0nm的红光部分，另一个在波长为430?450nm的蓝紫光部分，如图16所示，自然光光谱对这几种色素的影响可见一般。此外，叶绿素对橙光、黄光吸收较少，其中尤以对绿光的吸收最少。叶绿素a对蓝紫光的吸收为对红光吸收的1.3倍，而叶绿素b则为3倍。胡萝卜素和叶黄素的吸收光谱与叶绿素不同，它们的最大吸收带在400?500nm的蓝紫光区，不吸收红光等长波光。藻蓝蛋白的吸收光谱最大值在橙红光部分，藻红蛋白在绿光、黄光部分。如图16所示，其中于450nm波段，对于植物发芽有一定程度的促进作用。当光波在660nm波段时，植物发芽、开花及光合作用皆有最佳的促进作用，因此，本发明所制备的光栅10即是依据上述原理而构想研发。
[0079]进一步而言，本发明光栅10可依据植物生长特性而制成为紫色、蓝色、绿色、黄色以及橙色等多种颜色。一般而言，待植物生长至一定阶段后，光谱成分则开始对植物的发育生长起作用。且经本发明人长期分析研究发现，光谱对植物生长的作用主要为:(I)紫色光与紫外线波长为300?440nm，是促进植物形成色素的主要光能，并直接影响植物对磷和铝等元素的吸收及维生素D的形成、干物质的积累以及角质层的形成；(2)蓝色光波长为440?490nm，可以活跃叶绿素的活动，促进光合作用；(3)绿色光及黄色光波长为500?600nm,抑制叶绿素的活动，使光合作用下降；(4)橙红色光波长为600?700nm，可以大幅增强植物的光合作用，有利于促进植物生长，但如果过多又会引起植物枝蔓的过度生长。
[0080]此外，植物对不同光谱的吸收程度也有所不同，其中，吸收最多的是橙红色光，其次是波长300?500nm的蓝紫色光和紫外线，而对波长500?600nm的绿黄色光吸收较少。另外，不同地区不同习性的植物对光照的吸收能力也不一致，喜阳性植物一般可吸收落在其叶面上80%以上的光线，而喜阴性植物一般只吸收60%左右的光线。
[0081]色素吸收决定着可见光波段的光谱反射率，细胞结构决定近红外波段的光谱反射率，而水汽吸收决定了短波红外的光谱反射率特性。再经本发明人深入研究分析后发现，在一般的情况下，植被在350?2500nm范围内具有如下的典型反射光谱特征:(1)350?490nm波段:由于400?450nm波段为叶绿素的强吸收带，425?490nm波段为类胡罗卜素的强吸收带，380nm波长附近还有大气的弱吸收带，故350?490nm波段的平均反射率很低，一般不超过10%，反射光谱曲线的形状也很平缓；(2)490?600mn波段:由于550nm波长附近是叶绿素的强反射峰区，故植被在此波段的反射光谱曲线具有波峰的形态和中等的反射率数值(约在8?28%之间)；(3) 600?700nm波段:650?700nm波段是叶绿素的强吸收带，610、660nm波段是藻胆素中藻蓝蛋白的主要吸收带，故植被在600?700nm的反射光谱曲线具有波谷的形态和很低的反射率数值(除处于落叶期的植物群落外，通常不超过10%) ; (4) 700?750nm波段:植被的反射光谱曲线在此波段急剧上升，具有陡而近于直线的形态；其斜率与植物单位面积叶绿素(a+b)的含量有关，但含量超过4?5mg.cm2后则趋于稳定；(5) 750?1300nm波段:植被在此波段具有强烈反射的特性(可理解为植物防灼伤的自卫本能)，故具有高反射率的数值，此波段室内测定的平均反射率多在35?78%之间，而野外测试的则多在25?65%之间；由于760nm,850nm,910nm,960nm和1120nm等波长点附近有水或氧的窄吸收带，因此，750.1300nm波段的植被反射光谱曲线还具有波状起伏的特点；(6) 1300?1600nm波段:与1360?1470nm波段是水和二氧化碳的强吸收带有关，植被在此波段的反射光谱曲线具有波谷的形态和较低的反射率数值(大多在12?18%之间)；(7) 1600?1830nm波段:与植物及其所含水分的波谱特性有关，植被在此波段的反射光谱曲线具有波峰的形态和较高的反射率数值(大多在20?39%之间)；(8) 1830?2080mn波段:此波段是植物所含水分和二氧化碳的强吸收带，故植被在此波段的反射光谱曲线具有波谷的形态和很低的反射率数值(大多在6?10%之间);(9) 2080?2350nm波段:与植物及其所含水分的波谱特性有关，植被在此波段的反射光谱曲线具有波峰的形态和中等的反射率数值(大多在10?23%之间)；(10) 2350?2500mn波段:此波段是植物所含水分和二氧化碳的强吸收带，故植被在此波段的反射光谱曲线具有波谷的形态和较低的反射率数值(大多在8?12%之间)。
[0082]颜色的显示与光有非常密切的关系，其反色光与透色光可显现波段光波的颜色。本发明所制备的光栅10，是以适合植物生长的光波来过滤出色块，根据国际标准色卡(Pantone色卡)的颜色区块做光波反射后的显色基础，进而开发出其适合植物生长的光波的颜色。
[0083]四、结论
[0084]由上述技术特征的建置，本发明确实可以依据作物种类、生理条件以及生长阶段而选用具特定光波反射效果的滤波光栅，在不需具特殊波长灯具的辅助下，即可直接将太阳光中对作物有利的光波导入至温室，藉以促进作物的生长与培育，因而具有不需要耗费电能、成本低廉、符合节能减碳效益等特点，并可达成提升作物栽种的收成效益、品质以及经济价值等的功效。
[0085]以上所述，仅为本发明之一可行实施例，并非用以限定本发明的专利范围，凡举依据下列请求项所述的内容、特征以及其精神而为的其他变化的等效实施，皆应包含于本发明的专利范围内。
【主权项】
1.一种智慧型光栅式植物培植装置的制法，其包括以下步骤: (a)确认植物生长期所需的光波长，并加以记录； (b)准备包括有特定量的高分子基材和特定量的光转化材料，将所述基材与所述光转化材料混炼制成母粒； (C)将母料与特定量的高分子基材混炼成光栅原料，将所述光栅原料加工制成光栅基材，以所述光栅基材制成具有复数个呈阵列分布的透光部且可将阳光转化为所述光波长的光栅。
2.如权利要求1所述的智慧型光栅式植物培植装置的制法，其特征在于，所述高分子基材选自聚乙烯和聚丙烯至少其中一种，其在母粒中占63%?68%重量百分比；所述光转化材料在光栅原料中占0.2?30%重量百分比，其选自颜色材料、萤光材料或磷光材料至少其中一种。
3.如权利要求2所述的智慧型光栅式植物培植装置的制法，其特征在于，所述步骤(b)中准备I?10%重量百分比的光触媒并混炼于所述母粒中。
4.如权利要求1所述的智慧型光栅式植物培植装置的制法，其特征在于，所述步骤(b)中准备I?10%重量百分比的抗紫外线剂并混练于所述母粒中。
5.如权利要求1至4任一项所述的智慧型光栅式植物培植装置的制法，其特征在于，所述光栅原料热融抽丝成纤维作为所述光栅基材，再由所述纤维织制成网状的所述光栅。
6.如权利要求1所述的智慧型光栅式植物培植装置的制法，其特征在于，确认植物生长期所需的光波长的方法为自一建立的植物生长期资讯对应所需波长资讯的资料库中找出该所提供植物的各生长期对应所需生长光波长的资讯。
7.—种以如权利要求1所述的方法制成的智慧型光栅式植物培植装置，其特征在于，其包括至少一光栅，所述光栅混含有高分子基材及光转化材料，且其上具有复数个呈阵列分布的透光部，该光栅罩于正在种植的植物外围，该光栅经阳光照射后，将阳光中的紫外光转化而产生供该植物生长所需光波长的光线并传递至该植物。
8.如权利要求7所述的智慧型光栅式植物培植装置，其特征在于，所述光栅为一织物，该织物选自平织织物、双层织物、双层绞边织物及绞边纱织物其中一种。
9.一种利用如权利要求1的方法所制成的智慧型光栅式植物培植装置的植物培植方法，其特征在于，其包括: (al)提供如权利要求1所述的方法所制成的装置； (bl)提供所述确认植物； (Cl)栽植所述植物，使所述植物位于阳光可照射之处； (dl)将(al)中装置的光栅置于所述植物与阳光之间，让阳光先抵达所述光栅，由所述光栅对阳光进行过滤，并让所需光波长的光线穿越而抵达所述植物。
【专利摘要】本发明是有关于一种智慧型光栅式植物培植装置及方法，其包括提供具有光转化材料的光栅，利用光转化材料反射出阳光中植物生长所需的光波长，将光栅罩于植物外围，阳光照射到光栅，以光栅中的光转化材料将阳光中植物不需要的光波长滤除，仅留植物生长所需的光波长透过光栅并照射在植物上，以调控植物生长。
【IPC分类】G02B5-18, A01G9-20
【公开号】CN104542100
【申请号】CN201310516911
【发明人】黄凯莉, 陈沅德, 陈沅瑢
【申请人】黄凯莉, 陈沅德, 陈沅瑢
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月28日