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中科院半导体研究所高工宋昌斌:水产养殖业LED光源选择的建议

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-29 来源:中国半导体照明网浏览次数:745
  光是农业生产中最重要的环境因子之一,在调控动植物及微生物生长发育、实现高产、优质、高效等方面具有不可替代的重要作用。在现代农业生产系统中,人工光源已广泛应用于设施种植业、设施养殖业、设施水产与海洋捕捞、食用菌与微藻繁殖以及植保诱/驱虫等领域。但针对一些特定生物群体的机理研究从未停止,尤其对如何科学用光和科学补光仍需要长期深入研究的课题。
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  11月25-27日,第十六届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA2019)在深圳会展中心成功召开。作为论坛的重要技术分会之一,“生物农业光照技术”分会于26日下午在中国农业科学院城市农业研究所副所长杨其长研究员和大连海洋大学海洋科技与环境学院院长刘鹰教授共同主持下成功召开。会议由国家半导体照明工程研发及产业联盟、第三代半导体产业技术创新战略联盟主办,深圳第三代半导体研究院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办,得到了深圳市龙华区科技创新局、山西中科潞安紫外光电科技有限公司、佛山市国星光电股份有限公司的协办支持。
 
  我国是世界水产养殖第一大国,水产养殖产量占世界水产养殖产量的70%以上。中国是世界上唯一养殖产量超过捕捞产量的渔业大国,可见水产养殖业不仅在中国,在世界上也占据着重要的地位。近年来,工厂化水产养殖对光照的要求越来越高。LED灯具由于具有小体积、长寿命、光效高、可控性好等优点,其在工厂化水产养殖光照中的应用具有潜在的优势,因此近几年来备受业界的关注。
宋昌斌
  会上,中国科学院半导体研究所高级工程师宋昌斌分享了《水产养殖业LED光源选择的建议》主题报告。他详细阐述了LED光源对循环水养殖系统的重要性,介绍了养殖车间光照的现状,并根据鱼类对光环境三要素一般的适应需求规律、针对灯具在特定使用环境下的要求进行了分析与建议,对水产养殖车间如何正确选择LED灯具具有指导意义。
 
  据了解,我国海淡水产养殖主要是池塘、网箱、湖面养殖等方式,这些室外天然养殖依靠阳光。中国政府明确,到2020年压减海洋捕捞渔船2万艘,海洋捕捞总产量减少到1000万吨以内,要大力推广设施低碳绿色循环技术的养殖模式。工厂化养殖占全部养殖面积千分之一,但需要人工光照。从全国工厂化养殖单产数据可看出,许多地区的工厂化养殖的状况是“人工养殖池+厂房外壳”,设施设备投入少且单产较低。由传统的养殖转向工业化的生产,是推进中国养殖业走上现代化的必由之路。
 
  宋昌斌认为,光作为一种生态因子能量进入水域生态系统,不仅为鱼类带来必须的水生动植物能量,而且可以独立的对鱼类的摄食、生殖、内分泌起着直接或间接地重要的影响。随着半导体技术的发展,各种波长、大小功率的LED芯片被开发出来并广泛应用于各行业,人们逐渐认识到LED人工光照作为一种物理手段,不仅可以增加水产养殖生长效率,促进鱼类生长,而且可以调控鱼类的性腺发育,获得绿色高品质的食品。水产养殖日益需求高技术集约工业化的支撑,其中包括营造科学的人工光环境,用好对鱼类代谢系统起作用的光照因子。现代工厂化水产养殖光照是指按照鱼类光环境需求规律和水产养殖的生产目标要求,利用人工光创造适宜光环境或弥补自然光照的不足,调控鱼类的生长发育和繁殖,以实现水产养殖业“优质、高产、生态、安全”生产目标的一种农艺物理措施。
 
  研究指出,颜色视觉在鱼类生活中重要,人工养殖池的水清澈又浅,通常悬挂上方的定向光源比较自然栖息地的广袤水域几乎没有吸收与散射,所以养殖池的颜色就成为鱼眼传递环境的主要颜色水产养殖鱼虾贝对光谱光环境色彩偏好、视觉系统、增长的影响不简单。
 
  由于水产养殖车间养殖池、生物滤池等设施有大量的流动循环水,而且有的养殖品种是海水鱼,因此车间湿度都会达到90%以上,盐度都在30左右,而且灯具安装在养殖池流水上方不容易更换,所以要求这些灯具的寿命达到3万小时,防护等级IP65,防腐等级WF2。运用有线及无线两种组网通信技术,其中有线网络采用RS485组网技术,无线网络采用Zigbee自组网技术,可实现单灯及集群控制,达到渐亮渐灭等功能。无论选择线型灯、还是点光源组成的灯型,主要考虑的依据是养殖池几何形状与灯具的配光曲线。有时选择球泡灯、线型管灯主要是从成本角度考虑,因为这两种灯型是全球室内功能性照明的主力灯型,产销量量巨大,所以其成本较低。但球泡灯头必须是密闭防水,T8或T5管需要加上透明的PC三防罩。随着市场的扩大,可以针对性的设计专用的LED水产光照灯具。
 
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