[发明专利]用于园艺学的动态光配方

说明书

技术领域

本发明涉及使用人工照明以便刺激植物生长和发展，作为园艺学照明而已知的技术。更具体地，本发明涉及用于植物秧苗的改进生长的光规划。

背景技术

在园艺学应用中，存在专门从事育养和繁殖植物秧苗的栽培者以及专门从事在例如温室中进一步生长这些植物以从植物产生蔬菜的栽培者。

在产生植物秧苗的领域中，越来越多地使用人工照明。人工照明可以是诸如城市农庄和/或多层农场工厂之类的应用中的主要光源。在其它应用中，人工照明提供与日光组合的补充光。

在人工照明中，LED正变得越来越流行，这是因为其低能耗、长寿命和设计灵活性（例如较小、发射频谱）。在园艺学产业中，LED对植物生长的有利影响对于许多专业人员仍是未知的，并且因此基于能量节省，用于园艺学应用的LED照明中的投资因为LED对植物和植物生产的其它不确定影响而不总是得以进行。必须研究LED的附加益处并且将其转化成针对栽培者的价值和益处。

LED技术在园艺学中的当前产业应用使用具有固定光频谱的LED或LED照明器，其可以针对特定植物种类进行优化并且其以类似于常规（例如HID）人工照明的使用的开/关形式进行控制。固定光频谱典型地具有蓝色、红色和远红色波长范围内的组分。用于园艺学应用的LED照明器的示例包括PhilipsGreenPowerLED模块。

发明内容

当栽培者生长植物秧苗时，秧苗的某些形态学方面是优选的，例如像大叶面积、坚固茎干和高生物数量。植物秧苗的这些和其它质量性质对于植物在温室中的将来生长以及最终的总体蔬菜产生是重要的。因此，本发明的目的是改进对植物秧苗的形态学的控制并且精细调谐植物秧苗的形态学。另外的目的是在例如秧苗的上市时间、生长速度或质量方面改进植物秧苗产生过程。

秧苗是从种子发展出植物胚胎的年轻植物。秧苗发展以种子的萌芽开始。典型的年轻秧苗包括三个主要部分：胚胎根部（幼根）、胚胎幼芽（胚轴）和种子叶部（子叶）。两类开花植物通过其种子叶部的数目来区分：单子叶植物分支（单子叶植物）具有一个刀片形种子叶部，而双子叶植物分支（双子叶植物）具有两个圆角种子叶部。发展成幼芽的种子胚胎的部分承载植物的第一真实叶部。在适当的光条件之下生长的双子叶植物秧苗发展出短幼芽并且打开种子叶部，从而暴露上胚轴，即种子叶部上方的胚胎幼芽。一旦秧苗开始光合作用，其就不再依赖于种子的能量储量。第一“真实”叶部扩展并且通常可以通过其依赖于种类的不同形状而与圆角种子叶部区分。尽管植物在生长和发展附加叶部，但是种子叶部最终开始衰老并掉落。秧苗生长和发展过程在图1中图示。秧苗通过光接受体光敏色素（红色和远红色光）和隐花色素（蓝色光）来感测光。

发明人已经发现，植物秧苗产生过程可以通过改变在从种子到秧苗的秧苗生长过程期间的不同生长阶段处提供的人工光的量而得以改进。具体地，发明人已经发现，在早期生长阶段中，例如在发展种子叶部和第一真实叶部的阶段中，为秧苗提供附加蓝色光有益于改进最终秧苗植物的生物数量和叶面积。相信这种附加蓝色光影响通过打开气孔改进针对光合作用过程等构建和预备叶部。在秧苗生长过程的随后阶段中的红色光然后用于高效地驱动光合作用过程。

通常用于生长植物的光频谱在蓝色/红色比例、红色/远红色比例、以μmol/s计的光子通量等方面来指定。光频谱可以通过组合分离的蓝色、红色、远红色（以及可能地另外的）光源来提供，或者可以通过预配置的光源发射的光谱按照期望与蓝色/红色和红色/远红色比例以及光子通量相符来提供。术语“附加”蓝色光在一些生长阶段中是指相对于从用于生长植物秧苗的现有技术光频谱所已知的蓝色/红色比例或者相对于不使用附加蓝色光的其它生长阶段中所使用的蓝色/红色比例，在生长光的光频谱中的“较高”蓝色/红色比例。

因此，公开了用于植物秧苗的生长的照明系统，包括用于在织物秧苗生长过程的生长阶段期间利用生长光来光照植物秧苗的至少一个光源、以及控制器，所述控制器用于控制从光源所发射的生长光的频谱功率分布，使得生长光在植物秧苗生长过程的至少一个生长阶段中比在植物秧苗生长过程的其它生长阶段中包括蓝色波长范围内的更多能量。在实施例中，在其中种子叶部发展的生长阶段和其中第一真实叶部发展的生长阶段中的至少一个之中提供附加蓝色光。

在实施例中，如果适当，则在生长阶段中，在日光存在的情况下执行植物秧苗的生长过程，并且照明系统包括用于测量日光的频谱功率分布的传感器，并且控制器还被适配成基于日光的频谱功率分布和期望的附加蓝色光来控制从光源所发射的生长光的频谱功率分布。