CN103355110A - 植物栽培用led灯 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供一种促进生长效果优异、能量效率良好、可简便地设置的植物栽培用光源。作为解决手段，本发明提供一种植物栽培用LED灯（A），其具有：主体部（1），所述主体部（1）具有直管荧光灯形状，并配置有红色LED元件（3）和蓝色LED元件（4）；在主体部（1）的端部备置的供电端子（2）；和开关电路，所述开关电路将从供电端子（2）供给的电流切换流通到红色LED元件（3）的驱动电路或蓝色LED元件（4）的驱动电路。根据植物栽培用LED灯（A），可以原样地利用已有的荧光灯器具等，以比较简单的施工来得到由红色光和蓝色光的交替照明所带来的植物的促进生长效果。

Description

植物栽培用LED灯
技术领域
本发明涉及植物栽培用LED灯。更详细地讲，涉及用于对栽培植物交替地照明红色和蓝色的照明光的直管荧光灯型LED灯。
背景技术
以往，在植物栽培中已采用了利用人造光对植物苗进行照明从而促进育苗的技术。通过促进植物的生长，可以缩短栽培期间，增加在同一场所的收获次数。另外，即使是相同的栽培期间，如果可使植物生长得更大，则可以增加收获量。
作为利用人造光的照明的植物栽培方法，例如专利文献1中曾公开了构成为利用绿色光和白色光对植物进行交替照明的植物的照明装置。该照明装置通过利用波长为500～570nm的绿色光和300～800nm的白色光交替地照明来构成昼夜的变化，使植物的运输作用顺利进行从而谋求植物的培育。
另外，例如专利文献2中公开了下述植物栽培用光源，其通过将放射蓝色光（400～480nm）的发光二极管和放射红色光（620～700nm）的发光二极管同时或交替地点亮，来照射用于植物的培养、生育、栽培和组织培养的光能。该植物栽培用光源，通过仅照射与叶绿素的光吸收峰（450nm附近和660nm附近）一致的波长的光，来能量效率良好地栽培植物。
在专利文献2中，公开了在一个或多个基板（board）上混合配置放射蓝色光的发光二极管和放射红色光的发光二极管，并能够将这些发光二极管同时或交替地点亮的光源（参照该文献的权利要求1）。但是，专利文献2在蓝色光单独照射、红色光单独照射、蓝色光和红色光同时照射的比较中，确认出在同时照射下与日光下的栽培同样的健全生长（与单独照射时的徒长等的不健全生长相比）（参照该文献段落「0011」），没有确认出交替地照射蓝色光和红色光的情况的促进生长效果。因此，专利文献2中记载的光源，并没有实质地成为交替地照射蓝色光和红色光的构成。
另一方面，近年来，LED灯正替代荧光灯快速地普及。LED灯，与荧光灯相比，有消耗电力少、寿命也长的优点。另外，也可看到在安装该LED灯时，原样地使用已有的荧光灯器具，只通过仅将灯从荧光灯更换为LED灯就可设置作为LED照明装置的产品。例如在专利文献3中，公开了设定为与荧光管的瓦数相应的规定的长度，能够拆下荧光管而原样地简单地安装到已有的荧光灯器具中的直管荧光灯型LED灯。
在先技术文献
专利文献1：日本特开平6-276858号公报
专利文献2：日本特开平8-103167号公报
专利文献3：日本特开2001-351402号公报
发明内容
为了提高生产率，希望获得促进生长效果优异、能量效率良好、可简便地设置的植物栽培用光源。本发明的主要目的是提供一种满足这些要求的植物栽培用光源。
本发明者们对于利用人造光的照明所产生的促进植物生长的效果进行了专心研讨的结果，令人惊奇地发现，通过交替地照明红色光和蓝色光这一简便的方法，可得到非常显著的效果（参照试验例）。将通过在一定期间内个别独立地进行仅用红色光照射植物的步骤、和仅用蓝色光照射植物的步骤，来促进植物生长的该植物栽培方法，称为「执行方法（ShigyoMethod）」。
基于上述见解，本发明提供一种植物栽培用LED灯，其具有：主体部，所述主体部具有直管荧光灯形状，并配置有红色LED元件和蓝色LED元件；在上述主体部的端部备置的供电端子；和开关电路，所述开关电路将从上述供电端子供给的电流切换流通到上述红色LED元件的驱动电路或上述蓝色LED元件的驱动电路。
根据该植物栽培用LED灯，能够原样地利用已有的荧光灯器具等以比较简单的施工来实施执行方法。
该植物栽培用LED灯，优选具有控制由上述开关电路进行的驱动电路的切换动作的定时电路。该情况下，优选具有用于将向上述红色LED元件的电流供给时间和向上述蓝色LED元件的电流供给时间设定到上述定时电路的输入部。
该植物栽培用LED灯，可以在内部或外部具备交流直流变换器。
该植物栽培用LED灯，可以配置有中心波长为570～730nm的上述红色LED元件和中心波长为400～515nm的上述蓝色LED元件。
在本发明中，红色光是指波长为570～730nm的光，蓝色光是指波长为400～515nm的光。
在本发明中，所谓「直管荧光灯」，是指以往类型的直管荧光灯，更详细地讲，是指JIS C7617-2「直管荧光灯第2部分：性能规定」的2.3.1「数据页的列表」中所规定的直管荧光灯。另外，所谓「直管型荧光灯器具」，是指具有可安装使用如上述那样的以往类型的直管荧光灯的形状、尺寸、功能的荧光灯器具。
另外，在本发明中，「植物」至少包含叶菜类、果树类和谷类，还广义地包含藻类和苔藓类等。
根据本发明，可提供促进生长效果优异、能量效率良好、可简便地设置的植物栽培用光源。
附图说明
图1是说明本发明的第一实施方式涉及的植物栽培用LED灯A的构成的模式图。
图2是植物栽培用LED灯A的电路图。
图3是说明本发明涉及的植物栽培用LED灯的控制模式的一例的图。
图4是说明本发明的第二实施方式涉及的植物栽培用LED灯B的构成的模式图。
图5是植物栽培用LED灯B的电路图。
图6是表示试验例1中的发芽7天后的生育结果的照片。
图7是表示试验例1中的发芽14天后的生育结果的照片。
图8是表示试验例1中的发芽21天后的生育结果的照片。
附图标记说明
A、B：栽培植物观察用照明器具；D：直管型荧光灯器具；E：稳定器；1：主体部；2：端子；3：红色LED元件；4：蓝色LED元件；5：电路板；51：开关电路；52：定时电路；6：输入部；7：显示部；10：插座；11：AC/DC变换器；12：交流电源；S1：红色光照明步骤；S2：蓝色光照明步骤；S3：同时照明步骤；S4：休止步骤；C1、C2：循环
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对用于实施本发明的优选方式进行说明。再者，以下说明的实施方式，示出了本发明的代表性的实施方式的一例，本发明的范围并不被其狭义地解释。说明按以下顺序进行。
1.第一实施方式涉及的植物栽培用LED灯
（1）主体部
（2）驱动电路
（3）控制模式
（4）输入部和显示部
2.第二实施方式涉及的植物栽培用LED灯
3.栽培植物
（1）叶菜类
（2）果树类
（3）谷类
（4）藻类
（5）苔藓类等
1.第一实施方式涉及的植物栽培用LED灯
（1）主体部
图1是说明本发明的第一实施方式涉及的植物栽培用LED灯A的构成的模式图。图2是植物栽培用LED灯A的电路图。
植物栽培用LED灯A是含有主体部1、和在主体部1的端部备置的端子2而构成。端子2一般在主体部1的端部分别设置1个或2个。端子2的形状可以是各种的接头形状，没有特别限定，例如，可以采用作为社团法人日本灯泡工业会的内部标准的L型针脚接头（GX16t-5）等。
主体部1具有直管荧光灯形状。通过将主体部1的形状设定为以往类型的直管荧光灯形状，可以将植物栽培用LED灯A原样地安装到用于安装以往类型的直管荧光灯的直管型荧光灯器具D上。端子2也作为向直管型荧光灯器具D的插座10安装时的支持针脚发挥功能。
主体部1与公知的直管荧光灯同样地被设定为透明或半透明的塑料制或玻璃制的圆筒形状的管体。管体可以是单一材料的管体，但也可以是例如，如使来自LED元件的光的放射方向侧（下侧）的半体为聚碳酸酯等的塑料制、使上侧半体为铝等的金属制那样组合了不同的材料的管体。
在主体部1的内部配置有红色LED元件3、蓝色LED元件4和用于驱动它们的电路板5。红色LED元件3和蓝色LED元件4，分别在电路板上呈阵列状地配置了多个。
在安装于直管型荧光灯器具D的状态下，电路板5与直管型荧光灯器具D具备的AC/DC变换器（交流直流变换器）11连接。在AC/DC变换器11上连接有交流电源12。在图2中，示出了将主体部1的单侧配有2针脚的端子2作为供电端子，将在另一端配置的配有2个针脚的端子2的一个针脚作为地线端子的情况。地线与管体的金属连接。
再者，在本发明涉及的植物栽培用LED灯中，接线方式不特别限定，除了在单侧2针脚的端子间施加的方式以外，也可以是在两端各1针脚的端子间施加的方式。
作为红色LED元件3，可使用发出波长为570～730nm的光、优选发出以635～660nm的波长为中心波长的光的元件。另外，蓝色LED元件4可适合地使用波长为400～515nm的光、优选中心波长设定为450nm的光。红色LED元件3和蓝色LED元件4，可以是以上述波长为中心波长并具有规定的波段的元件。作为波段，例如如果是蓝色光，则可以为450±30nm、优选为450±20nm、更优选为450±10nm。
在红色LED元件3和蓝色LED元件4中可以使用：仅将红色LED元件3或蓝色LED元件的任一方排列成线状或面状的单色线光源或单色面板光源、将组合安装有一个红色LED元件和一个蓝色LED元件的SMD（2Chips Surface Mount Device）排列成线状的SMD线光源等等。
作为放射上述波段的光的LED，例如红色LED有昭和电工株式会社作为制品型号HRP-350F销售的铝镓铟磷系发光二极管（镓磷系基板、红色波长为660nm）等，蓝色LED有该公司制品型号GM2LR450G的发光二极管等。
LED元件，由于为小型且寿命长，根据材料以特定的波长发光而没有不需要的热辐射，因此能量效率良好，即使对植物接近照射也不发生叶灼伤等的损害。因此，通过将LED元件用于光源，与其他光源相比能够以低电力成本且节省空间地进行栽培。
LED元件在原理上能够以数兆赫（MHz）以上的高频率进行闪烁驱动。因此，通过将LED元件用于光源，也可以极高速地进行仅用红色光照射植物的步骤和仅用蓝色光照射植物的步骤的切换。
（2）驱动电路
在电路板5上的红色LED元件3和蓝色LED元件4的驱动电路上配置有开关电路51，所述开关电路51将从AC/DC变换器11经由供电端子供给的直流电流，切换流通到红色LED元件3或蓝色LED元件4的驱动电路中。开关电路51可以由通用的LED驱动器构成。
另外，在电路板5上的驱动电路上配置有控制开关电路51的对驱动电路的切换动作的定时电路52。定时电路52可以由通常所使用的单片机（single-chip microcomputer）构成。
植物栽培用LED灯A，是通过由开关电路51和定时电路52切换红色LED元件3和蓝色LED元件4的驱动电路，从而交替地照射红色光和蓝色光的，是能够实行执行方法的LED灯。即，在植物栽培用LED灯A中，开关电路51和定时电路52，在一定期间内个别独立地实行仅用红色光对植物进行照明的步骤和仅用蓝色光对植物进行照明的步骤。接着，对于开关电路51和定时电路52的控制模式详细地说明。
（3）控制模式
开关电路51，基于在定时电路52上所设定并保持的向红色LED元件3的电流供给时间和向蓝色LED元件4的电流供给时间，向红色LED元件3和蓝色LED元件4的各驱动电路切换流通电流，控制红色LED元件3或蓝色LED元件4的发光时间。以下，将利用开关电路51仅红色LED元件3发光的步骤称为「红色光照明步骤」、仅蓝色LED元件4发光的步骤称为「蓝色光照明步骤」。
在构成定时电路52的单片机中，除了向红色LED元件3或蓝色LED元件4的电流供给时间以外，可以还设定、保持红色LED元件3或蓝色LED元件4的驱动电流的大小。该情况下，开关电路51基于被设定了的电流值，改变流向红色LED元件3和蓝色LED元件4的各驱动电路的电流值，也控制红色LED元件3或蓝色LED元件4的发光强度。
图3是说明控制模式的图。该实施方式是交替地连续进行红色光照明步骤和蓝色光照明步骤的实施方式。
在图中，标记S1表示红色光照明步骤，标记S2表示蓝色光照明步骤。在本实施方式中，红色光照明步骤S1和蓝色光照明步骤S2交替地连续进行，由红色光照明步骤S1和蓝色光照明步骤S2组成的照射循环被反复进行。
这样，通过对植物交替地照射红色光和蓝色光，可以显著地促进生长（参照试验例）。另外，也可以抑制徒长，使收获量提高。
在此，以在第1次照射循环C1中从红色光照明步骤S1开始程序的情况为例进行了说明，但在各照射循环中先进行红色光照明步骤S1和蓝色光照明步骤S2的哪一个是任意的。
在上述的控制模式中，一个照射循环的时间，最长为整个栽培期间。另外，最短的时间，只要可发挥本发明的效果就可以任意地设定。一个照射循环，可以是以例如小时（h）作为时长单位的照射循环，还可以是设定为更长的时长单位（例如天（day））或更短的时长单位（例如分钟（min））。
例如，在将一个照射循环设定为一天的情况下，可以将红色光照明步骤S1设定为12小时，将蓝色光照明步骤S2设定为12小时。另外，例如在一天中将照射循环反复进行4次的情况下，一个照射循环变为6小时，可以将红色光照明步骤S1设定为3小时，将蓝色光照明步骤S2设定为3小时。
一个照射循环的时间，也可以在第N次照射循环CN和第M次（M为与N不同的1以上的整数）的照射循环CM中变化。例如，也可以将照射循环CN设定为12小时，将接下来的照射循环CN+1设定为6小时。
另外，一个照射循环内的红色光照明步骤S1和蓝色光照明步骤S2的时间比可以是任意的。例如，在上述的第一控制模式中，将一个照射循环设定为一天的情况下，可以将「红色光照明步骤S1·蓝色光照明步骤S2」如「12小时·12小时（1：1）」、「16小时·8小时（2：1）」、「21小时·3小时（7：1）」等那样任意地设定。
红色光照明步骤S1和蓝色光照明步骤S2中的红色光和蓝色光的光量（强度）不特别限定，例如以光合光量子通量密度（Photosynthetic PhotonFlux Densty：PPFD）计，分别设为1～1000微摩尔/m2s、优选为10～500微摩尔/m2s、特别优选为50～250微摩尔/m2s左右。
另外，上述各步骤中的红色光和蓝色光的光量（强度）比，可以如例如按「红：蓝」或「蓝：红」计为1:1、2:1、4:1、10:1、20:1等那样任意地设定。
另外，红色光和蓝色光的光量，也可以在上述范围内变化，例如在第N次（N为1以上的整数）的照射循环CN中光量可以变化。另外，也可以在第N次的照射循环CN和第M次（M为与N不同的1以上的整数）的照射循环CM中使光量在上述范围变化。
（4）输入部和显示部
植物栽培用LED灯A具备输入部6，所述输入部6用于将向红色LED元件3或蓝色LED元件4的电流供给时间和电流值设定并存储于构成定时电路52的单片机中。
输入部6在为采用可变电阻的模拟信号变换开关的情况下，可以作为滑动开关设置于主体部1的上侧半体。另外，在进行数字输入的情况下，输入部6也可以由按钮等构成。或者，输入部6也可以作为红外线受光部采用红外线遥控来输入电流供给时间和电流值。
在植物栽培用LED灯A中，通过由输入部6对构成定时电路52的单片机设定所希望的电流供给时间和电流值，可使开关电路51执行上述的控制模式，进行基于执行方法的植物栽培。
另外，在植物栽培用LED灯A中，优选根据需要设置用于确认电流供给时间和电流值的设定值的显示部7。显示部7可以是模拟或数字式的时钟、LED指示器（LED indicator）等。再者，在本发明涉及的植物栽培用LED灯中，红色LED元件3或蓝色LED元件4的电流供给时间和电流值的设定，也可以对各灯配置控制线从而利用有线、或者通过无线方式来一并地控制多个灯的开关电路51。
2.第二实施方式涉及的植物栽培用LED灯
图4是说明本发明的第二实施方式涉及的植物栽培用LED灯B的构成的模式图。另外，图5是植物栽培用LED灯B的电路图。
植物栽培用LED灯B，内置AC/DC变换器11，被制成为商用电源直连型或已有稳定器连接型，这点与上述的DC输入型的植物栽培用LED灯A不同。另外，植物栽培用LED灯B，其接线方式为对两端各一针脚的端子间施加的方式，这点与对单侧两针脚的端子间施加的方式的植物栽培用LED灯A不同。以下，对于植物栽培用LED灯B，说明与植物栽培用LED灯A不同的方面。
在植物栽培用LED灯B中，在电路板5上搭载有AC/DC变换器（交流直流变换器）11。因此，植物栽培用LED灯B可安装到已有的稳定器E上。在安装于稳定器E的状态下，电路板5与连接到稳定器的交流电源12连接。在图5中，示出了在主体部1的两端各配置两针脚的端子2之中、每侧各一个针脚作为供电端子的情况。主体部1的单侧的剩下的一个针脚作为地线端子，地线与管体的金属连接。
再者，在本发明涉及的植物栽培用LED灯中，所连接的稳定器，可以是已有的稳定器，稳定器的种类不特别限定，可以为磁式启动器型、磁式快速启动器型和电子式等。
另外，植物栽培用LED灯B，在电路板5中内置有AC/DC变换器，因此不仅可与稳定器直接连接，也可以与一般的商用交流电源直接连接。对商用电源接线的接线方式也没有特别限定，可以是在单侧两针脚的端子间施加的方式、在两端各一针脚的端子间施加的方式。
植物栽培用LED灯B的主体部1的形状和端子2的形状、红色LED元件3、蓝色LED元件4和包含开关电路51和定时电路52的这些元件的驱动电路的构成、以及开关电路51的控制模式，与植物栽培用LED灯A相同。另外，输入部6和显示部7的构成也与植物栽培用LED灯A同样。
3.栽培植物
本发明作为对象的栽培植物，没有特别的限定，可以为蔬菜类、芋类、菇类、果实类、豆类、谷物类、坚果类、藻类、苔藓类、观赏植物类等。另外，这些植物的栽培方式也没有特别限定，可以为水耕栽培、土耕栽培等。对于藻类，可任选液体培养基、琼脂培养基等的培养方式。
（1）叶菜类
作为叶菜类，可列举莴苣类、葱、水菜、绿叶生菜（サラダナ）、春菊、洋芫荽、鸭儿芹、京菜、小松菜、芥菜、山奎菜（wasabi greens）、水芹、大白菜、浸菜类、青梗菜、高丽菜、花椰菜、青花菜、抱子甘蓝、洋葱、大蒜、蕗荞、韭菜、芦笋、芹菜、菠菜、水芹、食用土当归、姜荷花、款冬、紫苏、各种香草等。另外，可列举被称为所谓的「沙拉叶菜（babyleaf）」，主要是以嫩叶食用的甜菜（Beta vulgaris）、红卷须莴苣、黄花南芥菜、壬生菜、红罗曼、野苦苣等的叶菜类。
莴苣类包含结球性莴苣、非结球莴苣和半结球莴苣等，可列举例如，叶莴苣、荷叶边莴苣、罗蔓、绿波、绿叶莴苣、红叶莴苣、Frillice（注册商标）、River green（注册商标）、芙黎路力芙（フリルリーフ；Frill leaf）、芙林基绿（フリンジグリーン；Fringe green）、侬其普（ノーチップ；No chip）、毛考赖塔丝（モコレタス；Moco Lettuce）、包菜、芝麻包菜。
各种香草包含例如罗勒、意大利香菜等。
另外，番茄、哈蜜瓜、黄瓜、草莓、南瓜、西瓜、茄子、青椒、秋葵、四季豆、蚕豆、豌豆、毛豆、玉米等的果菜类、白萝卜、芜菁、牛蒡、胡萝卜、马铃薯、芋头、地瓜、山药、姜、山葵、莲藕等的根菜类等也可作为栽培对象。
（2）果树类
作为果树类，可列举芒果、菠萝、无花果、蓝莓、覆盆子、黑莓、波伊森莓、葡萄、梅桃、蔓越莓、蓝靛果、黑醋栗、红醋栗、木瓜、百香果、火龙果等。
（3）谷类
作为谷类，可列举苋属（Amaranthus）、粟、燕麦、大麦、小米、小麦、水稻、糯米、荞麦、玉米、薏仁、稗、黑麦。
（4）藻类
藻类无论是原核生物还是真核生物都可以，广泛地包含绿藻类、褐藻类、蓝藻类、红色光合细菌等的原生动物、水草等的水生的具有光合作用能力的生物等。作为藻类，具体地可列举蓝藻类、原核绿藻类、红藻类、灰色藻类、隐藻类、涡鞭毛藻类、黄金色藻类、硅藻类、褐藻类、黄绿藻类、定鞭藻类、针胞藻类（绿色鞭藻类）、绿变形藻类、眼虫藻类、绿枝藻类、绿藻类、轮藻类等。
（5）苔藓类等
作为苔藓类包含属于藓纲的苔藓类。可列举例如东亚砂藓（Racomitrium japonicum）等被称为所谓砂藓的紫萼藓目（Grimmiales）紫萼藓科长毛砂藓属的苔藓类。
另外，作为观赏植物类，除了玫瑰、迷你玫瑰、龙胆等以外，各种观叶植物也可以作为栽培对象。
实施例
＜试验例1＞
与本发明关联，准备生育时的光环境不同的试验群1～8，通过对它们进行比较，验证了人造光的照射模式与对植物的促进生长效果的相关。
A.材料和方法
（材料）
在本试验例中，作为生育状态的观察对象，使用了叶莴苣（品种：サマーサージ；Summer serge）。首先，将叶莴苣的种子6粒，在培育泥碳板上等间隔地播种，在荧光灯下（12小时/天）使其发芽。从播种到发芽的3天间，任一试验群都置于同一光环境下。
发芽后，莴苣置于光环境不同的各个人造气象器内，使其生育21天。人造气象器的环境，除了光照条件以外全部设为相同，气温为25～27℃，湿度为50%。
（光源）
用于本试验例的光环境的光源，采用了红色LED（中心波长：660nm，昭和电工制HRP-350F）、红色LED（中心波长：635nm，昭和电工制HOD-350F）、蓝色LED（中心波长：450nm，昭和电工制GM2LR450G）、白色LED（近紫外线405nm激励，京セラ制TOP-V5000K）的4种LED和荧光灯。各LED的在1盏中的安装数，红色LED是660nm、635nm各为240个，蓝色LED为240个，白色LED为128个。
使用各光源，形成了表1所示的试验群1～10的光环境。光源的光量进行了调节，使得以光合光量子通量密度（PPFD、微摩尔m-2s-1）计，在培育泥碳板的中心部为约140微摩尔m-2s-1（仅试验群8为约80微摩尔m-2s-1）。在同时地照射、或交替地照射多种波长的光的情况下，各照射光的PPFD的合计调整成约140微摩尔m-2s-1。试验群1～10的光环境下的光合光量子通量密度（PPFD、微摩尔m-2s-1），由进入培育泥碳板的土壤表面附近的高度处的5点的平均值来表示。另外，以下对于各试验群的光环境、照射光和照射模式的详情进行说明。
表1
Figure BDA00002972164100131
（试验群1）
在本试验群中，对莴苣交替地照射各12小时的红色光（660nm）和蓝色光（450nm）。在本试验群中，没有设置不照射任何光的时间。
本试验群中的光环境，对于红色光（660nm）是PPFD平均为80.7微摩尔m-2s-1。对于蓝色光（450nm）是PPFD平均为56.4微摩尔m-2s-1。
（试验群2）
在本试验群中，对莴苣同时地照射12小时的红色光（660nm）和蓝色光（450nm），其后12小时设为不照射任何光的时间，并使其反复。
（试验群3）
在本试验群中，对莴苣同时地照射24小时的红色光（660nm）和蓝色光（450nm）。在本试验群中，没有设置不照射任何光的时间。
本试验群中的光环境，按红色光（660nm）和蓝色光（450nm）的合计计，PPFD平均为145.3微摩尔m-2s-1。再者，试验群2也是同样的。
（试验群4）
在本试验群中，对莴苣交替地照射各12小时的红色光（635nm）和蓝色光（450nm）。在本试验群中，没有设置不照射任何光的时间。
（试验群5）
在本试验群中，对莴苣同时地照射12小时的红色光（635nm）和蓝色光（450nm），其后12小时设为不照射任何光的时间，并使其反复。
（试验群6）
在本试验群中，对莴苣仅照射12小时的红色光（660nm），其后12小时设为不照射任何光的时间，并使其反复。
本试验群中的光环境，PPFD平均为139.3微摩尔m-2s-1。
（试验群7）
在本试验群中，对莴苣仅照射12小时的红色光（635nm），其后12小时设为不照射任何光的时间，并使其反复。
本试验群的红色光（635nm）的PPFD，为与试验群6相同的程度。
（试验群8）
在本试验群中，对莴苣仅照射12小时的蓝色光（450nm），其后12小时设为不照射任何光的时间，并使其反复。
本试验群中的光环境，PPFD平均为84.1微摩尔m-2s-1。
（试验群9）
在本试验群中，对莴苣仅照射12小时的白色光（405nm激励），其后12小时设为不照射任何光的时间，并使其反复。
本试验群中的光环境，PPFD平均为142.0微摩尔m-2s-1。
（试验群10）
在本试验群中，对莴苣仅照射12小时的荧光灯，其后12小时设为不照射任何光的时间，并使其反复。
本试验群中的光环境，PPFD平均为139.8微摩尔m-2s-1。
B.结果
上述的试验群1～10，发芽后，在不同的光环境下开始生育，在7天后（种子播种10天后）、14天后（播种17天后）、21天后（播种24天后）的各个时刻，观察、测定生育状态，进行试验群间的比较。
（生育7天后）
图6用照片表示在不同的光环境下开始生育7天后的各个试验群的生育状态。另外，表2中表示该时刻的各试验群中的茎长（mm）、第1叶长（cm）、本叶数（枚）、叶幅长（cm）的测定结果。各项目的测定值记载了被播种在同一培育泥碳板内的6个样品的「平均值」或「最小值-最大值」。
表2
如图6和表2所示，在生育7天后，试验群1的红色光（660nm）和蓝色光（450nm）交替照射下的莴苣，显示出与其他的试验群相比，第1叶长和叶幅长较长。
（生育14天后）
图7用照片表示在不同的光环境下开始生育14天后的各个试验群的生育状态。再者，在各照片中，培育泥碳板的大小相同。另外，表3中表示该时刻的各试验群中的茎长（mm）、第1叶长（cm）、本叶数（枚）、叶幅长（cm）的测定结果。各项目的测定与表2同样地记载了6个样品的「平均值」或「最小值-最大值」。
表3
Figure BDA00002972164100161
从图7和表3可看出下述特征：在生育14天后，试验群1的红色光（660nm）和蓝色光（450nm）交替照射下的莴苣，与其他的试验群相比，第1叶长较长。另外，试验群1的本叶数，比其他的试验群多1、2枚左右。（生育21天后）
图8用照片表示在不同的光环境下开始生育21天后的各个试验群的生育状态。再者，在各照片中，培育泥碳板的大小相同。另外，表4表示对于该时刻的各试验群中的、地上部新鲜重（g）、地上部干燥重（g）、本叶数（枚）、茎长（cm）、叶身长（cm）、叶幅长（cm）、叶柄长（cm），以试验群10（荧光灯下）的生育结果作为100%时的比较结果。各项目的测定值与表2同样地记载了6个样品的「平均值」。
表4
Figure BDA00002972164100162
在表4中，试验群1的红色光（660nm）和蓝色光（450nm）交替照射下的莴苣，地上部新鲜重比试验群10（荧光灯下）重2倍以上。另外，试验群4的红色光（635nm）和蓝色光（450nm）交替照射下的莴苣也是地上部新鲜重与试验群10相比为2倍左右。另一方面，试验群2和5的红色光和蓝色光同时照射的莴苣，其地上部新鲜重虽然比试验群10重，但是比不上进行了交替照射的试验群1和试验群4。另外，试验群3的红色光（660nm）和蓝色光（450nm）同时地照射24小时的莴苣的地上部新鲜重，为与照射时间为一半的试验群2的重量相同的程度。从该结果显示出，红色光和蓝色光的交替照射促进了植物的生长。
试验群1的本叶数，与生育14天后不同，在21天后的时刻，为与试验群2、试验群10相同的程度。认为这是因为，试验群1中的增加叶数的生长，在从生育14天后至21天后的期间达到了停滞状态的缘故。
在试验群1和试验群4中，叶身长和叶幅长比试验群10长。该倾向在试验群2、3和5的红色光和蓝色光同时照射条件下的莴苣中没有被确认到。另一方面，在试验群2和试验群5中，茎长比试验群10长。从该结果显示出，在红色光和蓝色光的交替照射下，与同时照射相比，可抑制茎的徒长并且仅促进叶的生长。
表5表示了在不同的光环境下开始生育21天后的各个试验群的、地上部新鲜重（g）和地上部干燥重（g）的同化器官（g）和非同化器官（g）的各自的总重量的比例（%）、和干燥重（g）相对于新鲜重（g）的比例（%）。
表5
Figure BDA00002972164100171
试验群1中的地上部新鲜重和地上部干燥重，成为与试验群2相比同化器官的比例高的结果。另外，试验群4与试验群5相比，同化器官的比例在地上部新鲜重上较高。该结果与表4所示的、试验群1和试验群4中的叶部分的生长促进的结果和图8中的生育状态观察结果一致。
C.总结
由本试验例的结果显示出，红色光和蓝色光的交替照射促进植物的生长。另外，显示出上述交替照射促进叶的生长，另一方面并没有促进茎的徒长。该效果在红色光和蓝色光的同时照射、或任一方的单独照射下不被再现，明确了仅可通过红色光和蓝色光的交替照射来获得。
产业上的利用可能性
本发明涉及的植物栽培用LED灯，可原样地利用已有的荧光灯器具、稳定器或商用电源以比较简单的施工来实施执行方法。因此，该植物栽培用LED灯，以低的成本促进植物的生长，使每单位时间的收获次数和收获量等增加，所以可很好地用于叶菜类、果实和谷类等的植物工厂等。

Claims (5)

1.一种植物栽培用LED灯，其具有：
主体部，所述主体部具有直管荧光灯形状，并配置有红色LED元件和蓝色LED元件；
在所述主体部的端部备置的供电端子；和
开关电路，所述开关电路将从所述供电端子供给的电流切换流通到所述红色LED元件的驱动电路或所述蓝色LED元件的驱动电路。
2.根据权利要求1所述的植物栽培用LED灯，具有定时电路，所述定时电路控制由所述开关电路进行的驱动电路的切换动作。
3.根据权利要求2所述的植物栽培用LED灯，具有输入部，所述输入部用于将向所述红色LED元件的电流供给时间和向所述蓝色LED元件的电流供给时间设定到所述定时电路。
4.根据权利要求3所述的植物栽培用LED灯，在内部或外部具备交流直流变换器。
5.根据权利要求4所述的植物栽培用LED灯，配置有中心波长为570～730nm的所述红色LED元件和中心波长为400～515nm的所述蓝色LED元件。
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