LED光源及其設施園藝應用（簡體書）

《LED光源及其設施園藝應用》共分為八章，主要內容包括：LED的結構、發光原理和發展歷程；LED光源的光電特性與光譜特徵等。

劉文科，男，1974年生，博士，中共黨員。河北省孟村縣人，中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所副研究員。碩士生導師。2004年於中國農業大學獲植物營養專業博士學位。研究方向為植物營養生理生化與分子生物學。主要研究領域：（1）設施園藝作物光與營養生理及分子生物學；（2）植物工廠無土栽培與納米TiO2光催化技術；（3）LED半導體光源在設施園藝中的應用技術。目前，已發表文章100餘篇。其中在Ecotoxicology、AgronomyforSustainableDevelopment等SCI收錄期刊上發表16篇（累積影響因子>18），被引用60餘次。己獲得專利15件。參編中英文著作8部。獲得科技獎勵6項，其中2009年獲得國家科技進步二等獎；2008年和2007年分別獲得北京市科學技術二等獎和三等獎；2011年獲得第十三屆中國專利金獎；2011年獲得中國農業科學院科學技術成果二等獎；2002年獲得保定市科技進步三等獎。現主持國家863課題及其他項目5項。
楊其長，男，1963年8月生。安徽省無為縣人。中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所研究員、博士生導師。1996年3月獲中國農業大學生物環境工程專業博士學位，2005.04～2006.04荷蘭瓦赫�根大學訪問學者。主要研究領域為“設施園藝環境工程”，目前的研究方向：（1）設施園藝節能工程；（2）植物工廠；（3）LED在設施園藝的應用。現為國家“十二五”863項目“智能植物工廠化生產技術研究”首席科學家，Greensys2017國際設施園藝大會主席。是國內最早從事和倡導植物工廠高技術研究並實現大規模應用的專家，同時也是國內率先進行LED在農業領域應用的專家。先後發表論文132篇，出版著作4部，獲國家科技進步二等獎1項、三等獎1項，中國專利金獎1項，省部級獎勵6項，授權專利32件，並榮獲農業部有突出貢獻中青年專家、國務院政府特殊津貼專家、全國優秀農業科技工作者等榮譽。
魏靈玲，女，1973出生。中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所副研究員。2002年于中國農業科學院研究生院獲得環境工程專業碩士學位。2007年獲中國農業大學生物環境工程專業博士學位，博士論文為“LED在植物種苗工廠的應用研究”。在LED植物種苗工廠、植物光環境生理等方面具有專長。在《農業工程學報》、《中國農業氣象》等期刊上發表相關研究論文10餘篇，參編著作3部，獲青年優秀科技論文獎2次。先後主持參與了國家攻關、部門重點、基金項目和橫向合作課題15項。獲得國家授權專利16件，以第一發明人申請專利5項，獲國家科學技術進步二等獎1項、北京市科技進步二三等獎各1項。

《LED光源及其設施園藝應用》由中國農業科學技術出版社出版。

第一章 LED的結構、發光原理與發展歷程
1.1 LED的定義
1.2 LED的結構
1.3 LED的發光原理
1.4 LED的分類
1.5 LED的發展歷程
1.6 LED與半導體照明

第二章 LED光源的光電特性與光譜特徵
2.1 LED光源
2.2 LED光源的光學特性
2.3 LED光源的電學特性
2.4 LED光源的熱特性
2.5 LED光源的光譜特徵
2.6 LED光源的優點
2.7 LED光源與傳統光源的光譜區別
2.8 影響LED光源性能與應用的因素
2.9 LED光源的農業應用

第三章 LED光源在設施園藝中應用的基礎
3.1 LED光源在設施園藝中的應用領域
3.2 LED光源設施園藝應用的生物學基礎
3.3 光質對園藝作物生長發育的影響機理

第四章 LED光質對園藝作物生長發育的調控
4.1 LED光質對園藝作物生長發育的影響
4.2 UV-LED對園藝作物生長發育的影響
4.3 LED光質對園藝作物生長發育調控作用
4.4 LED光質對園藝作物生長發育調控的影響因素
4.5 LED光源對園藝作物生長發育調節的複雜性

第五章 LED光質對園藝產品營養品質的調控
5.1 LED光質對蔬菜營養品質的影響
5.2 LED光質對藥用植物藥用成分含量的影響
5.3 UV-LED對蔬菜營養品質的影響
5.4 LED光質對葉菜外觀品質的影響
5.5 LED光質對園藝作物營養品質調控作用的影響因素
5.6 LED光源對園藝作物營養品質調控的複雜性

第六章 LED光強與光週期對園藝作物生長發育及產量品質的調控
6.1 LED光強對園藝作物生長發育的影響
6.2 LED光強對園藝作物產量與品質的影響
6.3 LED光週期對園藝作物生長發育的影響
6.4 LED光週期對園藝作物產量與品質的影響

第七章 LED照明系統與設施園藝應用
7.1 設施園藝用LED燈種類
7.2 設施園藝用LED燈的研發現狀
7.3 LED光源智能控制系統
7.4 LED光源散熱系統

第八章 設施園藝LED光源的研發現狀與前景
8.1 設施園藝LED光源研發現狀
8.2 LED光源在設施園藝中的應用問題與對策
8.3 LED光源設施園藝應用的前景
8.4 設施園藝用LED光源的研發展望
主要參考文獻

將LED光源應用于園藝作物栽培的研究大多針對兩個目標：①調節植物的生長發育，使之高產，具有更好的商品或農學性狀，譬如溫室補光、組培苗和種苗繁育，以及蔬菜栽培光周期調控等；②利用LED光質進行營養品質的調控，提高有益化學物質的合成代謝，去除有害化學物質，提高營養保健價值，譬如設施蔬菜、芽苗菜和藥用植物栽培。但所有研究總目的一致，即篩選并建立適宜的“光配方”，讓光作為園藝作物的生長要素發揮最大的有益功能，降低負效應，為設施園藝生產的可持續發展提供技術支撐。
縱觀當前研究進展，呈現下述特點：①相對設施蔬菜而言，設施花卉和設施果樹光生物學的研究報道較少；②相對LED作為唯一光源人工光栽培研究而言，LED光源溫室補光研究較少；③多數研究停留在營養生長階段和品質指標，涉及作物生殖生長階段特別是產量形成的研究報道缺乏；④從光質種類來看，可見光（紅光、藍光、綠光）和遠紅光的生物學效應的研究較多，而對部分可見光（橙光、紫光、黃光）和紫外光對園藝作物生長發育和產量品質影響的研究鮮見報道。
4.1.1 LED光質對植物組培苗生長發育的影響
植物組織培養（Plant Tissue Culture）是指在無菌條件下，將外植體（植物器官、組織、花藥、花粉、體細胞等）接種到人工配制的培養基上培育成植株的技術，是一項可以通過規模化生產，在短時間內獲得大量同品質種苗的快速繁殖技術。植物組織培養育苗具有繁育速度快，不受外界氣候、地域和時間等條件的約束，已成為植物遺傳育種、種質資源保護和脫毒快繁的重要手段。傳統組培人工光源多為熒光燈，存在一些不足。其一，光譜范圍廣、生物光效低。熒光燈中的綠光、紅外和遠紅外光的光譜比例較大，植物不能利用，造成電能的浪費和電能利用率的降低；其二，發熱量大，有相當多的能量以熱效應的方式傳遞到環境中，使環境溫度升高，增加培養室空調制冷的耗電量；其三，由于光源發光面的溫度較高，難以近距離照射植物，降低了植物組織培養的空間利用率，而且燈具散熱引起結露，還會對組培苗生長造成不良影響。