一種促進植物生長的方法與一種光量累積計算裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明系關(guān)于一種促進植物生長的方法。本發(fā)明亦關(guān)于一種光量累積計算裝置及 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光合作用是由植物與其他自營性生物將光能轉(zhuǎn)換（通常來自太陽）成可用于提供 生物體活動的燃料的化學能的過程。在此過程中，碳水化合物，如醣系從二氧化碳和水合成 而來。氧氣也被釋放，主要是作為廢棄物。大多數(shù)植物、大多數(shù)藻類和藍綠藻進行光合作用 的程序，被稱為光合自營生物。光合作用維持大氣中的氧氣含量和提供了地球上所有生命 所需的大部分能量（除了化學營養(yǎng)性生物外，它通過氧化化學反應(yīng)獲得能量）。
[0003] 盡管光合作用在不同的物種中進行不同的處理，此過程總是起始于當來自光的能 量被稱為反應(yīng)中心的蛋白質(zhì)（包含綠色葉綠素色素）所吸收。在植物中，這些蛋白質(zhì)被保持 在稱為葉綠體（在葉子細胞中存在最大量，而在細菌中則是埋于細胞膜中）的胞器中。在 這些光依賴性反應(yīng)中，一些能量被用于從合適的物質(zhì)，例如水奪去電子。這產(chǎn)生了氧氣和氫 離子，其被轉(zhuǎn)移到一個稱為菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+)的化合物，使其還原成 NADPH。更多的光能量被轉(zhuǎn)移到化學能中以生成三磷酸腺苷（ATP)，細胞的「能量貨幣」。
[0004] 光有三個基本面向：光照期間、光量和光質(zhì)。光照期間為光周期或在每24小時內(nèi) 連續(xù)光照的時數(shù)。光周期調(diào)節(jié)許多溫室作物的開花，且是簡單的關(guān)于每天的光照時數(shù)以及 黑暗的時數(shù)。
[0005] 光量為能夠執(zhí)行光合作用的光粒子（稱為光子）數(shù)目。光量是更復(fù)雜的，因為它 可以以兩種方式來測定：光的即時量（光強度）和光的每日傳遞累積量（日累積光量）。 光量可以不同的單位來測量，包括尺燭光（foot-candles)、勒克斯（lux)、瓦（Watts)、微摩 爾?米-2 · S-1 ( μ mol · m_2 · s_l)和摩爾?米-2 · d_l (mol · m_2 · d_l)。當用于植物生 長時后兩個單位是優(yōu)選的，因為它們量化植物進行光合作用的能力，（分別基于即時和每 日）。
[0006] 光粒子具有不同的能量。每個光粒子的能量是由它的波長來決定。光粒子在每個 波長的相對數(shù)量描述了光的第三個面向一光質(zhì)。換句話說，光質(zhì)是指光的光譜分布或從光 源發(fā)射的藍色、綠色、紅色、遠紅和其它部分的光譜的光子的相對數(shù)量。這其中一些部分是 可見的，而其他則不是。
[0007] 植物對于光與暗周期的相對長度以及光的強度和品質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。人造光已被廣泛 使用于在不同條件下控制植物生長的過程。植物在所需要的光方面相異；一些茁壯成長于 陽光下，其他在陰涼處生長最好。大多數(shù)植物在自然或人造光下能夠生長。人造光可以通 過以下方式使用：當需要提高植物生長時提供高強度的光、延長自然日光的時間或提供暗 期中斷以維持植物處于長日照條件。
[0008] 對于植物來說，光是能量和信息的來源。它在光合作用中做為能量且它提供植物 關(guān)于其所需如發(fā)芽、長到一定大小或形狀、誘導(dǎo)保護性物質(zhì)、開花以及何時從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)換 的環(huán)境的重要資訊。植物對于光的品質(zhì)、強度、持續(xù)期間和方向做出反應(yīng)。
[0009] 除了人類可見的光（380納米~780納米）外，植物也使用其它輻射。400納米~ 700納米波長范圍內(nèi)被稱為「光合作用有效輻射」或PAR。植物所需的光多在該范圍內(nèi)，但 對于最佳生長的結(jié)果，紫外光（280納米~400納米）和/或遠紅光（700納米~800納米） 可能是重要的。例如，遠紅光對于許多植物的開花是至關(guān)重要的。所有的光對于植物是不 相等的，也就是說，一些區(qū)域比其它區(qū)域更重要。
[0010] 生長光或植物光系一種人工光源，通常為一種電光源，設(shè)計為通過發(fā)射適合進行 光合作用的電磁光譜以刺激植物生長。生長光在沒有自然光或在輔助光是必需的情形下被 使用。例如，在冬季時的日光時間可能不足以使所需的植物生長，生長光被用于延長植物獲 得光照的時間。
[0011] 植物的生長和發(fā)育不僅受光強度的控制，同時也受光量的控制；此外照光的時間 亦有所影響。光控制植物生長發(fā)育的過程系相當復(fù)雜。植物利用可見光行光合作用，利用 紅外光，特別是700~800納米（nm)控制植物形態(tài)的發(fā)育（morphogenesis)，而紫外線可被 生物蛋白質(zhì)吸收引起傷害。這些反應(yīng)的產(chǎn)生是經(jīng)過三個主要受體系統(tǒng)（receptor system)。 葉綠素 a和b分別吸收640納米和660納米波長光進行光合作用，光敏素（Phytochrome) 吸收660與730納米波長光控制許多形態(tài)發(fā)生的反應(yīng)；而黃素（flavin)吸收450納米波長 光引起趨光性（tropism)以及高能量光形態(tài)發(fā)生（high-energy photomorphogenesis)。
【附圖說明】
[0012] 圖1顯示本發(fā)明的實施例。
[0013] 圖2顯示光源通過藍色透光材料的光譜變化。
[0014] 圖3顯示光源通過綠色透光材料的光譜變化。
[0015] 圖4顯示光源通過本發(fā)明的透光材料的光譜變化（A、B)及本發(fā)明的透光材料放置 前后的變化（C)。
[0016] 圖5顯示本發(fā)明光量累積計算裝置的方塊示意圖。
[0017] 圖6顯示本發(fā)明光量累積計算方法實施流程圖。
[0018] 圖7顯示本發(fā)明光量累積計算裝置所顯示的全波段光量數(shù)據(jù)。
[0019] 圖8顯示本發(fā)明光量累積計算裝置所顯示的400納米-450納米波長的光量數(shù)據(jù)。
[0020] 圖9顯示本發(fā)明光量累積計算裝置所顯示的400納米-450納米波長隨時間的光 量累積數(shù)據(jù)。
[0021] 圖10顯示本發(fā)明光量累積計算裝置所顯示的分段波長的光量數(shù)據(jù)。發(fā)明摘要
[0022] 本發(fā)明提供一種促進植物生長的方法。本發(fā)明亦提供一種光量累積計算裝置及方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 定義
[0024] 除非特別注明，「一（a)」或「一（an)」表示「一或多」。