用于从胁迫中恢复植物的方法和照射系统的制作方法_2

文档序号:8546829阅读:来源:国知局
光、30 - 50 %的来自红色波长区域内的光以及 5 - 30%的来自绿色波长区域内的光的组合。
[0017] 应该注意的是,上述任何实施例中的第一光谱分布和第二光谱分布以及第一强度 等级和第二强度等级可以是时间相关的。即,允许使用"第一照射方法"(基于第一光谱分 布、第一强度等级和时间常量)照射植物以优化植物生长和在恢复阶段使用"第二照射方 法"(基于第二光谱分布、第二强度等级和时间常量)照射植物(根据上述实施例中的任意 一个)是可能的并且在本发明的范围内。这样,一旦植物已达到足够的恢复等级,第二照射 方法可以被配置为以朝向第一照射方法调节其本身的这种方式进行变化。
[0018] 在一些实施例中,使用传感器以及检测植物中的胁迫(归一化)等级是有优势的。 优选地,第二光谱分布和第二强度等级可以依赖于归一化的胁迫等级。在实施例中,如果传 感器检测到低于预定的阈值的胁迫等级,为了最大化植物的生长,控制照射系统再一次使 用具有第一光谱分布和第一强度等级的光照射植物。
[0019] 根据本发明的另一个方面,提供用于植物的人工照射的照射系统,照射系统包括: 发光装置,其配置为发出可调光谱的光;传感器,其配置为检测植物中的胁迫的存在;控制 单元,其被电耦合到传感器和发光装置,控制单元被配置为控制照射系统以照射植物,发射 光具有第一光谱分布和第一强度等级,第一光谱分布和第一强度等级针对优化植物生长而 进行选择;使用传感器检测植物中的胁迫的归一化等级;如果归一化的胁迫等级高于预定 的阈值,则控制照射系统使用具有由控制单元确定的第二光谱分布和第二强度等级的光来 照射植物,第二强度等级低于第一强度等级。
[0020] 优选地,发光装置通常包括发光元件,包括例如不同类型的发光二极管(LED)。如 上面所讨论,LED的使用通常提高照射系统的效率同时可能提高热管理。本发明的这个方 面提供如上述所讨论的、关于本发明第一方面的相似的优点。然而,通过结合不同颜色的滤 波器使用一个或多个(普通)光源还可以提供相同或相似的效应。其它的可能性当然是可 能的且在本发明的范围内。
[0021] 优选地,传感器包括叶绿素荧光仪或一个或多个光电二极管。与本发明相关的适 合的测量法将在以下进一步关于本发明的具体描述进行讨论。
[0022] 根据本发明的又一个方面,提供将计算机程序装置存储在其上的计算机可读介 质,计算机程序装置用于控制配置用于人工照射植物的照射系统的控制单元,其中,计算机 程序产品包括用于执行如以上所讨论的方法步骤的代码。
[0023] 控制单元优选为微处理器或任何其他类型的计算设备。类似地,计算机可读介 质可以是任何类型的存储设备,包括可移动非易失性随机存取存储器、硬盘驱动器、软盘、 ⑶-ROM、DVD-ROM、USB存储器、SD存储器卡或已知技术中的相似的计算机可读介质中的一 种。
[0024] 当研宄随附的权利要求和下面的描述时,本发明的另外的特征和优点将变得更明 显。本领域的技术人员意识到,本发明的不同特征可以被合并以创建不同于下面所描述的 实施例的其它实施例,而不脱离本发明的范围。
[0025] 附图简述
[0026] 根据下面的详细描述和附图将容易理解包括其特定特征和优点的本发明的各个 方面,其中:
[0027] 图1展示了根据本发明的当前优选实施例的照射系统;
[0028] 图2示出了由照射系统提供的光和当向植物发射该光时其分为不同部分的分部 之间的关系;
[0029] 图3示出了表示为用于单个LED和暗恢复处理中的树叶的沿着X轴标记的FV/FM 的减少量的光抑制;
[0030] 图4示出了光抑制对l-qP(a)和NPQ(b)的影响;
[0031] 图 5 示出了光抑制对 REP (a)、PRI (b)、Ch NDI (c)和 NBVI (d)的影响;
[0032] 图6示出了在光抑制前后荧光参数FV/FM和树叶反射率指数REP (a)、PRI (b)、Ch NDI (c)和NBVI (d)的相关性;
[0033] 图7示出了恢复的LED光照制度的光谱辐照度和分布;
[0034] 图8示出了被光抑制的树叶在表示为叶绿素 a荧光参数FV/FM的增长百分比的各 种LED光照制度下的恢复动力学;
[0035] 图9示出了在在恢复期间,树叶反射率指数REP(a)、PRI (b)、Ch NDI (c)和NBVI (d) 及FV/FM之间的相关性;以及
[0036] 图10提供了根据本发明的一个实施例的方法步骤的流程图。
[0037] 详细说明
[0038] 现在将在下文中通过参考附图对本发明进行更充分地描述,在附图中展示了本发 明目前的优选实施例。然而,本发明可以以许多不同的形式体现并且不应该被解释为限制 于本文所阐述的实施例;相反地,这些实施例为彻底性和完整性而提供,并且将本发明的范 围充分地传达给本领域的技术人员。相同的参考字符始终指的是相同的元件。
[0039] 现在参考附图,并且更具体的是,参考图1,图1描述了根据本发明的可能的实施 例的照射系统100。照射系统100包括至少一个光源。在示出的实施例中,提供8个基于 不同显色LED的光源102、104、106、108、110、112、114、116,以用于照射植物118。照射系统 100还包括配置为接收由植物反射的光的传感器120和控制单元122,其中控制单元122被 电耦合到传感器120和光源102-116。
[0040] 优选地,光源具有不同的颜色(光谱)和典型地重叠光谱分布(即,波长范围相互 重叠并且具有不同的峰值波长)。光源102-116的不同颜色通常是在从紫外线到远红外线 的范围内。尽管8个光源102-116在图1中示出,但是在本发明的范围内可以提供多于8 个和少于8个的光源。类似地,相同颜色的更多光源可以被提供以达到在特定的波长范围 内的期望的功率。传感器120被选定用于接收来自植物的基于光的反馈,例如,传感器120 包括叶绿素荧光仪或一个或多个光电二极管、CCD传感器。关于光源,可以提供单个或多个 传感器120。
[0041] 控制单元122可以是模拟的或时间离散的,包括通用处理器、专用处理器、包含处 理组件的电路、一组分布式处理组件、配置为用于处理的一组分布式计算机等。处理器可以 是或包括任何数量的用于实施数据或信号处理或用于执行存储在存储器中的计算机代码 的硬件组件。存储器可以是一个或多个设备,该设备用于存储数据和/或存储用于完成或 促进本说明书所描述的各种方法的计算机代码。存储器可以包括易失性存储器或非易失性 存储器。存储器可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本说明书中的各 种活动的任何其他类型的信息结构。根据示例性实施例,任何分布式或本地存储设备都可 以被与该说明书的系统和方法一起使用。根据示例性的实施例,将存储器被通信连接到处 理器(例如,通过电路或任何其他有线、无线或网络连接)并且包括用于执行本文所描述的 一个或多个过程的计算机代码。如通过数字控制单元所提供的相似的功能当然可以通过使 用模拟的和/或电子电路的组合来实现。
[0042] 植物118可以是适合由配置为用于提供人工照射的照射系统100刺激生长的任何 类型的植物。植物的类型可以包括草本植物、药用植物、观赏植物和普通的农作物等。
[0043] 进一步参考图2,其提供了由照射系统所提供的光和当朝向植物118发射该光200 时分为不同部分的分部之间的关系的图解。如上所述,由照射系统100朝向植物118发出 的的光通常可以被细分为不同的部分,至少包括被植物118吸收用于刺激其生长或性能的 光202、透过植物118向下朝土壤传输的光204和被植物116反射的光206。如从图2中可 看到的,额外提供了与由植物118所产生的荧光208有关的另一分量。由植物116所吸收 的光202可以被进一步细分为用于植物生长和加热植物和其环境的刺激。
[0044] 参考根据本发明的示例性试验,罗勒L (紫花罗勒)在自制的1. 4平方米反射聚 苯乙烯生长单元中的LED全光谱照射
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