都市农业中的LED照明 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:机械工业出版社作者:古在丰树出品人: 页数:338 译者:刘文出版时间:2018-10-31 价格:0 装帧:平装 isbn号码:9787111609339 丛书系列:

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具体描述

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。

城市绿洲的悄然革命：探索LED照明如何重塑我们的食物生产与生活空间本书并非聚焦于“都市农业中的LED照明”这一特定技术应用，而是将目光投向更广阔的领域：LED技术在现代城市生活中的多元化应用，及其如何深刻地影响着我们生产食物、营造环境、甚至改变居住空间的设计理念。我们将一同穿越科技的脉络，探寻LED照明如何悄然成为城市转型升级中不可或缺的一股力量。第一章：光的变革者——LED照明的颠覆性力量在这一章，我们将拨开迷雾，深入了解LED（发光二极管）技术的核心优势。告别传统照明的低效率和能源消耗，LED以其卓越的能耗比、超长的使用寿命、丰富的色彩表现能力以及几乎无限的造型可能，为我们开启了一个全新的照明时代。我们将追溯LED技术的诞生与发展，剖析其在节能减排、减少碳足迹方面的巨大潜力，以及在不同领域替代传统光源的必然趋势。更重要的是，我们将强调LED照明的“可控性”——通过精细调控光谱、亮度和色温，LED能够实现更具智慧和个性化的照明解决方案，这为后续探讨的各项应用奠定了基础。第二章：餐桌上的未来——食物生产的智能化升级本章将视角从宏观的城市转向微观的食物生产，重点探讨LED照明在提升作物产量、优化生长周期、改善食品品质等方面的革命性作用。我们将详细解析植物生长所需的关键光谱，例如红光与蓝光的协同作用如何促进光合作用，红外光和紫外光对植物形态和生物活性的影响。读者将了解到，LED照明可以根据不同作物、不同生长阶段的需求，精准定制“生长配方”，从而最大化光照利用率，减少对自然光和土地的依赖。我们还将深入探讨“垂直农场”和“室内种植”等新兴农业模式。在这些高度集约化的生产环境中，LED照明不仅仅是光源，更是决定作物生长速度、产量和营养成分的关键驱动力。我们将展示LED如何模拟自然光照条件，甚至创造出超越自然光照的生长环境，实现全年候、无污染的健康食品生产。从叶菜类到浆果类，LED的精准调控如何让城市居民在不久的将来，就能享受到新鲜、营养、本地生产的食物。第三章：城市肌理的重塑——空间美学与功能性的融合 LED照明不仅仅是工业和农业的工具，它更是塑造现代城市美学和提升生活品质的强大媒介。在这一章，我们将关注LED照明如何改变我们的居住空间、工作环境乃至公共区域的设计理念。家居的温度与情感：我们将探讨如何利用LED照明的色温和亮度变化，营造出温馨、舒适、富有情感的家居氛围。从清晨的柔和唤醒，到夜晚的宁静舒缓，LED能够根据人的生物钟和活动需求，提供动态调整的照明方案，提升居住者的幸福感和健康水平。智能家居系统中，LED照明将扮演更重要的角色，通过语音控制、APP联动，实现场景化照明的便捷体验。办公空间的活力与效率：办公室的照明设计至关重要。LED照明的无频闪、高显色性（CRI）等特性，能够显著减少视觉疲劳，提高员工的注意力和工作效率。我们还将介绍如何通过调整办公区域的LED照明，营造不同的工作氛围，例如会议室的专注高效，休息区的放松惬意。城市夜景的璀璨与人文：城市的夜晚，LED照明的艺术表现力将得到淋漓尽致的展现。我们将审视LED在城市地标建筑、桥梁、公园等公共空间的广泛应用，以及如何通过色彩、图案和动态变化，赋予城市独特的夜间形象。这种照明设计不仅提升了城市的观赏性，更承载着文化、历史和情感的表达，让城市在夜晚焕发新的生命力。商业空间的引导与氛围营造：在零售业和餐饮业，LED照明是吸引顾客、烘托商品、塑造品牌形象的关键要素。本章将深入探讨如何利用LED的光照强度、色彩和聚焦能力，突出商品卖点，引导顾客动线，营造引人入胜的购物或用餐体验。第四章：智慧城市的基石——互联互通与可持续发展 LED照明技术的发展，已不再是孤立的技术突破，而是与物联网、大数据、人工智能等前沿技术深度融合，共同构建智慧城市的重要组成部分。本章将聚焦LED照明在智慧城市建设中的角色。节能管理的优化：智能LED照明系统能够通过传感器实时监测环境光照、人员活动等信息，并根据预设策略自动调节亮度，实现最大程度的节能。集中化的管理平台可以监控和优化城市范围内的照明能耗，为可持续发展贡献力量。安全与监控的提升：智能LED照明灯具可以集成高清摄像头、环境传感器等设备，为城市安全监控提供支持。例如，在夜间提供更清晰的视野，监测异常情况，甚至通过传感器收集空气质量、交通流量等数据，为城市管理提供决策依据。信息发布的创新载体：具备屏幕功能的LED灯杆，能够实时显示天气预报、交通信息、公共通知等内容，成为城市信息发布的重要渠道。这种动态的信息传递方式，使得城市信息更加及时、直观、高效。绿色出行与交通引导：智能LED照明系统可以与交通信号灯、导航系统联动，优化交通流量，减少拥堵。例如，根据实时交通状况调整信号灯配时，或者通过路灯的色彩变化引导车流。结语：光的未来，无限可能本书通过对LED照明在城市生活各个层面的深入探索，旨在展现这一技术并非局限于单一的“都市农业”，而是以其独特的灵活性、可控性和创新性，深刻地改变着我们生产食物、营造空间、乃至管理城市的方式。LED照明，正以其悄然而强大的力量，引领着一场关于城市生活、生产方式和人居环境的深刻变革。我们相信，随着技术的不断进步和应用的日益广泛，LED照明的潜力将得到更充分的释放，为构建更智能、更宜居、更可持续的未来城市，注入源源不断的活力。

作者简介

古在丰树，男，博士，1943年9月出生于日本，日本千叶大学教授，曾任千叶大学校长。中国农业大学和农业部设施农业生物环境工程重点开放实验室客座教授。国际设施园艺界著名学者，任职于日本和国际诸多学术团体，成果累累，获奖颇丰，著作等身，尤其在重大创新技术方面，对世界现代设施园艺科学做出了重要贡献。1998年、2000年分别获得国际自动控制联盟学术奖和国际农业工程学会世界大会功绩奖，2002年又分别获得中国国家外国专家局友谊奖和日本紫绶勋章。

目录信息

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
……
7.2.3 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
……
7.5 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
· · · · · · (收起)

读后感

☆☆☆☆☆

用户评价

☆☆☆☆☆

这本书，我得说，简直是打开了我对室内种植的全新认知大门。我原本以为，LED照明这玩意儿，无非就是个亮不亮的问题，顶多研究下光谱对植物生长的影响。可翻开这本书，才发现“都市农业”这个宏大的背景下，LED照明技术扮演的角色远比我想象的复杂且关键。它不仅仅是提供光能，更是一种精密的环境调控工具。比如，书中对不同波段光线如何影响植物的形态建成、次生代谢产物积累的详尽论述，让我这个园艺爱好者都感到震撼。我记得有一章专门讨论了如何利用窄带LED，比如仅使用红蓝光，来最大化某些特定经济作物的产量，同时节约能源。这哪里是教科书，分明是高科技农业的实战指南。它深入浅出地讲解了光子通量密度（PPFD）和光周期对植物生理节律的精妙调控，让我对未来城市垂直农场里那些高效率的植物工厂充满了期待。这本书的价值在于，它把一个看似简单的“照明”概念，提升到了生物物理学和精准农业管理的交叉前沿，对于任何想在都市农业领域有所建树的人来说，都是不可多得的参考宝典。

☆☆☆☆☆

我必须指出，这本书的学术严谨性毋庸置疑，但它在面向大众读者的普及性上也做得相当出色。虽然涉及到很多光学和生物化学的专业术语，但作者总能通过精妙的比喻和图表来辅助理解。比如，解释量子效率时，它不像其他专业书籍那样堆砌复杂的公式，而是通过一个生动的“能量转化工厂”的比喻，让即便是非专业背景的读者也能迅速把握核心概念。对我个人而言，最受益的是它关于“能源消耗与碳足迹”的章节。在当前全球对可持续发展日益关注的背景下，这本书没有回避技术进步带来的能源问题，而是积极探讨了如何通过LED的效率优化，将都市农业打造成真正的“低碳”解决方案。它提供了一套完整的技术路径图，说明了LED照明不仅是提高产量的工具，更是实现环境责任的重要支撑。这种将技术、经济与社会责任融为一体的论述方式，非常具有时代意义。

☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常引人入胜，它没有采用那种枯燥的罗列式写作，而是采用了大量的案例研究和对比分析来推进论点。我特别喜欢它对不同地理区域，比如高纬度地区冬季补充照明与赤道地区夏季遮阳补光的比较研究。这体现了作者对全球化都市农业挑战的敏锐洞察。书中关于“光质疲劳”和“植物抗逆性”的探讨，尤其发人深省。我们常以为光照越强越好，但作者通过实验数据说明，长期单一光谱刺激可能导致植物的适应性下降，反而更容易遭受病虫害。这种“反直觉”的发现，极大地拓宽了我的知识边界。它促使我重新审视目前所使用的照明设备，开始思考如何构建一个更“自然”但又更优化的光照环境。坦率地说，这本书的深度和广度，远超出了我当初对一本关于“灯泡和植物”的书的预期。它更像是一部关于“人造生态系统优化”的宣言。

☆☆☆☆☆

这本书的结构设计非常巧妙，它从宏观的都市农业发展趋势切入，逐步深入到LED光源的具体参数设计，最后落脚到实际的经济效益和社会影响评估，形成了一个完美的闭环。我特别欣赏作者在讨论未来趋势时所展现出的那种审慎的乐观态度。书中不仅赞扬了LED技术的巨大潜力，同时也毫不避讳地指出了目前仍存在的瓶颈，比如高品质LED芯片的成本、散热技术的进一步优化，以及不同作物群落的“个性化”光照需求等。这种平衡的视角，让读者对技术的理解更加成熟和全面，而不是盲目追捧新技术。它不是一本推销产品的宣传册，而是一次对前沿技术进行全面体检的深度报告。读完后，我感觉自己不再是一个被动接受技术成果的种植者，而是一个能够理解并参与到技术革新过程中的一个积极思考者。这本书，对于任何想在这个快速迭代的领域中保持领先地位的人来说，都是一份值得反复研读的战略参考资料。

☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受就是“系统性”。它并不是那种只停留在理论层面的学术著作，而是将LED技术、农业工程、以及市场需求紧密地编织在一起。作者显然对都市农业的整个产业链条有着深刻的理解。最让我印象深刻的是其中关于成本效益分析的部分，书中详细对比了不同类型LED阵列的初始投入、长期运营成本、以及对作物价值提升的乘数效应。这对于我们小规模的社区农场管理者来说，简直是福音。我们总是在纠结，到底哪种技术方案是最经济、最可持续的。这本书提供了一套严谨的量化模型，让我们不再凭感觉办事，而是可以基于数据做出决策。而且，书中对“智能控制系统”的探讨，如何结合物联网（IoT）传感器实时调整光照策略，以应对突发的环境波动，也展现了极强的实用性和前瞻性。它教会我的不是如何种菜，而是如何用科技的手段，把种菜这件事变成一个高效、可预测的“工业流程”。

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