专利名称：Led在植物栽培中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及植物生长用的新型光源。
背景技术：
温室可以给植物创造一个容易控制的适宜小环境，尽可能使植物不受季节和环境的影响。温室栽培技术现在已经被广泛地应用在植物栽培的各个领域，例如在冬季我们仍然可以吃到新鲜的蔬菜，这就是利用温室进行反季节蔬菜栽培的结果。另外，采用温室栽培技术还可栽培不同纬度的植物，例如大多数植物园中都有温室栽培的各种观赏植物。长期以来温室植物生长多采用自然光，但由于温室结构及材料对太阳光照有损耗，或者由于季节原因使得日光照时间过短，因此常需要人工补光。目前常用的补光光源为普通荧光灯以及高压钠灯等。它们普遍存在寿命短、发热量大以及发光效率不理想等缺点。 并且，植物对这些光源的利用率低，50%以上的光照是无效光照，不能被植物有效利用，大大浪费了能源。LED (Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，与传统的人工光源相比，具有光电转换率高、体积小、寿命长、波长固定、 光强可调、发热量低等特点。LED早期主要用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。然而，目前还没有发现将LED作为植物栽培用光源的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供LED在植物栽培中的应用。植物光合作用的波长范围主要集中在400nm到700nm之间。在光源的可见光谱中 (380nm-760nm)中，植物吸收的光约占生理辐射光的60% -65%，主要为610nm_720nm的红橙光。发明人尝试通过不同红蓝光配比的LED灯管式排列组合来得到植物高效利用的光源。结果表明，采用红光与蓝光比为6 4 8 2时，植物利用的效率较高，优选红光与蓝光比为 7:3。光照强度控制在 40-—100-μ mo 1 ·πΓ2 .s—1，优选为 60—80 μ mo 1 ·πΓ2 .s—1。本发明中所述的红光是指波长为640nm的光波，所述蓝光为波长450nm的光波。本发明所述的LED在植物栽培中的应用，优选为在温室植物栽培中的应用，但不限于此，例如还可以作为露天植物栽培的光源。本发明还提供一种用LED作为补光光源的植物栽培方法，该方法结合日光光谱和光照强度，通过控制LED的光照强度和红蓝光的配比，达到植物栽培的最佳光照。本发明还提供一种用于植物栽培的LED补光架，包括架体，在架体上端具有一个用于悬挂LED灯管的悬挂板，在所述悬挂板的下面悬挂有LED灯管。所述LED灯管与一控制器相连，所述控制器控制CCFL灯管的开关和光照强度。此外，所述悬挂板和/或LED灯管的高度可调，尤其是每只LED灯管的高度单独可调。
本发明具有如下优点1、由于LED相比传统光源，其光电转化率高，有效光照高，寿命长，因此可以节约能源，降低成本；2、由于LED体积小，为冷光源，不产生热量，因此可以缩短补光植物间的距离，提高补光效果，还可以提高单位面积的栽培量，从而提高空间利用率，此外，由于LED不产生热量，因此能降低基质蒸发干燥速度；3、可采用灯管形式的LED，不同红蓝光配比和白光可以满足不同植物的不同光源需求。有利于提高能源的利用。
图1是鸢尾一年生苗生长量观测结果，其中A:马蔺早X西伯利亚鸢尾 iLichterfeldius' $ ；B 西藏鸢尾早X黄菖蒲古；图2是LED补光与幼苗与对照(右侧花盆)，其中A 马蔺早X西伯利亚鸢尾 iLichterfeldius' $ ；B 西藏鸢尾早X黄菖蒲古；图3是本发明LED补光架的结构示意4是图3的仰视图；图5是图3的侧视图。
具体实施例方式以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例1 鸢尾LED光源促成栽培试验对鸢尾属植物的杂种幼苗生长量进行观测，发现大部分杂交组合在12月下旬到1 月下旬这1个月的时间生长基本停止，叶片枯黄，萎缩，出现休眠现象。以马蔺早X西伯利亚鸢尾‘Lichterfeldius’ $，西藏鸢尾早X黄菖蒲$这两个杂交组合为例。试验结果表明(图1)，马蔺早X西伯利亚鸢尾‘Lichterfeldius，$，西藏鸢尾早X黄菖蒲 ，这两个杂交组合的杂种苗在12月27日至1月21日进入休眠状态，基本停止生长，到3月初才恢复生长，长出新叶片。对于进入休眠状态的幼苗补光处理，采用二极管(LED红蓝7 3)，光强为 25001UX，补光时间为每天的18:00到翌日08:00。补光处理一个月后，进行补光处理的杂种苗与对照相比，生长量明显远远大于对照，说明补光可以打破鸢尾幼苗的休眠现象(见图 2)。实施例2萱草LED光源促成栽培试验1.材料与方法以LED作为补光光源，在温室萱草幼苗从2009年11月14日至次年2月14日进行补光试验，光强为2500lux，补光时间为每天的18 00到翌日08 00，设置对照，三次重复， 随机将植物材料排放于光源下，每15天测量其叶片数、株高、开花时间及开花数目，计算净生长量。2.结果与分析分别统计萱草及对照的叶片数、叶片长度、叶片宽度结果分别如表1所示表1补光处理组的统计结果
Γ 叶片数 ο8叶好度2522
叶片宽度_L5_1从表中可以看出，萱草处理后的叶片数、叶片长度、叶片宽度净生长量的增加显著高于对照组。萱草补光处理30天后出现花蕾，30天后开花旺盛，每株花量平均4朵，而对照在45天后现蕾，花量平均2朵。补光处理花期提前15天左右，每株开花量也有显著增加， 提前了花期的同时改善了观赏品质。按照上述方法，对有髯鸢尾、黄花菜和耧斗菜进行补光实验，结果表明采用LED补光比没有补光的对照植株提前20天左右开花。以细叶百合、朝鲜百合、卷丹和栽培的亚洲百合品种作为实验对象，结果表明LED补光比没有补光的对照植株开花显著提前。实施例2 LED补光架如图3、4和5所示，本发明一种用于植物栽培的LED补光架，包括架体1，在架体1 上端具有一用于悬挂LED灯管的悬挂板2，在所述悬挂板的下面悬挂有若干个LED灯管3。 所述LED灯管3与一控制器相连，所述控制器控制LED灯管3的开关和光照强度。LED的高度是可以调节的。所述悬挂板的高度可调，可以调整悬挂板在架体上的高度，或者调整架体的高度，实现悬挂板高度的调整，另外，每个LED灯管的高度亦可以调整。因为LED是冷光源因此可以距离植物很近，不会灼伤植物。补光架子的高度是可调的。每只LED灯的高度也是可以根据植物的高度调节的。不仅可以从正面对植物补光还可以从它的侧面进行补光。
权利要求
1.LED在作为植物栽培光源中的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述光源中的红光与蓝光比为6 4 8 . 2 ο
3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，光照强度为40 90μ mol · m_2 · s—1。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，光照强度为60 80μ mol · m_2 · s—1。
5.如权利要求1 3任一项所述的应用，其特征在于，所述植物栽培为温室栽培。
6.一种植物栽培方法，其特征在于，该方法用LED作为补光光源。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法结合日光光照，通过控制LED的光照强度和红蓝光的配比，达到植物栽培的最佳光照。
8.一种用于植物栽培的LED补光架，包括架体，其特征在于，在架体上端具有一个用于悬挂LED灯管的悬挂板，在所述悬挂板的下面悬挂有LED灯管，所述LED灯管与一控制器相连，所述控制器控制LED灯管的开关和光照强度
9.如权利要求8所述的LED补光架，其特征在于，所述悬挂板和/或LED灯管的高度可调。
10.权利要求8或9所述LED补光架在植物栽培中的应用。
全文摘要
本发明提供了LED在植物栽培中的用途，具体地说是灯管式LED作为植物栽培光源中的应用。本发明通过研究还进一步确定采用特定的红光和蓝光配比能够提高光源的利用率，采用特定的光照强度能够有效提高植物的生长量。采用灯管式LED作为光源能够广泛地用于植物栽培，特别是温室植物栽培，其能提高植物生长效率，降低能耗，因为LED是冷光源因此可以距离植物很近，不会灼伤植物。本发明还提供了灯管式LED补光架，该补光架的高度是可调的，并且每LED灯的高度也是可以根据植物的高度调节的。不仅可以从正面对植物补光还可以从它的侧面进行补光。
文档编号F21V21/104GK102415300SQ201110220279
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者张启翔, 李盟, 程堂仁, 高亦珂 申请人:北京林业大学