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人工氣候培養箱的2個關鍵技術問題
人工氣候培養箱可以通過程序控制箱體內的溫度、濕度跟光照，制造出在自然中很少出現的環境，也就是通常說的實驗室理想環境。在這個環境下來對植物、作物進行培養，觀察生長發育的一些變化與所需要的條件等。
1.人工氣候培養箱是如何讓作物吸收到所需要的光源
太陽光譜中300一760毫微米的可見光譜。波長300一400毫微米的一氏波紫外光有利于植物吁片加厚,抑制植物徒長;波長400~490毫微米的蘭紫光是牙卜綠體吸收的一個光譜帶,與植物的光合作用密切有關,并能防止植物黃化和生長叢生葉;波一長 490一595毫微米的綠黃光,對光合作用有一定的減弱作用,對植物生長發育無明顯影響;595一陽o毫微來的橙紅光,是植物葉綠體最大的吸收光譜帶,與 葉綠體形成、葉片生長有直接關系,對肉質根鱗莖的形來說成也是極重要的。波長760一100。毫微米的紅外光,植物吸收很少,能增加植物干重,但它卻抑制玉米、番茄、亞麻干重的增加;波長1000毫微米以上的遠紅外光,被植物吸收后變為熱量釋放。知道了植物所需的太陽光譜范圍,,便能選擇適宜的人工電光源,目前在人工氣候培養箱中可利用的電光源有四種。
白熾燈用鎢絲制成的白熾燈仗發射大量的紅外線,可見光所占的比例不到發射功率的25%,白熾燈發射的紅外光對植物生長有利,至今仍成為人工氣候培養箱內補充紅外光的電光源。
熒燈光不同的磷光體能提供不同的發射光譜,通常用的熒光燈是利用汞蒸汽來產生激發磷光體的波一長, 而形成發射光譜,熒光燈發射的可見光比白熾燈高。近年來生產了高輸出燈,管比2米、200瓦,發射光強增加,但發射紅外線仍然很少,另外熒光燈的光強是燈 壁溫度的函數,因為燈壁溫度影響汞蒸汽壓力和發光效率。在人工氣候培養箱(箱)中燈與生長室隔離,單獨控制燈室溫度以增加光強。
氛燈氖燈是石英管內充以氖氣的弧光放電燈,能發射幾十萬流明的光通量,光強比熒光燈高幾百倍。它發 射連續光譜,光譜與太陽光譜相似,優點是功率大、光質好、壽命長、使用方便,缺點是造價貴,需配備凈化冷卻水循環系統,紅外線和遠紅外線比太陽光譜高 60%左右,目前利用高硅氧玻璃可以切除氮燈50%左右的紅外和遠紅外線。
鹵化錫燈可發射連續光譜,發射效率高,蘭、紅光譜比太陽光譜弱,增加蘭色熒光燈可使鹵化錫燈的光譜 與太陽光譜相似,鹵化錫燈放熱量比氖燈低,在高光強下鹵化錫燈功率大時,鹵化錫燈的散熱技術仍值得考慮,國外用鹵化錫燈配合一定數量的長色高輸出熒光燈, 雖達到了與太陽相同的光譜,但仍需以吊頂法除去燈具的熱量。
綜上所述,氛燈和鹵化錫燈發光強、光質好,可以在人工氣候培養箱中采用。
電光源是當前限制人工氣候培養箱發展的重要因素,因為高光強時帶來大量熱量,必須增加冷卻能力排除燈的放熱,才能控制人工氣候培養箱(箱)內的溫度。從植物所需要的光強來看,上海植物生理所人工氣候培養箱使用長弧氛燈,6000瓦/只,四燈可達照度3 萬米燭光,稻、麥、棉、大豆、玉米、番茄、黃瓜、煙草等植物均能正常生一長發育,從種子到種子,3萬米燭光照度便可以了,不必追求過強的照度,以減少冷卻能力。
2.人工氣候培養箱如何對室內溫度進行調控
當生長室中需要高光強時,光源本身放出的熱量必須冷卻排除,排除熱量的方法有二:一是設置玻璃吊頂,吊頂上方為燈室,燈室用通風法排去光源熱量;二是直接降低光源的熱量,利用凈化冷卻循環水將光源熱量帶走。
在大型生產用玻璃或塑料制人工氣候培養箱中,目前存在的重要問題是降溫設備問題,應從太陽能制冷方面加強研究,應適當引進新技術。