颠覆传统农业的新兴光生物学战略产业——植物工厂

<正>植物工厂就是房子里面种庄稼。它颠覆了传统农业,依靠人工光源,实现工业化方式进行农业生产,成为农业生产方式的一场革命。植物工厂不依赖阳光、土壤等自然条件,使农作物生产从自然生态束缚中解脱出来,完全受人为条件的调控,以期达到人们理想的目标。它能为人类提供类型丰富、优质安全,尤其是不含任何农药与重金属的植物产品,满足人们日益增长的高品质食品的需求;它属于垂直农业,能提供作物最适生长发育条件,全年连续不间断     

植物的“美味营养大餐”

<正>每天,在定时开启的人工光源的照耀下,植物工厂的蔬菜开始被"唤醒",迎来它们崭新的一天。沐浴着为它们精心组配的光谱构成的光源,呼吸着富含碳素营养的空气,忙碌地制造出生长所需的碳水化合物……等等!那植物根植大地所需要的土壤呢?不用担心!植物工厂里的蔬菜,不仅摆脱了自然气候、四季变化的影响,也不再受土地的限制。现代的无土(营养液)栽培不需要自然土壤,改用人工基质种植,浇灌营养液,甚至可以去掉基质,植物根系直接在营养液中吸收矿质     

你能见到的植物工厂类型

<正>植物工厂发展至今,以多种形式出现在我们的视野中,因应用者所持的角度不同,存在多种分类方式。按照建设的规模大小,分为大型(3?000平方米以上)、中型(1?000～3?000平方米)、小型(300～1?000?平方米)和微型(300平方米以下)植物工厂;根据应用场景的不同,又分为生产型、家庭式、集装箱式和教育科普型植物工厂;按照生产植物的类别划分,又有叶菜植物工厂、药用植物工厂、茄果类蔬菜植物工厂、果树植物工厂、育苗植物工厂、组培植物工厂和生物反应器等。实际上,从     

不同波长脉冲LED光源的频率和占空比对植物光合速率和光碳能力的影响（英文）

本文分析了脉冲发光二极管(LED)光源的研究进展,制作了不同波长的脉冲LED光源面板;测量了灯面板下方25 cm处光合光子通量密度(PPFD)随光源波长、频率和占空比的变化;在固定光源工作周期条件下,研究了光合速率随频率的变化,发现在不同波长下,植物光合速率具有最佳频率;在固定光源频率条件下,研究了光合速率随占空比的变化,发现在不同的占空比下,植物的光合速率有其最佳的占空周期;由于在固定频率或固定占空比条件下,其PPFD不能随着占空比和频率的变化而保持恒定,因此提出了光碳能力的概念(光碳能力=光合速率·PPFD^-1=P_n·PPFD^-1,其中P_n为光合速率,其生物学意义是一个光子能量转换多少二氧化碳分子进行光合作用);在固定光源占空比条件下,研究了光碳能力随频率的变化。每种光源,均有对应优化的频率,对应得到此种光源下最大的光合速率;每种光源,均有对应优化的频率,对应得到此种光源下最大的PPFD;每种光源,均有对应优化的频率,对应得到此种光源下最大的光碳能力。本文通过提出光碳能力来衡量植物光照参数与碳减...     

生物反应器植物工厂

正利用植物生产疫苗、抗肿瘤抗体以及其他蛋白?听起来是否感觉到不可思议?没错,利用整株植物或者植物细胞作为生产工具,生产高价值的药物蛋白,目前已经成为现实,这便是生物反应器植物工厂。生物反应器植物工厂是在植物工厂中,利用植物自身的生化反应过程,来规模化生产具有重要功能的药物蛋白或小分子化合物。传统的生物反应器,是利用动物细胞或者微生物,在巨大的金属发酵罐里生产蛋白,由于蛋白修饰加工、产品安全、工艺放大与控制、生产成本等问题,限     

LED光照智能培养箱

光泽万物合润千生LED光照智能培养箱是南京农业大学徐志刚教授课题组所承担的"十一五"国家高技术研究发展计划(863计划)重大科研项目、国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目和江苏省科技支撑计划项目的科技专利成果转化。该产品融合了新型节能环保LED光源技术与植物生长技术,是科研人员实现高效多能、快速轻便的实验工作的好助手。     

LED光照智能培养箱北大核心CSCD

光泽万物合润千生LED光照智能培养箱是南京农业大学徐志刚教授课题组所承担的"十一五"国家高技术研究发展计划(863计划)重大科研项目、国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目和江苏省科技支撑计划项目的科技专利成果转化。该产品融合了新型节能环保LED光源技术与植物生长技术,是科研人员实现高效多能、快速轻便的实验工作的好助手。     

LED光照智能培养箱

正光泽万物合润千生LED光照智能培养箱是南京农业大学徐志刚教授课题组所承担的"十一五"国家高技术研究发展计划(863计划)重大科研项目、国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目和江苏省科技支撑计划项目的科技专利成果转化。该产品融合了新型节能环保LED光源技术与植物生长技术,是科研人员实现高效多能、快速轻便的实验工作的好助手。     

不同LED光源对乌塌菜生长、光合特性及营养品质的影响

与传统光源相比,LED具有光谱可控、亮度高但发热量小、寿命长等优势.LED光源可实现光谱可控,通过调制光谱与植物的感光细胞最优结合来影响植物的生长发育与营养品质.本研究利用LED精量调制光源,以‘菊花小八叶’乌塌菜品种为试验材料,设红光、蓝光、红/蓝光(3/1)、红/蓝光(7/1)、白/红/蓝光(3/2/1)5个处理,以白光为对照,研究不同光质对乌塌菜生长、光合特性及品质的影响.结果表明： 红光有利于乌塌菜生物量和茎粗的增大,而蓝光有抑制作用;叶绿素含量以红/蓝光(7/1)处理最高,且叶绿素总量与红/蓝光比值呈正相关,虽然蓝光显著降低叶绿素含量,但提高了叶绿素 a/b 值;光合速率和蒸腾速率均以红光处理最高,与对照相比分别增加43.8%和55.1%,而蓝光处理下有较高的气孔导度及胞间CO₂浓度.不同光质处理对乌塌菜的荧光参数有较大影响,白光的F_v/F_m、F_v/F_o和Φ_PSⅡ均最大;红光可以提高可溶性糖含量,蓝光能提高可溶性蛋白含量,白光能增加维生素C含量.综合分析,红/蓝光(7/1)处理在增加叶片光合色素含量,提高光合速率,促进植株生长和改善营养品质方面为最优组合.     

ISAAA信息

<正>科学家开发出用于家庭和街道的发光植物科学家正在利用合成生物学开发一种在黑暗中发光的植物,旨在为家庭开发功能植物,可以用于驱赶昆虫或做为空气清新剂。最初发光植物的灵感是旨在应用于街道和夜间照明。生物性发光植物的开发者声称他们没有聚焦在争议性激烈的转基因食品领域。"我们的植物将成为改变争论的工具。对食品,非预期后果的风险会更大。我们只是想创立有趣的、有个性     

集装箱植物工厂

正世界上每年废弃的集装箱有100万个,而其中,中国每年废弃的占30%,达30万个。集装箱与植物工厂相遇,会碰撞出怎样的火花呢?废弃集装箱在精心设计后,与植物工厂完美结合,既能循环利用,又能突破传统农业生产的地域限制,提供高质量的蔬菜瓜果等产品。集装箱植物工厂是利用集装箱,添加生产系统和环境控制系统的一种微型智能化植物工厂类型。区别于普通的植物工厂,集装箱植物工厂具有独特的特点与优势。1.上山下海可移动性强,适用地域广泛,可在远洋货轮、边防哨所、高山海岛、海军舰艇等场地周年     

谁是入住植物工厂的主人

<正>居住小区的房子盖完了,就会有主人陆续入住自己的新家,那么植物工厂盖好后,会有哪些主人去入住,也就是说植物工厂适合种植什么植物呢?大多数人会回答产量较高的叶菜类蔬菜,尤其是售价可观的生菜,或者其他沙拉蔬菜。事实确实如此,作为植物工厂的主人,叶菜类蔬菜长居植物工厂的霸主地位。目前,餐桌上常见的叶菜类蔬菜中,在植物工厂种植的主要有生菜、菠菜、芝麻菜等,并且其霸主地位难以撼动。导致这一现象的主要原因,首先是叶菜类蔬菜生产     

植物工厂的装备

<正>植物工厂配备有现代化的生产车间、自动化的生产设备、高效的生产流水线,是名副其实的现代工厂。在植物工厂的生产车间里,你能看到整齐规划的种植层架,井然有序的工艺管道,多种精密的传感仪器和各司其职的生产操作机器人。这些设备统一连接在计算机"大脑"上,植物工厂的管理者通过计算机精准地管理着植物的生长环境。植物在适宜的环境内生长,车间工人与操作机器人在操作工站区熟练地配合劳作,工厂每天高效地产出成吨的新鲜蔬菜,这就是我们能在一座大型植物工厂内见到的通过生     

technologica CF Imager叶绿素英光成像系统

正高分辨率检测器纯黑机箱,方便暗适应Fluorlmager软件,具超强数据处理功能1600个LED光源116 cm~2均匀光照成像范围116 cm2均匀光照成像范围1600个LED光源仪器特点:〉1600个LED光源116 cm2均匀光照成像范围预先校准扫描检测器CCD 2/3"〉分辨率1392x1040〉Binning技术,灵敏度更高自动识别、分析96孔板上、培养皿或盆栽的个体或群落最多可对250个样品进行实时分析     

不同类型植物种子在萌发期的超弱发光研究

小麦、红小豆、绿豆及早熟禾种子萌发期超弱发光有各自的发光曲线,可以反映不同物种萌发时期的代谢变化。进一步分析表明：种苗根部发光强,胚芽（子叶）及种皮（胚乳）发光次之;逆境条件下植物发光降低;氧化剂可使植物萌发时发光有不同程度的增强。     

基于单片机的温室植物LED补光系统设计

为解决温室植物对光环境的需求,依据植物对光的选择性吸收特点,突破传统的点、线光源局限,采用模块化阵列设计理念,研制出了基于单片机的温室植物LED补光系统.该系统配置了由红光、蓝光、远红光和紫外光四色LED组成单元模块,再由若干个单元模块组成的LED阵列平面光源,采用STC12C5A60S2单片机实时监测LED基板温度和光强,并通过脉宽凋制信号控制红、蓝光LED补光灯亮度,以满足温室植物在不同阶段对补光量的需求.此外,本系统能够对光质、光强、光周期和工作方式进行动态调节.实际应用表明,该系统具有操作简便、检测准确的特点,可有效实现定量精确补光,具有很强的实用性和推广性.     

植物叶片延迟发光的光谱特性

采用生物超微弱发光探测技术,对绿宝石喜林芋成熟叶片在特定波长下的延迟发光特性进行了测量和分析,得到在400 nm~640 nm波长范围内其延迟发光衰减参数"1/P"随波长变化的光谱特性。实验结果表明:叶片在各个特定波长下"1/P光谱"特性不同;植物叶片延迟发光主要集中在大于500 nm的长波波段,在这个波段内延迟发光强度最大;衰减参数1/P随波长的增加而上升,当波长大于500 nm时,衰减参数1/P相对稳定,在这个波段条件下衰减参数1/P最大。     

叶菜植物工厂

<正>顾名思义,"叶菜植物工厂",是指生产叶用蔬菜的植物工厂。叶用蔬菜在人工光的环境下生长速度更快,水分充足,营养全面,口感更好,深受广大消费者欢迎。更重要的是,叶菜类蔬菜,除根以外的其他器官都能采收,产量高,生产成本低,因此,在全世界范围内,叶菜植物工厂也是"植物工厂界"最常见的代表类型。过去,"叶菜植物工厂"中种植的品种主要为生菜,由于不同品种的生产潜力和对环境的适应     

水下LED 光照对凡纳滨对虾养殖水体环境因子和浮游植物群落变化的影响

为了研究水下LED 光照对凡纳滨对虾养殖环境的影响, 从2013 年5 月到12 月对架设水下LED 光源和未加光源的养殖池塘进行水质和浮游植物样品的分析。结果显示, 在有水下LED(LED 组)和未装光源(对照组)的养殖池塘内温度、碱度、pH、透明度、总悬浮物、溶解氧、硅酸盐和磷酸盐变化趋势均相似。养殖前期LED 组和对照组各项指标变化相似。在养殖中期LED 组的叶绿素a 含量高于对照组, 说明水下LED 有助于提高微藻生物量的积累。同时养殖中期LED 组的浮游植物群落的多样性指数和均匀度指数高于对照组, 说明水下LED 光照有助于提高浮游植物群落稳定性。而在养殖后期LED 组的硝酸盐和亚硝酸盐的含量低于对照组, 说明水下LED 光照有助于水质的稳定。养殖周期内LED 组和对照组优势种变化趋势体现为前期蓝藻-绿藻-硅藻, 中期蓝藻-绿藻(少量)和后期蓝藻-绿藻。     

植物工厂里的“主人们”

正随着经济社会的持续发展,人们对生态环境和食品安全问题日益关注。绿色食品和有机农产品的快速发展,表明了人们的消费行为的变化,"优质、安全、营养"逐渐成为老百姓选择蔬菜时的需求标准,对蔬菜的选择开始转向营养型、保健型的方向发展。植物工厂内由于使用了人工光照明,可以实现多层立体化栽培。蔬菜可以在一层层的层架上利用无土栽培的方式种植,叶片吸收人工光源提供的光来进行光合作用,