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人工氣候室為植物生長提供理想的局部氣候環(huán)境，能夠幫助植物更好的生長，突破了以往季節(jié)與地域的限制，能夠根據(jù)實驗的需要控制溫濕度以及光照強度，幫助實驗人員更快的獲取精準的實驗數(shù)據(jù)，有效加快實驗進程，從而為實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)能提高提供技術(shù)支持。

人工智能氣候室出現(xiàn)和發(fā)展以來，應(yīng)用范圍越來越廣泛。國外已在國防、海洋、林業(yè)、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、生物、氣象、畜禽、工業(yè)、環(huán)境污染和宇宙開發(fā)等許多領(lǐng)域里應(yīng)用。其中應(yīng)用最多的為農(nóng)業(yè)科學和植物生理學的研究。

 

人工氣候室是通過人工來控制光照、溫度、濕度、氣壓和其他成分等因素的密閉隔離設(shè)備。可由三部分組成，有控制室、空氣處理室及環(huán)境實驗室。

 

隨著科學技術(shù)的發(fā)展與進步，人工氣候室的控制系統(tǒng)愈來愈多元化，特別自動化程度和精度上。在生命科學研究上，向?qū)Ｓ眯秃托⌒突较虬l(fā)展。而在應(yīng)用上主要是最優(yōu)化的生產(chǎn)，多向大型化的方向進行發(fā)展。

 

特點：

1、溫度范圍。因為人工氣候室會帶上一個光照的功能，所以在看溫度的時候當然就會分成兩段，一般打開光照的情況下，溫度范圍會比不開光照情況下的要小，原因很簡單，光照會產(chǎn)生熱量導(dǎo)致溫度上升。一般有光照的溫度范圍在：10-50℃，沒有光照溫度范圍在：4-50℃。

 

2、濕度范圍。濕度也是光照培養(yǎng)箱和人工氣候室最大的區(qū)別所在，光照培養(yǎng)箱通常是沒有濕度控制的，只有溫度和光照控制，而人工氣候室是帶控濕功能的，所以具體的看我們的實驗對象是否對濕度有控制要求，就可以確定是選購光照培養(yǎng)箱還是人工氣候室了，一般的人工氣候室濕度范圍控制在50-90%RH就可以了。

 

3、光照強度。光照強度的影響因素有：光照方式和燈管數(shù)量，一般來說，最大的有0-30000LX，也有偏小一些范圍的，我們在選擇的時候，主要還是根據(jù)自己的實驗要求進行選擇 ，也并非是范圍越大越好的。

 

故障：

智能人工氣候室屬于大型環(huán)境試驗設(shè)備，由于設(shè)備的長期運行，也可能出現(xiàn)一些故障，這些故障往往是因為用戶忽視日常維護和保養(yǎng)導(dǎo)致的。

 

1、人工氣候室溫度無法調(diào)節(jié)，當技術(shù)人員到達現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，故障是由于智能人工氣候室室外主電源重新?lián)Q線造成的。原因是壓縮機電源是380V，由于室外其它施工結(jié)束后將電源線更換，如果相序接反，則造成電機缺相，壓縮機不工作，且容易損壞，只需要找電工將三根火線的其中兩根對調(diào)一下即可。

 

2、濕度的故障，智能人工氣候室一般使用超聲波加濕原理進行加濕，該加濕器要定期清洗霧狀發(fā)生器的換能片，另外水源處最好加裝過濾器，從而避免水垢對換能片造成堵塞。南方的水質(zhì)較好，換能片的使用壽命較長，北方特別是新疆的南疆地區(qū)，鹽堿特別大，必須在水源處加裝過濾器，并定期清洗，加濕器方能正常使用。

 

分類及應(yīng)用：

目前世界上植物人工智能氣候室的研究，大體上有以下幾種：

營養(yǎng)生理研究：不同環(huán)境條件下營養(yǎng)元素的吸收和積累;

器官發(fā)生研究：研究不同環(huán)境條件下花芽的形成、性別分化、營養(yǎng)器官和繁殖器官的形成,

開花生理研究：研究開花過程的生理,開花誘導(dǎo)的作用,植物光敏色素在開花中的作用;

育種研究：選育具有一定抗性的品種或加速世代繁育;

抗性生理研究：發(fā)展誘導(dǎo)的抗性技術(shù)

另外還有光呼吸、光合作用生理和氣體污染等研究。

例如國外通過研究,了解到蕃茄坐果，對夜溫比較敏感，夜溫高坐果差。因此在較高夜溫地區(qū)種植蕃茄選育出了忍耐高夜溫的品種。

 

日本在水稻冷害試驗研究中,得知稻穗在形成過程中低溫造成的不孕性。確定了冷害的敏感期即減數(shù)分裂后的小孢子形成期，耐寒品種的傷害臨界溫度為15~17℃，敏感品種的傷害臨界溫度為17~19℃等。

 

國際水稻研究所利用人工智能氣候室完成了很多有關(guān)水稻生理生化的研究。他們在不同溫度、光照栽培環(huán)境下，測出水稻各個品系的光合率與葉片含氮量的關(guān)系。并在控制氮量的條件下，得出用不同光周期處理水稻植株的產(chǎn)量、碳水化合物含量等數(shù)據(jù),為選育新品種提供了理論依據(jù)。

 

荷蘭根據(jù)CO能促進光合作用的結(jié)果,將人工智能氣候室內(nèi)的CO濃度提高3-5倍,使黃瓜產(chǎn)量增產(chǎn)49%。蕃茄、菠菜、蘿卜和甘蔗增產(chǎn)25~35%。

 

法國利用人工智能氣候室對玉米進行光照強度和光周期試驗，同時還研究低溫對玉米發(fā)芽期的影響。證明了長光照、高氣溫和高光強有利于玉米的生長。這一結(jié)果為不同玉米品種區(qū)域化提供了依據(jù)。

 

此外西德、美國、澳大利亞等國也利用人工智能氣候室對冬小麥、冬大麥、春播谷類以及甘蔗等作物的良種培育進行了研究，收效較大。

 

對于溫度和氣壓及強光的研究，也包括對人體功能的影響，這樣的研究能為海洋和極地和宇宙開發(fā)提供精確的科學依據(jù)了。

 

對溫度和濕度及風雨、大氣污染物的研究，可影響動物植物生長發(fā)育和產(chǎn)量及質(zhì)量，來做到改善動植物的產(chǎn)量和品質(zhì)提供的基礎(chǔ)材料。通過人工氣候室來為動物和植物的良種優(yōu)育提供適宜的環(huán)境，對生物的病蟲害防治方面有最準確的科學數(shù)據(jù)。

 

通過人工氣候室的培養(yǎng)，可加速生物繁育及縮短試驗周期，培養(yǎng)出的生物材料更為均一整齊。實際應(yīng)用到對蔬菜和魚類的生產(chǎn)性試驗，可取得好的結(jié)果。

 

發(fā)展：

世界上第一座植物人工氣候室來自美國加州理工學院，由1949年6月建成。隨后就有將近20多個國家先后建立不同規(guī)模和類型的人工氣候室和箱體。發(fā)展最快是日本了，各類人工氣候室已約有70余座，而且日本都普及到各府各縣的農(nóng)技站。在我國的出現(xiàn)是在1969年，由中國科學院上海植物生理研究所建成的大型植物人工氣候室，共25間，有自然光照室和人工光照室。隨之中國又生產(chǎn)出幾種類型的人工氣候箱，已經(jīng)成功的應(yīng)用到了林業(yè)及生物和海洋、環(huán)境污染和農(nóng)業(yè)及宇宙開發(fā)等領(lǐng)域當中。

 

人工氣候室系統(tǒng)軟件需具備的功能：

1、實時數(shù)據(jù)采集功能。系統(tǒng)要求能夠采集溫室里的溫度、濕度和照度這三個氣象因子的實時數(shù)據(jù)。

2、實時計算功能。在系統(tǒng)對實時數(shù)據(jù)采集完后，要對數(shù)據(jù)進行實時處理。實時處理包括A/D采樣值的濾波處理、A/D采樣值轉(zhuǎn)換為溫度、濕度和照度的實際值的計算處理。

3、實時控制功能。要求軟件根據(jù)控制算法計算控制量，并對被控對象發(fā)出控制命令，實現(xiàn)實時控制功能。

4、通信功能。下位機（DDC）要能夠和上位機（SCC)進行通信，能處理上位機發(fā)出的命令，傳送實時數(shù)據(jù)。

5、故障處理功能。下位機軟件要能夠?qū)Ω鞣N故障和緊急情況進行診斷并處理，還要有報警功能。

6、鍵盤輸入與顯示模塊。下位機單獨控制時，需要鍵盤輸入設(shè)定給定值。顯示屏可以顯示控制過程中各參數(shù)的變化情況。

 

培養(yǎng)架型人工氣候室特點和使用規(guī)范

培養(yǎng)架型人工氣候室具有控溫（冷熱溫控）、控濕（加濕和除濕）、控光（有光或無光照）和時間程控（溫度、濕度和光照按時間程序切換）等功能。

出入及門窗 

出入人工氣候室后必須立即關(guān)門，避免蟲害在不同房間之間傳播，離開時要及時鎖門。

溫度及光周期 

人工氣候室中溫度、濕度及光照由各房間負責人設(shè)定好后，其他人員不要私自改變設(shè)定條件，在陰雨天或冬季，要開補光燈補光，每天補光時間約為8小時（可根據(jù)具體天氣狀況調(diào)整），補光燈開啟達到時長后，要及時關(guān)閉，嚴禁夜晚補光或開燈過夜。 

空間分配使用 

人工氣候室及溫室使用采取登記制度，使用人提前通讀使用規(guī)范，申請表包括使用時間（起止日期），種植計劃。

材料管理 

人工氣候室所種材料必須是經(jīng)無菌培養(yǎng)移栽或直接在室內(nèi)播種而成長的苗，不得將外界生長過的植株移入；染病蟲害植物需要盡快從植物培養(yǎng)間清除；植物培養(yǎng)間所種材料必須要有相 應(yīng)標記，并有主人的信息（課程組、姓名、聯(lián)系方式及使用期限），以便責任到人。 

病蟲防治 

一間培養(yǎng)室的材料統(tǒng)一由各負責人進行病蟲害防治（不能在房間內(nèi)噴灑農(nóng)藥，需要病蟲害防治時，全部搬出房間然后集體噴灑農(nóng)藥），由經(jīng)驗豐富人員決定什么時間打藥，打什么藥，以及用藥量。

室內(nèi)衛(wèi)生 

注意保持環(huán)境衛(wèi)生。每次種植、取樣、收種完畢后，及時清理相應(yīng)操作空間，確保使用區(qū)域整潔衛(wèi)生（無遺撒、無水漬、無雜物）。使用人使用周期內(nèi)要負責其房間的衛(wèi)生管理；材料用土及缽子、盤子（這一部分操作在規(guī)定區(qū)域進行，禁止培養(yǎng)室裝土及清洗相關(guān)用具）搬出培養(yǎng)室的材料必須及時處理掉。

故障報修 

所有使用者均有責任關(guān)注人工氣候室及溫室空調(diào)、風機、光源、水源等設(shè)備的運行情況，尤其是經(jīng)歷停電后，有異常情況務(wù)必及時聯(lián)系各房間管理員，以作出相應(yīng)的調(diào)整并及時報修。