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人工气候培养箱的2个关键技术问题
人工气候培养箱的2个关键技术问题
人工气候培养箱可以通过程序控制箱体内的温度、湿度跟光照，制造出在自然中很少出现的环境，也就是通常说的实验室理想环境。在这个环境下来对植物、作物进行培养，观察生长发育的一些变化与所需要的条件等。
1.人工气候培养箱是如何让作物吸收到所需要的光源
太阳光谱中300一760毫微米的可见光谱。波长300一400毫微米的一氏波紫外光有利于植物吁片加厚,抑制植物徒长;波长400~490毫微米的兰紫光是牙卜绿体吸收的一个光谱带,与植物的光合作用密切有关,并能防止植物黄化和生长丛生叶;波一长490一595毫微米的绿黄光,对光合作用有一定的减弱作用,对植物生长发育无明显影响;595一阳o毫微来的橙红光,是植物叶绿体最大的吸收光谱带,与叶绿体形成、叶片生长有直接关系,对肉质根鳞茎的形来说成也是极重要的。波长760一100。毫微米的红外光,植物吸收很少,能增加植物干重,但它却抑制玉米、番茄、亚麻干重的增加;波长1000毫微米以上的远红外光,被植物吸收后变为热量释放。知道了植物所需的太阳光谱范围,,便能选择适宜的人工电光源,目前在人工气候培养箱中可利用的电光源有四种。
白炽灯用钨丝制成的白炽灯仗发射大量的红外线,可见光所占的比例不到发射功率的25%,白炽灯发射的红外光对植物生长有利,至今仍成为人工气候培养箱内补充红外光的电光源。
荧灯光不同的磷光体能提供不同的发射光谱,通常用的荧光灯是利用汞蒸汽来产生激发磷光体的波一长,而形成发射光谱,荧光灯发射的可见光比白炽灯高。近年来生产了高输出灯,管比2米、200瓦,发射光强增加,但发射红外线仍然很少,另外荧光灯的光强是灯壁温度的函数,因为灯壁温度影响汞蒸汽压力和发光效率。在人工气候培养箱(箱)中灯与生长室隔离,单独控制灯室温度以增加光强。
氛灯氖灯是石英管内充以氖气的弧光放电灯,能发射几十万流明的光通量,光强比荧光灯高几百倍。它发射连续光谱,光谱与太阳光谱相似,优点是功率大、光质好、寿命长、使用方便,缺点是造价贵,需配备净化冷却水循环系统,红外线和远红外线比太阳光谱高60%左右,目前利用高硅氧玻璃可以切除氮灯50%左右的红外和远红外线。
卤化锡灯可发射连续光谱,发射效率高,兰、红光谱比太阳光谱弱,增加兰色荧光灯可使卤化锡灯的光谱与太阳光谱相似,卤化锡灯放热量比氖灯低,在高光强下卤化锡灯功率大时,卤化锡灯的散热技术仍值得考虑,国外用卤化锡灯配合一定数量的长色高输出荧光灯,虽达到了与太阳相同的光谱,但仍需以吊顶法除去灯具的热量。
综上所述,氛灯和卤化锡灯发光强、光质好,可以在人工气候培养箱(箱)中采用。
电光源是当前限制人工气候培养箱发展的重要因素,因为高光强时带来大量热量,必须增加冷却能力排除灯的放热,才能控制人工气候培养箱(箱)内的温度。从植物所需要的光强来看,上海植物生理所人工气候培养箱使用长弧氛灯,6000瓦/只,四灯可达照度3万米烛光,稻、麦、棉、大豆、玉米、番茄、黄瓜、烟草等植物均能正常生一长发育,从种子到种子,3万米烛光照度便可以了,不必追求过强的照度,以减少冷却能力。
2.人工气候培养箱如何对室内温度进行调控
当生长室中需要高光强时,光源本身放出的热量必须冷却排除,排除热量的方法有二:一是设置玻璃吊顶,吊顶上方为灯室,灯室用通风法排去光源热量;二是直接降低光源的热量,利用净化冷却循环水将光源热量带走。
在大型生产用玻璃或塑料制人工气候培养箱中,目前存在的重要问题是降温设备问题,应从太阳能制冷方面加强研究,应适当引进新技术。
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