立柱栽培是一种新型的无土栽培形式，在提高土地利用率方面具有明显的优势。但是，这种栽培方式由于对光线的遮挡以及存在阴阳面、上下层和前后立柱间的光照不均匀的问题，限制了其在生产上的推广应用。本文针对这一问题，研究了螺旋式与叠盆式相比较以及螺旋不同的外倾角对立柱上光照分布影响;探索了AutodeskEcotectAnalysis软件在立柱栽培光环境研究中运用的可行性，并在该软件光环境仿真条件下研究了立柱分布的行距、列距和立柱高度对立柱群间光环境分布的影响;针对立柱栽培光照分布的不均匀性，以螺旋式立柱为例开发了立柱旋转采光传动系统。本文主要的工作和结论阐述如下:　　 1.从移植前立柱上的光照分布和生菜的生长情况两个角度试验研究了螺旋式与叠盆式两种不同形式的立柱以及螺旋式立柱栽培钵外倾0°、30°和45°三种不同类型的区别，结果表明:在立柱上的平均光照水平、光照分布均匀度、生菜长势和生长均匀度等方面，螺旋式立柱均强于叠盆式立柱;在螺旋外倾角分别为0°、30°和45°的三种不同类型的螺旋式立柱上，平均光照水平、光照分布均匀度、生菜长势和生长均匀度等指标均随着螺旋外倾角增大而增大、增强。　　 2.将生态建筑的分析方法引入到温室光环境分析领域，利用Ecotect软件模拟了温室内、外和不同天气状况下螺旋式立柱周围的光环境。结果表明，晴天和多云条件下，运用Ecotect软件模拟分析螺旋式立柱的采光情况是可行的，螺旋式立柱栽培中立柱上的光照水平及其分布差异的模拟精度均能达到预期要求。　　 3.在Ecotect仿真环境下分析不同立柱栽培参数的正交组合对立柱群间光照分布的影响:发现行距和列距对立柱间的平均光照水平的影响均达到了显著水平;行距和列距的交互作用、立柱高度对立柱间的平均光照水平的影响均不显著;立柱分布的行距对立柱间光照分布的均匀性的影响最明显，而立柱列距和立柱高度以及行距和列距的交互作用对立柱间光照分布的均匀性的影响相对较弱。　　 4.针对立柱栽培的光照不均匀性，开发了易于拆装、稳定的上下两点支撑和空间合理布置的传动机构。利用塑料直线导轴承和止推轴承作为立柱上、下两点支撑的关键部件，辅助立柱旋转;提出了7种立柱旋转传动方案，从中优选“电磁铁——类齿条棘轮棘爪——立柱”作为最终方案，并提出了类齿条棘轮棘爪机构关键参数的设计方法。该设计方法可以使立柱根据植物生长的需要进行随意旋转，从而来调控光照的均匀性。