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T／ZSA 42-2020 人工光叶菜生产用LED光照系统通用技术规范.pdf

不论何种形态灯具（线性、面板、模组），建议安装时宜满足以下要求。 a）灯具发光面与种植面的垂直距离 苗期不宜低于15cm；营养生长期不宜低于30cm; b）灯具发光面与叶菜冠面的垂直距离 不宜低于10cm； c）灯具连接方式 灯具与其驱动控制和通讯装置连接时需同时满足安全性和防护性的要求，系统连接的防护性应达到 IP65防护性的要求，公母头对接，即插即用，所输出到灯具的电压应为DC48V以下，耐压在2000V以上 接地电阻不大于4Q

验条件应符合GB/T24824—2009中4.1的相关规

某省粮库施工组织方案6.2.2.1电学特性

在额定条件下正常（热）稳定工作时，按照GB/T24824一2009中5.1的方法进行检测。

6.2.2.2光子通量

Φp=dNp/dt=∫Φex/(Nhc)d

6.2.2.3配光曲线

配光曲线测试参考GB/T9468一2008进行，并使用测量波段覆盖被测LED灯具的辐照度计或光谱辐 射计替换GB/T9468一2008规定的光度计；使用辐照度计时，光谱辐照度计的光谱响应度应与光量子系 统的加权函数相匹配，使用具有反射镜的分布光度计应将反射镜的光谱反射率计入探测系统光谱响应度 的部分。

6.2.2.4光子通量效率

按公式（1）计算光子通量，并除以灯具的电输人功率来计算光子通量效率

6.2.2.5发光面雾度

测试方法依照GB/T2410—2008的方法进行

6.2.3.1恒定湿热试验

依照GB/T33721一2017规定，在高湿度条件下使用的LED灯具应满足恒定湿热试验的要求。试验应 在试验箱内进行，试验箱应满足GB/T2423.3一2016中第4章的要求。试验时，应先使试验箱和试验样品 处于试验室环境条件下，然后将试验箱内的温度调节到37±2℃，且使样品达到温度稳定。然后在2h内将 试验箱内的湿度调节到93±3%，待箱内的温度和湿度达到规定值并且稳定后进行通断电循环，同时开始 计算试验持续时间，通断电循环时间为60min通，60min断，试验持续时间最短为1000h。试验期间 如热保护器会以熄灭或减少其光输出的方式进行保护，则将热保护器短路，当规定的试验持续时间结束 时，样品应留在试验箱中恢复，先将试验箱内的湿度调节到75±2%，然后在0.5h内将温度调节到试验室 环境温度，且温度容差为±1℃，待箱内的温度和湿度达到恢复条件并稳定后，保持2h。试验后，样品应 无明显的损坏，且光子通量变化不超过10%。

6.2.3.2高低温试验

a 1 温度冲击试验，按照GB/T33721—2017第8章温度冲击试验"进行试验； b) 1 高温操作试验，按照GB/T33721—2017第10章“高温操作试验"进行试验 C) 低温启动试验，按照GB/T33721—2017第11章“低温启动试验"进行试验。 注1：上述三项试验后，光子通量变化不应超过10%， 注2：6.2.3.1及6.2.3.2的测试应在同一个样本上进行，

6.2.4寿命与光子通量维持率

6.2.4.1光子通量维持率

按照GB/T33721一2017中第14章的方法进行试验。

6.2.4.2电源开关试验

开关试验以30s开，30s关为一个开关循环．循环次数为15000次，试验后，样品应无明显的损坏 且灯具还能正常点亮

6.2.5外壳防护性能

a）灯具的外壳防护等级按GB7000.1中第9章的方法进行试验； b）抗冲击性能应满足GB7000.1—2015中4.13的方法进行试验 c）灯具防腐等级应达到JB/T9536—2013规定的方法进行试验。

安全性能按照GB7000.1—2015的规定进行试验

6.2.7电磁兼容性能

a）灯具的输入电流谐波应按照GB17625.1中的方法进行试验：

b）灯具无线电骚扰特性应按照GB/T17743中的方法进行试验： c）灯具电磁兼容抗扰度应按照GB/T18595中的方法进行试验

6.2.8有害物质限值

目视检查是否已标注电子电气产品有害物质限制使用标志，及在适用时提供产品中有害物质的 含量信息，并需要符合5.1.9中d）的要求

在无环境杂光影响的条件下（如暗室），使用光谱辐射计在距离发光面10cm的平面上测量光谱辐 照度。 a）光谱：测得光谱应符合5.2.1.3的要求； b）光子通量密度：根据公式（2）计算光子通量密度：

PFD=JEe/(NAhc)d ................................

在冠面上，将测量平面平均分隔为9个区域，用光谱辐照度计测量每个区域内中心点位置的光谱辐 射照度，当于测量平面上的辐射区域为矩形时，如图1所示，L为辐射区域长度，W为辐射区域宽度。

按公式（3）计算PFD空间分布均匀度u（p）

图1 辐射区域分区示意图

PFDmin×100% u(p）= ........................... PFDavg

式中，PFDmi为9个区域内的中心点上测得的最小光子通量密度；PFDavg为9个区域内的中心点上测 得的光子通量密度算术平均值

6.3.2.2空间光谱均匀性

在冠面上，将测量平面平均分隔为9个区域，用光谱辐射计测量每个区域内中心点位置的光谱 采用公式（4）计算空间光谱均匀性URB

其中，Xmin和X分别表示平面内R/B比的最小值和平均值。 R/B比的计算表达式为：

Xmin UR/B=

600 Eg（a,x,y,2)dx B

600 E(3x.y,2)d R 500 E (a,x,y,z)d)

式中，Ee(入,x,y,z)为空间一点的光谱辐照度，(x,y，z)为空间坐标，z为冠面到灯具表面的距 离

入,x,y,z)为空间一点的光谱辐照度，(x,y,z)为空间坐标，z为冠面到灯具表面的距

附录A （资料性附录） 人工光叶菜生产一般管理措施及光需求特征

播种与催芽要求在相对独立的空间或区域内完成。播种的床板一般由海绵垫和白色塑料泡沫制成， 将种子播人海绵垫上的凹处。播种用的海绵垫被平均切割成小立方块。播种后，将吸足营养液的海绵垫 苗盘置放在育苗床上，送到催芽室内，通过温、湿度调节催芽2~3天后发芽；催芽室内的环境条件为 无光、恒温（23℃）、恒湿（相对湿度95~100%）

出芽后的种苗移到人工光育苗装置中，在全人工光环境下，经过1周左右的时间使其绿化。所谓绿 化就是通过光照，促进在暗期发芽的种苗形成叶绿体.再将绿化过的幼苗移植到含有营养液的栽培床中 生长。再经过2周左右的时间就可以定植

将小植株连同海绵块一同移植到栽培室内进行定植，将小植株定植于栽培板上，在人工光环境下经 过3周左右的时间培育，叶菜就可收获，定植密度一般不小于30株/m2

营养液是由含各种矿质元素的化合物溶于水配制而成.高等植物正常生长必需有16种元素的合理供 给，除碳、氢、氧可从空气和水中获得外，其余13种元素必须通过人为补充来供给。其中包括大量元素 氮、磷、钾，中量元素钙、镁、硫，以及微量元素铁、锰、铜、锌、钼、硼和氯等。 a）组成原则：由于不同作物或同一作物的不同品种需肥情况不同，同一种作物在不同生育期的需 肥规律也不一致.因此，以作物需肥规律为中心设计营养液的组成是确立营养液配方的首要原则.另外， 需选择合适的化合物种类，以保证营养液中离子的生物有效性、溶液pH的稳定性。最后，从成本上讲， 除微量元素以外，其它元素采用组成较为纯净的肥料即可，但必须不含有害物质（有害元素等）。 b）营养液浓度要求：营养液的总盐分含量应控制在一定的水平，对大多数作物而言，一般需将营 养液的总盐分浓度控制在4%o～5%o。具体的作物应根据其需肥规律具体分析，电导度（EC）是表示溶 液中离子浓度的重要指标，可用来检测营养液的盐类变化情况。绝大多数营养液栽培均采用EC作为营 养液总盐分管理的指标。 c）营养液的pH要求：pH表示的是水（溶液）中的酸碱度，是指溶液中氢离子（H+）或氢氧根离 子（OH）浓度（以mol/L表示）的多少。营养液的pH维持在5.5～6.5之间有利于多数植物的生长，因此 关产工定产般票行

c）营养液的pH要求：pH表示的是水（溶液）中的酸碱度，是指溶液中氢离子（H+）或氢氧 (OH）浓度（以mol/L表示）的多少。营养液的pH维持在5.5～6.5之间有利于多数植物的生长 养液的工作溶液一般要进行pH调节. d）营养液调节与控制：重点涉及EC、pH、溶解氧、液温等四个要素。

通风要求：目前植物工厂通风模式主要有空调循环式壁面通风口送风和管道送风，由于栽培架、 路等硬件设施和植物本身的影响，气流在植物周围形成绕流，植物冠层气流速度小，影响植物 基于前人的研究结果，全人工光可控环境下植物生长适宜气流速度为0.3～1.0m/s。

A.2全人工光叶菜生产一般环境条件

为正确评价LED光照对可控环境下叶菜的生产效果，需明确叶菜生长的一般环境条件。绝大部分叶 菜正常生长的适宜温度范围为20～25℃；空气相对湿度范围为60～80%。图A.1为奶油生菜叶片光合作 用CO2响应示意图。如图所示，在PPFD为200μmolsm²，叶片温度为22C环境条件下，叶片光合速率 随着CO2浓度升高呈饱和趋势，当CO2浓度大于1000μmolmol时光合速率不再随着CO2浓度升高而升高 因此人工光叶菜生产CO2浓度建议为400～1000μmolmol

A.3人工光叶菜生产常用栽培模式

A.3.1深液流栽培（DeepFlowTechnique，DFT）

图A.1奶油生菜叶片光合作用CO2响应曲线

深液流栽培是一种营养液循环流动且营养液层较深的水培方法，营养液液层深度约为4～10cm。这 种栽培模式由于营养液的液层较深，根系伸展在较深的液层中，每株占有的液量较多，因此，营养液浓 度、溶解氧、酸碱度、温度以及水分存量都不易发生急剧变动，为根系提供了一个比较稳定的生长环境 营养液的循环流动，以增加营养液的溶解氧以及消除根表有害的代谢产物的局部累积，消除根表与根外 营养液和养分浓度差，更充分地满足植物的需要。

.2营养液膜技术（NutrientFilmTechnique,NF

营养液膜技术是一种将植物种植在浅层流动的营养液中的水培方法。营养液膜技术不用固体基质 在要求一定坡降（1:75左右）的倾斜种植槽中，营养液仅以数毫米深的薄层流经作物根系，作物根系 部分浸在浅层流动的营养液中，另一部分则暴露于种植槽内的湿气中，可较好地解决根系呼吸对氧的需 求．根据营养液液层的深浅不同分为多种类型，其中包括以1～2cm左右的浅层流动营养液来种植植物 的营养液膜技术。

A.3.3浮板毛管水培（FloatingCapillaryHydro

浮板毛管水培在较深的营养液液层(约5～6cm)中放置一块上铺无纺布的泡沫塑料，根系生长在湿润 的无纺布上的浮板毛管水培技术。浮板毛管法有效地克服了NFT的缺点，作物根际环境条件稳定，液温 变化小，根际供氧充分，不怕因临时停电而影响营养液的供给。

A.3.4气雾培（MistCulture

气雾栽培是一种新型的栽培方式，它是利用经过过滤处理的压力水源通过雾化喷头等专业喷雾喷头 将营养液雾化为小雾滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术

A.3.5基质培（SubstrateCulture）

基质培是用固体基质（介质）固定植物根系GBT51312-2018 船舶液化天然气加注站设计标准.pdf，并通过基质吸收营养液和氧的一种无土栽培方式.基 质种类很多，常用的无机基质有蛭石、珍珠岩、岩棉、沙、聚氨酯等；有机基质有泥炭、稻壳炭、树皮 等。因此基质栽培又分为岩棉栽培、沙培等。采用滴灌法供给营养液。其优点是设备较简单、生产成本 较低等。但需基质多，连作的陈基质易带病菌，传病

A.4典型叶菜光吸收率光谱图

A.5植物叶片光合作用光谱响应曲线

皮斯Tiberius生菜叶片光吸收率光谱图（平均光

植物在进行光合作用时，其光合色素对光能的吸收和利用起着重要的作用。叶绿素吸收光的能力极 强。叶绿素吸收光谱最强的吸收区有两个：一个在波长为600~700nm的红光波段，另一个在波长为 420~470nm的蓝光波段 McCree等于1972年通过测定22种常见的植物在生长室以及大田中不同光照条件下的光合作用，并 进行了光合速率对光谱的响应分析，提出植物光合作用在蓝光和红光波段的光量子效率最高（如图A.3 所示）。因此，人们广泛认同红光和蓝光是植物光合作用的主要光谱，目前不同比例的红蓝光是全人工 光植物生产的主要光谱。

A.6典型叶菜叶片光合速率光子通量密度响应曲

公路立交桥工程扩大工程施工组织设计图A.3植物叶片光合作用光量子效率光谱响应曲线 率光子通量密度响应曲线