和冠層光合速率與實測值吻合較好。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。種植距離對光利用效率的影響相似，在低光強下表現(xiàn)出較低的光利用效率。隨著光照距離的增加，冠層對光的截獲逐漸增加，但在光照條件太好時，由于光分布的異質性，冠層對光的截獲反而減少。隨著地面反射率的增加，種植距離越大，冠層對光的截留越大。

 

　　結果表明，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行量化。【根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請諒解！】