用于通过光增强可食用植物部分中的营养价值的方法以及为此的照明设备
2020-01-08

用于通过光增强可食用植物部分中的营养价值的方法以及为此的照明设备

本发明提供一种用于增强农作物(1)的第一植物部分(2)中的营养价值的方法,其中第一植物部分(2)包括可食用植物部分,其中农作物(1)除第一植物部分(2)之外包括一个或多个其它植物部分(3),其中方法包括在营养增强照明时段期间利用被选择成增强所述第一植物部分(2)中的营养的形成的园艺光(511)来光照所述第一植物部分(2)的目标部分(5),同时允许一个或多个其它植物部分(3)经受不同光条件,其中营养增强照明时段在距收获第一植物部分(2)的两周内开始。

另外的实施例在图2a-2c中示意性地描绘。这些图示意性地示出基于在向前的方向上发射束的LED的线性阵列的照明设备。照明设备500可以位于农作物的两行之间(参见图la)。照明设备可以水平地或竖直地布置。照明设备在这些实施例中具有在前面以及背面上的LED的线性阵列以便同时光照农作物的两个相对的行。

术语“网格”可以特别地涉及网络。在LED网格中,LED布置在网络内或网络上,或LED的总数目的一部分布置在网络中或网络上。因而,术语“网格”还可以涉及电路或LED电路。网格特别地包括2D布置、LH)的阵列或矩阵。因而,网格还可以被指示为2D网格或矩阵。在特定实施例中,网格包括或是线网。“网格”在本文中还被指示为“LED网格”。

监视容器内部的温度以便能够例如在它们产生过多热量的情况下对Lm)进行调光的温度传感器。

为了使其更实用,我们提出堆叠在彼此顶部上的容器能够从一个容器向相同堆叠中的另一个中继电力。如何实现这一点的方法在图5a和5b中示出:在每一个容器的顶部和底部处的角落处,存在将电力中继到与其相邻的容器的连接器。极性被选择成使得互连变为防止错误的。参考标记2000指示具有向内和/或向下的园艺照明功能性的容器的应用。参考标记2100指示支撑件,在图5a中为托台,其可以可选地配备有为支撑件2100上的(多个)容器400供电的电力选项。因而,如许多情形中那样,容器400堆叠到托台上。选项因此是将电力从托台中继到与托台最紧密接触的容器,如图5a中所描绘的那样。

营养是用于维持或改善个体健康所需要的化学物质。营养被用来构建和修复组织,调整身体过程并且被转换成和用作能量。营养由植物产生,其主要作为次级代谢物。代谢物是代谢过程的产物。初级代谢物直接牵涉在正常植物生长和发育中。次级代谢物是由植物产生的化学品,尚未发现其在正常生长、光合作用、再生或其它初级功能中的作用。由植物产生的营养的示例是碳水化合物、蛋白质、维生素、抗氧化剂和类黄酮(类黄酮是用于花着色的最重要的植物色素;其摄入有助于例如减少冠状动脉疾病)等。

在另一实施例中,植物在不同生长阶段期间在多层配置中移动(例如借助于传送带,或移动到不同搁板区域)。在该情形中,在对应于收获之前的最后一周的植物位置处的光照频谱和积分通量不同于在其生长中的其它位置处的光照。例如,植物从配备有第一照明设备(在第一时段期间发射第一积分通量和第一光谱)的第一位置移动到具有第二照^设备的第二位置,直到具有第n照明设备的第n位置。在这些位置中的一个处,特别地在第n位置照明处,第n照明设备可以提供用于增强营养的照明。

照明设备可以是柔性照明设备。例如,其可以是柔性(2D)线网格或柔性网。照明设备可以从屋顶或天花板悬挂,或者可以提供在框架中(诸如在也可以用作或包括电导体的轨道之间)等。

如以上所指示的,特别地本发明适用于包括优选地至少部分地处于土地上方的可食用部分的农作物。因而,特别地第一植物部分是选自包含以下各项的组的果实或蔬菜:花芽、种子、块茎、整个植物苗芽、根部、球茎、豆类、用作烹饪蔬菜的植物果实以及烹饪果实。术语“果实”特别地涉及其烹饪含义,其可以例如被描述为具有甜味的植物的任何可食用部分。术语“蔬菜”也可以特别地涉及其烹饪含义,其可以例如被描述为具有咸味的植物的任何可食用部分。

放大到各种植物的具体需求,变得明显的是各种植物可以获益于独特的频谱光组成。为了给出示例,一些植物在一些生长阶段中可能需要大约5%蓝光和大约95%红光的量,而其它植物和/或植物的其它生长阶段可能需要大约10%蓝光和大约90%红光以得到最优生长和发育(同样参见上文)。此外,一些植物可能在将频谱扩展到远红色,即超过675nm,诸如在范围675-800nm中,比如大约750nm时更高效地发育。因此,每种类型的农作物可能需要特定频谱和因此的特定LED选择/组合,这导致大量不同LED类型和数目。因而,对于园艺照明,这意味着人们需要宽广生范围以覆盖农作物的特定需求而同时在能量使用方面是高效的,具有低产生成本,或者人们需要灵活并且在LED模块产生成本和植物种植者的所有权成本方面仍可负担的产品。

在实施例中,容器中的LED被配置成提供红色(特别地660±20nm处的峰值波长)、远红色(特别地73〇±20nm)和蓝色(特别地45〇±2〇nm)中的一个或多个中的福射。优选地,表示所有三个波长范围。甚至更特别地,同样包括远蓝色(4〇5±20nm)或UV-A(300-400nm)〇

为了发展果实重量、外观和物理强度,农作物使用频谱的各种部分以用于各种过程。特别地,分别具有440-470nm之间和660nm附近的波长的频谱的蓝色和红色区中的光子被吸收并被植物高效地使用以用于光合作用,而且用于其它发育过程。因此,为了最大化每发射光子的量的产出,光源的频谱组成可以优选地限制到导致最优结果的特定频谱区。因此,由于窄频谱发射范围,对于园艺应用而言,LED非常合适并且非常高效。

为了发展果实重量、外观和物理强度,农作物使用频谱的各种部分以用于各种过程。特别地,分别具有440-470nm之间和660nm附近的波长的频谱的蓝色和红色区中的光子被吸收并被植物高效地使用以用于光合作用,而且用于其它发育过程。因此,为了最大化每发射光子的量的产出,光源的频谱组成可以优选地限制到导致最优结果的特定频谱区。因此,由于窄频谱发射范围,对于园艺应用而言,LED非常合适并且非常高效。

农作物或西红柿植物布置在行中。行之间以及因而植物之间的间距离利用参考标记L1指示,并且可以例如在l-2m的范围中,诸如1.5m。利用参考标记H指示的距土地水平的总高度可以例如在2-4m的范围中,诸如大约3m。特别地与改进(多个)果实的营养价值的园艺照明有关的该总高度的部分可以覆盖高度H1,并且在0.5-lm的范围中,并且大约为土地水平上方的高度H2,该高度H2可以在0.5-1.5m的范围中,特别地大约lnuH2部分的至少一部分也可以被光照但是来自顶部(日光和/或人造光)。利用参考标记500指示的(多个)照明设备可以特别地应对所述高度H1之上的园艺农作物;然而,在左侧仅通过示例的方式示出相=高的照明设备5〇0。参考标记d指示照明设备500(的(多个)发光表面)与农作物1之间的距离f考标记511指示可以由照明设备5〇〇生成的园艺光。如上文所指示的,在照明设备5〇〇的高度和/或长度之上,园艺光511可以在强度和频谱分布方面不同。

3•在植物工厂中没有日光的栽培。