具备防虫效果的植物照明栽培方法及植物栽培用照明装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980136581.9

申请日:

20090917

公开号:

CN102159062B

公开日:

20140604

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

A01G7/00,A01G1/00,A01M29/10

主分类号:

A01G7/00,A01G1/00,A01M29/10

申请人:

夏普株式会社,广岛县

发明人:

吉村文敏,细野幸治,石仓聪

地址:

日本国大阪府

优先权:

2008-239716

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司

代理人:

张远

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内容摘要

本发明提供一种具备防虫效果的植物照明栽培方法,其在夜间或者无光照的环境下对植物进行照明,所述照明中,射出光在绿色至红色的区域具有发光峰值波长,且按规定的明期宽度和暗期宽度的闪烁图案进行闪烁;所述闪烁中,由下述式(1)表示的占空因数为50%以下。占空因数(%)=明期宽度/(明期宽度+暗期宽度)×100??(1)。根据本发明,可提供一种不仅对菊花等短日照植物的开花抑制进行控制并且具备防蛾等防虫效果的栽培方法。

权利要求书

1.一种具备防虫效果的植物的照明栽培方法,在夜间或者无光照的环境下对植物进行照明,其中,所述植物为短日照植物,所述照明中,射出光在黄色的区域具有发光峰值波长,且按规定的明期宽度和暗期宽度的闪烁图案进行闪烁,所述闪烁中,由下述式(1)表示的占空因数为9%以上30%以下,占空因数(%)=明期宽度/(明期宽度+暗期宽度)×100      (1)并且,是所述植物的开花抑制几乎不发生且具备防虫效果的植物的照明栽培方法。 2.如权利要求1所述的具备防虫效果的植物照明栽培方法,其中,所述防虫效果是对蛾的防虫效果。 3.一种具备防虫效果的植物的照明栽培方法,是具备定植后的第一照明栽培期间及其后的第二照明栽培期间的短日照植物照明栽培方法,其中,所述第二照明栽培期间的照明是:射出光在黄色区域具有发光峰值波长、且由下述式(1)表示的占空因数为9%以上30%以下的脉冲亮灯,占空因数(%)=明期宽度/(明期宽度+暗期宽度)×100      (1),并且,是所述植物的开花抑制几乎不发生且具备防虫效果的植物的照明栽培方法,其中,所述第一照明栽培期间的照明是占空因数比所述第二照明栽培期间大的脉冲亮灯或者连续亮灯,且开花抑制程度比所述第二照明栽培期间强。 4.一种植物照明栽培方法,在多个区域施行权利要求3的照明栽培方法,其特征在于,按所述各区域在所述第一照明栽培期间的照明的占空因数不同。 5.一种植物照明栽培方法,在多个区域施行权利要求3的照明栽培方法,其特征在于,按所述各区域所述第一照明栽培期间的长度不同。 6.一种具备防虫效果的植物栽培用照明装置(100),其特征在于,具备:射出光在黄色区域具有发光峰值波长的半导体发光装置;使所述半导体发光装置按规定的明期宽度和暗期宽度的闪烁图案进行闪烁的驱动装置,所述闪烁中,由下述式(1)表示的占空因数为9%以上30%以下,占空因数(%)=明期宽度/(明期宽度+暗期宽度)×100      (1)并且,是短日照植物的开花抑制几乎不发生且具备防虫效果的植物栽培用照明装置。 7.如权利要求6所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置(100),其中,所述明期宽度为10ms以上30ms以下。 8.如权利要求6所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置(100),其特征在于,所述半导体发光装置为AlGaInP系LED。 9.如权利要求6所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置(100),其特征在于,所述半导体发光装置具备:由氮化物半导体构成的LED芯片;和吸收所述LED芯片所射出的光的一部分而射出黄色光的荧光体。 10.如权利要求6所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置(100),其特征在于,具备对从所述半导体发光装置的发光部至所述植物的生长点的距离进行测定的距离传感器,所述半导体发光装置在该距离变化下也对所述生长点输出恒定照度的光。 11.如权利要求6所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置(100),其特征在于,所述闪烁图案的波形中,所述明期宽度内进一步进行脉冲宽度调制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备驱除害虫效果的植物照明栽培方法(产品生产的 方法)及植物栽培用照明装置。

背景技术

由于危害花木的玉米穗蛾及斜纹夜蛾等夜蛾类已获得抗药性,因而利 用杀虫剂进行防除非常困难。在石竹属及蔷薇属中,作为取代药物的防除 法,正在利用夜间照明,对为了产卵飞向圃场的成虫使用具有高防蛾效果 的防蛾用黄色荧光灯。

另外,还有黄色LED防虫灯系统,取代黄色荧光灯而具备黄色发光 二极管(以下,称为黄色LED),且通过使黄色LED闪烁来提高害虫驱除 效果(日本特开2003-284482号公报(专利文献1))。

另外,还公知有以下技术,即对于菊花、高良姜、蟹爪兰、一品红、 丽格海棠、圆锥石头花、苏紫、草莓等短日照植物照射红色LED光,而 使开花时间延迟(日本特开平8-228599号公报(专利文献2))。

专利文献1:日本特开2003-284482号公报

专利文献2:日本特开平8-228599号公报

这样的防蛾用照明有时对短日照植物产生非意图的开花抑制。通过使 黄色LED的射出光向菊花照射而得到害虫驱除效果,照射时间越长效果 越高。另一方面,就短日照植物的菊花而言,因该照明而使开花抑制从而 开花时间会延迟的问题存在,照射时间越长而招致开花抑制的程度越高。 据此得知害虫驱除效果和开花抑制效果通常相伴发生的关系。

发明内容

本发明的课题在于提供一种不仅对菊花等短日照植物的开花抑制进 行控制并且具备防蛾等防虫效果的栽培方法,以及提供一种适合这样的栽 培的照明装置。

本发明的植物照明栽培方法具备防虫效果,其在夜间或者无光照的环 境下对植物进行照射,其特征在于,所述照明中,射出光在绿色至红色的 区域具有发光峰值波长,且按规定的明期宽度和暗期宽度的闪烁图案进行 闪烁,所述闪烁中,由下述式(1)表示的占空因数为50%以下。

占空因数(%)=明期宽度/(明期宽度+暗期宽度)×100    (1)

另外,在本发明中,所谓明期宽度是指一个明暗周期中的亮灯时间, 所谓暗期宽度是指一个明暗周期中的熄灯时间。在此,所谓明期宽度也包 含在一个明期宽度内具有交替重复的明期宽度内亮灯时间和明期宽度内 熄灯时间的形式。

在本发明的植物照明栽培方法中,优选所述植物为短日照植物。

在本发明的植物照明栽培方法中,优选所述防虫效果为对蛾的防虫效 果。

在本发明的植物照明栽培方法中,优选所述占空因数为30%以下。

本发明的植物照明栽培方法是具备定植(也称种植)后的第一照明栽 培期间及其后的第二照明栽培期间且具备防虫效果的短日照植物照明栽 培方法,所述第二照明栽培期间的照明是:射出光在绿色至红色的区域具 有发光峰值波长、且由下述式(1)表示的占空因数为50%以下的脉冲亮 灯,该植物照明栽培方法具备防虫效果,

占空因数(%)=明期宽度/(明期宽度+暗期宽度)×100     (1)

优选所述第一照明栽培期间中的照明是占空因数比所述第二照明栽 培期间大的脉冲亮灯或者连续亮灯,且优选开花抑制的程度比所述第二照 明栽培期间强。

本发明的植物照明栽培方法,为在多个区域施行上述的照明栽培方法 的植物照明栽培方法,优选按所述各区域在所述第一照明栽培期间的照明 的占空因数不同。

本发明的植物照明栽培方法,为在多个区域施行上述的照明栽培方法 的植物照明栽培方法,优选按所述各区域所述第一照明栽培期间的长度不 同。

本发明的植物栽培用照明装置具备:射出光在绿色至红色的区域具有 发光峰值波长的半导体发光装置、和使所述半导体发光装置按规定的明期 宽度和暗期宽度的闪烁图案进行闪烁的驱动装置,其特征在于,由下述式 (1)表示的占空因数为50%以下。

占空因数(%)=明期宽度/(明期宽度+暗期宽度)×100    (1)

在本发明的植物栽培用照明装置中,优选所述占空因数为30%以下。

在本发明的植物栽培用照明装置中,优选所述明期宽度为10ms以上 30ms以下。

在本发明的植物栽培用照明装置中,优选所述半导体发光装置的发光 峰值波长位于黄色区域。

在本发明的植物栽培用照明装置中,优选所述半导体发光装置为 AlGaInP系LED。

在本发明的植物栽培用照明装置中,优选所述半导体发光装置具备: 由氮化物半导体构成的LED芯片、和吸收从所述LED芯片射出的光的一 部分而射出黄色光的荧光体。

优选本发明的植物栽培用照明装置具备对从所述半导体发光装置的 发光部至所述植物的生长点的距离进行测定的距离传感器,所述半导体发 光装置在该距离变化下也对所述生长点输出恒定照度的光。

在本发明的植物栽培用照明装置中,优选所述闪烁图案的波形中,所 述明期宽度内进一步进行脉冲宽度调制。

根据本发明的栽培方法,能够不仅对菊花科植物等短日照植物的照明 栽培的开花抑制进行控制,并且得到防蛾效果等防虫效果。

另外,通过将本发明的植物栽培用照明装置使用于菊花科植物等短日 照植物的栽培,能够不仅对其开花抑制进行控制,并且得到防蛾效果等防 虫效果。

附图说明

图1是表示菊花对波长不同的夜间照明的开花反应特性的评价方法 的结构图;

图2是将对菊花开花的波长依存性进行实验的照明装置的射出光的 光谱分布图;

图3是表示光谱分布不同的LED的电子照射对秋菊的达到花期天数 的影响的图;

图4是实施方式1的黄色LED及比较用的黄色荧光灯照明装置的光 谱分布图;

图5是表示实施方式1的照明装置的射出光的脉冲波形的图;

图6是实施方式1的照明装置的电路结构图;

图7是实施方式1的发光部的上面图及剖面图;

图8是表示实施方式1的黄色LED的在夜间照明下的闪烁图案和照 度不同对秋菊达到花期天数的影响的图;

图9是表示实施方式1的黄色LED的在夜间照明下的占空因数和达 到花期天数的关系的曲线图;

图10是表示实施方式2的菊花的栽培方法的图;

图11是表示实施方式2的菊花的栽培步骤的图;

图12是表示实施方式2的另一菊花的栽培步骤的图;

图13是实施方式2的照明装置的电路结构图;

图14是表示实施方式3的照明装置的发光脉冲的波形图;

图15是表示实施方式4的菊花成长的模式图;

图16是实施方式4的照明装置的电路结构图;

图17是实施方式4的照明装置中的变换表的说明图;

图18是实施方式5的黄色荧光LED的上面图及剖面图;

图19是实施方式5的黄色荧光LED及比较用的黄色LED的光谱分 布图;

图20是表示实施方式5的黄色荧光LED及比较用的AlGaInP系黄色 LED的射出光的响应特性的图。

具体实施方式

(对照明的蛾的视觉特性的评价)

作为对照明的蛾的视觉特性,有以下报道。若对夜蛾类成虫的复眼照 射光则发生微弱的电压。利用对该电压进行放大解析的视网膜电位计测系 统,可测定夜蛾类成虫是否较强地识认该光。在利用视网膜电位计测系统 解析夜蛾类成虫可识别的波长及可识别的闪烁频率时得知,其可识别的波 长为450~600nm、可识别的频率为40~60Hz(JSAM64(5):76-82, 2002、植物环境工程19(1),2007)。

就夜蛾类而言,若通过照明使其复眼明适应则其活动受到抑制,相反 地若在黑暗下暗适应则其活动变得活泼。利用视网膜电位计测系统,通过 着眼于因照明而发生的视网膜电位的大小及其持续时间,研究了对使明适 应状态较长持续有效的照明方法。其结果可确认,对于闪烁图案而大概 20ms的亮灯期间是有效的、对于光强度而1勒克斯以上的照度这样的条 件是有效的。

另外,对在甘蓝的露天圃场使用了黄色LED的夜间照明所获得的防 蛾效果进行了调查,其结果表明,在连续光及7Hz的闪烁光下,玉米穗蛾 及斜纹夜蛾等夜蛾类的寄生幼虫个数均被抑制到无照明条件下的1/7~1 /8(植物环境工程19(1),2007)。这是成为能够与连续光同样地在闪烁 光下也可控制夜蛾类的行动的依据的发现。

(菊花的开花反应特性的波长依存性评价)

图1表示菊花对不同波长夜间照明的开花反应特性的评价方法。在将 秋菊“神马”60定植后的培植器皿50上170cm的位置设置有照明装置100, 关于照明装置100的辐射照度及波长对菊花的影响进行了调查。

为了实验而使照明装置100的波长发生变化。图2是对菊花所具有的 波长依存性进行实验的照明装置的射出光的光谱分布图。各照明装置中, 以LED为光源,发光色和峰值波长分别为蓝(463nm)、绿(519nm)、黄 绿(576nm)、黄(597nm)、红(646nm)。

在按表1所示的每个处理区所不同的条件下在22小时~2小时之间进 行夜间照明,且对辐射照度和波长给开花造成的影响进行了调查。

表1表示处理区的构成。

表1

就处理区而言,是一个区3株三次反复,即以每一个培植器皿定植有 3株菊花的单元3台一组为一个区,并设为无摘芽栽培。另外,各培植器 皿50的容积为6升(宽15cm×长32cm×深13cm)。

照明时间为2007年11月20日至2008年1月7日,从定植8日后至 夜间照明结束为止,每周一次,随着生长以生长点附近达到规定的辐射照 度的方式进行调节。另外,为了进行比较评价,准备了与上述同等的培植 器皿在不进行夜间照明下在自然阳光下放置的试样(未处理)。

图3是表示光谱分布不同的LED的电子照射对秋菊的达到花期天数 的影响的图。由此,就达到花期天数(夜间照明结束日至开花日的天数) 而言,与未处理相比,在除蓝-100及绿-10以外的所有处理区是多的, 且辐射照度的设定值越高就越多。在除蓝LED外的LED中,若辐射照度 相同,则红的达到花期天数通常是最多的,然后以黄、黄绿、绿这一顺序 递减。

即,所验证的结果是,就菊花的开花抑制作用而言,红最强,然后按 黄、黄绿、绿及蓝这一顺序减弱,并且在蓝以外(绿色~红色),辐射照 度的设定值越大该作用越强。

实施方式1

本实施方式涉及控制菊花的开花的照明栽培方法及为此而使用了黄 色LED的照明装置。

(菊花照明装置)

图1表示菊花对波长不同夜间照明的开花反应特性的评价方法。在将 秋菊“神马”60定植后的培植器皿50上170cm的位置,设置具备作为半 导体发光装置的黄色LED的照明装置100,调查了照明装置100的辐射照 度及脉冲亮灯条件对菊花的影响。

图4是本照明装置中所使用的AlGaInP系黄色LED及比较用黄色荧 光灯的照明装置的光谱分布图。以下,在本实施方式中,将AlGaInP系黄 色LED简称为黄色LED。由此,黄色LED的射出光是峰值波长为597nm、 半值宽度为20nm以下的窄频带,且菊花的开花抑制作用最强的波长为 600~700nm的红色光成分相对于黄色荧光灯减少,因而开花的抑制少。

图5是表示本照明装置的射出光的脉冲波形的图。本照明装置中,黄 色LED由矩形波的脉冲电流驱动,射出光追随驱动电流按一个明暗周期 由明期宽度和暗期宽度构成的矩形波进行闪烁,占空因数由明期宽度/ (明期宽度+暗期宽度)表示。

图6是照明装置的电路结构图。照明装置100具备:发光部110、与 该发光部连接并且提供规定脉冲状的电力的驱动部120、向该驱动部提供 电力的电源部140,以从发光部110得到脉冲状的射出光的方式构成。驱 动部120具备:将电源部140所供给的电力变换为规定的脉冲状电力的脉 冲发生电路121、继电器122和定时器123,其构成方式为,在由定时器 123预先设定的时刻开闭继电器122的接点,将由脉冲发生电路121生成 的驱动电力按规定的期间供给发光部110。

图7是发光部110的上面图及剖面图。发光部110具备:基板111、 在该基板上纵向8个横向4个合计32个以格子状安装的黄色LED112。在 基板上预先形成有电极和布线图案(未图示),以各个黄色LED112串联 连接的方式构成。

根据本照明装置,黄色LED112主要发出防蛾所需的光谱,且不需要 的光谱的发光少。

另外,本实施方式所示的照明装置的构成是其一例的示意图,只要是 可得到上述的发光波长及脉冲状的射出光的装置即可,不一定限于上述的 构成。例如,也可以是脉冲及定时器的设定条件由微型计算机控制的构成、 以及继电器122及定时器123具备无接点的固态继电器的构成。能够对黄 色LED112的个数及配列方法、或者布线进行适当选择。另外,就发光脉 冲而言,振幅和脉冲宽度不是恒定的而是变化的也可。另外,向发光部供 给的电力的波形,并非限定于矩形波,而可以选择三角波及正弦波等。

(对夜间闪烁照明的菊花的开花反应特性的评价)

然后,在按表1所示的每个处理区不同的条件下从16点半至7点半 之间进行夜间照明栽培,且调查了照度和暗期宽度对开花的影响。

表2表示处理区的构成。

表2

就处理区而言,是一个区3株三次反复,即以每一个培植器皿定植有 3株菊花的单元3台一组为一个区,并设为无摘芽栽培。另外,各培植器 皿50的容积为6升(宽15cm×长32cm×深13cm)。

照明时间为2007年11月20日至2008年3月4日,从定植8日后至 实验结束为止,每周一次,随着生长以生长点附近达到规定的照度的方式 进行调节。另外,照度是使黄色LED暂时连续亮灯由照度计测定的值。 另外,为了进行比较评价,准备了与上述同等的培植器皿在不进行夜间照 明下在自然阳光下放置的试样(无处理)。

图8是表示黄色LED的在夜间照明下的闪烁图案和照度的差异对秋 菊的达到花期天数的影响的图。由此,就达到花期天数(从定植日至开花 日的天数)而言,与未处理相比,在所有的连续照明区(3-0、5-0、10 -0)是多的,且设定照度越高就越多。另外,就自定植日起的达到花期 天数而言,在同一设定照度内与连续照明的区相比在闪烁的区减少。就基 于闪烁的达到花期天数的减少程度而言,在设定照度最高的10勒克斯最 大,其次达到5勒克斯,在3勒克斯具有小幅度减少趋势。

图9是将图8的结果中10勒克斯的情况在以横轴为占空因数下加以 归纳的曲线图。虚线为无处理(无照明)的达到花期天数。根据该图得知, 与占空因数为100%的情况相比,在50%以下开花的抑制少,在占空因数 为30%以下则开花的抑制几乎不产生。

由此可知,在黄色LED的夜间照明中,在菊花的生长点附近的照度 为3、5、10勒克斯的情况下,通过均进行闪烁照明,与连续照明相比可 降低对达到花期天数的影响。

本发明者们基于上述的发现,着眼于LED具备的有利的特性之一、 即容易进行高速闪烁驱动,直至本照明栽培方法及照明装置的发明。

另外,即使在通过现有的黄色荧光灯的照明对生长未确认有不利影响 的石竹、蔷薇、草原龙胆、番茄等植物,也可使用本照明栽培方法。

实施方式2

本实施方式涉及将圃场分割为几个区域且在按每个区域不同的照射 条件下进行夜间照明的栽培方法及用于此的照明装置。菊花为短日照植 物,若日照长度不变短就不开花。利用这一性质进行了根据菊花的上市日 期控制开花日期的电子照射栽培。本实施方式中,该电子照射栽培的夜间 照明由黄色LED进行、且开花控制和对蛾的防虫效果这两种效果兼备的 照明得以提供,并且着眼于LED容易进行闪烁控制。

下面,对电子照射栽培的示例进行说明。菊花定植后在规定的期间进 行夜间照明,在輪菊高度成长至50~60cm而斯布勒菊(spraymum)高度 成长至20~25cm时停止照明。另外,在50天左右、无处理的条件(短日 照条件)下继续栽培,其高度成长到90cm左右时开花、收获。因此,在 实际的栽培中,首先确定开花日,以此进行逆运算确定定植日。

图10是表示本实施方式的菊花的栽培方法的图。在圃场70的3列田 垄中定植有菊花,将各田垄分别命名为区域A、B、C。以与各区域对应从 上方照射菊花的方式,设置照明装置200A、200B、200C的发光部210A、 210B、210C。由于LED的射出光的指向性比荧光灯强,因而可使各照明 装置200A、200B、200C分别单独照射各区域A、B、C。

图11是表示菊花的栽培步骤的图。通常,定植后实施夜间照明,在 开花预定日的约50天前设为无处理。由于在无处理的情况下开花抑制未 被施加,因而大约在50天后开花。

在本实施方式中,定植后,通过在第一照明栽培期间进行后述的开花 控制模式的照明栽培后,在第二照明栽培期间切换为开花非抑制模式(后 述)由此开花·收获。此时,针对区域A、B、C分别使第一照明栽培期 间的开花抑制的程度通过占空因数的改变而得以变化,可使开花·收获时 期错开。

在此,对开花控制模式和开花非抑制模式加以说明(广义的开花控制 模式也包含开花非抑制模式)。如图9所示,菊花的达到花期天数因占空 因数而不同,具有占空因数越大开花抑制效果越高的趋势。着眼于该特性, 按每个区域设定不同的占空因数,由此可使开花日分散。

在图10的照明装置200中,采用可使夜间照明的占空因数切换的构 成。例如,将各照明装置200的照度设为10勒克斯,将第一照明栽培期 间的开花控制模式的暗期宽度分别设定为:照明装置200A为0(连续亮 灯)、照明装置200B为20ms(占空因数50%)、照明装置200C为100ms (占空因数17%)。另外,将所有的照明装置的明期宽度都设为20ms。这 样,如图9所示,由于暗期宽度短的一方即占空因数大的一方达到花期天 数变长,因而可对每个区域改变开花日。

另外,通过在每个区域使夜间照明模式切换的时期依次推后也能够使 开花日推后。如图12(a)所示,通过后述的照明装置400实施夜间照明, 在开花预定日的约50天前从开花控制模式(连续亮灯)切换到开花非抑 制模式(暗期宽度200ms(占空因数9%))。此时,通过模式切换的时期 按区域A、B、C顺次错开时期地进行,可使每个区域的开花日推后。

另外,通过简单地使定植日按每个区域推后也可使开花日分散。如图 12(b)所示,通过将每个区域的开花控制模式和开花非抑制模式的条件 (明期宽度、暗期宽度、照明期间)设为相同、且将定植日分别推后数日, 可使开花日分别推后数日。

若开花日按每个区域可控制,则由于开花日分散,因而收获时的便利 性高。解决了如现在那样开花日集中收获时非常忙碌的问题。

另外,现在技术中,由于从夜间照明期间结束至开花期间为无处理因 而不能避免夜蛾类成虫的飞来,但在,根据本本实施方式,即使在该期间, 也能够通过开花非抑制模式的照明得到防蛾效果。另外,现有技术中,为 了进行开花控制,伴随有各区域间由遮光帘隔开等繁琐的作业,但是,根 据本实施方式,通过照明装置的设定切换就完成,因而便利性高。

图13是照明装置400的电路结构图。照明装置400具备发光部410A、 410B、410C,其分别经由开关401A、401B、401C与驱动部120连接。 驱动部120具备开花控制模式用的驱动部120A和开花非抑制模式用的驱 动部120B,驱动部120A为连续亮灯驱动,驱动部120B的明期宽度为 20ms、且暗期宽度为200ms(占空因数9%)。根据该构成,通过开关的切 换可进行模式的切换。另外,即使在增设发光部的情况下驱动部也由两个 就完成,对照明装置的制造成本降低是有利的。

另外,虽然将开花控制模式设为连续亮灯,但是,为了调节其照度, 也可以如实施方式3所述,进行在连续亮灯期间中也使防虫对象的虫及所 栽培的植物可感到连续亮灯的脉冲宽度调制。

实施方式3

本实施方式中,将发光脉冲的波形在明期宽度内进一步进行脉冲宽度 调制。

就本实施方式的发光脉冲的波形而言,如图14所示,在一个明暗周 期中的明期宽度为20ms,其间使例如1ms的明期宽度内亮灯期间和1ms 的明期宽度内熄灯期间交替重复10次而成,即明期宽度内占空因数设为 50%。另外,所谓明期宽度内占空因数是指明期宽度内亮灯期间/(明期 宽度内亮灯期间+明期宽度内熄灯期间)。

据此,夜蛾类成虫难以在明期宽度将明期宽度内亮灯期间和明期宽度 内熄灯期间作为闪烁来识别,可推定为如同视为连续光。

根据本实施方式,可将在使夜蛾类成虫的明适应状态长时间持续上有 效的明期宽度以其下限值20ms保持,减小总计的亮灯时间。因此,防蛾 效果并非较大损失,可实现消耗电力的减少,并且使菊花的开花抑制效果 降低。

实施方式4

本实施方式具备根据菊花的高度而使照明强度变化的构成。

图15是表示菊花成长的模式图。若将从地面至发光部110的高度设 为恒定,则随着菊花的成长从菊花的生长点至发光部110的距离h逐渐接 近。此时,若将照明装置100的射出光强度设为恒定,则由于上述的理由 不必要地使光量提高之虞存在。鉴于该问题而采用如下构成,即,具备在 随着菊花的成长从菊花的生长点至发光部110的距离h接近的情况下使照 明装置100的明期宽度内占空因数减小的机构,以保持光量在恒定的范围 内。

图16是照明装置300的电路结构图。照明装置300具备:明期宽度 内占空因数可变的脉冲发生电路121、对从发光部110的射出面至菊花的 生长点的距离h进行测定的距离传感器310、根据距离h计算合适的明期 宽度内占空因数的距离-明期宽度内占空因数变换表311(以下称为变换 表),并且按照输出与距离h对应的明期宽度内占空因数的脉冲的方式构 成。

作为距离传感器310例如具备发光元件和PSD(位置检测用光接收元 件),可使用通过三角测距来测定距离的等等公知的传感器。另外,还可 使用具备对来自发光部110的射出光照射到菊花而被反射返回的光的强度 进行测定的光接收元件的传感器等。

图17是变换表的说明图。预先将从发光部110至测定位置的距离h 及其相应的在测定位置的光量描绘在散布图中,求出其相关性。例如,如 图图17(a)所示,与距离h按a、b、c这一顺序逐渐减少的情况相对应, 将光量设为按A、B、C这一顺序逐渐增加。基于该相关性,如图17(b) 所示,与距离h为a、b、c的情况相对应,将明期宽度内占空因数设定为 A、A/B、A/C。

据此,即使从菊花的生长点至发光部110的距离h在菊花定植初期为 a而随着其成长逐渐减小至b、c,也可将光量保持在恒定的范围内。

通常认为在根据菊花的成长调节光量时,需要人使用照度计进行调 节,并且在圃场内一律地进行调节,但是,根据本实施方式,由于容易根 据圃场内各种菊花的成长自动调节照明装置的光量,因而节能效果及便利 性高。

实施方式5

本实施方式涉及将实施方式1的照明装置100中的AlGaInP系黄色 LED112置换为黄色荧光LED115的植物栽培用照明装置。

图18是实施方式5的黄色荧光LED115的上面图及剖面图。黄色荧 光LED115具备:由射出蓝色光的氮化物半导体构成的LED芯片116、使 由BOSE(Ba、O、Sr、Si、Eu)构成的荧光体118分散同时将LED芯片 116密封的密封树脂117。荧光体118吸收蓝色光的一部分而射出大量的 黄色光。因此,根据该黄色荧光LED115,通过将LED芯片116射出的蓝 色光和荧光体118射出的大量的黄色光混合,就能够射出黄色光

表3表示黄色荧光LED及实施方式1所使用的AlGaInP系黄色LED 的特性比较。

表3

另外,比较用的AlGaInP系黄色LED是不含荧光体、且芯片自身射 出黄色光的器件。比较表3的发光效率得知,黄色荧光LED的发光效率 比AlGaInP系黄色LED优异。

图19是本实施方式的黄色荧光LED及比较用的AlGaInP系黄色LED 的光谱分布图。另外,黄色荧光LED及比较用的黄色LED均由同一电流 值进行驱动。

图19中,若在夜蛾类可识别的波长即450~600nm区域对黄色荧光 LED115及比较用的AlGaInP系黄色LED的发光效率进行比较,则黄色荧 光LED115的发光效率高。因此,通过使照明装置100具备黄色荧光 LED115,可进一步提高节能化效果。

另外,图19的光谱分布中的约500nm以下的蓝色光成分有时随着夜 蛾类的种类产生引诱效果。为消除该影响,优选将抑制该蓝色光成分的透 射的滤光器例如使500nm以下截止的滤色器设置于照明装置100和秋菊花 60之间。

另外,作为荧光体118,除BOSE之外,还可以适合使用SOSE(Sr、 Ba、Si、O、Eu)、YAG(Ce活化钇·铝·石榴石)、α塞隆((Ca)、Si、 Al、O、N、Eu)等。另外,还可通过将LED芯片116从蓝色发光的器件 采用例如发光峰值波长为390nm~420nm的紫外(近紫外)LED,实现发 光效率的进一步提高。

图20(a)是表示黄色荧光LED的射出光的响应特性的图,横轴为时 间(1ms/div),纵轴为发光强度。如图20(a)所示,明期宽度20ms、 暗期宽度20ms(占空因数50%)的情况不用说,就是明期宽度1ms、暗 期宽度1ms的情况,射出光也追随脉冲驱动电流而发生。荧光体具备在激 励光熄灭后短暂期间发出余辉、且随着经过时间而逐渐衰减的性质,但是, 若暗期宽度比1ms长,则相对于驱动脉冲电流的波形而荧光体的余辉时间 极短,因而可认为射出光可追随驱动脉冲电流而发生。

这样,使用黄色荧光LED,以实施方式1所示的闪烁周期(明期宽度 20ms、暗期宽度20ms(占空因数50%)以上)可准确得到规定的闪烁。

图20(b)是表示比较用的AlGaInP系黄色LED的射出光的响应特性 的图。对于AlGaInP系黄色LED也可得到与黄色荧光LED同等(理论上 高于此的高速响应)的响应波形,当然也可准确得到规定的闪烁。

另外,在本申请记载的各实施方式中,作为照明装置的光源搭载有 LED,但是只要是至少具备射出光的发光光谱、高速响应性与LED同等 的特性的光源,就可与LED的场合同样,得到防虫、开花控制的效果。 作为这样的光源例如可使用放电灯、EL(场致发光)等光源。

此次公开的实施方式应认为是所有的点为例示而并非是限制性的。本 发明的范围并非上述的说明而是由权利要求的范围表示,其意图是,包含 与权利要求的范围均等的意义及范围内的所有变更。

符号说明

100、300、400:照明装置

401A、401B、401C:开关

110、410A、410B、410C:发光部

310:距离传感器

311:变换表

112:黄色LED

115:黄色荧光LED

116:LED芯片

117:密封树脂

118:荧光体

120、120A、120B:驱动部

121:脉冲发生电路

122:继电器

123:定时器

140:电源部

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1、(10)授权公告号 CN 102159062 B (45)授权公告日 2014.06.04 CN 102159062 B (21)申请号 200980136581.9 (22)申请日 2009.09.17 2008-239716 2008.09.18 JP A01G 7/00(2006.01) A01G 1/00(2006.01) A01M 29/10(2011.01) (73)专利权人 夏普株式会社 地址 日本国大阪府 专利权人 广岛县 (72)发明人 吉村文敏 细野幸治 石仓聪 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 张远 JP 2008-154541 A。

2、,2008.07.10, 权利要求 1 和 2. JP 2003-274839 A,2003.09.30, 说明书第 2-28 段 . JP 9-313036 A,1997.12.09, 说明书第 30-32 段 . JP 2004-93 A,2004.01.08, 说明书第 23-27 段 . JP 63-49023 A,1988.03.01, 全文 . JP 2003-284482 A,2003.10.07, 全文 . Satoshi ISHIKURA.Akairo LED o Tsukatta Akigikuno Densho Yokusei Saiba.Nogyo Denka .200。

3、7, 第 42-46 页 . (54) 发明名称 具备防虫效果的植物照明栽培方法及植物栽 培用照明装置 (57) 摘要 本发明提供一种具备防虫效果的植物照明栽 培方法, 其在夜间或者无光照的环境下对植物进 行照明, 所述照明中, 射出光在绿色至红色的区域 具有发光峰值波长, 且按规定的明期宽度和暗期 宽度的闪烁图案进行闪烁 ; 所述闪烁中, 由下述 式 (1) 表示的占空因数为 50以下。占空因数 ( ) 明期宽度 /( 明期宽度 + 暗期宽度 )100 (1)。根据本发明, 可提供一种不仅对菊花等短日 照植物的开花抑制进行控制并且具备防蛾等防虫 效果的栽培方法。 (30)优先权数据 (85)。

4、PCT国际申请进入国家阶段日 2011.03.17 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2009/066264 2009.09.17 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2010/032788 JA 2010.03.25 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 许炎炎 权利要求书 2 页 说明书 11 页 附图 15 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书2页 说明书11页 附图15页 (10)授权公告号 CN 102159062 B CN 102159062 B 1/2 页 2 1. 一种具备防虫效果的植物的照明栽培方法, 在夜间或者无光。

5、照的环境下对植物进行 照明, 其中, 所述植物为短日照植物, 所述照明中, 射出光在黄色的区域具有发光峰值波长, 且按规定的明期宽度和暗期宽 度的闪烁图案进行闪烁, 所述闪烁中, 由下述式 (1) 表示的占空因数为 9以上 30以下, 占空因数 ( )= 明期宽度 ( 明期宽度 + 暗期宽度 )100 (1) 并且, 是所述植物的开花抑制几乎不发生且具备防虫效果的植物的照明栽培方法。 2. 如权利要求 1 所述的具备防虫效果的植物照明栽培方法, 其中, 所述防虫效果是对 蛾的防虫效果。 3. 一种具备防虫效果的植物的照明栽培方法, 是具备定植后的第一照明栽培期间及其 后的第二照明栽培期间的短日。

6、照植物照明栽培方法, 其中, 所述第二照明栽培期间的照明是 : 射出光在黄色区域具有发光峰值波长、 且由下述式 (1) 表示的占空因数为 9以上 30以下的脉冲亮灯, 占空因数 ( )= 明期宽度 ( 明期宽度 + 暗期宽度 )100 (1), 并且, 是所述植物的开花抑制几乎不发生且具备防虫效果的植物的照明栽培方法, 其 中, 所述第一照明栽培期间的照明是占空因数比所述第二照明栽培期间大的脉冲亮灯或 者连续亮灯, 且开花抑制程度比所述第二照明栽培期间强。 4. 一种植物照明栽培方法, 在多个区域施行权利要求 3 的照明栽培方法, 其特征在于, 按所述各区域在所述第一照明栽培期间的照明的占空因。

7、数不同。 5. 一种植物照明栽培方法, 在多个区域施行权利要求 3 的照明栽培方法, 其特征在于, 按所述各区域所述第一照明栽培期间的长度不同。 6. 一种具备防虫效果的植物栽培用照明装置 (100), 其特征在于, 具备 : 射出光在黄色区域具有发光峰值波长的半导体发光装置 ; 使所述半导体发光装置按规定的明期宽度和暗期宽度的闪烁图案进行闪烁的驱动装 置, 所述闪烁中, 由下述式 (1) 表示的占空因数为 9以上 30以下, 占空因数 ( )= 明期宽度 ( 明期宽度 + 暗期宽度 )100 (1) 并且, 是短日照植物的开花抑制几乎不发生且具备防虫效果的植物栽培用照明装置。 7.如权利要求。

8、6所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置(100), 其中, 所述明期宽 度为 10ms 以上 30ms 以下。 8.如权利要求6所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置(100), 其特征在于, 所述 半导体发光装置为 AlGaInP 系 LED。 9.如权利要求6所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置(100), 其特征在于, 所述 半导体发光装置具备 : 由氮化物半导体构成的 LED 芯片 ; 和吸收所述 LED 芯片所射出的光 的一部分而射出黄色光的荧光体。 10. 如权利要求 6 所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置 (100), 其特征在于, 具备对从所述半导体发光装置的发光部至所。

9、述植物的生长点的距离进行测定的距离 权 利 要 求 书 CN 102159062 B 2 2/2 页 3 传感器, 所述半导体发光装置在该距离变化下也对所述生长点输出恒定照度的光。 11. 如权利要求 6 所述的具备防虫效果的植物栽培用照明装置 (100), 其特征在于, 所 述闪烁图案的波形中, 所述明期宽度内进一步进行脉冲宽度调制。 权 利 要 求 书 CN 102159062 B 3 1/11 页 4 具备防虫效果的植物照明栽培方法及植物栽培用照明装置 技术领域 0001 本发明涉及一种具备驱除害虫效果的植物照明栽培方法(产品生产的方法)及植 物栽培用照明装置。 背景技术 0002 由于。

10、危害花木的玉米穗蛾及斜纹夜蛾等夜蛾类已获得抗药性, 因而利用杀虫剂进 行防除非常困难。在石竹属及蔷薇属中, 作为取代药物的防除法, 正在利用夜间照明, 对为 了产卵飞向圃场的成虫使用具有高防蛾效果的防蛾用黄色荧光灯。 0003 另外, 还有黄色 LED 防虫灯系统, 取代黄色荧光灯而具备黄色发光二极管 ( 以下, 称为黄色 LED), 且通过使黄色 LED 闪烁来提高害虫驱除效果 ( 日本特开 2003-284482 号公 报 ( 专利文献 1)。 0004 另外, 还公知有以下技术, 即对于菊花、 高良姜、 蟹爪兰、 一品红、 丽格海棠、 圆锥石 头花、 苏紫、 草莓等短日照植物照射红色 L。

11、ED 光, 而使开花时间延迟 ( 日本特开平 8-228599 号公报 ( 专利文献 2)。 0005 专利文献 1 : 日本特开 2003-284482 号公报 0006 专利文献 2 : 日本特开平 8-228599 号公报 0007 这样的防蛾用照明有时对短日照植物产生非意图的开花抑制。通过使黄色 LED 的 射出光向菊花照射而得到害虫驱除效果, 照射时间越长效果越高。 另一方面, 就短日照植物 的菊花而言, 因该照明而使开花抑制从而开花时间会延迟的问题存在, 照射时间越长而招 致开花抑制的程度越高。据此得知害虫驱除效果和开花抑制效果通常相伴发生的关系。 发明内容 0008 本发明的课题。

12、在于提供一种不仅对菊花等短日照植物的开花抑制进行控制并且 具备防蛾等防虫效果的栽培方法, 以及提供一种适合这样的栽培的照明装置。 0009 本发明的植物照明栽培方法具备防虫效果, 其在夜间或者无光照的环境下对植物 进行照射, 其特征在于, 所述照明中, 射出光在绿色至红色的区域具有发光峰值波长, 且按 规定的明期宽度和暗期宽度的闪烁图案进行闪烁, 所述闪烁中, 由下述式 (1) 表示的占空 因数为 50以下。 0010 占空因数 ( ) 明期宽度 /( 明期宽度 + 暗期宽度 )100 (1) 0011 另外, 在本发明中, 所谓明期宽度是指一个明暗周期中的亮灯时间, 所谓暗期宽度 是指一个明。

13、暗周期中的熄灯时间。在此, 所谓明期宽度也包含在一个明期宽度内具有交替 重复的明期宽度内亮灯时间和明期宽度内熄灯时间的形式。 0012 在本发明的植物照明栽培方法中, 优选所述植物为短日照植物。 0013 在本发明的植物照明栽培方法中, 优选所述防虫效果为对蛾的防虫效果。 0014 在本发明的植物照明栽培方法中, 优选所述占空因数为 30以下。 0015 本发明的植物照明栽培方法是具备定植(也称种植)后的第一照明栽培期间及其 说 明 书 CN 102159062 B 4 2/11 页 5 后的第二照明栽培期间且具备防虫效果的短日照植物照明栽培方法, 所述第二照明栽培期 间的照明是 : 射出光在。

14、绿色至红色的区域具有发光峰值波长、 且由下述式 (1) 表示的占空 因数为 50以下的脉冲亮灯, 该植物照明栽培方法具备防虫效果, 0016 占空因数 ( ) 明期宽度 /( 明期宽度 + 暗期宽度 )100 (1) 0017 优选所述第一照明栽培期间中的照明是占空因数比所述第二照明栽培期间大的 脉冲亮灯或者连续亮灯, 且优选开花抑制的程度比所述第二照明栽培期间强。 0018 本发明的植物照明栽培方法, 为在多个区域施行上述的照明栽培方法的植物照明 栽培方法, 优选按所述各区域在所述第一照明栽培期间的照明的占空因数不同。 0019 本发明的植物照明栽培方法, 为在多个区域施行上述的照明栽培方法。

15、的植物照明 栽培方法, 优选按所述各区域所述第一照明栽培期间的长度不同。 0020 本发明的植物栽培用照明装置具备 : 射出光在绿色至红色的区域具有发光峰值波 长的半导体发光装置、 和使所述半导体发光装置按规定的明期宽度和暗期宽度的闪烁图案 进行闪烁的驱动装置, 其特征在于, 由下述式 (1) 表示的占空因数为 50以下。 0021 占空因数 ( ) 明期宽度 /( 明期宽度 + 暗期宽度 )100 (1) 0022 在本发明的植物栽培用照明装置中, 优选所述占空因数为 30以下。 0023 在本发明的植物栽培用照明装置中, 优选所述明期宽度为 10ms 以上 30ms 以下。 0024 在本。

16、发明的植物栽培用照明装置中, 优选所述半导体发光装置的发光峰值波长位 于黄色区域。 0025 在本发明的植物栽培用照明装置中, 优选所述半导体发光装置为 AlGaInP 系 LED。 0026 在本发明的植物栽培用照明装置中, 优选所述半导体发光装置具备 : 由氮化物半 导体构成的 LED 芯片、 和吸收从所述 LED 芯片射出的光的一部分而射出黄色光的荧光体。 0027 优选本发明的植物栽培用照明装置具备对从所述半导体发光装置的发光部至所 述植物的生长点的距离进行测定的距离传感器, 所述半导体发光装置在该距离变化下也对 所述生长点输出恒定照度的光。 0028 在本发明的植物栽培用照明装置中,。

17、 优选所述闪烁图案的波形中, 所述明期宽度 内进一步进行脉冲宽度调制。 0029 根据本发明的栽培方法, 能够不仅对菊花科植物等短日照植物的照明栽培的开花 抑制进行控制, 并且得到防蛾效果等防虫效果。 0030 另外, 通过将本发明的植物栽培用照明装置使用于菊花科植物等短日照植物的栽 培, 能够不仅对其开花抑制进行控制, 并且得到防蛾效果等防虫效果。 附图说明 0031 图 1 是表示菊花对波长不同的夜间照明的开花反应特性的评价方法的结构图 ; 0032 图 2 是将对菊花开花的波长依存性进行实验的照明装置的射出光的光谱分布图 ; 0033 图 3 是表示光谱分布不同的 LED 的电子照射对秋。

18、菊的达到花期天数的影响的图 ; 0034 图 4 是实施方式 1 的黄色 LED 及比较用的黄色荧光灯照明装置的光谱分布图 ; 0035 图 5 是表示实施方式 1 的照明装置的射出光的脉冲波形的图 ; 0036 图 6 是实施方式 1 的照明装置的电路结构图 ; 0037 图 7 是实施方式 1 的发光部的上面图及剖面图 ; 说 明 书 CN 102159062 B 5 3/11 页 6 0038 图 8 是表示实施方式 1 的黄色 LED 的在夜间照明下的闪烁图案和照度不同对秋菊 达到花期天数的影响的图 ; 0039 图 9 是表示实施方式 1 的黄色 LED 的在夜间照明下的占空因数和达。

19、到花期天数的 关系的曲线图 ; 0040 图 10 是表示实施方式 2 的菊花的栽培方法的图 ; 0041 图 11 是表示实施方式 2 的菊花的栽培步骤的图 ; 0042 图 12 是表示实施方式 2 的另一菊花的栽培步骤的图 ; 0043 图 13 是实施方式 2 的照明装置的电路结构图 ; 0044 图 14 是表示实施方式 3 的照明装置的发光脉冲的波形图 ; 0045 图 15 是表示实施方式 4 的菊花成长的模式图 ; 0046 图 16 是实施方式 4 的照明装置的电路结构图 ; 0047 图 17 是实施方式 4 的照明装置中的变换表的说明图 ; 0048 图 18 是实施方式。

20、 5 的黄色荧光 LED 的上面图及剖面图 ; 0049 图 19 是实施方式 5 的黄色荧光 LED 及比较用的黄色 LED 的光谱分布图 ; 0050 图 20 是表示实施方式 5 的黄色荧光 LED 及比较用的 AlGaInP 系黄色 LED 的射出 光的响应特性的图。 具体实施方式 0051 ( 对照明的蛾的视觉特性的评价 ) 0052 作为对照明的蛾的视觉特性, 有以下报道。若对夜蛾类成虫的复眼照射光则发生 微弱的电压。利用对该电压进行放大解析的视网膜电位计测系统, 可测定夜蛾类成虫是否 较强地识认该光。 在利用视网膜电位计测系统解析夜蛾类成虫可识别的波长及可识别的闪 烁频率时得知,。

21、 其可识别的波长为 450 600nm、 可识别的频率为 40 60Hz(JSAM64(5) : 76-82, 2002、 植物环境工程 19(1), 2007)。 0053 就夜蛾类而言, 若通过照明使其复眼明适应则其活动受到抑制, 相反地若在黑暗 下暗适应则其活动变得活泼。利用视网膜电位计测系统, 通过着眼于因照明而发生的视网 膜电位的大小及其持续时间, 研究了对使明适应状态较长持续有效的照明方法。其结果可 确认, 对于闪烁图案而大概 20ms 的亮灯期间是有效的、 对于光强度而 1 勒克斯以上的照度 这样的条件是有效的。 0054 另外, 对在甘蓝的露天圃场使用了黄色 LED 的夜间照明。

22、所获得的防蛾效果进行了 调查, 其结果表明, 在连续光及 7Hz 的闪烁光下, 玉米穗蛾及斜纹夜蛾等夜蛾类的寄生幼虫 个数均被抑制到无照明条件下的1/71/8(植物环境工程19(1), 2007)。 这是成为能够与 连续光同样地在闪烁光下也可控制夜蛾类的行动的依据的发现。 0055 ( 菊花的开花反应特性的波长依存性评价 ) 0056 图 1 表示菊花对不同波长夜间照明的开花反应特性的评价方法。在将秋菊 “神 马” 60 定植后的培植器皿 50 上 170cm 的位置设置有照明装置 100, 关于照明装置 100 的辐 射照度及波长对菊花的影响进行了调查。 0057 为了实验而使照明装置 10。

23、0 的波长发生变化。图 2 是对菊花所具有的波长依存性 进行实验的照明装置的射出光的光谱分布图。各照明装置中, 以 LED 为光源, 发光色和峰值 说 明 书 CN 102159062 B 6 4/11 页 7 波长分别为蓝 (463nm)、 绿 (519nm)、 黄绿 (576nm)、 黄 (597nm)、 红 (646nm)。 0058 在按表 1 所示的每个处理区所不同的条件下在 22 小时 2 小时之间进行夜间照 明, 且对辐射照度和波长给开花造成的影响进行了调查。 0059 表 1 表示处理区的构成。 0060 表 1 0061 0062 0063 就处理区而言, 是一个区3株三次反。

24、复, 即以每一个培植器皿定植有3株菊花的单 元 3 台一组为一个区, 并设为无摘芽栽培。另外, 各培植器皿 50 的容积为 6 升 ( 宽 15cm 长 32cm 深 13cm)。 0064 照明时间为 2007 年 11 月 20 日至 2008 年 1 月 7 日, 从定植 8 日后至夜间照明结 束为止, 每周一次, 随着生长以生长点附近达到规定的辐射照度的方式进行调节。另外, 为 了进行比较评价, 准备了与上述同等的培植器皿在不进行夜间照明下在自然阳光下放置的 试样 ( 未处理 )。 0065 图 3 是表示光谱分布不同的 LED 的电子照射对秋菊的达到花期天数的影响的 图。由此, 就达。

25、到花期天数 ( 夜间照明结束日至开花日的天数 ) 而言, 与未处理相比, 在除 蓝 -100 及绿 -10 以外的所有处理区是多的, 且辐射照度的设定值越高就越多。在除蓝 LED 说 明 书 CN 102159062 B 7 5/11 页 8 外的 LED 中, 若辐射照度相同, 则红的达到花期天数通常是最多的, 然后以黄、 黄绿、 绿这一 顺序递减。 0066 即, 所验证的结果是, 就菊花的开花抑制作用而言, 红最强, 然后按黄、 黄绿、 绿及 蓝这一顺序减弱, 并且在蓝以外 ( 绿色红色 ), 辐射照度的设定值越大该作用越强。 0067 实施方式 1 0068 本实施方式涉及控制菊花的开。

26、花的照明栽培方法及为此而使用了黄色 LED 的照 明装置。 0069 ( 菊花照明装置 ) 0070 图 1 表示菊花对波长不同夜间照明的开花反应特性的评价方法。在将秋菊 “神 马” 60 定植后的培植器皿 50 上 170cm 的位置, 设置具备作为半导体发光装置的黄色 LED 的 照明装置 100, 调查了照明装置 100 的辐射照度及脉冲亮灯条件对菊花的影响。 0071 图 4 是本照明装置中所使用的 AlGaInP 系黄色 LED 及比较用黄色荧光灯的照明装 置的光谱分布图。以下, 在本实施方式中, 将 AlGaInP 系黄色 LED 简称为黄色 LED。由此, 黄 色LED的射出光是。

27、峰值波长为597nm、 半值宽度为20nm以下的窄频带, 且菊花的开花抑制作 用最强的波长为 600 700nm 的红色光成分相对于黄色荧光灯减少, 因而开花的抑制少。 0072 图 5 是表示本照明装置的射出光的脉冲波形的图。本照明装置中, 黄色 LED 由矩 形波的脉冲电流驱动, 射出光追随驱动电流按一个明暗周期由明期宽度和暗期宽度构成的 矩形波进行闪烁, 占空因数由明期宽度 /( 明期宽度 + 暗期宽度 ) 表示。 0073 图 6 是照明装置的电路结构图。照明装置 100 具备 : 发光部 110、 与该发光部连接 并且提供规定脉冲状的电力的驱动部 120、 向该驱动部提供电力的电源部。

28、 140, 以从发光部 110 得到脉冲状的射出光的方式构成。驱动部 120 具备 : 将电源部 140 所供给的电力变换 为规定的脉冲状电力的脉冲发生电路121、 继电器122和定时器123, 其构成方式为, 在由定 时器 123 预先设定的时刻开闭继电器 122 的接点, 将由脉冲发生电路 121 生成的驱动电力 按规定的期间供给发光部 110。 0074 图 7 是发光部 110 的上面图及剖面图。发光部 110 具备 : 基板 111、 在该基板上纵 向 8 个横向 4 个合计 32 个以格子状安装的黄色 LED112。在基板上预先形成有电极和布线 图案 ( 未图示 ), 以各个黄色 。

29、LED112 串联连接的方式构成。 0075 根据本照明装置, 黄色 LED112 主要发出防蛾所需的光谱, 且不需要的光谱的发光 少。 0076 另外, 本实施方式所示的照明装置的构成是其一例的示意图, 只要是可得到上述 的发光波长及脉冲状的射出光的装置即可, 不一定限于上述的构成。 例如, 也可以是脉冲及 定时器的设定条件由微型计算机控制的构成、 以及继电器 122 及定时器 123 具备无接点的 固态继电器的构成。 能够对黄色LED112的个数及配列方法、 或者布线进行适当选择。 另外, 就发光脉冲而言, 振幅和脉冲宽度不是恒定的而是变化的也可。 另外, 向发光部供给的电力 的波形, 并。

30、非限定于矩形波, 而可以选择三角波及正弦波等。 0077 ( 对夜间闪烁照明的菊花的开花反应特性的评价 ) 0078 然后, 在按表 1 所示的每个处理区不同的条件下从 16 点半至 7 点半之间进行夜间 照明栽培, 且调查了照度和暗期宽度对开花的影响。 0079 表 2 表示处理区的构成。 说 明 书 CN 102159062 B 8 6/11 页 9 0080 表 2 0081 0082 就处理区而言, 是一个区3株三次反复, 即以每一个培植器皿定植有3株菊花的单 元 3 台一组为一个区, 并设为无摘芽栽培。另外, 各培植器皿 50 的容积为 6 升 ( 宽 15cm 长 32cm 深 1。

31、3cm)。 0083 照明时间为 2007 年 11 月 20 日至 2008 年 3 月 4 日, 从定植 8 日后至实验结束为 止, 每周一次, 随着生长以生长点附近达到规定的照度的方式进行调节。另外, 照度是使黄 色 LED 暂时连续亮灯由照度计测定的值。另外, 为了进行比较评价, 准备了与上述同等的培 植器皿在不进行夜间照明下在自然阳光下放置的试样 ( 无处理 )。 0084 图8是表示黄色LED的在夜间照明下的闪烁图案和照度的差异对秋菊的达到花期 天数的影响的图。 由此, 就达到花期天数(从定植日至开花日的天数)而言, 与未处理相比, 在所有的连续照明区 (3-0、 5-0、 10-。

32、0) 是多的, 且设定照度越高就越多。另外, 就自定植日 起的达到花期天数而言, 在同一设定照度内与连续照明的区相比在闪烁的区减少。就基于 闪烁的达到花期天数的减少程度而言, 在设定照度最高的 10 勒克斯最大, 其次达到 5 勒克 斯, 在 3 勒克斯具有小幅度减少趋势。 0085 图 9 是将图 8 的结果中 10 勒克斯的情况在以横轴为占空因数下加以归纳的曲线 图。虚线为无处理 ( 无照明 ) 的达到花期天数。根据该图得知, 与占空因数为 100的情况 相比, 在 50以下开花的抑制少, 在占空因数为 30以下则开花的抑制几乎不产生。 0086 由此可知, 在黄色 LED 的夜间照明中,。

33、 在菊花的生长点附近的照度为 3、 5、 10 勒克 斯的情况下, 通过均进行闪烁照明, 与连续照明相比可降低对达到花期天数的影响。 0087 本发明者们基于上述的发现, 着眼于 LED 具备的有利的特性之一、 即容易进行高 速闪烁驱动, 直至本照明栽培方法及照明装置的发明。 说 明 书 CN 102159062 B 9 7/11 页 10 0088 另外, 即使在通过现有的黄色荧光灯的照明对生长未确认有不利影响的石竹、 蔷 薇、 草原龙胆、 番茄等植物, 也可使用本照明栽培方法。 0089 实施方式 2 0090 本实施方式涉及将圃场分割为几个区域且在按每个区域不同的照射条件下进行 夜间照明。

34、的栽培方法及用于此的照明装置。菊花为短日照植物, 若日照长度不变短就不开 花。利用这一性质进行了根据菊花的上市日期控制开花日期的电子照射栽培。本实施方式 中, 该电子照射栽培的夜间照明由黄色 LED 进行、 且开花控制和对蛾的防虫效果这两种效 果兼备的照明得以提供, 并且着眼于 LED 容易进行闪烁控制。 0091 下面, 对电子照射栽培的示例进行说明。 菊花定植后在规定的期间进行夜间照明, 在輪菊高度成长至 50 60cm 而斯布勒菊 (spraymum) 高度成长至 20 25cm 时停止照明。 另外, 在 50 天左右、 无处理的条件 ( 短日照条件 ) 下继续栽培, 其高度成长到 90。

35、cm 左右时 开花、 收获。因此, 在实际的栽培中, 首先确定开花日, 以此进行逆运算确定定植日。 0092 图 10 是表示本实施方式的菊花的栽培方法的图。在圃场 70 的 3 列田垄中定植有 菊花, 将各田垄分别命名为区域 A、 B、 C。以与各区域对应从上方照射菊花的方式, 设置照明 装置200A、 200B、 200C的发光部210A、 210B、 210C。 由于LED的射出光的指向性比荧光灯强, 因而可使各照明装置 200A、 200B、 200C 分别单独照射各区域 A、 B、 C。 0093 图 11 是表示菊花的栽培步骤的图。通常, 定植后实施夜间照明, 在开花预定日的 约 。

36、50 天前设为无处理。由于在无处理的情况下开花抑制未被施加, 因而大约在 50 天后开 花。 0094 在本实施方式中, 定植后, 通过在第一照明栽培期间进行后述的开花控制模式的 照明栽培后, 在第二照明栽培期间切换为开花非抑制模式 ( 后述 ) 由此开花 收获。此时, 针对区域 A、 B、 C 分别使第一照明栽培期间的开花抑制的程度通过占空因数的改变而得以 变化, 可使开花收获时期错开。 0095 在此, 对开花控制模式和开花非抑制模式加以说明 ( 广义的开花控制模式也包含 开花非抑制模式 )。如图 9 所示, 菊花的达到花期天数因占空因数而不同, 具有占空因数越 大开花抑制效果越高的趋势。。

37、 着眼于该特性, 按每个区域设定不同的占空因数, 由此可使开 花日分散。 0096 在图 10 的照明装置 200 中, 采用可使夜间照明的占空因数切换的构成。例如, 将 各照明装置200的照度设为10勒克斯, 将第一照明栽培期间的开花控制模式的暗期宽度分 别设定为 : 照明装置 200A 为 0( 连续亮灯 )、 照明装置 200B 为 20ms( 占空因数 50 )、 照明 装置 200C 为 100ms( 占空因数 17 )。另外, 将所有的照明装置的明期宽度都设为 20ms。 这样, 如图 9 所示, 由于暗期宽度短的一方即占空因数大的一方达到花期天数变长, 因而可 对每个区域改变开花。

38、日。 0097 另外, 通过在每个区域使夜间照明模式切换的时期依次推后也能够使开花日推 后。如图 12(a) 所示, 通过后述的照明装置 400 实施夜间照明, 在开花预定日的约 50 天前 从开花控制模式 ( 连续亮灯 ) 切换到开花非抑制模式 ( 暗期宽度 200ms( 占空因数 9 )。 此时, 通过模式切换的时期按区域 A、 B、 C 顺次错开时期地进行, 可使每个区域的开花日推 后。 0098 另外, 通过简单地使定植日按每个区域推后也可使开花日分散。如图 12(b) 所示, 说 明 书 CN 102159062 B 10 8/11 页 11 通过将每个区域的开花控制模式和开花非抑制。

39、模式的条件 ( 明期宽度、 暗期宽度、 照明期 间 ) 设为相同、 且将定植日分别推后数日, 可使开花日分别推后数日。 0099 若开花日按每个区域可控制, 则由于开花日分散, 因而收获时的便利性高。 解决了 如现在那样开花日集中收获时非常忙碌的问题。 0100 另外, 现在技术中, 由于从夜间照明期间结束至开花期间为无处理因而不能避免 夜蛾类成虫的飞来, 但在, 根据本本实施方式, 即使在该期间, 也能够通过开花非抑制模式 的照明得到防蛾效果。另外, 现有技术中, 为了进行开花控制, 伴随有各区域间由遮光帘隔 开等繁琐的作业, 但是, 根据本实施方式, 通过照明装置的设定切换就完成, 因而便。

40、利性高。 0101 图 13 是照明装置 400 的电路结构图。照明装置 400 具备发光部 410A、 410B、 410C, 其分别经由开关401A、 401B、 401C与驱动部120连接。 驱动部120具备开花控制模式用的驱 动部 120A 和开花非抑制模式用的驱动部 120B, 驱动部 120A 为连续亮灯驱动, 驱动部 120B 的明期宽度为20ms、 且暗期宽度为200ms(占空因数9)。 根据该构成, 通过开关的切换可 进行模式的切换。 另外, 即使在增设发光部的情况下驱动部也由两个就完成, 对照明装置的 制造成本降低是有利的。 0102 另外, 虽然将开花控制模式设为连续亮灯。

41、, 但是, 为了调节其照度, 也可以如实施 方式 3 所述, 进行在连续亮灯期间中也使防虫对象的虫及所栽培的植物可感到连续亮灯的 脉冲宽度调制。 0103 实施方式 3 0104 本实施方式中, 将发光脉冲的波形在明期宽度内进一步进行脉冲宽度调制。 0105 就本实施方式的发光脉冲的波形而言, 如图 14 所示, 在一个明暗周期中的明期宽 度为 20ms, 其间使例如 1ms 的明期宽度内亮灯期间和 1ms 的明期宽度内熄灯期间交替重复 10 次而成, 即明期宽度内占空因数设为 50。另外, 所谓明期宽度内占空因数是指明期宽 度内亮灯期间 /( 明期宽度内亮灯期间 + 明期宽度内熄灯期间 )。。

42、 0106 据此, 夜蛾类成虫难以在明期宽度将明期宽度内亮灯期间和明期宽度内熄灯期间 作为闪烁来识别, 可推定为如同视为连续光。 0107 根据本实施方式, 可将在使夜蛾类成虫的明适应状态长时间持续上有效的明期宽 度以其下限值 20ms 保持, 减小总计的亮灯时间。因此, 防蛾效果并非较大损失, 可实现消耗 电力的减少, 并且使菊花的开花抑制效果降低。 0108 实施方式 4 0109 本实施方式具备根据菊花的高度而使照明强度变化的构成。 0110 图 15 是表示菊花成长的模式图。若将从地面至发光部 110 的高度设为恒定, 则随 着菊花的成长从菊花的生长点至发光部 110 的距离 h 逐渐。

43、接近。此时, 若将照明装置 100 的射出光强度设为恒定, 则由于上述的理由不必要地使光量提高之虞存在。鉴于该问题而 采用如下构成, 即, 具备在随着菊花的成长从菊花的生长点至发光部110的距离h接近的情 况下使照明装置 100 的明期宽度内占空因数减小的机构, 以保持光量在恒定的范围内。 0111 图 16 是照明装置 300 的电路结构图。照明装置 300 具备 : 明期宽度内占空因数可 变的脉冲发生电路121、 对从发光部110的射出面至菊花的生长点的距离h进行测定的距离 传感器310、 根据距离h计算合适的明期宽度内占空因数的距离-明期宽度内占空因数变换 表 311( 以下称为变换表 。

44、), 并且按照输出与距离 h 对应的明期宽度内占空因数的脉冲的方 说 明 书 CN 102159062 B 11 9/11 页 12 式构成。 0112 作为距离传感器 310 例如具备发光元件和 PSD( 位置检测用光接收元件 ), 可使用 通过三角测距来测定距离的等等公知的传感器。另外, 还可使用具备对来自发光部 110 的 射出光照射到菊花而被反射返回的光的强度进行测定的光接收元件的传感器等。 0113 图 17 是变换表的说明图。预先将从发光部 110 至测定位置的距离 h 及其相应的 在测定位置的光量描绘在散布图中, 求出其相关性。例如, 如图图 17(a) 所示, 与距离 h 按 。

45、a、 b、 c 这一顺序逐渐减少的情况相对应, 将光量设为按 A、 B、 C 这一顺序逐渐增加。基于该 相关性, 如图 17(b) 所示, 与距离 h 为 a、 b、 c 的情况相对应, 将明期宽度内占空因数设定为 A、 A/B、 A/C。 0114 据此, 即使从菊花的生长点至发光部 110 的距离 h 在菊花定植初期为 a 而随着其 成长逐渐减小至 b、 c, 也可将光量保持在恒定的范围内。 0115 通常认为在根据菊花的成长调节光量时, 需要人使用照度计进行调节, 并且在圃 场内一律地进行调节, 但是, 根据本实施方式, 由于容易根据圃场内各种菊花的成长自动调 节照明装置的光量, 因而节。

46、能效果及便利性高。 0116 实施方式 5 0117 本实施方式涉及将实施方式 1 的照明装置 100 中的 AlGaInP 系黄色 LED112 置换 为黄色荧光 LED115 的植物栽培用照明装置。 0118 图 18 是实施方式 5 的黄色荧光 LED115 的上面图及剖面图。黄色荧光 LED115 具 备 : 由射出蓝色光的氮化物半导体构成的 LED 芯片 116、 使由 BOSE(Ba、 O、 Sr、 Si、 Eu) 构成 的荧光体 118 分散同时将 LED 芯片 116 密封的密封树脂 117。荧光体 118 吸收蓝色光的一 部分而射出大量的黄色光。 因此, 根据该黄色荧光LED。

47、115, 通过将LED芯片116射出的蓝色 光和荧光体 118 射出的大量的黄色光混合, 就能够射出黄色光 0119 表 3 表示黄色荧光 LED 及实施方式 1 所使用的 AlGaInP 系黄色 LED 的特性比较。 0120 表 3 0121 0122 另外, 比较用的 AlGaInP 系黄色 LED 是不含荧光体、 且芯片自身射出黄色光的器 件。比较表 3 的发光效率得知, 黄色荧光 LED 的发光效率比 AlGaInP 系黄色 LED 优异。 0123 图 19 是本实施方式的黄色荧光 LED 及比较用的 AlGaInP 系黄色 LED 的光谱分布 图。另外, 黄色荧光 LED 及比较。

48、用的黄色 LED 均由同一电流值进行驱动。 0124 图19中, 若在夜蛾类可识别的波长即450600nm区域对黄色荧光LED115及比较 用的 AlGaInP 系黄色 LED 的发光效率进行比较, 则黄色荧光 LED115 的发光效率高。因此, 通过使照明装置 100 具备黄色荧光 LED115, 可进一步提高节能化效果。 0125 另外, 图19的光谱分布中的约500nm以下的蓝色光成分有时随着夜蛾类的种类产 说 明 书 CN 102159062 B 12 10/11 页 13 生引诱效果。为消除该影响, 优选将抑制该蓝色光成分的透射的滤光器例如使 500nm 以下 截止的滤色器设置于照明装置 100 和秋菊花 60 之间。 0126 另外, 作为荧光体 118, 除 BOSE 之外, 还可以适合使用 SOSE(Sr、 Ba、 Si、 O、 Eu)、 YAG(Ce 活化钇铝石榴石 )、 塞隆 (Ca)、 Si、 Al、 O、 N、 Eu) 等。另外, 还可通过将 LED 芯片116从蓝色发光的器件采用例如发光峰值波长为390nm420nm的紫外(近紫外)LED, 实现发光效率的进一步提高。 0127 图 20(a) 是表示黄色荧光 LED 的射出光的响应特性的图, 横轴为时间 (1ms/div), 纵轴为。

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