人工氣候培養(yǎng)箱可以通過程序控制箱體內(nèi)的溫度、濕度跟光照，制造出在自然中很少出現(xiàn)的環(huán)境，也就是通常說的實驗室理想環(huán)境。在這個環(huán)境下來對植物、作物進(jìn)行培養(yǎng)，觀察生長發(fā)育的一些變化與所需要的條件等。
1.人工氣候培養(yǎng)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(guān),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(fā)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(guān)系,對肉質(zhì)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(yuǎn)紅外光,被植物吸收后變?yōu)闊崃酷尫?。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(yǎng)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(fā)射大量的紅外線,可見光所占的比例不到發(fā)射功率的25%,白熾燈發(fā)射的紅外光對植物生長有利,至今仍成為人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)補(bǔ)充紅外光的電光源。
熒燈光不同的磷光體能提供不同的發(fā)射光譜,通常用的熒光燈是利用汞蒸汽來產(chǎn)生激發(fā)磷光體的波一長, 而形成發(fā)射光譜,熒光燈發(fā)射的可見光比白熾燈高。近年來生產(chǎn)了高輸出燈,管比2米、200瓦,發(fā)射光強(qiáng)增加,但發(fā)射紅外線仍然很少,另外熒光燈的光強(qiáng)是燈 壁溫度的函數(shù),因為燈壁溫度影響汞蒸汽壓力和發(fā)光效率。在人工氣候培養(yǎng)箱(箱)中燈與生長室隔離,單獨控制燈室溫度以增加光強(qiáng)。
氛燈氖燈是石英管內(nèi)充以氖氣的弧光放電燈,能發(fā)射幾十萬流明的光通量,光強(qiáng)比熒光燈高幾百倍。它發(fā) 射連續(xù)光譜,光譜與太陽光譜相似,優(yōu)點是功率大、光質(zhì)好、壽命長、使用方便,缺點是造價貴,需配備凈化冷卻水循環(huán)系統(tǒng),紅外線和遠(yuǎn)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(yuǎn)紅外線。
鹵化錫燈可發(fā)射連續(xù)光譜,發(fā)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(qiáng)下鹵化錫燈功率大時,鹵化錫燈的散熱技術(shù)仍值得考慮,國外用鹵化錫燈配合一定數(shù)量的長色高輸出熒光燈, 雖達(dá)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(fā)光強(qiáng)、光質(zhì)好,可以在人工氣候培養(yǎng)箱中采用。
電光源是當(dāng)前限制人工氣候培養(yǎng)箱發(fā)展的重要因素,因為高光強(qiáng)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(yǎng)箱(箱)內(nèi)的溫度。從植物所需要的光強(qiáng)來看,上海植物生理所人工氣候培養(yǎng)箱使用長弧氛燈,6000瓦/只,四燈可達(dá)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(fā)育,從種子到種子,3萬米燭光照度便可以了,不必追求過強(qiáng)的照度,以減少冷卻能力。
2.人工氣候培養(yǎng)箱如何對室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控
當(dāng)生長室中需要高光強(qiáng)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(shè)置玻璃吊頂,吊頂上方為燈室,燈室用通風(fēng)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(huán)水將光源熱量帶走。
在大型生產(chǎn)用玻璃或塑料制人工氣候培養(yǎng)箱中,目前存在的重要問題是降溫設(shè)備問題,應(yīng)從太陽能制冷方面加強(qiáng)研究,應(yīng)適當(dāng)引進(jìn)新技術(shù)。
