CN111903495A - 一种植物栽培系统 - Google Patents

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Abstract

一种植物栽培系统,涉及植物种植技术领域,所采用的技术方案包括栽培容器和叶腹供光装置,还包括叶背供光装置。本发明采用叶背供光装置以开发叶片背面的光合能力,既解决了高密度种植中植株下部叶片光照强度不足的问题,也尽可能地充分挖掘叶背的光合潜力,提高了植物整体的光合能力、生长速度和最终产量;叶背供光装置的基板、保护壳体等均采用散热性能良好的材质,以延长LED发光单元的使用寿命,并且对LED发光单元的电连接线路结构进行了优化,节省了成本;针对水培技术,采取了多重防水措施,尽力降低长久使用后产生漏电的安全风险。

Description

一种植物栽培系统
技术领域
本发明涉及植物种植技术领域,尤其涉及一种植物栽培系统。
背景技术
光照与作物的生长有密切的关系。最大限度的捕捉光能,充分挖掘植物光合作用的潜力,将直接关系到农业生产的效益。近年来由于市场需求的推动,普遍采用全人工光植物生产系统,如植物工厂,周年生产花卉、瓜果、蔬菜等。
目前大规模运行的全人工光植物生产系统,存在光供应不合理,光源能耗过大,光源方式有缺陷,或植物局部供光不平衡等问题。尤其在全人工光栽培系统中,采用多层立体高密度的种植模式,处于植株冠层下部的叶片由于受到顶部叶片和周围植株的遮挡,光照强度不足,导致出现光合速率降低、叶片发育不良等问题。现有的供光措施并不能完全发掘植物的光合能力。
发明内容
针对现有技术方案中顶部(叶片腹面)供光的方式不能完全发掘植株整体光合能力的问题,本发明提供了一种植物栽培系统。
本发明提供如下的技术方案:一种植物栽培系统,包括栽培容器和叶腹供光装置,其特征在于:还包括叶背供光装置,所述叶背供光装置包括基板,所述基板上设置有多个定植孔和发光源。
优选地,所述基板上还设置有电源接口,所述发光源为和所述电源接口电连接的多个LED发光单元;所述基板上设置有安装槽,所述LED发光单元设置在所述安装槽内。
优选地,所述基板设置有保护壳体,所述基板顶部设置有透光板;所述保护壳体在所述定植孔处设置有套管。
优选地,所述电源接口为防水电源接口,所述LED发光单元表面和所述透光板表面、所述基板和保护壳体及透光板之间、所述透光板和套管之间均设置有防水层;所述套管上还设置有用于固定植株的定植篮。
优选地,所述基板和透光板之间还设置有反光膜。
优选地,多个LED发光单元分为多组,每个定植孔周围至少设置有一组LED发光单元,每一组中的LED发光单元围绕所述定植孔均匀分布且与所述定植孔中心的距离相等。
优选地,多个所述定植孔在所述基板上阵列分布,每列所述定植孔设置有一组和所述电源接口电连接的电源线,所述电源线包括第一走线、第二走线和第三走线,所述第一走线包括第一电极连接点和连接在所述第一电极连接点上的第一对称线,所述第一对称线包括多组关于同一列多个定植孔的圆心连接线对称分布的第一半球线,每组所述第一半球线包围一个所述定植孔;所述第二走线包括第二电极连接点和连接在所述第二电极连接点上的第二对称线,所述第二对称线包括多组关于同一列多个定植孔的圆心连接线对称分布的第二半球线,每组所述第二半球线包围一组所述第一半球线;所述第三走线包括第三电极连接点和连接在所述第三电极连接点上的第三对称线,所述第三对称线包括多组关于同一列多个定植孔的圆心连接线对称分布的第三半球线,每组所述第三半球线包围一组所述第二半球线;所述第一电极连接点和第三电极连接点位于每列定植孔的同侧,所述第二电极连接点位于每列定植孔的另一侧;每组所述第一半球线和第二半球线、第三半球线和第二半球线之间均电连接有一组所述LED发光单元。
优选地,所述基板为双层或多层PCB电路板,包括对应于所述LED发光单元一侧的正面和与所述正面相对的反面;所述反面设置有第一电源走线,所述第一电极连接点为和所述第一电源走线电连接的导通孔,所述第二电极连接点和第三电极连接点分别连接有第二电源走线、第三电源走线,所述第二、三电源走线设置在所述正面上。
优选地,所述基板设置有多个凹槽,所述定植孔设置在所述凹槽底面,所述凹槽的侧壁为上大下小的喇叭状且设置有多个通气孔。
优选地,所述叶腹供光装置包括设置在植株顶部的反光板,所述反光板设置有阵列状分布的球面突起或球面凹槽。
本发明的有益效果是:1、在适用于全人工光植物生产系统的栽培设备中添加了叶背供光装置,每一株植株基部均匀设置有至少一组LED发光单元,在不增加光能的情况下,将叶腹供光装置的部分光照强度转移给叶背供光装置,以开发叶片背面的光合能力,相对于只采用顶部供光的供光模式,叶腹叶背联合供光的模式对植物的生长具有更好的促进作用,同时解决了高密度种植中植株下部叶片光照强度不足的问题,提高了一个植物栽培系统中植株整体的光合能力、生长速度和最终产量;2、叶背供光装置的基板、保护壳体等均采用散热性能良好的材质,以延长LED发光单元的使用寿命,并且对LED发光单元的电连接线路结构进行了优化,避免了交叉、绕线和跳线,节省了成本;3、基板在对应定植孔的位置上设置有凹槽,增大了基板底部散热空间,在栽培容器的高度不变的情况下,降低了植株整体相对于栽培容器的高度,进而降低了叶腹供光装置和栽培容器之间的距离,提高了有限空间内可容纳的植物栽培系统的数量,最终提高了总体产量;4、针对水培技术,采取了多重防水措施,尽力降低长久使用后产生漏电的安全风险;5、在叶腹供光装置上增设了反光板,叶背供光装置上设置有反光膜,对光线形成重复利用,进一步提高了光照强度又节约了能源。
附图说明
图1为本发明一个实施例的三维示意图。
图2为本发明一个实施例的侧视图。
图3为本发明一个实施例的部分剖面图。
图4为图3的A部放大图。
图5为本发明中叶背供光装置的一个实施例的三维示意图。
图6为本发明中叶背供光装置的一个实施例的剖面图。
图7为图6的B部放大图。
图8为本发明中电源线的一个实施例的示意图。
图9为本发明中电源线的另一个实施例的示意图Ⅰ。
图10为本发明中电源线的另一个实施例的示意图Ⅱ。
图11为本发明另一个实施例的剖面图。
图12为本发明中叶腹供光装置的一个实施例的三维示意图。
附图标记:1-栽培容器,2-叶腹供光装置,21-球面凹槽,3-叶背供光装置,31-基板,311-定植孔,312-正面,3121-第二电源走线,3122-第三电源走线,313-反面,314-凹槽,3131-第一电源走线,32-电源接口,321-第一走线,3211-第一电极连接点,3212-第一对称线,3213-第一半球线,322-第二走线,3221-第二电极连接点,3222-第二对称线,3223-第二半球线,323-第三走线,3231-第三电极连接点,3232-第三对称线,3233-第三半球线,33-LED发光单元,34-保护壳体,341-套管,342-定植篮,35-透光板。
具体实施方式
以下结合附图及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明,使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种如图1和图2所示的一种植物栽培系统,包括栽培容器1和叶腹供光装置2,还包括叶背供光装置3,所述叶背供光装置3包括基板31,所述基板31上设置有多个定植孔311和发光源。
所述栽培容器可为顶部开口的方形槽,其中可放置植株生长所需的营养液、基质等物质;叶腹供光装置设置在植株顶部,为植株叶片腹面,也就是叶片上表面提供现有技术上的顶部供光。
特别地,还为植物栽培装置增设了叶背供光装置,用于向叶片背面,即叶片下表面供光。单位叶片的光合效率为叶片腹、背面光合效率之和,叶背具有叶腹最大光合速率的60-80%,在低光强下甚至具有相似的光合速率。假设同时充分利用叶片腹面和背面的光合能力,叶片整体光合能力理论上可达到叶腹的1.6~1.8倍,加快了植株的生长速度,对于增加植株的产量有正面作用。通过本案申请人在重复实验中发现,在总光强不变的情况下,将总光强按照叶腹:叶背=1:1~3:1的比例分配后分别利用叶腹供光装置和叶背供光装置照射于植株的叶片腹面和背面,与纯叶腹受光相比,采收后植株的生物量增加了4.7%-53.0%,具体数据如表1所示。不同种类的植物采用叶腹加叶背供光后,在总光强不变的情况下,相对于纯叶腹受光的光照方式,产量均有大幅度的增加,在一个实施例中,针对奶油生菜、橡叶生菜、油菜和小白菜四种蔬菜,将总光强按照叶腹:叶背=2:1的比例分配给叶腹供光装置和叶背供光装置,采收后得到生物量数据及与纯叶腹受光下植株生物量的对比数据如表2所示。此处生物量是指植株的净重。
表1:不同比例的腹背光照强度下植株的生物量变化表
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表2:四种蔬菜在两种光照方式下的生物量变化表
Figure DEST_PATH_IMAGE004
叶背供光装置可直接置于栽培容器的四个侧壁的顶面,与栽培容器可拆连接,进一步地,可在叶背供光装置的底面两侧设置限位板,限位板紧贴栽培容器的侧壁,防止发生侧移,如图3所示。叶背供光装置的尺寸可以针对具体的栽培容器定制,也可以与植物工厂配套形成模块化制造。叶背供光装置包括基板、定植孔和发光源。所述发光源可采用LED贴片灯珠。所述基板可采用氧化铝陶瓷板,集成发光源及电连接线路,强度高、绝缘性能好、导热及耐热性能优良;如图5所示,和发光光源相比,基板的面积更大,可以充分地将发光源的热量导出并散发至空气中,此外,营养液也可以吸收一部分热量,延长了发光源的使用寿命,亦不造成植株局部过热的现象。基板上还设置有多个定植孔,使植株基部茎秆及根须部分可以穿过定植孔伸入栽培容器,从营养液中汲取养分,每个定植孔对应一棵植株,可以形成高密度种植以增加产量。
优选地,所述基板上还设置有电源接口32,所述发光源为和所述电源接口32电连接的多个LED发光单元33;所述基板31上设置有安装槽,所述LED发光单元33设置在所述安装槽内。
如图5所示,所述电源接口可采用插拔式的电源接口,处于基板的一角,方便连接电源;所述LED发光单元可采用LED贴片式灯珠,体积小,安装方便,利用这一优势,可以在全人工光植物生产系统或温室设施栽培中任意改变光源的空间位置,提供多角度光照。具体地,可以在基板上设置有安装槽,LED发光单元可卡接在安装槽内,易于固定,并使LED发光单元的发光面朝上,如图4所示。进一步地,安装槽底面可以具有斜度以控制LED发光单元的照射方向,在一个实施例中,安装槽底面朝向植株根部的一侧较高,与水平方向呈15~30°左右,使LED发光单元发出的光线更多地照向植株的叶背,而不是植株的茎秆部位。
优选地,所述基板31设置有保护壳体34,所述基板31顶部设置有透光板35;所述保护壳体34在所述定植孔311处设置有套管341。
如图6和图7所示,为避免LED发光单元受到尘土、水汽等污染,基板的侧面和底面设置有保护壳体,顶面设置有透光板。所述保护壳体采用铝合金板,同时起到保护和散热的作用,并在外表面涂刷防锈涂料。所述透光板可采用导光板,将LED发出的光线转化为面光源,加强散射程度,防止LED发光单元在植株的某一区域形成定点照射。保护壳体在对应定植孔的位置设置有套管,套管可以和保护壳体一体成型,使透光板、基板和保护壳体形成的多层结构在断面处的密封性更为优异,彻底隔绝外界的尘土和水汽的影响。
优选地,所述电源接口32为防水电源接口,所述LED发光单元33表面、所述基板31和保护壳体34及透光板35之间、所述透光板35和套管341之间均设置有防水层;所述套管341上还设置有用于固定植株的定植篮342。
如果植物培养容器为适用于水培技术的设备,为提高叶背供光装置的防水性能,所述电源接口可采用IEC工业防水接口,防护等级可达 IP 67;LED发光单元表面可涂刷PCB纳米防水涂层作为防水层,散热性能好,且不影响正常导电;在基板、透光板和保护壳体之间、透光板和套管连接处,特别是与外界空气直接接触的缝隙处,可采用喷雾的方式在缝隙处形成纳米防水涂层以填补缝隙,达到防水效果。
如图3和图4所示,在水培技术中,可将定植篮直接挂在套管上,并伸入栽培容器内部,用于固定植株。所述定植篮可采用PE材料制作成杯状,并在侧壁和底面制作成镂空结构,便于植株根须伸出。
优选地,所述基板和透光板之间还设置有反光膜。
所述反光膜可采用MCPET纳米反射板,其全反射率可达99%,扩散反射率可达96%,对于各波长光源的反射能力都能够维持均一性,将照射在基板上的余光加以有效利用,在不增加光源的前提下,进一步提高光照强度。
优选地,多个LED发光单元33分为多组,每个定植孔311周围至少设置有一组LED发光单元33,每一组中的LED发光单元33围绕所述定植孔311均匀分布且与所述定植孔311中心的距离相等。
如图5所示,具体地,LED发光单元可围绕定植孔均匀排列,使每棵植株的四周都可以得到充分而均匀的供光;围绕定植孔一圈的且与定植孔中心的距离相等的多个LED发光单元可设置为一组,每个定植孔周围至少设置一组LED发光单元,如果有多组LED发光单元,每一组距离定植孔的距离各有不同。
优选地,多个所述定植孔311在所述基板31上阵列分布,每列所述定植孔311设置有一组和所述电源接口32电连接的电源线,所述电源线包括第一走线321、第二走线322和第三走线323,所述第一走线321包括第一电极连接点3211和连接在所述第一电极连接点3211上的第一对称线3212,所述第一对称线3212包括多组关于同一列多个定植孔311的圆心连接线对称分布的第一半球线3213,每组所述第一半球线3213包围一个所述定植孔311;所述第二走线322包括第二电极连接点3221和连接在所述第二电极连接点3221上的第二对称线3222,所述第二对称线3222包括多组关于同一列多个定植孔311的圆心连接线对称分布的第二半球线3223,每组所述第二半球线3223包围一组所述第一半球线3213;所述第三走线323包括第三电极连接点3231和连接在所述第三电极连接点3231上的第三对称线3232,所述第三对称线3232包括多组关于同一列多个定植孔311的圆心连接线对称分布的第三半球线3233,每组所述第三半球线3233包围一组所述第二半球线3223;所述第一电极连接点3211和第三电极连接点3231位于每列定植孔311的同侧,所述第二电极连接点3221位于每列定植孔311的另一侧;每组所述第一半球线3213和第二半球线3223、第三半球线3233和第二半球线3223之间均电连接有一组所述LED发光单元33。
每一个定植孔对应一株植株,多个定植孔在基板上呈阵列排列,保证植株的种植方式具有规律性,便于生产管理。所述第一走线、第二走线和第三走线可采用厚度为35~70μm的铜箔制作,作为LED发光单元的供电线路设置在基板上。为了线路排布的规律性,以一列定植孔为基本单元布置线路。以同一列多个定植孔的圆心连接线为对称轴,第一、第二、第三对称线均可以被分为对称的两个支路,更进一步地,每个支路在每个定植孔周围依照定植孔的形状设置有半球线,尽量多的将一列定植孔两侧的LED发光单元覆盖在内,且尽量缩短供电线路的长度,避免绕路,以减少电阻,降低发热量。
第一、二、三走线可围绕定植孔依次排列。具体地,在如图8所示的一个实施例中,在一列定植孔周围,按照第一走线在内、第二走线在中间、第三走线在外的方式,三条走线按一定距离依次排列,且第一、第三电极连接点设置在一列定植孔的同侧,第二电极连接点设置在另外一侧,使三条走线互相独立,互不交叉,保证供电线路的通畅性,同时正负极分别位于基板的两侧,便于连接电源。第一半球线与第二半球线、第三半球线与第二半球线之间均电连接有一组LED发光单元,分别构成内外两个回路,可以单独控制,也可以统一控制;而且两个回路共用一条第二走线,节省了材料成本。每一个LED发光单元可并联在两个相邻的半球线之间,所述第一、第二、第三电极连接点可采用锡铜合金制作。
优选地,所述基板31为双层或多层PCB电路板,包括对应于所述LED发光单元31一侧的正面312和与所述正面312相对的反面313;所述反面313设置有第一电源走线3131,所述第一电极连接点3211为和所述第一电源走线3131电连接的导通孔,所述第二电极连接点3221和第三电极连接点3231分别连接有第二电源走线3121、第三电源走线3122,所述第二、三电源走线设置在所述正面312上。
如图9和图10所示,在一个基板上具有多列定植孔的另一个实施例中,每一列定植孔上第一半球线与第二半球线、第三半球线与第二半球线之间均电连接有一组LED发光单元,分别构成内外两个回路。如果要单独控制内部或者外部回路的开闭,则需要第一走线和第三走线连接到两个不同的支路上。具体地,所述基板可为双层或多层PCB电路板,其对应于LED发光单元的一面为正面,另一面为反面;在基板的正面上,多个第二电极连接点连接到第二电源走线,多个第三电极连接点连接到第三电源走线,第二、第三电源走线分别位于基板的两侧,方便布线;所述第一电极连接点可为导通孔,使第一走线和设置在基板反面上的第一电源走线电连接,避免第一电源走线和第三走线、第三电源走线之间形成交叉和跳线。第一、第二、第三电源走线可以连接在设置在基板正面的电源接口上,具体地,基板反面上的第一电源走线可以通过设置在电源接口附近的另一个导通孔电连接到正面上的电源接口。所述第一、第二、第三电源走线可采用厚度为70μm的铜箔制作。
优选地,所述基板31设置有多个凹槽314,所述定植孔311设置在所述凹槽314底面,所述凹槽314的侧壁为上大下小的喇叭状且设置有多个通气孔。
如图11所示,基板放置在栽培容器的顶部,设置有多个凹槽,栽培容器中盛装有营养液,营养液必须浸没植株的根部,每一个定植孔设置在一个凹槽的底面。凹槽降低了定植孔的高度,扩大了基板和营养液面之间的距离,使基板上安装有LED发光单元的区域底面的可供散热的空间更大。进一步地,可以在凹槽四周的基板底部设置散热翅片,LED发光单元产生的热量通过基板传递给散热翅片,加强了散热能力。
当下全人工光植物生产系统中,比如植物工厂,在有限的空间中采用多层栽培系统叠加的高密度种植以增加产量,植株的高度是每一层的层间距的主要影响因素;植株固定在定植孔上,定植孔的降低意味着植株整体位置的降低,在栽培容器高度不变的情况下,降低植株相对于栽培容器的高度,也就降低了每一层的层间距,从而增加了总层数,提高了总体产量。凹槽的侧壁还设置有多个通气孔,加强了气体的流通,既增加了散热效率,又改善了植株根部周围的通气环境,降低烂根的几率。凹槽侧壁为上大下小的喇叭状,适宜于植株整体体积上大下小的形态;凹槽侧壁的斜度可根据植株体积最大时的具体形态来决定。进一步地,凹槽侧壁的表面也可以设置LED发光单元及相关走线作为补充。
优选地,所述叶腹供光装置2包括设置在植株顶部的反光板,所述反光板设置有阵列状分布的球面突起或球面凹槽21。
所述叶腹供光装置包括设置在植株顶部的反光板。反光板可以是铝箔或电镀形成的反射率大于97%的镜面,可通过钢制支架固定在植株的顶部,其朝向植株的表面设置有阵列状的球面凸起或球面凹槽形成球面反射,可以将叶背供光装置向上发射的部分光线再向下反射,对植株顶部进行照射;由于大量不同位置LED的存在及反光板上的大量反射球面,反光板上的无规则漫反射使反射光朝各个方向发光近似均匀,使植株叶片更好的捕获利用光能。反光板对底部供光光源形成重复利用,节约了顶部供光能源,并自然的使整个栽培系统的光源变为以底部供光为主、顶部供光为辅的状态,植物靠底部供光就具有良好的生长效果。进一步地,可以在叶背供光装置的边缘设置一圈LED发光单元,以加强底部供光,在植株生长阶段的后期光线不会被叶片完全阻挡。反光板的一个实施例如图12所示。
以上为本发明的一种实施方式,其描述较为具体和详细,但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种植物栽培系统,包括栽培容器(1)和叶腹供光装置(2),其特征在于:还包括叶背供光装置(3),所述叶背供光装置(3)包括基板(31),所述基板(31)上设置有多个定植孔(311)和发光源。
2.根据权利要求1所述的一种植物栽培系统,其特征在于:所述基板上还设置有电源接口(32),所述发光源为和所述电源接口(32)电连接的多个LED发光单元(33);所述基板(31)上设置有安装槽,所述LED发光单元(33)设置在所述安装槽内。
3.根据权利要求2所述的一种植物栽培系统,其特征在于:所述基板(31)设置有保护壳体(34),所述基板(31)顶部设置有透光板(35);所述保护壳体(34)在所述定植孔(311)处设置有套管(341)。
4.根据权利要求3所述的一种植物栽培系统,其特征在于:所述电源接口(32)为防水电源接口,所述LED发光单元(33)表面和所述透光板(35)表面、所述基板(31)和保护壳体(34)及透光板(35)之间、所述透光板(35)和套管(341)之间均设置有防水层;所述套管(341)上还设置有用于固定植株的定植篮(342)。
5.根据权利要求3所述的一种植物栽培系统,其特征在于:所述基板和透光板之间还设置有反光膜。
6.根据权利要求2所述的一种植物栽培系统,其特征在于:多个LED发光单元(33)分为多组,每个定植孔(311)周围至少设置有一组LED发光单元(33),每一组中的LED发光单元(33)围绕所述定植孔(311)均匀分布且与所述定植孔(311)中心的距离相等。
7.根据权利要求6所述的一种植物栽培系统,其特征在于:多个所述定植孔(311)在所述基板(31)上阵列分布,每列所述定植孔(311)设置有一组和所述电源接口(32)电连接的电源线,所述电源线包括第一走线(321)、第二走线(322)和第三走线(323),所述第一走线(321)包括第一电极连接点(3211)和连接在所述第一电极连接点(3211)上的第一对称线(3212),所述第一对称线(3212)包括多组关于同一列多个定植孔(311)的圆心连接线对称分布的第一半球线(3213),每组所述第一半球线(3213)包围一个所述定植孔(311);所述第二走线(322)包括第二电极连接点(3221)和连接在所述第二电极连接点(3221)上的第二对称线(3222),所述第二对称线(3222)包括多组关于同一列多个定植孔(311)的圆心连接线对称分布的第二半球线(3223),每组所述第二半球线(3223)包围一组所述第一半球线(3213);所述第三走线(323)包括第三电极连接点(3231)和连接在所述第三电极连接点(3231)上的第三对称线(3232),所述第三对称线(3232)包括多组关于同一列多个定植孔(311)的圆心连接线对称分布的第三半球线(3233),每组所述第三半球线(3233)包围一组所述第二半球线(3223);所述第一电极连接点(3211)和第三电极连接点(3231)位于每列定植孔(311)的同侧,所述第二电极连接点(3221)位于每列定植孔(311)的另一侧;每组所述第一半球线(3213)和第二半球线(3223)、第三半球线(3233)和第二半球线(3223)之间均电连接有一组所述LED发光单元(33)。
8.根据权利要求7所述的一种植物栽培系统,其特征在于:所述基板(31)为双层或多层PCB电路板,包括对应于所述LED发光单元(33)一侧的正面(312)和与所述正面(312)相对的反面(313);所述反面(313)设置有第一电源走线(3131),所述第一电极连接点(3211)为和所述第一电源走线(3131)电连接的导通孔,所述第二电极连接点(3221)和第三电极连接点(3231)分别连接有第二电源走线(3121)、第三电源走线(3122),所述第二、三电源走线设置在所述正面(312)上。
9.根据权利要求1所述的一种植物栽培系统,其特征在于:所述基板(31)设置有多个凹槽(314),所述定植孔(311)设置在所述凹槽(314)底面,所述凹槽(314)的侧壁为上大下小的喇叭状且设置有多个通气孔。
10.根据权利要求1所述的一种植物栽培系统,其特征在于:所述叶腹供光装置(2)包括设置在植株顶部的反光板,所述反光板设置有阵列状分布的球面突起或球面凹槽(21)。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112868521A (zh) * 2021-03-10 2021-06-01 上海前邦科技有限公司 极端气候区用光纳米超低能耗气耕式立体植物工厂
CN113396737A (zh) * 2021-07-06 2021-09-17 六安立春农业科技有限公司 人工光蔬菜生产装置
CN113785767A (zh) * 2021-09-27 2021-12-14 吉林大学 一种生菜叶下均匀补光的水培装置
CN113841605A (zh) * 2021-10-22 2021-12-28 中国农业科学院都市农业研究所 一种植物根系光水肥一体化栽培系统
CN116235717A (zh) * 2023-02-09 2023-06-09 中国农业科学院都市农业研究所 一种适用于太空动植物养殖的照明装置及方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201866609U (zh) * 2010-08-16 2011-06-15 大连太平洋电子有限公司 一种自动曝光机ccd识别灯
CN201944608U (zh) * 2010-12-30 2011-08-24 义乌市菲莱特电子有限公司 一种led植物补光灯
JP2012019715A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Shikoku Res Inst Inc 植物の照明装置
CN104456334A (zh) * 2014-11-07 2015-03-25 东莞力源照明科技有限公司 一种模块化分体式led环形光源及其制备方法
CN205227030U (zh) * 2015-11-04 2016-05-11 河北利福光电技术有限公司 植物生长用led平板光源
CN105650484A (zh) * 2015-07-31 2016-06-08 古道雄 Led光电模组组件
CN206932885U (zh) * 2017-01-18 2018-01-30 上海三思电子工程有限公司 Led植物栽培装置
CN207762849U (zh) * 2017-12-18 2018-08-24 江西省航宇新材料股份有限公司 一种防止电线缠绕的led铝基板
CN208332162U (zh) * 2018-07-13 2019-01-04 泉州太阳鸟科技有限公司 一种可供多路电源切换的导电转盘
CN210567746U (zh) * 2019-08-02 2020-05-19 罗棣楹 Led高效能植物生长灯
CN210630367U (zh) * 2019-08-02 2020-05-29 罗棣楹 Led光盘立体多层薄膜式水耕栽培架

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012019715A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Shikoku Res Inst Inc 植物の照明装置
CN201866609U (zh) * 2010-08-16 2011-06-15 大连太平洋电子有限公司 一种自动曝光机ccd识别灯
CN201944608U (zh) * 2010-12-30 2011-08-24 义乌市菲莱特电子有限公司 一种led植物补光灯
CN104456334A (zh) * 2014-11-07 2015-03-25 东莞力源照明科技有限公司 一种模块化分体式led环形光源及其制备方法
CN105650484A (zh) * 2015-07-31 2016-06-08 古道雄 Led光电模组组件
CN205227030U (zh) * 2015-11-04 2016-05-11 河北利福光电技术有限公司 植物生长用led平板光源
CN206932885U (zh) * 2017-01-18 2018-01-30 上海三思电子工程有限公司 Led植物栽培装置
CN207762849U (zh) * 2017-12-18 2018-08-24 江西省航宇新材料股份有限公司 一种防止电线缠绕的led铝基板
CN208332162U (zh) * 2018-07-13 2019-01-04 泉州太阳鸟科技有限公司 一种可供多路电源切换的导电转盘
CN210567746U (zh) * 2019-08-02 2020-05-19 罗棣楹 Led高效能植物生长灯
CN210630367U (zh) * 2019-08-02 2020-05-29 罗棣楹 Led光盘立体多层薄膜式水耕栽培架

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112868521A (zh) * 2021-03-10 2021-06-01 上海前邦科技有限公司 极端气候区用光纳米超低能耗气耕式立体植物工厂
CN113396737A (zh) * 2021-07-06 2021-09-17 六安立春农业科技有限公司 人工光蔬菜生产装置
CN113785767A (zh) * 2021-09-27 2021-12-14 吉林大学 一种生菜叶下均匀补光的水培装置
CN113841605A (zh) * 2021-10-22 2021-12-28 中国农业科学院都市农业研究所 一种植物根系光水肥一体化栽培系统
CN116235717A (zh) * 2023-02-09 2023-06-09 中国农业科学院都市农业研究所 一种适用于太空动植物养殖的照明装置及方法
CN116235717B (zh) * 2023-02-09 2024-05-28 中国农业科学院都市农业研究所 一种适用于太空植物养殖的照明装置及方法

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