[发明专利]LED植物助长灯

说明书

技术领域

本发明涉及LED灯具领域，具体而言，涉及一种LED植物助长灯。

背景技术

光照是植物生长的必备条件，但太阳光的强度随着地理纬度、季节和天气状况而变化，所以往往会出现光照不足，以至光照条件达不到植物生长需要的情况。而且，不同波长的光对植物生长有不同的影响，如图1和表1所示，波长在400～520nm的蓝光、610～720nm的红光以及720～1100nm的远红光对植物光合作用具有显著的促进作用。

表1

光谱范围对植物生理的影响280~315nm对形态和生理影响小315~400nm叶绿素吸收少，影响光周期效应，能阻止茎生长400~520nm叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大520~610nm色素的吸收少，对形态和生理影响小610~720nm叶绿素吸收率低，对光合作用和光周期有显著的影响720~1100nm吸收率低，影响开花和种子发芽，刺激细胞生长大于1100nm转化为热量

针对光照不足的情况，补光使用的传统灯具主要是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯。这些传统光源的光谱是依据人眼对光的适应性所选择的，其光谱含有许多不必要的波长，对植物的生长促进较少，同时还具有能耗高、寿命短、易破碎和含汞对环境污染等许多的缺点。

LED（发光二级管）灯具是目前最新的技术，由Ⅲ-Ⅴ族化合物，如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等固体半导体光源作为发光材料，形成PN结，当两端加上正向电压时，半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量而激发光子发射可见光。LED灯具作为第四代新型照明光源，具有节能环保、安全可靠、使用寿命长、响应时间短、体积小、发热量少、易于分散或组合控制等许多不同于其他电光源的重要优点。LED植物助长灯，通过将蓝光与红光LED光源封装在一起得到灯具，通过调节红、蓝LED光源的比例控制光谱变化。

相关研究表明，植物中除含有大量的叶绿素、类胡萝卜素和花青素外，还含有一些微量的光敏受体，例如光敏色素、隐花色素和紫外光B受体。其中，光敏色素是植物体内最重要、研究得最为深入的一种光敏受体，它对红光和远红光吸收有逆转效应。光敏色素有两种可以互相转化的形式：吸收红光（R）的Pr型（最大吸收峰在红光区的660nm）和吸收远红光（FR）的Pfr型（最大吸收峰在远红光区的730nm），Pr是生理钝化型，Pfr是生理活化型。Pr和Pfr的吸收光谱在可见光波段上有相当多的重叠，因此在自然光照下植物体内同时存在着Pfr型和Pr型两种形式的光敏色素，Pfr在光敏色素总量(Ptot=Pr+Pfr)中占有一定的比例（Pfr/Ptot），这个比例在饱和远红光下为0.025，在饱和白光下为0.6，当这个比例发生变化时，可以引起植物体内的生理变化。