一种室内栽培植物的光源制造技术

本发明专利技术涉及人工光栽培植物技术领域，具体提供了一种全人工光栽培植物的光环境方法，为植物生长提供全人工光源，所述光源包括波段为620‑760nm的光波，所述620‑760nm的光波光子数占整个光源光子数的比例为64‑76％。本发明专利技术所采用的光源配比及光源组合方式，与传统的光源例如现有荧光灯、高压钠灯相比，能够大大提高植物的产量。本发明专利技术光源配比方案相对传统的LED灯光源配比方案，选取的光源波段更为精准，受其他植物生长参数影响小，在促进植物生长过程中更具有针对性，采用精准的光波的波段、峰值波长以及光量子占比的精准组合及配比，能够更加精准的对植物生长效果进行把控，从而促进植物生长。

A Light Source for Indoor Plants

The invention relates to the field of artificial light cultivation plant technology, in particular to a method of light environment for plant cultivation by artificial light, which provides a full artificial light source for plant growth. The light source includes 620 760 nm wave, and the ratio of 620 760 nm light wave photon number to the whole light source photon number is 64 76%. Compared with traditional light sources such as existing fluorescent lamps and high-pressure sodium lamps, the light source ratio and the light source combination method adopted in the invention can greatly improve the output of plants. Compared with the traditional LED light source matching scheme, the light source band selected by the invention is more precise, less affected by other plant growth parameters, and has more pertinence in the process of promoting plant growth. The precise combination and matching of wave band, peak wavelength and light quantum proportion of light wave can control plant growth effect more accurately. And promote plant growth.

【技术实现步骤摘要】
一种室内栽培植物的光源
本专利技术涉及人工光栽培植物
，具体涉及一种全人工光栽培植物光源。
技术介绍
光是植物生长发育的基本环境因素。它不仅是光合作用的基本能源，而且是植物生长发育的重要调节因子，对其形态建成、生殖发育、次级代谢物质调控有重要的作用，植物的生长发育受光质、光照强度、光照周期、光照方式的影响。传统的认知：万物生长靠太阳，在地球上，太阳是主要的可见(即光)和不可见电磁辐射源，并是维持生命存在的主要因素。到达地球的净日平均太阳能约为28×10^23J(即265EBtu)。该值是2007年估算的世界全年一次能量消耗479Pbtu的5500倍。对于地球表面可测量到的太阳辐射的光谱分布具有约300nm和1000nm之间的宽波带范围。但是到达地表的辐射中仅50％是光合成有效辐射(PAR)，即400-700nm之间的辐射能。植物吸收转化光能主要通过光合系统完成，其感光体是主要存在于植物的叶子上的活性元素，其负责光子捕获以及用于将光子能量转换为化学能。人造光源时代开始于托马斯·爱迪生在1879年研制出的爱迪生灯泡，即白炽灯。所以人造光源在植物照明领域的应用首先由白炽灯开启，主要经历了荧光灯、高压钠灯(HPS)，一直到现在的LED灯。白炽的特征在于大量的远红外辐射，其可达到总PAR的约60％，但由可见光谱范围内消耗的电能(输入)和发射的光能(输出)之间的转换效率定义的白炽灯的电效率仍然很低，通常约为10％，白炽灯寿命不大于1000小时，寿命短，导致其在植物生长中应用受限；荧光灯较之白炽灯，电光能量转换效率有提升，功率通常小于40W,国际品牌T8或T5荧光灯电转光效率接近30％，一般产品在20-30％之间，其中大于90％的发射光子在PAR范围内，其中蓝光能量取决于灯的相关色温(CCT)，可达到在PAR范围内总光子发射的10％以上，所以对于光需较弱的植物品种或近距离应用场景中，荧光灯广泛用于封闭的生长室和人工气候箱以完全取代太阳光。高压钠灯(HPS)属于气体放电灯、功率一般在400-1000W,电转光效率30-35％，其中约70％的发射光子在PAR范围内，常用于高光需植物或温室中整年农作物生产的优选光源。但是无论荧光灯还是高压钠灯由于其光谱设计的局限性，可实现的光谱能量分布是有限的，光谱质量对于促进光合作用和光形态发生作用来说并不是最优的，因此导致叶子和茎的过度生长。这归因于与诸如叶绿素a、叶绿素b和β胡萝卜素的重要的光合色素的吸收峰相关的不平衡的光谱发射；此外，由于不同种类植物对光环境的需求不一样，会导致有效转化的能量效率极低而且极大的浪费能源，导致人工光室内栽培植物的运行成本加重。因此，基于以上原因，发光二极管(LED)以及相关的固态照明(SSL)作为潜在可行且有前途的用于植物照明中的工具，LED具有高光效、长寿命、窄光谱、光谱选择性强等诸多优势，但是，新型商用高亮度LED产品，主要能量处于500nm至600nm的绿黄光波长范围，对人眼视觉具有高效响应，不能有效响应光合作用过程，根据技术原理，高效响应光合作用的光谱可利用组合诸如GaN、GaAs、GaP不同类型的半导体或光致发光材料实现。目前人工光栽培植物主要包含叶菜类蔬菜、茄果类蔬菜、药用植物、麻类植物、花卉植物、模式植物、大宗经济作物、价值高的灌木等，现有技术公开不同植物不同生长阶段的光谱能量分布特征，如峰值波长、R/B、R/FR，甚至针对特定植物特定生长阶段有具体的能量分布数据，但并没有提出能够满足以上多种植物共同健康生长的光谱。本专利技术的第一目的是提出一种能够满足多种植物在全人工光健康生长的光源，其健康生长包含其整个生长发育的完整过程；本专利技术的第二目的是提出的光谱满足高效光合作用的进行，对比传统荧光灯或HPS具有明显的提产和改善品质的功能；本专利技术的第三目的是提出的光谱经过大量科研试验优化，提高了对植物光合作用、形态建成、生殖发育等有利的光谱能量，降低了植物利用率低，对植物影响较少的光谱能量；本专利技术的第四个目的是提出的光谱可采用LED技术实现，同时实现该光谱的照明设备电光转化效率更高，更节能。
技术实现思路
为实现上述目的，需要提供一种更为精准，调整参数种类更少，而能够避免过多种类参数调整而导致植物生长过程中需要更为频繁的参数控制，并且精准的单一种类参数的控制，能够更加精准的对植物生长效果进行把控，从而促进植物生长。为实现上述目的，本专利技术提供了一种全人工光栽培植物的光谱，为植物生长提供全人工光源，所述光源包括波段为620-760nm的光波，所述620-760nm的光波光子数占整个光源光子数的比例为64-76％。一般地，上述植物在室内培养。可以采用大棚种植的模式。优选的，所述光源中波段为700-760nm的光子数在波段为620-760nm的光子数中占比3-38％。优选的，所述波段为620-760nm的光波的峰值波长优选在650-700nm或730-740nm。进一步优选的，所述波段为620-760nm的光波的峰值波长优选650nm、660nm、680nm、695nm、735nm其中一种或二种或三种进行组合。优选的，波段为620-760nm的光波采用LED光源实现。优选的，650-700nm或730-740nm范围内的峰值波长对应的光波半高宽小于35nm。优选的，所述光源还包括波段为400-499nm的光波，波段620-760nm光子总数与所述波段400-499nm的光子总数之比为4～7：1。优选的，所述波段为400-499nm的光波的峰值波长优选在430-460nm。进一步优选的，所述波段为400-499nm光波的峰值波长优选435nm、440nm、450nm、460nm其中之一或其中任意二种或三种进行组合。优选的，430-460nm范围内的峰值波长对应的光波半高宽小于35nm。优选的，所述光源还包括波段为500-599nm的光波，波段为620-760nm光波的光子总数与波段为500-599nm光波的光子总数之比为3～8：1。优选的，所述植物选自番茄、黄瓜、甜椒、莴苣、水稻、小麦、棉花、玉米中的至少一种。优选地，所述方法具体包括：播种和生长管理。所述播种采用现有技术。所述生长管理是指对发芽后的植物进行必要的管理，例如施肥、浇水、设置光源以及环境条件。优选地，所述植物可以为药材、麻类植物。番茄：即西红柿(学名：LycopersiconesculentumMill.)，是管状花目、茄科、番茄属的一种一年生或多年生草本植物。黄瓜：黄瓜(学名：CucumissativusL.)葫芦科一年生蔓生或攀援草本植物。甜椒：菜椒(学名：Capsicumannuumvar.grossum)俗称灯笼椒、柿子椒、甜椒，台湾话也称作大筒仔，是茄科辣椒属辣椒的一个变种，分布于中国大陆的南北各地，属于“非人工引种栽培”类型植物。莴苣：莴苣(学名：LactucasativaLinn.)是菊科，莴苣属一年生或二年生草本。水稻：水稻是草本稻属的一种，属谷类，也是稻属中作为粮食的最主要最悠久的一种，区别于旱稻。小麦：小麦是小麦系植物的统称，是单子叶植物，是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物，小麦的颖果是人类的主食之一，磨成面粉后可制作面包、馒头、饼干、面条等食物；发酵后可制成啤酒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内栽培植物的光源，其特征在于：所述光源包括波段为620‑760nm的光波，所述620‑760nm的光波光子数占整个光源光子数的比例为64‑76％。

【技术特征摘要】
1.一种室内栽培植物的光源，其特征在于：所述光源包括波段为620-760nm的光波，所述620-760nm的光波光子数占整个光源光子数的比例为64-76％。2.根据权利要求1所述一种室内栽培植物的光源，其特征在于，所述光源中波段为700-760nm的光子数在波段为620-760nm的光子数中占比3-38％。3.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，所述波段为620-760nm的光波的峰值波长优选在650-700nm或730-740nm。4.根据权利要求3所述的光源，其特征在于，所述波段为620-760nm的光波的峰值波长优选650nm、660nm、680nm、695nm、735nm其中一种或二种或三种进行组合。5.根据权利要求3所述的光源，其特征在于，650-700nm或730-740nm范围内的峰值波长对应的光波半高宽小于35nm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马健，李阳，陈艺群，李绍华，王婷婷，杨玉凯，刘国杰，
申请(专利权)人：福建省中科生物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35