照明工程先进技术丛书 都市农业中的LED照明
作者： （日）古在丰树，（日）藤原和弘，（美）埃里克 S.朗克尔主编
出版时间：2018年版
丛编项： 照明工程先进技术丛书
内容简介
　　本书重点介绍主要用于能够进行环境控制的人工光源植物工厂（PFAL）和温室中的园艺作物商业生产的发光二极管（LED）照明，特别关注受光环境影响的植物生长和发育以及关于LED的商业和技术机遇和挑战。全书共32章，分为7个部分：①环境可控的设施农业概况及其意义；②环境光对植物生长和发育的影响；③植物叶片和冠层的光学和生理特征；④使用LED进行补光照明的温室作物生产；⑤光质对植物生理和形态的影响；⑥LED照明下商业植物工厂的现状；⑦LED和用于植物栽培的LED照明的基础知识。本书作者提出了信息产业技术用于农业的概念，包括用于控制环境以优化植物工厂中的农业生产的食品计算机（FC）、用于模拟植物工厂中光环境的软件技术以及用于植物工厂中光环境监测的光电技术等。截至2015年，日本约有200个商业PFAL正在运行，进行蔬菜生长和分配。这是全球范围内迄今为止*大数量的商业PFAL。在欧洲，自2013年以来已经经历过一次PFAL的热潮。荷兰是世界上*重要的大棚提供国之一，已经在积极地推动欧洲PFAL市场的发展。我国台湾是继日本之后，PFAL营运数量排名第二的地区。我国台湾的大多数PFAL都在使用LED照明。在PFAL中，光环境会对植物的生长发育产生重要影响，例如远红光会抑制植物的萌发和开花。
目录
目　　录
Preface of Chinese Edition
中文版前言
译者序
第Ⅰ部分　环境可控的设施农业概况及其意义
第1章　都市农业为何选择LED照明3
　1.1　简介3
　　1.1.1　都市农业的益处3
　　1.1.2　使用LED的益处4
　1.2　本书的范围4
　1.3　都市农业的技术背景6
　　1.3.1　行业性和全球性技术6
　　1.3.2　全球性技术行业化6
　　1.3.3　全球性技术创新影响下一代都市农业7
　1.4　下一代都市农业9
　1.5　CCPS 10
　　1.5.1　CCPS的概念11
　　1.5.2　CCPS中的速率变量估值11
　　1.5.3　RUE和CP 12
　　1.5.4　速率变量的控制12
　　1.5.5　当前PFAL的优势13
　　1.5.6　PFAL当前的缺点和挑战14
　参考文献14
第2章　综合环境控制型都市农业系统15
　2.1　简介15
　2.2　CEA近期的发展16
　　2.2.1　保护性耕作16
　　2.2.2　温室17
　　2.2.3　CEPPS 17
　　2.2.4　植物量产工程17
　　2.2.5　PFAL 18
　2.3　CEA在城市食物和农业系统中扮演的角色18
　2.4　CEA的实用组件和子系统19
　　2.4.1　作为整体系统的CEA：ACESys模型20
　2.5　IeCEA 22
　2.6　CEA系统信息论和分析学23
　　2.6.1　用于CEA决策支撑的ConSEnT 24
　　2.6.2　决策支撑和分析25
　2.7　眼下和未来的CEA所面临的机遇和挑战26
　　2.7.1　挑战26
　　2.7.2　机遇26
　2.8　小结27
　参考文献27
第3章　开放的农业计划———食在未来29
　3.1　食品计算30
　3.2　开放平台和开放数据32
　3.3　整合AI实验33
　3.4　构建食品互联网并启用社区34
　3.5　一个表达平台35
　参考文献36
第Ⅱ部分　环境光对植物生长和发育的影响
第4章　PFAL光环境概述39
　4.1　光作为能量和信号源39
　4.2　光环境的组成部分40
　　4.2.1　光照在植物冠层中的光谱分布40
　4.3　PFAL中的光环境40
　　4.3.1　LED阵列作为光源的特性41
　　4.3.2　PFAL培养空间中PPFD的空间分布41
　　4.3.3　受到植物冠层影响的培养空间光环境41
　4.4　向上补光41
　4.5　温室补光42
　　4.5.1　温室补光的目的42
　　4.5.2　有效补光的环境控制43
　参考文献43
　第5章　光作为调节生长发育的信号44
　5.1　感光体与它们的功能44
　　5.1.1　光敏色素（Phy） 44
　　5.1.2　隐花色素（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受体（UVR8） 48
　5.2　光依赖性种子萌发48
　5.3　脱黄化49
　5.4　向光性50
　5.5　避荫反应51
　5.6　昼夜节律与生物响应52
　5.7　生物钟的门控效应53
　参考文献55
第6章　影响季节性开花的因素58
　6.1　光周期性开花58
　6.2　成花素与抑花素58
　6.3　开花与季节性时间测量60
　6.4　菊花的开花时间调节61
　6.5　水稻中光周期开花的分子机制63
　6.6　其他植物物种中的开花时间调节64
　6.7　春化处理65
　参考文献66
第7章　LED PFAL培养空间的光环境70
　7.1　简介70
　7.2　材料与方法70
　　7.2.1　软件70
　　7.2.2　变量及其假定值作为唯一的输入数据70
　　7.2.3　检查因子以显示它们对PPFD分布的影响71
　7.3　结果与讨论74
　　7.3.1　C－PPFD和％L的总结74
　　7.3.2　S－PPFD的总结75
　　7.3.3　案例1：培养面板表面的反射率（R） 75
　　7.3.4　案例2：垂直侧面反射器的宽度（W） 76
　　7.3.5　案例3：LED灯管之间的非均匀距离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：植物冠层高度（h） 79
　7.4　关于最佳光环境的一些思考80
　　7.4.1　最佳PPFD 80
　　7.4.2　最佳光期与暗期81
　　7.4.3　最佳光质81
　　7.4.4　环境因素之间的相互作用82
　7.5　未来的工作82
　　7.5.1　挑战82
　参考文献83
第Ⅲ部分　植物叶片和冠层的光学和生理特征
第8章　叶片的光学特性和生理特性87
　8.1　简介87
　8.2　叶片的光学特性88
　　8.2.1　叶片朝向和叶片中垂直光强分布88
　　8.2.2　叶片的色素和吸收光谱89
　8.3　叶片的生理特性90
　　8.3.1　光合作用90