CN105188347B - 用于培育叶茎蔬菜的方法以及用于培育叶茎蔬菜的光源装置 - Google Patents

Abstract

提供一种用于培育叶茎蔬菜的方法，采用该方法降低了生产成本并且可以通过有效地照射叶茎蔬菜生长所必须的光来生产高经济价值的叶茎蔬菜；以及该生长方法中使用的用于培育叶茎蔬菜的光源装置。一种用于通过照射光培育叶茎蔬菜的方法，该方法至少在茎部和叶部变得彼此可区分的初始生长时段期间提供有茎生长抑制时段，用于在茎的顶部上照射来自抑制茎生长的具有高比例蓝色成分的茎生长抑制光源的光。

Description

用于培育叶茎蔬菜的方法以及用于培育叶茎蔬菜的光源装置

技术领域

本发明涉及一种用于通过采用特定光在叶茎蔬菜上照射来培育叶茎蔬菜的方法，以及用于培育叶茎蔬菜的光源装置，其适于用于照射叶茎蔬菜。

背景技术

在作为现有技术的专利文献1中公开了一种用于植物栽培的发光装置，其采用植物生长所必需的人造光线照射植物以栽培该植物。该文献公开了一种具有多个从其发射光的发光体的发光单元的结构，并且形成发光单元的结构使得发光体从发光单元的中心到其外周有规律地布置。布置发光体使得多个或者各个发光体可以根据植物的生长相结合有选择地打开光、变暗、关闭光。更具体地，发光单元配备有从中心部分向其周边以多个同心圆边界线划分的多个发光区域。将发光区域布置成使得中心发光区域发红光，从中心部开始的第二发光区域发蓝光，从中心部开始的第三发光区域发由红光、蓝光和绿光构成的多色光，而从中心部开始的第四发光区域发绿光。根据植物的生长，各个发光区域从中心发光区域到外周发光区域按顺序发光。通过这种布置，根据植物的生长状态通过发光控制以最适宜的光照射植物，同时减小了光照射区域。

引用列表

专利文献

专利文献1JP2010-279325A

发明内容

技术问题

然而，上述用于植物栽培的常规发光装置并未公开植物的哪个部分以由发光区域划分的不同颜色光的光照射，因此认为从各个发光区域将不同颜色的光照射在整个植物上而没有任何明确的目标。因此，即使根据生长周期从发光体将不同颜色的光照射在植物上，那些不需要被光照射的植物部分也会被照射，这样会降低照射的效率并从而浪费电力消耗，结果增加了生产成本。

另外，如图11至图14中所示，本发明人已经检查了通过采用白色 LED光照射来培育的生菜的生长情况。首先，如图14中所示，置于重量计17上的生菜2给出了茎26在延伸，叶28呈浅绿色并且整个叶28稀疏分布而不密集的印象。如图11和图12中所示，当茎从叶分离时，叶28 没有很大地伸展，并且叶柄28a延伸较长。如图11和13中所示，茎26 作为一个整体延伸较长。因为主要吃生菜的叶28，所以当茎26延伸较长时，生菜的经济价值可能降低。

考虑到以上描述的传统问题做出本发明，本发明提供了一种用于培育叶茎蔬菜的方法，其能够降低生产成本，并能够通过采用适于其生长的光有效地照射叶茎蔬菜生产高经济价值的叶茎蔬菜，还提供了一种用于培育叶茎蔬菜的光源装置，其被使用在用于培育叶茎蔬菜的以上方法中。

技术方案

为了解决上述问题，根据权利要1的发明的一种用于通过采用光照射叶茎蔬菜来培育叶茎蔬菜的方法包括如下步骤：至少在茎和叶变得彼此可区分的初始生长时段期间，设置茎生长抑制时段，在该茎生长抑制时段中茎生长抑制光源采用抑制茎的生长的具有高比例的蓝色成分光的光照射茎的顶部。

根据权利要求2的发明的用于培育叶茎蔬菜的方法其特征在于在权利要求1中描述的以上发明的特征中，还包括步骤：在茎生长抑制时段中，叶生长加速光源采用加速叶的生长的具有高比例红色成分光的光照射所述叶茎蔬菜的叶。

根据权利要求3的发明的用于培育叶茎蔬菜的方法其特征在于在权利要求1或2中描述的以上发明的特征中，其中从未结球生菜、油菜、白菜或者菠菜中选择所述叶茎蔬菜。

根据权利要求4的发明的用于培育叶茎蔬菜的方法其特征在于在权利要求1至3中描述的以上发明的任何一个的特征中，茎生长抑制光源由 LED或者有机EL组成。

根据权利要求5的发明的用于培育叶茎蔬菜的光源装置，其适于采用光照射所述叶茎蔬菜以培育所述叶茎蔬菜，所述光源装置包括：茎生长抑制光源装置，所述茎生长抑制光源装置用于采用抑制茎的生长的具有高比例蓝色成分光的茎生长抑制光照射面对所述叶茎蔬菜的茎的区域，以及叶生长加速光源装置，所述叶生长加速光源装置用于采用加速叶的生长的具有高比例红色成分光的叶生长加速光照射面对所述叶茎蔬菜的叶的区域。发明的效果

根据权利要求1的发明，至少在当所述茎和叶变得彼此可区分时的初始生长时段期间，设置有茎生长抑制时段，在该时段中茎生长抑制光源采用抑制茎的生长的具有高比例的蓝色成分光的光照射其中存在植物生长点的茎的顶部。因此，抑制了很少用于食物的茎的生长，而用于生长的营养进入到整个叶，从而加速了叶的生长。结果，增强了叶茎蔬菜作为蔬菜的外观，从而提高了其经济价值。

根据权利要求2的发明，在茎生长抑制时段中，叶生长加速光源采用加速叶的生长的具有高比例红色成分光的光照射叶。因此，加速了用于食物的叶的生长，从而可以培育作为原料经济价值提高的叶茎蔬菜，并且可以增加其收获量。

根据权利要求3的发明，从未结球生菜、油菜、白菜和菠菜中选择叶茎蔬菜，并且主要是其叶被用于食物，因此可以提高这些叶茎蔬菜的经济价值。

根据权利要求4的发明，茎生长抑制光源由LED或有机EL组成，因此功率消耗较小以节约能源，并且作为光源的可持续寿命较长，从而有可能降低运转成本。此外，可以容易地调整从LED发射的光的波长以产生单色光。关于有机EL，从光源产生的热较小以防止由于热损伤叶。

根据权利要求5的发明，用于培育叶茎蔬菜的光源装置包括：茎生长抑制光源装置以及叶生长加速光源装置，茎生长抑制光源装置用于采用适于抑制茎的生长的具有高比例蓝色成分光的茎生长抑制光照射面对叶茎蔬菜的茎的区域，叶生长加速光源装置用于采用适于加速叶的生长的具有高比例红色成分光的叶生长加速光照射面对叶茎蔬菜的叶的区域，并且相应地，茎抑制光源能够采用适于抑制茎的生长的具有高比例蓝色成分光的光照射茎的顶部，而叶生长加速光源能够采用适于加速叶的具有高比例红色成分光的光照射叶。

附图说明

图1是示出叶茎蔬菜培育系统的图，其中根据本发明的用于培育叶茎蔬菜的方法被应用于生菜的培育。

图2是示出用于培育叶茎蔬菜的光源装置的一部分的放大图。

图3是示出用于培育叶茎蔬菜的光源装置的发光体的布置的底视图。

图4是示出用于培育叶茎蔬菜的光源装置在初始生长期间采用光照射植物体的顶部的照射状态的图。

图5是示出在中间生长期间从用于培育叶茎蔬菜的光源装置照射在植物体的顶部上的光的照射状态的图。

图6是示出在后生长期间从用于培育叶茎蔬菜的光源装置照射在植物体的顶部上的光的照射状态的图。

图7是示出根据本实施例长大后的生菜被分成叶和茎的状态的照片。

图8是示出根据本实施例长大后的叶的图。

图9是示出根据本实施例长大后的茎的图。

图10是示出根据本实施例的在长大后置于重量计上的生菜的照片。

图11是示出通过白色LED光照射培育的生菜在长大后的划分状态以供对比的照片。

图12示出通过采用白色LED光照射培育的生菜在长大后的叶的图。

图13示出通过采用白色LED光照射培育的生菜在长大后的茎的图。

图14是置于重量计上的通过采用白色LED光照射的长大后的生菜的照片。

具体实施方式

(实施例)

在下文中，将参考附图来说明根据本发明的用于培育叶茎蔬菜的方法，该方法使用包括用于培育叶茎蔬菜的光源装置的叶茎蔬菜培育系统。在本实施例中，生菜2被用作叶茎蔬菜。如图1中所示，叶茎蔬菜培育系统4包括用于培育叶茎蔬菜的光源装置6，每个光源装置具有LED，支撑用于培育叶茎蔬菜的光源装置6的光源支撑装置8以使得光源装置能够面对生菜的任意位置，用于向用于培育叶茎蔬菜的光源装置6供电的供电单元10，以及用于控制从叶茎蔬菜培育用光源装置6发射的光的强度和从 LED发出的光的颜色的各种组合的照射控制装置12。

如图3中所示，构造用于培育叶茎蔬菜的光源装置6以便多个壳型 LED(发光二极管)14被布置在长方形基板的底表面上。多个蓝色LED 14b被集中并且被布置在基板15的中心部，而白色LED 14w和红色LED 14r被均匀地混合并且布置在基板15的外周部。以例如整个LED 14的 20％的比例提供蓝色LED 14b。以例如30％和50％的比例将红色LED 14r 和白色LED 14w两者布置在外周部。每个蓝色LED 14b呈现470NM的峰值波长，而每个红色LED14r呈现660NM的峰值波长。可以通过对蓝色LED 14b应用黄色荧光粉、或者对蓝色LED应用绿色和红色荧光粉、或者对紫外LED应用蓝色、绿色和红色荧光粉来产生白色LED14w。在本实施例中，黄色荧光粉被应用到蓝色LED。

供电单元10提供电力，其能够使得仅特定颜色的LED 14发光，或者使得LED 14发光，改变光强。蓝色LED 14b和供电单元10构成了茎生长抑制光源装置，而红色LED 14r和供电单元10构成了叶生长加速光源装置。

照射控制装置12例如包括光控制电路(未示出)，并且根据生菜2 的生长状态借助光控制电路控制供电单元10以控制从光源装置6的蓝色 LED 14b、红色LED 14r和白色LED14w照射的光(例如，打开光、关闭光、控制照射光强度)。照射光的光强的范围、作为光合作用有效光量子通量密度(PPFD)例如从50到500μmol m-2s-1。

光源支撑装置8包括支撑用于培育叶茎蔬菜的光源装置6的支撑条 16，在其中配备有滚珠丝杠机构(未示出)以垂直地可移动地支撑支撑条 16的支撑杆18，以及用于驱动滚珠丝杠机构以垂直地移动支撑条16的驱动装置20，并且支撑用于培育叶茎蔬菜的光源装置6，以使得光源装置6 可移动到任选位置来面对要根据其生长状态培育的生菜2。

此外，配备用于向生菜2供应水以及用水稀释的液肥的浇水装置(未示出)。另外，配备有用于检测生菜2顶部的光子量并将检测信号提供给照射控制装置12的光子传感器(未示出)。

在下文中，将参考附图来说明用于培育这样布置的叶茎蔬菜的光源装置的操作。

首先，种下生菜2的种子并浇水。接着，如图4中所示，子叶24从种子发芽，并且在茎26和叶28变得可区分的例如播种后的第3到第10 天(对应于初始生长时段)期间，仅从蓝色LED 14b照射光在茎26的顶部上，每一个茎26具有生长点，而从红色LED 14r照射光在叶28上。也就是说，茎生长抑制光源14b采用从其发出的光照射茎26的顶部并且叶生长加速光源14r采用从其发出的光照射叶28。照射时间例如确定为每天16小时，而照射光强例如确定为50μmol m-2s-1。

如图5中所示，在从第10天到第20天的时段期间，照射来自蓝色 LED 14b、红色LED14r和白色LED 14w的光。照射时间例如确定为每天24小时，而照射光强例如确定为100μmolm-2s-1。在本例中，当从蓝色LED照射光时，从播种后第3天到第10天的时段以及从播种后第10天到第20天的时段对应于茎生长抑制时段。

如图6中所示，在从第20天到第30天的时段期间，从蓝色LED 14b 和红色LED 14r照射的光被停止，而仅从白色LED 14w进行光的照射。照射时间例如确定为每天24小时，而照射光强例如确定为150μmol m-2 s-1。

如图7至图10中所示，检查如上所述通过采用LED光照射来培育的生菜2的生长状态。首先，如图10中所示，在生长的生菜2中，叶28 密集地生长，并且呈现深颜色，而由重量计17测得的重量是115.8克。作为比较，测得的重量大于采用白色LED光照射来培育的生菜的102.4 克的重量。如图7和图8中所示，叶28较宽地伸展。如图7和图9中所示，被抑制长长的茎26较短。结果，增加了用于食物的叶28的比例，并从而增加了生菜2的经济价值。

根据以上的描述明显的是，在根据本实施例的用于培育叶茎蔬菜的培育方法中，至少在当茎26和叶28变得可互相区分的初始生长时段期间，提供茎生长抑制时段，在该时段采用抑制茎26生长的蓝色LED光照射各具有植物生长点的茎26的顶部。因此，抑制了很少用作食物的茎26的生长，而用于生长的营养进入整个叶中，从而加速了叶28的生长。结果，增强了叶茎蔬菜作为蔬菜的外观，从而提高了其经济价值。

另外，来自红色LED的加速叶的生长的光被照射在叶28上。因此，加速了用于食物的叶28的生长，结果，可以培育作为原料具有提高的经济价值的叶茎蔬菜。此外，可以提高收获量。

另外，在未结球生菜的情况下(生菜)，叶28主要用于食物，使得提高了生菜的经济价值。

另外，茎生长抑制光源由LED 14组成，从而降低了功耗，且可以实现能源节约，并且因为其作为光源的耐久寿命较长，可以降低运转成本。此外，可以容易地调整从LED 14发射的光的波长以产生单色光。

用于培育叶茎蔬菜的光源装置6配备有茎生长抑制光源装置(蓝色 LED)和叶生长加速光源装置(红色LED)，茎生长抑制光源装置采用抑制茎26的生长的具有高比例的蓝色成分光的茎生长抑制光照射面对叶茎蔬菜的茎26的区域，叶生长加速光源装置采用加速叶28的生长的具有高比例的红色成分光的叶生长加速光照射面对叶茎蔬菜的叶28的区域，从而用于抑制茎26的生长的来自蓝色LED的光可以照射在茎26的顶部上，而用于加速叶的生长的来自红色LED的光可以照射在叶28上。

在本实施例中，LED14被用作光源装置6的发光体，但发光体不限于LED，可以使用例如有机EL。在有机EL处，功耗较小，这降低了电力成本，并且作为光源产生的热同样较小以防止由于热而损伤叶。

另外，在本实施例中，生菜2被用作叶茎蔬菜，但叶茎蔬菜不限于生菜，可以使用例如油菜、白菜或者菠菜。

蓝色LED 14b以整个LED的20％的比例布置在中心部中，而红色 LED 14r和白色LED 14w分别以30％和50％的比例布置在外周部中，但 LED的布置不限于上述布置，例如蓝色LED1可以以整个LED的30％的比例布置在中心部中，而红色LED和白色LED可以分别以40％和30％的比例布置在外周部中，并且可以根据待照射的植物(叶茎蔬菜)任意修改发光体的布置。

根据之前的说明明显的是，在以上描述的实施例中公开的特定布置仅示出了本发明的一个示例，并且本发明并不限于上述的特定布置，而是意在在不脱离本发明的精神和范围的情况下覆盖各种修改。

工业实用性

本发明可以在有效地生产高经济价值的叶茎蔬菜的情况下使用。

附图标记列表

2叶茎蔬菜(生菜)，4叶茎蔬菜培育系统 6用于培育叶茎蔬菜的光源装置 10茎生长抑制光源装置/叶生长加速光源装置(供电单元)，14用于培育叶茎蔬菜的光源装置(LED)，14b用于培育叶茎蔬菜的光源装置/茎生长抑制光源/茎生长抑制光源装置(蓝色LED)，14r用于培育叶茎蔬菜的光源装置/叶生长加速光源/叶生长加速光源装置(红色LED)，14w用于培育叶茎蔬菜的光源装置(白色LED)，26茎，28叶。

Claims (3)

1.一种用于通过采用光照射叶茎蔬菜来培育叶茎蔬菜的方法，所述方法包括如下步骤：

在光源装置的中心部布置多个蓝色发光二极管，以采用抑制茎的生长的具有高比例的蓝色成分光的茎生长抑制光照射所述叶茎蔬菜的茎，

在所述光源装置的外周部布置多个红色发光二极管，以采用加速叶的生长的具有高比例的红色成分光的叶生长加速光照射所述叶茎蔬菜的叶，

将多个白色发光二极管与所述红色发光二极管混合并布置在所述光源装置的所述外周部，

在茎和叶变得彼此可区分的、播种后的第3到第10天的时段期间，仅从所述蓝色发光二极管发光照射所述叶茎蔬菜的具有生长点的茎的顶部、且从所述红色发光二极管发光照射所述叶茎蔬菜的叶，

在播种后的第20天到第30天的时段期间，停止从所述蓝色发光二极管和从所述红色发光二极管的发光，并且仅从所述白色发光二极管发光。

2.根据权利要求1所述的培育叶茎蔬菜的方法，其中从未结球生菜、油菜、白菜和菠菜中选择所述叶茎蔬菜。

3.一种用于培育叶茎蔬菜的光源装置，其适于采用光照射所述叶茎蔬菜以培育所述叶茎蔬菜，所述光源装置包括：

多个蓝色发光二极管，其布置在基板的底表面的中心部，并且用于采用抑制茎的生长的具有高比例的蓝色成分光的茎生长抑制光照射所述叶茎蔬菜的茎；

多个红色发光二极管，其布置在所述基板的底表面的外周部，并且用于采用加速叶的生长的具有高比例的红色成分光的叶生长加速光照射所述叶茎蔬菜的叶；

多个白色发光二极管，其被与所述红色发光二极管均匀地混合，并且布置在所述基板的底表面的外周部；以及

照射控制装置，其用于：控制从所述蓝色发光二极管、所述红色发光二极管和所述白色发光二极管发出的光的颜色的各种组合；在茎和叶变得彼此可区分的、播种后的第3到第10天的时段期间，仅从所述蓝色发光二极管发光照射所述叶茎蔬菜的具有生长点的茎的顶部、且从所述红色发光二极管发光照射所述叶茎蔬菜的叶；以及在播种后的第20天到第30天的时段期间，停止从所述蓝色发光二极管和从所述红色发光二极管的发光，并且仅从所述白色发光二极管发光。