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照明工程優選技術叢書都市農業中的LED照明 版權信息
- ISBN：9787111609339
- 條形碼：9787111609339 ; 978-7-111-60933-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
照明工程優選技術叢書都市農業中的LED照明 本書特色
適讀人群 ：農業科研人員、農業大專院校師生、參與扶貧工作的政府公務員、農業技術推廣中心農藝師、涉農企業家、生鮮超市管理人員、果苗培育生產和銷售人員、LED產業應用工程師 本書涵蓋了人工光源植物工廠（PFAL）、垂直室內農場以及溫室園藝中有關發光二極管（LED）應用的各種物理、化學、生物、工程和實踐主題。 中國擁有世界上*大的溫室面積，有許多潛在的LED應用，包括用于促進植物光合作用和生長的補充照明，以及用于促進或抑制開花和調節植物形態發生的光周期照明。此外，現在在中國有越來越多的人認同，PFAL將作為下一代植物生產系統發揮重要的作用，它能夠使用更少的資源并排放更少的環境污染物，正如本書中所詳細描述的那樣。 采用人工光源照明的都市農業從20世紀60年代開始就有了商業化應用，荷蘭、日本和美國等國家和地區的相關科研工作已經有相當多的積累。2014年LED技術獲得諾貝爾物理學獎在很大程度上刺激了人工光源照明的都市農業發展。LED光源具有光電能量轉換效率高、可以瞄準植物光合作用主要吸收光譜輻射并且成本越來越低等突出優點，為人工光源植物照明提供了一個更理想的光源，2014年以后PFAL進入了一個新的發展周期。在這樣的背景下，長期從事植物工廠研究開發的日本學者古在豐樹教授、藤原和弘教授和美國專家Erik S. Runkle教授組織十多位這個領域的專家一起編寫了本書，為本領域廣大科研人員、LED企業應用開發工程師及從事農業種植的農藝師和農民提供了一個全面了解LED光譜、光強與植物生長關系、LED植物照明技術應用推廣及植物照明技術商業模式的學習機會，為LED植物照明技術的普及應用將起到了有力的推動作用。 在未來的幾十年中，LED照明在都市農業中的應用將代表著都市農業的一種先進形式。通過LED植物照明技術的發展，一些新的范例以及快速發展的概念，如半導體光電子技術、信息和通信技術、可再生能源技術以及相關的專業知識和方法都將幫助都市農業搭上現代信息化高新科技發展的快車。由于LED光譜、光強可控，LED植物照明技術的發展也將有力地促進植物育種、植物生理學等基礎科學和技術的進步。
照明工程優選技術叢書都市農業中的LED照明 內容簡介
本書重點介紹主要用于能夠進行環境控制的人工光源植物工廠（PFAL）和溫室中的園藝作物商業生產的發光二極管（LED）照明，特別關注受光環境影響的植物生長和發育以及關于LED的商業和技術機遇和挑戰。全書共32章，分為7個部分：①環境可控的設施農業概況及其意義；②環境光對植物生長和發育的影響；③植物葉片和冠層的光學和生理特征；④使用LED進行補光照明的溫室作物生產；⑤光質對植物生理和形態的影響；⑥LED照明下商業植物工廠的現狀；⑦LED和用于植物栽培的LED照明的基礎知識。本書作者提出了信息產業技術用于農業的概念，包括用于控制環境以優化植物工廠中的農業生產的食品計算機（FC）、用于模擬植物工廠中光環境的軟件技術以及用于植物工廠中光環境監測的光電技術等。截至2015年，日本約有200個商業PFAL正在運行，進行蔬菜生長和分配。這是優選范圍內迄今為止*大數量的商業PFAL。在歐洲，自2013年以來已經經歷過一次PFAL的熱潮。荷蘭是世界上*重要的大棚提供國之一，已經在積極地推動歐洲PFAL市場的發展。我國臺灣地區地區是繼日本之后，PFAL營運數量排名第二的地區。我國臺灣地區地區的大多數PFAL都在使用LED照明。在PFAL中，光環境會對植物的生長發育產生重要影響，例如遠紅光會抑制植物的萌發和開花。
照明工程優選技術叢書都市農業中的LED照明 目錄
目 錄
Preface of Chinese Edition
中文版前言
譯者序
第Ⅰ部分 環境可控的設施農業概況及其意義
第1章 都市農業為何選擇LED照明3
1.1 簡介3
1.1.1 都市農業的益處3
1.1.2 使用LED的益處4
1.2 本書的范圍4
1.3 都市農業的技術背景6
1.3.1 行業性和全球性技術6
1.3.2 全球性技術行業化6
1.3.3 全球性技術創新影響下一代都市農業7
1.4 下一代都市農業9
1.5 CCPS 10
1.5.1 CCPS的概念11
1.5.2 CCPS中的速率變量估值11
1.5.3 RUE和CP 12
1.5.4 速率變量的控制12
1.5.5 當前PFAL的優勢13
1.5.6 PFAL當前的缺點和挑戰14
參考文獻14
第2章 綜合環境控制型都市農業系統15
2.1 簡介15
2.2 CEA近期的發展16
2.2.1 保護性耕作16
2.2.2 溫室17
2.2.3 CEPPS 17
2.2.4 植物量產工程17
2.2.5 PFAL 18
2.3 CEA在城市食物和農業系統中扮演的角色18
2.4 CEA的實用組件和子系統19
2.4.1 作為整體系統的CEA：ACESys模型20
2.5 IeCEA 22
2.6 CEA系統信息論和分析學23
2.6.1 用于CEA決策支撐的ConSEnT 24
2.6.2 決策支撐和分析25
2.7 眼下和未來的CEA所面臨的機遇和挑戰26
2.7.1 挑戰26
2.7.2 機遇26
2.8 小結27
參考文獻27
第3章 開放的農業計劃———食在未來29
3.1 食品計算30
3.2 開放平臺和開放數據32
3.3 整合AI實驗33
3.4 構建食品互聯網并啟用社區34
3.5 一個表達平臺35
參考文獻36
第Ⅱ部分 環境光對植物生長和發育的影響
第4章 PFAL光環境概述39
4.1 光作為能量和信號源39
4.2 光環境的組成部分40
4.2.1 光照在植物冠層中的光譜分布40
4.3 PFAL中的光環境40
4.3.1 LED陣列作為光源的特性41
4.3.2 PFAL培養空間中PPFD的空間分布41
4.3.3 受到植物冠層影響的培養空間光環境41
4.4 向上補光41
4.5 溫室補光42
4.5.1 溫室補光的目的42
4.5.2 有效補光的環境控制43
參考文獻43
第5章 光作為調節生長發育的信號44
5.1 感光體與它們的功能44
5.1.1 光敏色素（Phy） 44
5.1.2 隱花色素（Cry） 47
5.1.3 向光素（Phot） 47
5.1.4 Zeitlupe蛋白家族（ZTL／FKF1／LKP2） 47
5.1.5 UV－B受體（UVR8） 48
5.2 光依賴性種子萌發48
5.3 脫黃化49
5.4 向光性50
5.5 避蔭反應51
5.6 晝夜節律與生物響應52
5.7 生物鐘的門控效應53
參考文獻55
第6章 影響季節性開花的因素58
6.1 光周期性開花58
6.2 成花素與抑花素58
6.3 開花與季節性時間測量60
6.4 菊花的開花時間調節61
6.5 水稻中光周期開花的分子機制63
6.6 其他植物物種中的開花時間調節64
6.7 春化處理65
參考文獻66
第7章 LED PFAL培養空間的光環境70
7.1 簡介70
7.2 材料與方法70
7.2.1 軟件70
7.2.2 變量及其假定值作為唯一的輸入數據70
7.2.3 檢查因子以顯示它們對PPFD分布的影響71
7.3 結果與討論74
7.3.1 C－PPFD和％L的總結74
7.3.2 S－PPFD的總結75
7.3.3 案例1：培養面板表面的反射率（R） 75
7.3.4 案例2：垂直側面反射器的寬度（W） 76
7.3.5 案例3：LED燈管之間的非均勻距離77
7.3.6 案例4：垂直布局77
7.3.7 案例5：窄角光分布78
7.3.8 案例6：植物冠層高度（h） 79
7.4 關于*佳光環境的一些思考80
7.4.1 *佳PPFD 80
7.4.2 *佳光期與暗期81
7.4.3 *佳光質81
7.4.4 環境因素之間的相互作用82
7.5 未來的工作82
7.5.1 挑戰82
參考文獻83
第Ⅲ部分 植物葉片和冠層的光學和生理特征
第8章 葉片的光學特性和生理特性87
8.1 簡介87
8.2 葉片的光學特性88
8.2.1 葉片朝向和葉片中垂直光強分布88
8.2.2 葉片的色素和吸收光譜89
8.3 葉片的生理特性90
8.3.1 光合作用90
Preface of Chinese Edition
中文版前言
譯者序
第Ⅰ部分 環境可控的設施農業概況及其意義
第1章 都市農業為何選擇LED照明3
1.1 簡介3
1.1.1 都市農業的益處3
1.1.2 使用LED的益處4
1.2 本書的范圍4
1.3 都市農業的技術背景6
1.3.1 行業性和全球性技術6
1.3.2 全球性技術行業化6
1.3.3 全球性技術創新影響下一代都市農業7
1.4 下一代都市農業9
1.5 CCPS 10
1.5.1 CCPS的概念11
1.5.2 CCPS中的速率變量估值11
1.5.3 RUE和CP 12
1.5.4 速率變量的控制12
1.5.5 當前PFAL的優勢13
1.5.6 PFAL當前的缺點和挑戰14
參考文獻14
第2章 綜合環境控制型都市農業系統15
2.1 簡介15
2.2 CEA近期的發展16
2.2.1 保護性耕作16
2.2.2 溫室17
2.2.3 CEPPS 17
2.2.4 植物量產工程17
2.2.5 PFAL 18
2.3 CEA在城市食物和農業系統中扮演的角色18
2.4 CEA的實用組件和子系統19
2.4.1 作為整體系統的CEA：ACESys模型20
2.5 IeCEA 22
2.6 CEA系統信息論和分析學23
2.6.1 用于CEA決策支撐的ConSEnT 24
2.6.2 決策支撐和分析25
2.7 眼下和未來的CEA所面臨的機遇和挑戰26
2.7.1 挑戰26
2.7.2 機遇26
2.8 小結27
參考文獻27
第3章 開放的農業計劃———食在未來29
3.1 食品計算30
3.2 開放平臺和開放數據32
3.3 整合AI實驗33
3.4 構建食品互聯網并啟用社區34
3.5 一個表達平臺35
參考文獻36
第Ⅱ部分 環境光對植物生長和發育的影響
第4章 PFAL光環境概述39
4.1 光作為能量和信號源39
4.2 光環境的組成部分40
4.2.1 光照在植物冠層中的光譜分布40
4.3 PFAL中的光環境40
4.3.1 LED陣列作為光源的特性41
4.3.2 PFAL培養空間中PPFD的空間分布41
4.3.3 受到植物冠層影響的培養空間光環境41
4.4 向上補光41
4.5 溫室補光42
4.5.1 溫室補光的目的42
4.5.2 有效補光的環境控制43
參考文獻43
第5章 光作為調節生長發育的信號44
5.1 感光體與它們的功能44
5.1.1 光敏色素（Phy） 44
5.1.2 隱花色素（Cry） 47
5.1.3 向光素（Phot） 47
5.1.4 Zeitlupe蛋白家族（ZTL／FKF1／LKP2） 47
5.1.5 UV－B受體（UVR8） 48
5.2 光依賴性種子萌發48
5.3 脫黃化49
5.4 向光性50
5.5 避蔭反應51
5.6 晝夜節律與生物響應52
5.7 生物鐘的門控效應53
參考文獻55
第6章 影響季節性開花的因素58
6.1 光周期性開花58
6.2 成花素與抑花素58
6.3 開花與季節性時間測量60
6.4 菊花的開花時間調節61
6.5 水稻中光周期開花的分子機制63
6.6 其他植物物種中的開花時間調節64
6.7 春化處理65
參考文獻66
第7章 LED PFAL培養空間的光環境70
7.1 簡介70
7.2 材料與方法70
7.2.1 軟件70
7.2.2 變量及其假定值作為唯一的輸入數據70
7.2.3 檢查因子以顯示它們對PPFD分布的影響71
7.3 結果與討論74
7.3.1 C－PPFD和％L的總結74
7.3.2 S－PPFD的總結75
7.3.3 案例1：培養面板表面的反射率（R） 75
7.3.4 案例2：垂直側面反射器的寬度（W） 76
7.3.5 案例3：LED燈管之間的非均勻距離77
7.3.6 案例4：垂直布局77
7.3.7 案例5：窄角光分布78
7.3.8 案例6：植物冠層高度（h） 79
7.4 關于*佳光環境的一些思考80
7.4.1 *佳PPFD 80
7.4.2 *佳光期與暗期81
7.4.3 *佳光質81
7.4.4 環境因素之間的相互作用82
7.5 未來的工作82
7.5.1 挑戰82
參考文獻83
第Ⅲ部分 植物葉片和冠層的光學和生理特征
第8章 葉片的光學特性和生理特性87
8.1 簡介87
8.2 葉片的光學特性88
8.2.1 葉片朝向和葉片中垂直光強分布88
8.2.2 葉片的色素和吸收光譜89
8.3 葉片的生理特性90
8.3.1 光合作用90
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照明工程優選技術叢書都市農業中的LED照明 作者簡介
Toyoki Kozai 教授，日本植物工廠協會（NPO）理事長，日本千葉大學前校長，曾經獲得日本*高科技獎 “日本紫綬勛章”。 Kazuhiro Fujiwara 教授，東京大學農業與生命科學研究所教授。 Erik S. Runkle 教授，美國植物工廠行業協會理事長，密歇根州立大學園藝系教授。
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