[发明专利]植物生长装置

说明书

技术领域

 本发明有关一种生长装置，属于植物生长技术领域，具体涉及一种具有增加植物生长效率及杀菌功效的植物生长装置。

背景技术

在植物生长的技术领域中，已由传统的露天植栽渐渐转型至室内温室栽培。就植物生长的应用而言，太阳光对植物生长有相当大的影响，因为植物的叶绿素吸收660nm前后的波段以进行光合作用、光敏素吸收660至730nm波段的光源以控制许多反应；而类胡萝卜素则吸收450nm波长引起屈光性以及高能量光形态发生(photomorphogenesis)。由于植物相当仰赖这些波段的光源，现有技术也逐渐开发相关的应用，例如将灯泡型发光二级体(Light-Emitting Diode，LED)应用于作物栽培，或是研究人工光源的光量大小对于植物生长的影响等。例如美国61/468,831号专利的先前技术揭示，仅约50%到达地面的辐射为光合作用有效辐射(PAR)。PAR被视为包含介于电磁波谱300 nm与800 nm之间的波长范围。光合作用连同光周期性、向光性及光形态形成为与辐射与植物之间相互作用有关的四个代表性过程。与光合作用相反，光形态形成反应可以极低的光量达成。不同类型的光合及光形态形成感光器可分为至少三组已知光系统：光合、植物色素及隐花色素(cryptochrome)或蓝/UV-A(紫外线A)。在光合光系统中，存在的色素为叶绿素及类胡萝卜素(carotenoid)。叶绿素位于处于植物叶叶肉细胞中的叶绿体的层状体中。辐射的数量或能量为最显著态样，因为彼等色素的活性与光采集紧密有关。叶绿素的两个最主要的吸收峰分别位于625 nm至675 nm及425 nm至475 nm的红区及蓝区中。另外，亦存在近UV区(300 nm至400 nm)及远红外区(700 nm至800 nm)处的其他局部峰。类胡萝卜素(诸如叶黄素(xanthophyll)及胡萝卜素)位于植物细胞上的有色体质体细胞器中且主要在蓝区中吸收。植物色素光系统包括植物色素的两种可互相转换的形式Pr及Pfr，其分别在660 nm下红光及730 nm下远红外光中具有其敏感峰。由植物色素介导的光形态形成反应通常与经由红光(R)/远红外光(FR)比率(R/FR)感测光品质有关。植物色素的重要性可借由其所涉及的不同生理性反应(诸如展叶、相邻感知(neighbour perception)、避阴、茎伸长、种子发芽及成花诱导)来评估。尽管避阴反应通常由植物色素经感测R/FR比率来控制，然而蓝光及PAR程度亦与相关适应性形态反应有关。蓝及UV-A(紫外线A)敏感性感光器可见于隐花色素光系统。吸收蓝光的色素包括隐花色素及向光素(phototropin)。其涉及数种不同任务，诸如监测光的品质、数量、方向及周期性。蓝及UV-A敏感性感光器的不同群组介导重要形态学反应，诸如内在周律、器官定向、茎伸长及气孔开放、发芽、展叶、根生长及向光性。向光素调节色素含量以及光合器官及细胞器的定位以便优化光采集及光抑制。如同曝露于连续远红外辐射一样，蓝光亦经由介导隐花色素感光器促进开花。此外，蓝光敏感性感光器(例如黄素(flavin)及类胡萝卜素)亦对近紫外线辐射敏感，其中在约370 nm下可发现局部敏感峰。隐花色素不仅为所有植物物种所共有。隐花色素介导多种光反应，包括导致开花植物(诸如芥菜属(Arabidopsis))中的昼夜节律。尽管低于300 nm波长的辐射可对分子的化学键及DNA结构高度有害，然而植物亦吸收此区域内的辐射。PAR区域内的辐射品质可能对降低UV辐射的破坏作用较为重要。此等感光器被研究最多且因此已相当熟知其在控制光合作用及生长方面的作用。然而，有证据表明存在其他感光器，其活性可能在介导植物重要生理性反应方面具有重要作用。另外，并不充分了解感受器的某些群组之间的相互作用以及相互依赖性。由于LED灯光源波长被视为最适植物生长，近年来有关运用LED为植物生长光源者众多。中国台湾专利M381999号利用发光二极体晶片发光的生物成长辅助灯具2010年06月11日专利公告资料参照)，其可连接至一电源供应装置，该灯具包含：一第一晶片承载基材；一第一发光二极体晶片，电连接于该第一晶片承载基材，其可以发出一第一波段光源；一第二晶片承载基材，设置于该第一晶片承载基材的侧边；一第二发光二极体晶片，电连接于该第二晶片承载基材，其可以发出一第二波段光源；以及一灯具本体，连接于该第一晶片承载基材与该第二晶片承载基材的底部并可活动式连接至该电源供应装置，用以接收该电源供应装置所提供的电能来驱动该第一发光二极体晶片及该第二发光二极体晶片发光。中国台湾专利M323194号可促进或牵动生长速度的多功能LED植物栽培灯(2007年12月11日专利公告资料参照)，其特征在于改变LED的组成材料与比例，令该LED得以产生不同波长与颜色的光源，将该LED组合为一多波段光源的LED灯管，俾能够产生特定波长的光量照射在植物上，达到控制植物成长的需求。先前技术大都对于植物生长所需的光源改良，然对于植物生长言，仍有诸如土壤、水份及杀菌等亦相对重要，仍有改善空间。以上即为现有技术存有最大的缺失，此缺失乃成业界亟待克服的难题。