园艺照明系统以及使用这种园艺照明系统的园艺生产设施技术方案

本发明专利技术提供了一种照明系统，该照明系统包括（i）照明设备，其包括应用于园艺生产设施中的多个光源，其中这些光源被配置成利用园艺光照射作物，其中该照明系统进一步包括（ii）控制单元，其被配置成控制一地点处的局部光的光强度，其中局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源的光之和，并且其中控制单元被配置成通过控制园艺光对局部光的贡献来防止在选自等于或小于5分钟的范围的预定时间段内，所述地点处的局部光的平均超过50µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】园艺照明系统以及使用这种园艺照明系统的园艺生产设施
本专利技术涉及一种园艺照明系统以及使用这种园艺照明系统的园艺生产设施。
技术介绍
园艺照明在本领域中是已知的。例如，US2010031562描述了一种用在温室养殖中以便对温室中的作物进行照明的照明装置，该照明装置包括若干在要照明的作物上方提供的诸如灯之类的光源以及若干用于光源的调光器设备，其特征在于，调光器设备设有用于依照预定模式周期性地自动改变与调光器设备协作的光源的光强度的控制构件。US2010031562旨在分别提供一种用于温室养殖的方法和照明装置。特别地，将光源划分成若干组，照明装置被设计成使得在使用中每组的功率依照预定模式改变，同时不同组的模式相对于彼此移相，使得联合组所消耗的电功率比单独的组的功率变化之和更小地改变，更特别地，使得联合组所消耗的电功率比单组的功率变化更小地改变，更特别地，还使得联合组所消耗的电功率在最小可能程度上改变，或者至少几乎不改变。特别地，所有模式都相同，只是仅相对于彼此移相。EP1639884描述了一种用于生产秧苗的器具及其方法，由此在生产果实蔬菜的嫁接秧苗时，可以以低成本在一致的过程中完成从其砧木（根茎和接穗）的培养到嫁接之后的接合的过程。
技术实现思路
植物使用光合作用过程将光、CO2和H2O转换成碳水化合物（糖）。这些糖用来推动新陈代谢过程。过量的糖用于生物质形成。该生物质形成包括茎伸长、叶面积增大、开花、果实形成等等。负责光合作用的感光体是叶绿素。除了光合作用之外，光周期性、趋光性和光形态建成也是与辐射和植物之间的相互作用有关的代表性过程：•光周期性是指植物必须感测和测量辐射的周期性（例如以便诱导开花）的能力，•趋光性是指植物朝向和远离辐射的生长运动，并且•光形态建成是指响应于辐射的质量和数量的形态变化。叶绿素的两个重要的吸收峰a和b分别位于红色和蓝色区域，尤其是625-675nm和425-475nm。另外，也存在近紫外（300-400nm）和远红区（700-800nm）中的其他局部峰。主要的光合作用活动似乎发生在波长范围400-700nm内。该范围内的辐射称为光合有效辐射（PAR）。植物中的其他光敏过程包括光敏色素。光敏色素活动操纵不同的响应，例如叶扩展、邻居感知、避免遮光、茎伸长、种子发芽和开花诱导。光敏色素光系统包括两种形式的光敏色素Pr和Pfr，其分别在红色中的660nm处和远红中的730nm处具有其灵敏度峰值。在园艺中，以每单位面积每秒的光子数（以µmol/s/m2为单位；1摩尔相应于6•1023个光子）测量光合作用光子通量密度（PPFD）。在实践中，当尤其是对于西红柿应用例如居间照明（inter-lighting）（参见下文）时，使用的红色PPFD可以典型地为200µmol/s/m2，并且蓝色:红色比值可以典型地为1:7（红色和蓝色范围分别为625-675nm和400-475nm）。特别地，光合作用光子通量密度可以包括大约10%的蓝色和大约90%的红色。PPFD可以根据光电二极管确定或者利用光电倍增器直接测量。PPFD中的面积指的是（多个）光源布置于其中的空间的局部光接收（植物）面积。在多层系统的情况下，它是多层配置中包括的相关层的面积；于是，可以单独地与每层有关地估计PPFD（进一步也参见下文）。该面积在一个实施例中可以是手动地馈送至控制单元的值，或者在一个实施例中可以由控制单元求取（利用例如传感器）。植物生长不仅取决于光量，而且取决于植物上的光的光谱组成、持续时间和定时。根据这些方面的参数值的组合称为用于使植物生长的“光配方”（在这里，词语植物和作物可以互换）。LED可以在园艺照明中发挥各种各样的作用，例如：1.补充照明：使用补充自然日光的照明以便在例如作物价格可能更高时的秋季、冬季和春季时段期间增加（例如西红柿的）产量或者延长作物生产。2.光周期照明：光的每日持续时间对于许多植物而言是重要的。24小时周期中的亮暗时段的比值影响许多植物的绽放响应。借助于补充照明操纵该比值使得能够调整绽放的时间。3.植物工厂中的无日光栽培。4.组织培养。为了在秋季、冬季和春季期间在温室中（或者全年在多层种植中）提供补充照明，通常使用高功率气体放电灯，这些灯必须安装在植物上方的相对高的地点以便确保跨植物的足够均匀的光分布。目前，在温室中，使用范围从600W直到1000W的不同类型的高功率灯（例如高功率HID）来向植物提供补充光。一个缺陷在于，根据作物的类型，从植物上方的所述地点到达植物较低部分的光量可能相当有限。同时，植物的较低部分经常最需要补充光。当使用安装在植物上方的固态照明时，相同的困境持续存在。然而，LED照明，尤其是固态照明相对于基于放电的照明具有一些优点。当植物经历环境的任何突变时，这转化成抑制高效光合作用的一定应激（stress）水平。这也适用于每当使用补充照明时可能出现的突然光应激。当晴空变成阴天时，也自然地发生光变化。已经显示，光诱导应激可以产生光抑制。过量的光是与植物有关的最常见的应激，然而，突然的光中断也对植物造成应激。这尤其在植物开花时被观察到。例如，在具有补充照明的温室中，人造光源将自动地（基于光传感器和某些算法）或者手动地或者依照特定光配方而接通（或关断或者调光）。当此发生时，植物将突然接收更多（或更少）的光并且它们必须相应地调节其光合作用和其他过程的速率以便适应该突变。这种应激在人造光是唯一光源时的环境中，例如在组织培养室（或者多层园艺生产设施）中甚至更糟。在关灯的情况下，发生类似的影响。因此，本专利技术的一个方面是提供一种可替换照明系统和/或一种包括（和使用）这种可替换照明系统的可替换园艺生产设施（例如温室或多层系统），其优选地进一步至少部分地避免上述缺陷中的一个或多个。本专利技术的意图尤其是通过在（照明）控制单元中添加特征而降低人造照明或者自然日光的突变所生成的植物应激，该特征除别的以外可以遵循或者模仿日光节奏和基本方向。意图尤其是排除这里由于高或低的光条件（的（突然）变化）而引起的应激。因此，在第一方面中，本专利技术提供了一种照明系统，该照明系统包括（i）照明设备，其包括应用于包括所述照明设备的园艺生产设施中的多个光源，其中这些光源被配置成利用园艺光照射所述园艺生产设施内的作物，其中该照明系统进一步包括（ii）控制单元，其被配置成控制园艺生产设施内的地点处的局部光的光强度，其中局部光是园艺光以及所述地点处起源于可选的其他光源的可选光之和，并且其中控制单元被配置成通过控制园艺光对局部光的贡献来防止在选自等于或小于5分钟的范围（例如5分钟）或者甚至选自等于或小于2分钟的范围（例如1分钟）的预定时间段内，园艺生产设施内的所述地点处的局部光的平均超过50µmol/s/m2（阈值或门限值），例如平均超过20µmol/s/m2，尤其是平均超过5µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化，其中光合作用光子通量密度（PPFD）以每单位局部光接收面积每秒的（照明设备和可选的其他（多个）光源所发射的）总光子数进行测量。因此，当观察到或者预期在所指示的预定时间段内园艺生产设施内的所述地点处的局部光的平均超过50µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化时，控制单元可以通过控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明系统（100），包括：照明设备（500），其包括应用于包括所述照明设备（500）的园艺生产设施（1000）中的多个光源（10），其中这些光源（10）被配置成利用园艺光（511）照射所述园艺生产设施（1000）内的作物（1），其中该照明系统（100）进一步包括控制单元（88），该控制单元被配置成控制园艺生产设施（1000）内的地点（205）处的局部光（211）的光强度，其中局部光（211）是园艺光（511）以及所述地点（205）处起源于可选的其他光源（30）的可选光（31）之和，并且其中控制单元（88）被配置成通过控制园艺光（511）对局部光（211）的贡献来防止在选自等于或小于5分钟的范围的预定时间段内，园艺生产设施（1000）内的所述地点（205）处的局部光（211）的平均超过50µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化，其中局部光（211）的光合作用光子通量密度（PPFD）被确定为局部光接收面积（A）的每单位面积每秒的400‑800nm波长范围内的总光子数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.04 US 61/6965321.一种照明系统（100），包括：照明设备（500），其包括应用于包括所述照明设备（500）的园艺生产设施（1000）中的多个光源（10），其中这些光源（10）被配置成利用园艺光（511）照射所述园艺生产设施（1000）内的作物（1），特征在于，该照明系统（100）进一步包括控制单元（88），该控制单元被配置成控制园艺生产设施（1000）内的地点（205）处的局部光（211）的光强度，其中局部光（211）是园艺光（511）以及所述地点（205）处起源于可选的其他光源（30）的可选光（31）之和，并且其中控制单元（88）被配置成通过控制园艺光（511）对局部光（211）的贡献来防止在选自等于或小于5分钟的范围的预定时间段内，园艺生产设施（1000）内的所述地点（205）处的局部光（211）的平均超过50µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化，其中局部光（211）的光合作用光子通量密度（PPFD）被确定为局部光接收面积（A）的每单位面积每秒的400-800nm波长范围内的总光子数。2.依照权利要求1的照明系统（100），其中控制单元（88）被配置成防止在预定时间段内园艺生产设施（1000）内的所述地点（205）处的局部光（211）的平均超过5µmol/s/m2的光合作用光子通量密度（PPFD）变化。3.依照权利要求1的照明系统（100），其中预定时间段选自等于或小于2分钟的范围。4.依照权利要求1的照明系统（100），其中该照明系统进一步包括被配置成感测所述地点（205）处的局部光（211）的光合作用光子通量密度（PPFD）的传感器。5.依照权利要求1的照明系统（100），其中控制单元（88）进一步被配置成通过以这样的程度控制园艺光（511）对局部光（211）的贡献，使得局部光的400-800nm波长范围内的两个或更多波长范围之间的强度比值的变化维持在从所述两个或更多波长范围中选择出的预定波长范围的强度的1:2-2:1内，来防止所述地点（205）处的局部光（211）的光谱光分布的变化。6.依照权利要求1的照明系统（100），其中控制单元（88）进一步被配置成通过控制园艺光（511）对局部光（211）的贡献根据预定光配方控制所述地点处的局部光（211）的强度和光谱光分布中的一个或多个。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：CCS尼科勒，季杭峰，C塔纳塞，GE奧纳，MA彼得斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL