激光植物特征光谱测试系统及其测试方法与流程

本发明涉及一种激光植物特征光谱测试系统及其测试方法。

背景技术：

作为都市农业先进技术的产物--植物工厂正在悄然兴起，为人们提供完全无公害的绿色蔬菜。植物工厂通常采用人工光源取代自然光源，耗电占植物工厂产品成本的比重较大，采用LED光源照明是降低成本的有效措施之一。由于各种植物对光的需求不一样，即各种植物都有自己需要的光谱，而且各个生长阶段的光谱、光强和光周期也不同，这就是植物的特征光谱。研究植物的特征光谱，对于植物工厂而言至关重要，成为提高经济效益和植物品质的关键。如何获得植物特征光谱，成为研究植物的特征光谱关键技术。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种切实可行的激光植物特征光谱测试系统及其测试方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种激光植物特征光谱测试系统，其特征在于：包括激光器、扩束器、叶室和光合作用测试系统；所述激光器发射单色光；所述扩束器设置在激光器的前方，对单色光进行扩束；扩束后的光束均匀地覆盖在叶室的窗口面积上，进而使叶室内夹持的植物叶片进行光合作用；所述光合作用测试系统包括二氧化碳供给系统和数据处理与显示系统，所述二氧化碳供给系统为植物叶片提供光合作用所需的二氧化碳，并通过二氧化碳传感器实时检测叶室处二氧化碳浓度发送至数据处理与显示系统，所述数据处理与显示系统通过所述二氧化碳浓度的变化量计算该条件下的光合作用速率。

进一步的，所述激光器为功率可调激光器。

一种激光植物特征光谱测试系统的测试方法，其特征在于：开启电源，在激光器发出同一波长的单色光条件下，使光合作用测试系统测试在对应功率条件下的植物叶片光合作用速率，重复调节激光器的输出功率，经比较得到光合作用速率最大值；使激光器发出另一波长的单色光，重复上述测试，获得该植物叶片对应另一种波长的单色光的光合作用速率最大值；通过改变激光的波长，采用同样的方法进行测试，就可以获得该植物叶片对应不同单色光的光合作用速率最大值作光合作用饱和点曲线和光合作用补偿点曲线，并以所述光合作用饱和点曲线和光合作用补偿点曲线为依据，拟合LED光源光谱曲线，按拟合的光谱曲线进行栽培试验，通过植物内含物的测试确定植物栽培的最佳曲线即为该栽培条件下的植物特征光谱。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明能够快速，精确地获得植物特征光谱。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是植物特征光谱示意图。

图中：1-激光器；2-扩束器；3-叶室；4-二氧化碳供给系统；5-二氧化碳传感器；6-数据处理与显示系统；7-植物叶片。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1，本发明提供一种激光植物特征光谱测试系统，其特征在于：包括激光器1、扩束器2、叶室3和光合作用测试系统；所述激光器1发射单色光；所述扩束器2设置在激光器1的前方，对单色光进行扩束；扩束后的光束均匀地覆盖在叶室4的窗口面积上，进而使叶室3内夹持的植物叶片7进行光合作用；所述光合作用测试系统包括二氧化碳供给系统4和数据处理与显示系统6，所述二氧化碳供给系统4为植物叶片7提供光合作用所需的二氧化碳，并通过二氧化碳传感器5实时检测叶室处二氧化碳浓度发送至数据处理与显示系统6，所述数据处理与显示系统6通过所述二氧化碳浓度的变化量以及时间参数计算该条件下的光合作用速率。

于本实施例，所述激光器为功率可调激光器且可更换。

本发明还提供一种激光植物特征光谱测试系统的测试方法，其特征在于：开启电源，在激光器发出同一波长的单色光条件下，使光合作用测试系统测试在对应功率条件下的植物叶片光合作用速率，重复调节激光器的输出功率，经比较得到光合作用速率最大值；使激光器发出另一波长的单色光，重复上述测试，获得该植物叶片对应另一种波长的单色光的光合作用速率最大值；通过改变激光的波长，采用同样的方法进行测试，就可以获得该植物叶片对应不同单色光的光合作用速率最大值作光合作用饱和点曲线和光合作用补偿点曲线，并以所述光合作用饱和点曲线和光合作用补偿点曲线为依据，拟合LED光源光谱曲线，按拟合的光谱曲线进行栽培试验，通过植物内含物的测试确定植物栽培的最佳曲线即为该栽培条件下的植物特征光谱。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。