一种植物照明光源以及其对植物进行照射的方法技术领域
本申请LED照明技术领域，特别是涉及一种植物照明光源以及其对植物进行照射的方法。
背景技术
光是地球上一切生命的能量来源，是世上一切生物赖以生存的最重要因素之一，生命的起源和进化离不开光，生物的结构与功能也要受到光的强烈的影响。绿色植物的生长需要阳光，这主要是因为它们需要进行光合作用，来提供自身生长所需要的养料等。植物生理研究结果表明，农作物干物质重的90%来源于光合作用，反映出光对农作物产量的影响至关重要。太阳光的光谱连续，包含了极大的谱宽，而绿色植物的叶绿素只是需要吸收其中的一小部分，且不同的光照强度和不同波长的光辐射对植物生长和成分的影响亦不相同。根据植物学家们测得的植物叶绿素的吸收光谱图，叶绿素对太阳光的吸收主要集中在可见光的660nm左右的红光、460nm左右的蓝光和400左右的紫光附近，红光照射量的增加会抑制植物侧根的产生而提高作物的含糖量，增加蓝光会抑制叶柄的伸长而增加作物的蛋白质的含量，绿光具有低光合作用和弱形成作用的特点等。农作物的生长不仅受温度、湿度等环境因素的影响，还要受到太阳辐射的影响。为了促进植物的光合作用，人工模拟植物最佳生长光照环境对植物进行补光照射，提供植物叶绿素所需要吸收谱段的光照，改善农作物的光照条件，使植物可以在晚间或阴天也能进行很好的光合作用，使之处于最佳生长状态，缩短成熟，对发展高科技农业具有重要意义。
普通的LED植物照明灯具的光源是根据植物生长对光谱段的需求而选择配置相应波段的LED芯片。不同的植物生长所需要的喜好光照波长不同，因此需要给指定植物配置其所需要的LED芯片“套餐”，这种方法所要求的LED芯片种类较多，甚至某些特定波长的LED芯片需要根据不同的波长需求进行定制，按照这种通过调整LED芯片种类和相互配比而调整LED灯具光谱功率分布的方法必然造成灯具生产成本的增大和应用过程中的极大不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物照明光源以及其对植物进行照射的方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种植物照明光源，包括：
第一光源，所述第一光源包括第一发光芯片组以及封装于所述第一发光芯片组外表面的红色荧光粉，所述第一发光芯片组由一紫光芯片、一蓝光芯片以及一蓝绿光芯片串联而成，该第一光源中，第一发光芯片组与红色荧光粉的光功率比值为（1.6~2.4）:1；
第二光源，所述第二光源包括第二发光芯片组以及封装于所述第二发光芯片组外表面的红色荧光粉，所述第二发光芯片组由一紫光芯片、一蓝光芯片以及一蓝绿光芯片串联而成，该第二光源中，第二发光芯片组与红色荧光粉的光功率比值为1:（4.8~7.2）。
优选的，在上述的植物照明光源中，所述第一光源和第二光源中，所述紫光芯片激发后的发射波长为423~443nm，所述蓝光芯片激发后的发射波长为455~465nm，所述蓝绿光芯片激发后的发射波长为480~500nm，所述红色荧光粉激发后的发射波长为600~780nm。
优选的，在上述的植物照明光源中，所述紫光芯片激发后的发射波长为440nm，所述蓝光芯片激发后的发射波长为465nm，所述蓝绿光芯片激发后的发射波长为485nm。
优选的，在上述的植物照明光源中，所述第一发光芯片组与红色荧光粉的光功率比值为2:1，所述第二发光芯片组与红色荧光粉的光功率比值为1:6。
相应地，本申请实施例还公开了一种植物照明光源对植物进行照射的方法，根据植物不同成长阶段叶绿素所需要吸收谱段的光照，调整第一光源和第二光源的光功率比值以输出对应的谱段对植物进行组合照射。
优选的，在上述的植物照明光源对植物进行照射的方法中，在植物发芽阶段以及开花之前，所述第一光源和第二光源的光功率比值为2:1。
优选的，在上述的植物照明光源对植物进行照射的方法中，在植物发芽阶段，每24小时中所述第一光源和第二光源组合的照射时间为12~18小时，在组合照射开始前由第二光源单独照射15到30分钟用以模拟自然界早上的日出情景，在组合照射完成后，由第二光源单独照射15到30分钟用以模拟傍晚日落的情况，其他时间为夜间休息。
优选的，在上述的植物照明光源对植物进行照射的方法中，在植物发芽至开花之前，每24小时中所述第一光源和第二光源组合的照射时间为12~18小时，在组合照射开始前由第二光源单独照射15到30分钟用以模拟自然界早上的日出情景，在组合照射完成后，由第二光源单独照射15到30分钟用以模拟傍晚日落的情况，其他时间为夜间休息。
优选的，在上述的植物照明光源对植物进行照射的方法中，在植物开花阶段，所述第一光源和第二光源的光功率比值为1:2。
优选的，在上述的植物照明光源对植物进行照射的方法中，在植物开花阶段，每24小时中所述第一光源和第二光源组合照射的时间为12~18小时，在组合照射开始前由第二光源单独照射20到30分钟用以模拟自然界早上的日出情景，在组合照射完成后，由第二光源单独照射20到30分钟用以模拟傍晚日落的情况，其他时间为夜间休息。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中，只需要两种不同的光源灯就可以满足植物生长全周期的照明需要。另外，由于减少了LED器件的种类和使用个数，可以大大降低照明光源的成本，而且也简化了对LED驱动的设计和减少了LED驱动的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中第一光源的光谱图；
图2所示为本发明具体实施例中第二光源的光谱图；
图3所示为本发明具体实施例中在植物不同生长阶段照明光源对植物照射时间以及照射强度的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
植物照明光源包括两种光源，分别为第一光源和第二光源，本实施例中，通过第一光源和第二光源的组合以输出不同的谱段的光照，从而满足叶绿素在不同生长阶段对不同谱段光照的需求。
第一光源包括第一发光芯片组以及封装于第一发光芯片组外表面的红色荧光粉。第一发光芯片组由一紫光LED芯片、一蓝光LED芯片以及一蓝绿光LED芯片串联而成。其中，紫光LED芯片激发后的发射波长为423~443nm，优选为440nm；蓝光LED芯片激发后的发射波长为455~465nm，优选为465nm；蓝绿光LED芯片激发后的发射波长为480~500nm，优选为485nm；红色荧光粉激发后的发射波长为600~780nm。第一光源中，第一发光芯片组与红色荧光粉的光功率比值为（1.6~2.4）:1，其比值优选为2:1，其整体构成一紫光灯。
第一光源激发后的光谱图请参图1所示，其中，紫光LED芯片的发射波长为440nm，蓝光LED芯片的发射波长为465nm，蓝绿光LED芯片的发射波长为485nm，第一发光芯片组与红色荧光粉的功率比值为2:1。
第二光源包括第二发光芯片组以及封装于第二发光芯片组外表面的红色荧光粉。第二发光芯片组由一紫光LED芯片、一蓝光LED芯片以及一蓝绿光LED芯片串联而成。其中，紫光LED芯片激发后的发射波长为423~443nm，优选为440nm；蓝光LED芯片激发后的发射波长为455~465nm，优选为465nm；蓝绿光LED芯片激发后的发射波长为480~500nm，优选为485nm；红色荧光粉激发后的发射波长为600~780nm。第二光源中，第二发光芯片组与红色荧光粉的光功率比值为1:（4.8~7.2），其比值优选为1:6，其整体构成一粉光灯。
第二光源激发后的光谱图请参图2所示，其中，紫光LED芯片的发射波长为440nm，蓝光LED芯片的发射波长为465nm，蓝绿光LED芯片的发射波长为485nm，第二发光芯片组与红色荧光粉的功率比值为1:6。
参图3所示，根据植物不同成长阶段叶绿素所需要吸收谱段的光照，调整第一光源和第二光源的光功率比值以输出对应的谱段对植物进行组合照射。
发芽阶段，每天（24小时）中通过第一光源和第二光源对植物进行组合照射12~18小时，具体照射时间随季节变化而调整。在组合照射开始前由第二光源单独照射15到30分钟用以模拟自然界早上的日出情景，在组合照射完成后，由第二光源单独照射15到30分钟用以模拟傍晚日落的情况，其他时间为夜间休息。第一光源和第二光源进行组合照射时，第一光源和第二光源的光功率比值为2:1。第二光源在进行组合照射以及单独照射时，其光功率维持不变。
开花之前，每天（24小时）中通过第一光源和第二光源对植物进行组合照射12~18小时，具体照射时间随季节变化而调整。在组合照射开始前由第二光源单独照射15到30分钟用以模拟自然界早上的日出情景，在组合照射完成后，由第二光源单独照射15到30分钟用以模拟傍晚日落的情况，其他时间为夜间休息。第一光源和第二光源进行组合照射时，第一光源和第二光源的光功率比值为2:1。第二光源在进行组合照射以及单独照射时，其光功率维持不变。
开花阶段，每天（24小时）中通过第一光源和第二光源对植物进行组合照射12~18小时，具体照射时间随季节变化而调整。在组合照射开始前由第二光源单独照射20到30分钟用以模拟自然界早上的日出情景，在组合照射完成后，由第二光源单独照射20到30分钟用以模拟傍晚日落的情况，其他时间为夜间休息。第一光源和第二光源进行组合照射时，第一光源和第二光源的光功率比值为1:2。第二光源在进行组合照射和单独照射时，其光功率维持不变。
由于植物生产过程中不同生长阶段需要不同配比的光照射,可以通过至少二种方式调整光源中(紫光+蓝光+蓝绿光)与红光的比例：1.调整LED封装中红色荧光粉的量；2.通过调整紫光、蓝光、蓝绿光LED的驱动电流，调整光源中紫光+蓝光+蓝绿光与红光的比例。
本发明中只需要二种不同的光源灯就可以满足植物生长全周期的照明需要：一个是（紫光+蓝光+蓝绿光）LED与红光荧光粉发出的光的光功率比值为2比1（紫光灯）；另一个是（紫光+蓝光+蓝绿光）LED与红光荧光粉发出的光的光功率比值为1比6（粉光灯）。
由于减少了LED器件的种类与使用个数，所以可以大大降低照明光源的成本；而且也简化了对LED驱动的设计和减少了LED驱动的成本；由于选用高效适合的紫光、蓝光波长芯片和适合的荧光粉，系统的光电转化效率高；帮助植物生长的效果好。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。