LED光源在設施園藝中的設計與應用探討

陳儉

摘要? ? 在植物生長過程中，很容易受光照的影響，而在現實生活中，不良天氣會影響光照，如霧霾、陰天等，大大降低了植物的生長速度。為此，在如今的園藝種植中要采取一定的措施，以保證光照正常，其中，LED光源設計至關重要。本文論述了LED光源在設施園藝即植物工廠、連棟溫室、塑料大棚、日光溫室中的設計，并提出了應用對策，以期為設施園藝種植提供參考。

關鍵詞? ? 設施園藝;LED光源;設計;應用對策

中圖分類號? ? S62? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）08-0178-01? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

在我國的農業發展中，設施園藝主要有日光溫室、塑料大棚、連棟溫室、植物工廠。其中，前3種很容易受到環境變化的影響，后一種可控性更強，有面對惡劣天氣的優勢，尤其是光源方面。

1? ? 植物工廠LED光源設計與應用

1.1? ? LED光源設計策略

在園藝發展過程中，植物工廠是比較高端的趨勢。在該種模式中，借助多種科技手段，為植物生長創造最好的條件，進而保證作物可以實現高效、連續生長，其很少受到外界的影響，屬于技術型產業。而對于該類產業來說，光源的合理配置是十分必要的，照明系統的設計必不可少。關于這一點，LED是比較受歡迎的光源。同樣的，在實際應用中，要遵循一定的規則。首先，選擇恰當的材質，降低成本，提高資源利用率，即利用高效光譜;其次，調整適當的發光角度，選擇合適的使用功率[1];再次，利用發光面性狀，提高光能截獲率，改善光照效益;最后，改善散熱裝置，減少設備損害，比如自然冷卻、液體冷卻等。

1.2? ? LED光源應用策略

一是結合多種實施方案，合理劃分LED光源閾值，提高產品針對性。二是光源能量分布要高效，一般而言，可以利用2種方案，即紅藍復合光質和紅藍連續光質，通過合理調整這一方面的情況，可以提高光源利用率。三是在設計發光面時，要盡量減少光衰，保證光是均勻分布的。四是提高光可控性，從硬件角度出發，可以使用白光或者紅藍光電路，增加智能調控范圍[2];從光配方角度而言，對于不同的時期要進行相應的調整。

2? ? 連棟溫室補光 LED 光源設計與應用

2.1? ? LED光源設計策略

關于連棟溫室，其栽培面積大，對于光的需要主要依靠太陽，在實際使用過程中，要先充分利用太陽能，再利用人工光照。為此，要加大LED光源研發力度，提高作物抵御惡劣天氣的能力，如霧霾、陰天等。具體而言，可以遵循以下設計原則，一是追求發光面設計，增大功率、照射面積間的比值。一般而言，光源功率比較大，減少散射光的重疊。二是追求照射均勻，不同光質要分布合理，盡力縮減誤差。三是光源體積要合理，盡量減少遮光面積，充分利用太陽能資源。四是光源要足夠智能，可以隨著環境的變化，合理調節自身狀態，提高光利用率[3]。

2.2? ? LED光源應用策略

在連棟溫室中安裝光源時，可以遵循3類標準，一是冠層懸掛補光;二是溫室頂部懸掛補光;三是落地式垂直補光。而在實際使用中，要做到：首先，落實貼近原則，在安裝時，要合理調節設備位置，靠近最佳位置，減少光衰;其次，遵循照射面積原則，選擇恰當的照射面積，特別是冠層照射面積;再次，遵守垂直葉片原則，一般而言，作物為果菜，要提高葉片群照射率;最后，實現動態原則，隨著環境的變化進行調整[4]。

3? ? 塑料大棚、日光溫室補光LED光源設計與應用

3.1? ? LED光源設計策略

日光溫室具有三面墻、一面坡，遵循自南向北規律，具有些許蓄熱保溫能力以及承載力，而塑料大棚結構比較簡單，整體為半圓形，沒有墻體，蓄熱保溫能力差、承載力小。在設計這2種建筑光源時，要結合具體情況，進行適當地調整。在設計光源時，要遵循以下幾點要求：一是功率要恰當;二是光源為長方形，而且呈現規則性照射;三是照射面積大，照射均勻;四是懸掛方式合適;五是成本低。

3.2? ? LED光源應用策略

對于塑料大棚、日光溫室而言，在應用LED光源時，要利用光溫協同調控規律，降低補光負效應，提高光利用率。首先，要具備良好的溫度基礎，只有光溫協調，才能發揮更好的作用。一旦溫度過低，而光照太強，會抑制作物生長，例如，在北方冬季溫度較低，很容易出現低溫危害，對此，在補光時要選擇溫度較高的時間進行，一般而言，日落后時段是比較合適的;而對于南方而言，由于溫度適宜，是可以進行全天補光的。其次，要注意設備保養。設備受多種因素的影響，比如濕度、季節性等，不使用時要將設備及時拆掉，以防長時間暴露，加速老化。此外，還要注意維護保養，盡力提高使用年限。

4? ? 參考文獻

[1] 劉文科，劉義飛.設施園藝LED光源設計與應用策略探討[J].中國照明電器，2017（11）：24-27.

[2] 尤杰，耿博，鄭夢影，等.設施園藝生產中LED燈與高壓鈉燈的應用差異性分析[J].農業工程技術，2018（7）：17-21.

[3] 楊景發，劉京龍，牛慧丹，等.設施園藝專用LED組合光源的設計[J].中國照明電器，2014（11）：23-27.

[4] 顧少敏，張龍.光調控在設施園藝的生產應用[J].現代園藝，2013（18）：154.