技術文章
光合有效輻射
閱讀:1962 發(fā)布時間:2018-7-9 太陽光輻射:
萬物生長靠太陽,太陽光輻射是地球上生物賴以生存與繁衍的基本要素之一。植物的光合作用離不開光輻射,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,光照條件直接影響作物的產(chǎn)量和品質。照射光源的光譜組成、光輻射照度、光照期與黑暗期的配合等都會對植物的生長特性產(chǎn)生顯著的影響。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)只能被動地適應太陽光的照射及其日變化和季節(jié)變化,營造植物生長適宜的光輻射環(huán)境。要實現(xiàn)光輻射環(huán)境的調控就必須準確測量照明光源光合有效輻射,即被植物用于光合作用的光輻射能。
光合有效輻射定義及作用:
光合有效輻射(Photo-synthetically Active Radi-ation,PAR)是指波長范圍為400~700 nm能為植被進行光合作用的那部分太陽輻射。PAR是形成生物量的基本能源,控制著陸地生物有效光合作用的速度,直接影響到植被的生長、發(fā)育、產(chǎn)量與產(chǎn)量質量;同時,PAR也是重要的氣候資源,影響著地表與大氣環(huán)境物質、能量交換,測定估算(PAR)有助于估算植物的光合作用、探索綠色植被的起源、生物利用太陽能的機理等有重大的意義,也直接關系到農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的形成并是進一步提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的依據(jù)。
測量儀器:
傳感器又稱光量子傳感器
光量子傳感器介紹:
(Photo-synthetically Active Radiation,PAR)是研究變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)變化的核心之一,不僅是衡量生態(tài)系統(tǒng)光合作用變化、碳收支變化的重要數(shù)據(jù)來源,也是反映氣候變化主要驅動因子。
PAR傳感器主要用于測400~700nm波長范圍內的自然光的,并且使用簡單,可直接與數(shù)字電壓表或數(shù)據(jù)采集器相連,可在全天候條件下使用。廣泛應用于農(nóng)業(yè)氣象、農(nóng)作物生長、生態(tài)學的研究。
測量原理:
表采用硅光探測器,通過一個400~700nm的光學濾光器,當有光照時,產(chǎn)生一個與入射輻射強度成正比的電壓信號,并且其靈敏度與入射光的直射角度的余弦成正比。每臺表都給出各自的靈敏度,并可以直接讀出單位為µmol/m2•s 的測量數(shù)值
傳感器光量子傳感器技術參數(shù):
量程:0-2500μmol ㎡/秒
反應時間:10μs
電源電壓:DC5v
分辨率:1μmol ㎡/秒
響應光譜:400-700nm
輸出電壓:DC2.5v或5v 或4-20mA
線性度:大偏移1%
穩(wěn)定性:一年內變化<±2%
工作環(huán)境:-30℃-75℃
PAR傳感器傳感器應用領域:
1、植物生長、植物光合作用研究、植被指數(shù)研究
對植物的光合作用、生長發(fā)育、形態(tài)建成和植物代謝等都有調控作用,照射在植物上的不同波段的光對植物的生長影響不同,因而不同波段的光參與光合作用的權重不同,并且隨植物的品種及生長的階段而變化。
2、溫室大棚
測量大棚內量可以掌握大棚的內光照強度,對大棚內的光照環(huán)境進行評估從而為大棚適宜種植的農(nóng)作物品種選型提供依據(jù)。還可以根據(jù)光合有效量來控制大棚自動卷簾裝置等。
3、設施農(nóng)業(yè)
還可以應用在設施農(nóng)業(yè)中,尤其是加裝了植物補光燈的植物工廠中,應用測量,可以對整個溫室中光照環(huán)境進行監(jiān)控和調節(jié),同時也能積累植物在生長周期中的光照數(shù)據(jù)。
設施農(nóng)業(yè)中的人工補光必須遵循植物的光生態(tài)特性,才能達到合適的補光效果,因此需要準確測量補光光源的光譜組成和照射強度;另一方面對植物的光生態(tài)特性的研究也需要準確測定入射光。