專利名稱：Led在植物栽培中的應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及植物生長用的新型光源。
背景技術(shù)：
溫室可以給植物創(chuàng)造一個容易控制的適宜小環(huán)境，盡可能使植物不受季節(jié)和環(huán)境的影響。溫室栽培技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛地應用在植物栽培的各個領(lǐng)域，例如在冬季我們?nèi)匀豢梢猿缘叫迈r的蔬菜，這就是利用溫室進行反季節(jié)蔬菜栽培的結(jié)果。另外，采用溫室栽培技術(shù)還可栽培不同緯度的植物，例如大多數(shù)植物園中都有溫室栽培的各種觀賞植物。長期以來溫室植物生長多采用自然光，但由于溫室結(jié)構(gòu)及材料對太陽光照有損耗，或者由于季節(jié)原因使得日光照時間過短，因此常需要人工補光。目前常用的補光光源為普通熒光燈以及高壓鈉燈等。它們普遍存在壽命短、發(fā)熱量大以及發(fā)光效率不理想等缺點。 并且，植物對這些光源的利用率低，50%以上的光照是無效光照，不能被植物有效利用，大大浪費了能源。LED (Light Emitting Diode)，發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光，與傳統(tǒng)的人工光源相比，具有光電轉(zhuǎn)換率高、體積小、壽命長、波長固定、 光強可調(diào)、發(fā)熱量低等特點。LED早期主要用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED 在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。然而，目前還沒有發(fā)現(xiàn)將LED作為植物栽培用光源的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供LED在植物栽培中的應用。植物光合作用的波長范圍主要集中在400nm到700nm之間。在光源的可見光譜中 (380nm-760nm)中，植物吸收的光約占生理輻射光的60% -65%，主要為610nm_720nm的紅橙光。發(fā)明人嘗試通過不同紅藍光配比的LED燈管式排列組合來得到植物高效利用的光源。結(jié)果表明，采用紅光與藍光比為6 4 8 2時，植物利用的效率較高，優(yōu)選紅光與藍光比為 7:3。光照強度控制在 40-—100-μ mo 1 ·πΓ2 .s—1，優(yōu)選為 60—80 μ mo 1 ·πΓ2 .s—1。本發(fā)明中所述的紅光是指波長為640nm的光波，所述藍光為波長450nm的光波。本發(fā)明所述的LED在植物栽培中的應用，優(yōu)選為在溫室植物栽培中的應用，但不限于此，例如還可以作為露天植物栽培的光源。本發(fā)明還提供一種用LED作為補光光源的植物栽培方法，該方法結(jié)合日光光譜和光照強度，通過控制LED的光照強度和紅藍光的配比，達到植物栽培的最佳光照。本發(fā)明還提供一種用于植物栽培的LED補光架，包括架體，在架體上端具有一個用于懸掛LED燈管的懸掛板，在所述懸掛板的下面懸掛有LED燈管。所述LED燈管與一控制器相連，所述控制器控制CCFL燈管的開關(guān)和光照強度。此外，所述懸掛板和/或LED燈管的高度可調(diào)，尤其是每只LED燈管的高度單獨可調(diào)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、由于LED相比傳統(tǒng)光源，其光電轉(zhuǎn)化率高，有效光照高，壽命長，因此可以節(jié)約能源，降低成本；2、由于LED體積小，為冷光源，不產(chǎn)生熱量，因此可以縮短補光植物間的距離，提高補光效果，還可以提高單位面積的栽培量，從而提高空間利用率，此外，由于LED不產(chǎn)生熱量，因此能降低基質(zhì)蒸發(fā)干燥速度；3、可采用燈管形式的LED，不同紅藍光配比和白光可以滿足不同植物的不同光源需求。有利于提高能源的利用。


圖1是鳶尾一年生苗生長量觀測結(jié)果，其中A:馬藺早X西伯利亞鳶尾 iLichterfeldius' $ ；B 西藏鳶尾早X黃菖蒲古；圖2是LED補光與幼苗與對照(右側(cè)花盆)，其中A 馬藺早X西伯利亞鳶尾 iLichterfeldius' $ ；B 西藏鳶尾早X黃菖蒲古；圖3是本發(fā)明LED補光架的結(jié)構(gòu)示意4是圖3的仰視圖；圖5是圖3的側(cè)視圖。
具體實施例方式以下實施例進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應理解為對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。實施例1 鳶尾LED光源促成栽培試驗對鳶尾屬植物的雜種幼苗生長量進行觀測，發(fā)現(xiàn)大部分雜交組合在12月下旬到1 月下旬這1個月的時間生長基本停止，葉片枯黃，萎縮，出現(xiàn)休眠現(xiàn)象。以馬藺早X西伯利亞鳶尾‘Lichterfeldius’ $，西藏鳶尾早X黃菖蒲$這兩個雜交組合為例。試驗結(jié)果表明(圖1)，馬藺早X西伯利亞鳶尾‘Lichterfeldius，$，西藏鳶尾早X黃菖蒲 ，這兩個雜交組合的雜種苗在12月27日至1月21日進入休眠狀態(tài)，基本停止生長，到3月初才恢復生長，長出新葉片。對于進入休眠狀態(tài)的幼苗補光處理，采用二極管(LED紅藍7 3)，光強為 25001UX，補光時間為每天的18:00到翌日08:00。補光處理一個月后，進行補光處理的雜種苗與對照相比，生長量明顯遠遠大于對照，說明補光可以打破鳶尾幼苗的休眠現(xiàn)象(見圖 2)。實施例2萱草LED光源促成栽培試驗1.材料與方法以LED作為補光光源，在溫室萱草幼苗從2009年11月14日至次年2月14日進行補光試驗，光強為2500lux，補光時間為每天的18 00到翌日08 00，設置對照，三次重復， 隨機將植物材料排放于光源下，每15天測量其葉片數(shù)、株高、開花時間及開花數(shù)目，計算凈生長量。2.結(jié)果與分析分別統(tǒng)計萱草及對照的葉片數(shù)、葉片長度、葉片寬度結(jié)果分別如表1所示表1補光處理組的統(tǒng)計結(jié)果
Γ 葉片數(shù) ο8葉好度2522
葉片寬度_L5_1從表中可以看出，萱草處理后的葉片數(shù)、葉片長度、葉片寬度凈生長量的增加顯著高于對照組。萱草補光處理30天后出現(xiàn)花蕾，30天后開花旺盛，每株花量平均4朵，而對照在45天后現(xiàn)蕾，花量平均2朵。補光處理花期提前15天左右，每株開花量也有顯著增加， 提前了花期的同時改善了觀賞品質(zhì)。按照上述方法，對有髯鳶尾、黃花菜和耬斗菜進行補光實驗，結(jié)果表明采用LED補光比沒有補光的對照植株提前20天左右開花。以細葉百合、朝鮮百合、卷丹和栽培的亞洲百合品種作為實驗對象，結(jié)果表明LED補光比沒有補光的對照植株開花顯著提前。實施例2 LED補光架如圖3、4和5所示，本發(fā)明一種用于植物栽培的LED補光架，包括架體1，在架體1 上端具有一用于懸掛LED燈管的懸掛板2，在所述懸掛板的下面懸掛有若干個LED燈管3。 所述LED燈管3與一控制器相連，所述控制器控制LED燈管3的開關(guān)和光照強度。LED的高度是可以調(diào)節(jié)的。所述懸掛板的高度可調(diào)，可以調(diào)整懸掛板在架體上的高度，或者調(diào)整架體的高度，實現(xiàn)懸掛板高度的調(diào)整，另外，每個LED燈管的高度亦可以調(diào)整。因為LED是冷光源因此可以距離植物很近，不會灼傷植物。補光架子的高度是可調(diào)的。每只LED燈的高度也是可以根據(jù)植物的高度調(diào)節(jié)的。不僅可以從正面對植物補光還可以從它的側(cè)面進行補光。
權(quán)利要求
1.LED在作為植物栽培光源中的應用。
2.如權(quán)利要求1所述的應用，其特征在于，所述光源中的紅光與藍光比為6 4 8 . 2 ο
3.如權(quán)利要求1或2所述的應用，其特征在于，光照強度為40 90μ mol · m_2 · s—1。
4.如權(quán)利要求3所述的應用，其特征在于，光照強度為60 80μ mol · m_2 · s—1。
5.如權(quán)利要求1 3任一項所述的應用，其特征在于，所述植物栽培為溫室栽培。
6.一種植物栽培方法，其特征在于，該方法用LED作為補光光源。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法結(jié)合日光光照，通過控制LED的光照強度和紅藍光的配比，達到植物栽培的最佳光照。
8.一種用于植物栽培的LED補光架，包括架體，其特征在于，在架體上端具有一個用于懸掛LED燈管的懸掛板，在所述懸掛板的下面懸掛有LED燈管，所述LED燈管與一控制器相連，所述控制器控制LED燈管的開關(guān)和光照強度
9.如權(quán)利要求8所述的LED補光架，其特征在于，所述懸掛板和/或LED燈管的高度可調(diào)。
10.權(quán)利要求8或9所述LED補光架在植物栽培中的應用。
全文摘要
本發(fā)明提供了LED在植物栽培中的用途，具體地說是燈管式LED作為植物栽培光源中的應用。本發(fā)明通過研究還進一步確定采用特定的紅光和藍光配比能夠提高光源的利用率，采用特定的光照強度能夠有效提高植物的生長量。采用燈管式LED作為光源能夠廣泛地用于植物栽培，特別是溫室植物栽培，其能提高植物生長效率，降低能耗，因為LED是冷光源因此可以距離植物很近，不會灼傷植物。本發(fā)明還提供了燈管式LED補光架，該補光架的高度是可調(diào)的，并且每LED燈的高度也是可以根據(jù)植物的高度調(diào)節(jié)的。不僅可以從正面對植物補光還可以從它的側(cè)面進行補光。
文檔編號F21V21/104GK102415300SQ201110220279
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者張啟翔, 李盟, 程堂仁, 高亦珂 申請人:北京林業(yè)大學