本發(fā)明涉及一種用于培養(yǎng)植物的系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及一種包括這種系統(tǒng)的園藝系統(tǒng)。然而，本發(fā)明還涉及一種培養(yǎng)植物的方法。

背景技術(shù)：

1、植物生長(zhǎng)照明設(shè)備和系統(tǒng)在本領(lǐng)域是已知的。比如，us9854749描述了一種用于植物生長(zhǎng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：被配置為發(fā)射第一顏色的光的第一led器件，其中第一led器件被配置為發(fā)射具有小于或等于60°的受控光束半角的光；和被配置成發(fā)射第二顏色的光的第二led器件，其中第二led器件被配置為以小于或等于60°的受控光束半角發(fā)射光；并且其中該系統(tǒng)被配置成產(chǎn)生具有低于500nm的第一發(fā)射峰和高于600nm的第二發(fā)射峰的發(fā)射光譜。第一發(fā)射峰處于425-475nm，并且第二發(fā)射峰處于635-685nm。此外，該系統(tǒng)被配置成在500-600nm處具有第三發(fā)射峰。發(fā)射光譜的光子通量包含在5％和10％之間的綠光。

2、us2021/0112727?a1公開(kāi)了一種使用高水平的遠(yuǎn)紅控制抽薹的方法。所公開(kāi)的方法包括在控制模式期間向植物提供第一園藝光，其中第一園藝光的至少15％的光子具有選自700-800nm范圍的波長(zhǎng)，其中第一園藝光的至少45％的光子具有選自640-700nm范圍的波長(zhǎng)，并且其中第一園藝光的最多10％的光子具有選自400-500nm范圍的波長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、植物使用光合作用的過(guò)程將光、co2和h2o轉(zhuǎn)化為碳水化合物(糖)。這些糖被用來(lái)為新陳代謝過(guò)程提供燃料。過(guò)量的糖用于生物量的形成。這種生物量的形成包括莖伸長(zhǎng)、葉面積增加、開(kāi)花、果實(shí)形成等。負(fù)責(zé)光合作用的光感受器是葉綠素。除了光合作用，光周期、向光性和光形態(tài)發(fā)生也是與輻射和植物之間的相互作用相關(guān)的代表性過(guò)程：

2、·光周期是指植物必須感知和測(cè)量輻射周期的能力(例如以誘導(dǎo)開(kāi)花)，

3、·向光性是指植物朝向和遠(yuǎn)離輻射的生長(zhǎng)移動(dòng)，以及

4、·光形態(tài)發(fā)生是指響應(yīng)于輻射的質(zhì)量和數(shù)量的形態(tài)變化。

5、葉綠素a和b的兩個(gè)重要吸收峰分別位于紅色和藍(lán)色區(qū)域中，尤其是從625-675nm和從425-475nm中。此外，在近uv區(qū)(300-400nm)和遠(yuǎn)紅區(qū)(700-800nm)中也存在其它局部峰。主要的光合活動(dòng)似乎發(fā)生在400-700nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。該范圍內(nèi)的輻射稱為光合有效輻射(par)。

6、在園藝照明的上下文中，近uv被定義為選自300-400nm光譜范圍的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，藍(lán)色被定義為選自400-500nm光譜范圍的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，白色被定義為選自400-700nm光譜范圍的波長(zhǎng)(這些選定的波長(zhǎng)一起可以構(gòu)成白光，例如藍(lán)色、綠色和紅色的波長(zhǎng)組合)，綠色被定義為選自500-600nm光譜范圍的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，紅色被定義為選自600-700nm光譜范圍的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，深紅色被定義為選自640-700nm光譜范圍的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，并且遠(yuǎn)紅色被定義為選自700-800nm光譜范圍的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)。因此，深紅色是紅色的子選擇。

7、植物中的其他光敏過(guò)程包括光敏色素。光敏色素的活性引導(dǎo)不同的響應(yīng)，諸如葉片擴(kuò)張、鄰居感知、避蔭、莖伸長(zhǎng)、種子萌發(fā)和開(kāi)花誘導(dǎo)。光敏色素光系統(tǒng)包括兩種形式的光敏色素，pr和pfr，它們分別在660nm的紅色和730nm的遠(yuǎn)紅色中具有它們的靈敏度峰值。

8、在園藝學(xué)中，光合光子通量密度(ppfd)以每秒每單位面積的光子數(shù)來(lái)測(cè)量(以μmol/sec/m2為單位；一摩爾對(duì)應(yīng)6*1023個(gè)光子)。在實(shí)踐中，當(dāng)應(yīng)用例如頂部照明或頂部照明和中間照明的組合時(shí)，特別是對(duì)于番茄，所使用的紅色ppfd通?？梢允?00μmol/sec/m2，并且藍(lán)色:紅色的比率通?？梢允?:7(其中紅色和藍(lán)色分別特別選自625-675nm以及特別選自400-475nm)。特別地，光合光子通量密度可以包括大約10％的藍(lán)色和大約90％的紅色。ppfd可以由光電二極管確定(諸如與濾光器結(jié)合)，或者諸如通過(guò)分光計(jì)確定，或者用光電倍增器(可選地也與濾光器結(jié)合)直接測(cè)量。ppfd中的區(qū)域是指其中布置(一個(gè)或多個(gè))光源的空間的局部光接收(植物)區(qū)域。在多層系統(tǒng)的情況下，它可以被定義為被包括在多層配置中的相關(guān)層的區(qū)域；然后，可以單獨(dú)地相對(duì)于每一層來(lái)估計(jì)ppfd(也進(jìn)一步參見(jiàn)下文)。該區(qū)域在一個(gè)實(shí)施例中可以是手動(dòng)饋送給控制單元的值，或者在一個(gè)實(shí)施例中可以由控制單元(例如用傳感器)評(píng)估。

9、植物的生長(zhǎng)可能不僅取決于光的量，而且可能取決于植物上的光的光譜組成、持續(xù)時(shí)間和定時(shí)。根據(jù)這些方面的參數(shù)值的組合被稱為用于種植植物的“光配方”(本文中，詞語(yǔ)植物和作物可以互換)。

10、led可以在園藝照明中發(fā)揮各種作用，諸如：

11、1.補(bǔ)充照明：補(bǔ)充自然日光的照明被使用以便增加(例如番茄的)產(chǎn)量或在作物價(jià)格可能較高的例如秋季、冬季和春季期間擴(kuò)大作物產(chǎn)量。

12、2.光周期照明：光的每日持續(xù)時(shí)間對(duì)許多植物是重要的。在一個(gè)24小時(shí)周期中的光時(shí)段和暗時(shí)段的比率影響許多植物的開(kāi)花反應(yīng)。借助于補(bǔ)充照明來(lái)控制這一比率使得能夠調(diào)節(jié)開(kāi)花的時(shí)間。

13、3.植物農(nóng)場(chǎng)中的無(wú)日光培養(yǎng)。

14、4.組織培育。

15、為了在秋季、冬季和春季期間在溫室中(或在多層生長(zhǎng)中全年)提供補(bǔ)充照明，通常使用高功率氣體放電燈，其必須安裝在植物上方相對(duì)高的位置，以確保植物上足夠均勻的光分布。目前，在溫室中，范圍從600w直到1000w的不同類型的高功率燈(例如高功率hid)被用于為植物提供補(bǔ)充光。一個(gè)缺點(diǎn)在于，從植物上方的位置到達(dá)植物的下部的光量可能相當(dāng)有限，這取決于作物的類型。同時(shí)，植物的下部通常最需要補(bǔ)充光。當(dāng)使用安裝在植物上方的固態(tài)照明時(shí)，同樣的困境持續(xù)存在。然而，led照明(尤其是固態(tài)照明)與基于放電的照明相比具有一些優(yōu)勢(shì)。

16、在植物從自然陽(yáng)光中獲得的光不足的情況下，例如在北方地區(qū)中或在完全依賴人工和良好控制的條件的所謂“植物耕作”或“垂直耕作”中，似乎需要為植物生長(zhǎng)(葉子和果實(shí))、成熟和收獲前調(diào)節(jié)提供光。

17、光不是用于生長(zhǎng)的唯一使能因素，因?yàn)榇髿?濕度水平、co2/o2水平等)、水、營(yíng)養(yǎng)和孢子元素也具有重要意義。溫度(以及白天/夜晚中的溫度曲線/周期)也是植物生長(zhǎng)成功的關(guān)鍵因素。在受控環(huán)境(諸如溫室和植物農(nóng)場(chǎng))中的園藝領(lǐng)域中，似乎需要無(wú)土培養(yǎng)或水培園藝，這現(xiàn)在通常用于高利潤(rùn)/高價(jià)值的培養(yǎng)中。這種方法也是基于植物的非自然生長(zhǎng)，并且可能需要人工優(yōu)化或從人工優(yōu)化中獲利。

18、可用于食物生產(chǎn)的空間正在變得越來(lái)越少。需要生產(chǎn)方法的創(chuàng)新，以從更小的占用面積中交付更高的產(chǎn)量，同時(shí)變得更可持續(xù)(能源和水的最少使用)。在諸如植物農(nóng)場(chǎng)的封閉環(huán)境中生產(chǎn)食物是一種滿足這些需求的方法。在植物農(nóng)場(chǎng)(也稱為植物工廠、垂直農(nóng)場(chǎng)或城市農(nóng)場(chǎng))中，食物以多層生長(zhǎng)，與室外生長(zhǎng)或溫室中生長(zhǎng)相比，使得更好地利用可用空間。這意味著日光將不能夠到達(dá)所有的植物，并且?guī)缀跛械墓舛急仨殎?lái)自人工照明。在植物農(nóng)場(chǎng)中，需要為植物提供始終最佳的光處理。同時(shí)，必須盡可能有效地利用由led模塊發(fā)射的光，以便降低能耗并且?guī)?lái)盈利的業(yè)務(wù)。在植物農(nóng)場(chǎng)中，每單位面積的產(chǎn)量比露地的產(chǎn)量高得多。水的使用被最小化。植物疾病和害蟲可以更容易預(yù)防。

19、在園藝中，使用了相對(duì)多的光以及因此能量。在使用更少的光子時(shí)提高產(chǎn)量是園藝未來(lái)的關(guān)鍵。

20、術(shù)語(yǔ)“園藝”涉及供人類使用的(集約)植物培養(yǎng)，并且其活動(dòng)非常多樣，包括食用植物(水果、蔬菜、蘑菇、廚用藥草)和非食用作物(花卉、樹(shù)木和灌木、草坪草、啤酒花、葡萄、藥用藥草)。園藝是農(nóng)業(yè)的分支，其涉及種植植物的藝術(shù)、科學(xué)、技術(shù)和商業(yè)。它可以包括藥用植物、水果、蔬菜、堅(jiān)果、種子、藥草、芽、蘑菇、藻類、花卉、海藻和非糧食作物(諸如草和觀賞樹(shù)木和植物)的培養(yǎng)。這里，術(shù)語(yǔ)“植物”用于基本上指選自藥用植物、蔬菜、藥草、芽、蘑菇、結(jié)堅(jiān)果的植物、結(jié)種子的植物、開(kāi)花的植物、結(jié)果實(shí)的植物、非食用作物(諸如草和觀賞樹(shù)木)等的任何物種。在本文中，術(shù)語(yǔ)“植物”用于基本上所有的階段。術(shù)語(yǔ)“植物部分”可以指根、莖、葉、果實(shí)(如果有的話)等。甚至更特別地，術(shù)語(yǔ)“植物”用于基本上指選自藥用植物、蔬菜、藥草、芽、結(jié)堅(jiān)果的植物、結(jié)種子的植物、開(kāi)花的植物、結(jié)果實(shí)的植物、非食用作物的任何物種。

21、術(shù)語(yǔ)“作物”在本文中用于表示正在生長(zhǎng)或曾經(jīng)生長(zhǎng)的園藝植物。為了食物、衣服等而大規(guī)模種植的同類植物可以稱為作物。作物是種植以收獲作為例如食物、牲畜飼料、燃料或用于任何其他經(jīng)濟(jì)目的的非動(dòng)物物種或品種。術(shù)語(yǔ)“作物”也可以涉及多種作物。園藝作物可以特別指食物作物(番茄、辣椒、黃瓜和萵苣)，以及(潛在地)產(chǎn)出這種作物的植物，諸如番茄植物、辣椒植物、黃瓜植物等。園藝在本文中通?？梢陨婕袄缱魑锖头亲魑镏参铩?/p>

22、特別地，本發(fā)明涉及辣椒植物，尤其是甜椒植物，其可以包括它們的薹、花、果實(shí)、葉和莖。

23、甜椒是一種重要的溫室作物。該作物可以受益于全年生產(chǎn)的補(bǔ)充照明。種植甜椒中的一個(gè)主要問(wèn)題似乎是每周新坐果數(shù)量的沖洗模式，這使得獲得恒定的產(chǎn)量非常困難。它導(dǎo)致周產(chǎn)量(即可收獲的果實(shí)的數(shù)量)大的周期性波動(dòng)，其周期通常為4-5周。這種沖洗模式的起源如下：(a)新花通常以恒定的速率產(chǎn)生(主要由溫室溫度確定)；(b)花很快變成小果實(shí)(稱為坐果)；這需要大約一周；(c)植物負(fù)荷逐漸增加(植物負(fù)荷是掛在植物上的果實(shí)的數(shù)量)；(d)由光合作用產(chǎn)生的同化物被分配到果實(shí)，使它們生長(zhǎng)。在6-7周后，它們就準(zhǔn)備收獲了；(e)高植物負(fù)荷導(dǎo)致花和新坐果可用的同化物較少，結(jié)果是，相當(dāng)一部分花和新坐果會(huì)敗育；(f)植物負(fù)荷逐漸降低；(g)由于植物負(fù)荷的減少，更多的同化物開(kāi)始對(duì)于花和新坐果可用，導(dǎo)致較少的敗育；(h)植物負(fù)荷將逐漸再次增加；(i)等等。因此，種植甜椒中的一個(gè)主要問(wèn)題是每周新坐果的數(shù)量的沖洗模式。坐果好的時(shí)段與坐果差的時(shí)段交替(由花敗育和新坐果引起)。這種沖洗模式可能導(dǎo)致產(chǎn)量的類似模式，盡管在時(shí)間上偏移。產(chǎn)量的波動(dòng)可能相當(dāng)大。借助于有策略地修剪花和新坐果，種植者試圖減少產(chǎn)量波動(dòng)的幅度。然而，這在實(shí)踐中是麻煩的。

24、因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種替代的系統(tǒng)，其優(yōu)選地進(jìn)一步至少部分地消除一個(gè)或多個(gè)上述缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的可以是克服或改善現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)缺點(diǎn)，或者提供一種有用的替代方案。

25、根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種用于培養(yǎng)辣椒植物(尤其是甜椒植物)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括光生成設(shè)備和控制系統(tǒng)。在實(shí)施例中，光生成設(shè)備可以被配置為向辣椒植物提供(補(bǔ)充)設(shè)備光。特別地，(補(bǔ)充)設(shè)備光可以包括紅光和遠(yuǎn)紅光中的一種或多種。紅光(r)可以包括在600-700nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)。遠(yuǎn)紅光(fr)可以包括在700-800nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)。特別地，實(shí)施例中的系統(tǒng)具有包括感測(cè)階段、計(jì)劃階段和執(zhí)行階段的可操作模式。

26、在實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以包括傳感器系統(tǒng)。在另外的實(shí)施例中，傳感器系統(tǒng)可以被配置成(在感測(cè)階段中)確定辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)，并向控制系統(tǒng)提供輸入信號(hào)。特別地，植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)可以選自包括植物負(fù)荷、開(kāi)花率、花敗育率、(凈)坐果率和果實(shí)敗育率的組。此外，在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以被配置成(在計(jì)劃階段中)確定紅光與遠(yuǎn)紅光的目標(biāo)r:fr比率(范圍)(以μmol/m2/天為單位)，尤其是基于輸入信號(hào)和植物負(fù)荷閾值。然而，在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以被配置為(在執(zhí)行階段中)通過(guò)控制光生成設(shè)備將辣椒植物暴露于目標(biāo)r:fr比率。特別地，在實(shí)施例中，植物負(fù)荷閾值，尤其是較低植物負(fù)荷閾值，或者尤其是較高植物負(fù)荷閾值，可以由根據(jù)果實(shí)的千克數(shù)(和/或果實(shí)的數(shù)量)和/或辣椒植物的時(shí)序的目標(biāo)產(chǎn)量來(lái)確定。因此，可以根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量來(lái)選擇(一個(gè)或多個(gè))植物負(fù)荷閾值，其中目標(biāo)產(chǎn)量包括(期望的)果實(shí)數(shù)量、(期望的)果實(shí)質(zhì)量和(期望的)果實(shí)成熟時(shí)間中的一個(gè)或多個(gè)。在實(shí)施例中，目標(biāo)產(chǎn)量可以包括(期望的)果實(shí)數(shù)量和(期望的)果實(shí)質(zhì)量，或相關(guān)值，如每個(gè)果實(shí)的(期望的)果實(shí)質(zhì)量。

27、通常，在實(shí)施例中，較高植物負(fù)荷閾值可以高于較低植物負(fù)荷閾值，但是，在實(shí)施例中，較高植物負(fù)荷閾值和較低植物負(fù)荷閾值也可相同。

28、在實(shí)施例中，目標(biāo)產(chǎn)量可以與(單個(gè))辣椒植物相關(guān)。在另外的實(shí)施例中，目標(biāo)產(chǎn)量可以與多個(gè)辣椒植物相關(guān)。在另外的實(shí)施例中，目標(biāo)產(chǎn)量可以涉及一組植物，例如(相同)溫室部分中的一組植物(見(jiàn)下文)。

29、因此，特別地，本發(fā)明在實(shí)施例中提供了一種用于培養(yǎng)辣椒植物的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括光生成設(shè)備和控制系統(tǒng)，其中該光生成設(shè)備被配置為向辣椒植物提供設(shè)備光，其中該設(shè)備光包括紅光和遠(yuǎn)紅光中的一種或多種，其中該紅光包括在600-700nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，并且其中該遠(yuǎn)紅光包括在700-800nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，其中所述系統(tǒng)具有可操作模式，其中：控制系統(tǒng)(300)被配置為獲取輸入信號(hào)，其中輸入信號(hào)與辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)相關(guān)，其中植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)選自包括植物負(fù)荷、開(kāi)花率、花敗育率、坐果率和果實(shí)敗育率的組；控制系統(tǒng)被配置成基于輸入信號(hào)來(lái)確定植物負(fù)荷，并且其中以下中的一個(gè)或多個(gè)適用：(i)控制系統(tǒng)被配置成將植物負(fù)荷與較低植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則選擇高于閾值比率t的紅光與遠(yuǎn)紅光的目標(biāo)r:fr比率；以及(ii)控制系統(tǒng)被配置成將植物負(fù)荷與較高植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則選擇高于閾值比率t的目標(biāo)r:fr比率，特別是其中閾值比率t選自10-25的范圍；控制系統(tǒng)被配置成通過(guò)控制光生成設(shè)備將辣椒植物暴露于目標(biāo)r:fr比率。

30、利用這種系統(tǒng)，植物負(fù)荷可以在時(shí)間上更加恒定，并且因此，產(chǎn)量可以在時(shí)間上更加恒定。例如，果實(shí)的數(shù)量和/或總重量可能隨著時(shí)間的推移而更加恒定。此外，利用這種系統(tǒng)，果實(shí)的品質(zhì)也可以隨著時(shí)間的推移更加恒定。此外，利用這種系統(tǒng)，植物的培養(yǎng)可能更容易，因?yàn)榕囵B(yǎng)參數(shù)也可能更恒定。因此，補(bǔ)充照明可以促進(jìn)更恒定的植物負(fù)荷和更恒定的果實(shí)品質(zhì)，并且從而可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化辣椒的培養(yǎng)。

31、如上所述，本發(fā)明提供了一種用于培養(yǎng)辣椒植物的系統(tǒng)。特別地，辣椒植物可以選自辣椒(capsicum)屬。更特別地，辣椒植物可以選自一年生辣椒、漿果辣椒、中華辣椒、灌木狀辣椒和茸毛辣椒的組。特別地，辣椒植物可以是墨西哥辣椒(capsicum?annuum)物種。注意，辣椒植物不是該系統(tǒng)的一部分，但是該系統(tǒng)可以幫助培養(yǎng)辣椒植物。

32、術(shù)語(yǔ)“植物”也可以指種子或幼苗。因此，術(shù)語(yǔ)“植物”通?？梢灾笍姆N子到(成熟)植物的任何階段。術(shù)語(yǔ)“植物”也可以指多種(不同的)植物。

33、特別地，該系統(tǒng)可以包括光生成設(shè)備和控制系統(tǒng)。在實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括傳感器系統(tǒng)。在另外的實(shí)施例中，該系統(tǒng)(尤其是控制系統(tǒng))可以進(jìn)一步包括用戶接口。

34、光生成設(shè)備可以被配置為向辣椒植物提供(補(bǔ)充)設(shè)備光。因此，該系統(tǒng)可以應(yīng)用于辣椒植物只接收人造光的情況。在這樣的實(shí)施例中，紅光和/或遠(yuǎn)紅光可以僅由系統(tǒng)的光生成設(shè)備提供。在替代實(shí)施例中，該系統(tǒng)是現(xiàn)有系統(tǒng)的附加系統(tǒng)，并且可以被配置為向現(xiàn)有系統(tǒng)的人造光提供補(bǔ)充光。該系統(tǒng)還可以應(yīng)用于辣椒植物在一天的至少一部分期間和一年的至少一部分期間接收人造光的情況。在相對(duì)黑暗的時(shí)段期間，如夜晚、黃昏、黎明、陰天、一年中無(wú)論如何可能接收到較少光的一部分(如冬天)，該系統(tǒng)可以提供補(bǔ)充光。這種光可以在辣椒植物接收日光的同時(shí)和/或在基本上沒(méi)有日光的時(shí)候(如例如，在夜晚期間，或在黃昏、黎明、陰天等期間)補(bǔ)充其接收的日光。

35、光生成設(shè)備可以特別地被配置成生成設(shè)備光。特別地，光生成設(shè)備可以包括光源。光源可以特別地被配置成生成光源光。在實(shí)施例中，設(shè)備光可以基本上由設(shè)備光組成。在其他實(shí)施例中，設(shè)備光可以基本上由轉(zhuǎn)換的光源光組成。在又其他實(shí)施例中，設(shè)備光可以包括(未轉(zhuǎn)換的)光源光和轉(zhuǎn)換的光源光。光源光可以用發(fā)光材料轉(zhuǎn)換成發(fā)光材料光和/或用上轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成上轉(zhuǎn)換光。術(shù)語(yǔ)“光生成設(shè)備”也可以指可以提供具有基本相同的光譜功率分布的設(shè)備光的多個(gè)光生成設(shè)備。在具體實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“光生成設(shè)備”也可以指可以提供具有不同的光譜功率分布的設(shè)備光的多個(gè)光生成設(shè)備。

36、術(shù)語(yǔ)“光源”原則上可以涉及本領(lǐng)域中已知的任何光源。它可以是傳統(tǒng)的(鎢)燈泡、低壓汞燈、高壓汞燈、熒光燈、led(發(fā)光二極管)。在具體實(shí)施例中，光源包括固態(tài)led光源(諸如led或激光二極管(或“二極管激光器”))。術(shù)語(yǔ)“光源”也可以涉及多個(gè)光源，例如2-2000個(gè)(固態(tài))led光源。因此，術(shù)語(yǔ)led也可以指多個(gè)led。此外，術(shù)語(yǔ)“光源”在實(shí)施例中也可以指所謂的板上芯片(cob)光源。術(shù)語(yǔ)“cob”特別是指半導(dǎo)體芯片形式的led芯片，其既不被封裝也不被連接，而是直接安裝到諸如pcb的襯底上。因此，多個(gè)發(fā)光半導(dǎo)體光源可以被配置在同一襯底上。在實(shí)施例中，cob是一起配置成單個(gè)照明模塊的多l(xiāng)ed芯片。

37、光源可以具有光逸出表面。參考傳統(tǒng)光源，諸如燈泡或熒光燈，它可以是玻璃或石英外殼的外表面。對(duì)于led，它例如可以是led管芯，或者當(dāng)樹(shù)脂被施加到led管芯時(shí)可以是樹(shù)脂的外表面。原則上，它也可以是光纖的末端。術(shù)語(yǔ)逸出表面特別涉及光源的一部分，在此處光實(shí)際上從光源離開(kāi)或逸出。光源被配置成提供光束。該光束(因此)從光源的光出射表面逸出。

38、同樣，光生成設(shè)備可以包括光逸出表面，諸如端窗。此外，同樣地，光生成系統(tǒng)可以包括光逸出表面，諸如端窗。

39、術(shù)語(yǔ)“光源”可以指半導(dǎo)體發(fā)光器件，諸如發(fā)光二極管(led)、諧振腔發(fā)光二極管(rcled)、垂直腔激光二極管(vcsel)、邊緣發(fā)射激光器等。術(shù)語(yǔ)“光源”也可以指有機(jī)發(fā)光二極管(oled)，諸如無(wú)源矩陣發(fā)光二極管(pmoled)或有源矩陣發(fā)光二極管(amoled)。在具體實(shí)施例中，光源包括固態(tài)光源(諸如led或激光二極管)。在一個(gè)實(shí)施例中，光源包括led(發(fā)光二極管)。術(shù)語(yǔ)“光源”或“固態(tài)光源”也可以指超發(fā)光二極管(sled)。術(shù)語(yǔ)led也可以指多個(gè)led。術(shù)語(yǔ)“光源”也可以涉及多個(gè)(基本相同(或不同)的)光源，諸如2-2000個(gè)固態(tài)光源。在實(shí)施例中，光源可以包括單個(gè)固態(tài)光源(諸如led)下游或者多個(gè)固態(tài)光源(即，例如由多個(gè)led共享)下游的一個(gè)或多個(gè)微光學(xué)元件(微透鏡陣列)。在實(shí)施例中，光源可以包括具有片上光學(xué)器件的led。在實(shí)施例中，光源包括像素化的單個(gè)led(具有或不具有光學(xué)器件)(在實(shí)施例中提供片上光束控制)。

40、在實(shí)施例中，光源可以被配置成提供初級(jí)輻射，其被如此使用，諸如例如：藍(lán)色光源，如藍(lán)色led；或者綠色光源，諸如綠色led；以及紅色光源，諸如紅色led。這種可能不包括發(fā)光材料(“磷光體”)的led可以表示為直接彩色led。然而，在其他實(shí)施例中，光源可以被配置成提供初級(jí)輻射，并且初級(jí)輻射的一部分被轉(zhuǎn)換成次級(jí)輻射。次級(jí)輻射可以基于發(fā)光材料的轉(zhuǎn)換。次級(jí)輻射因此也可以指示為發(fā)光材料輻射。在實(shí)施例中，發(fā)光材料可以被光源所包括，例如具有發(fā)光材料層或包括發(fā)光材料的圓頂?shù)膌ed。這種led可以表示為磷光體轉(zhuǎn)換led或pc?led(磷光體轉(zhuǎn)換led)。在其他實(shí)施例中，發(fā)光材料可以被配置在離光源一定距離處(“遠(yuǎn)處”)，例如具有不與led的管芯物理接觸的發(fā)光材料層的led。因此，在具體實(shí)施例中，光源可以是在操作期間至少發(fā)射選自380-470nm范圍的波長(zhǎng)的光的光源。然而，其他波長(zhǎng)也可以是可能的。這種光可以部分地被發(fā)光材料用于轉(zhuǎn)換成其他光。在實(shí)施例中，光生成設(shè)備可以包括發(fā)光材料。在實(shí)施例中，光生成設(shè)備可以包括pc?led。在其他實(shí)施例中，光生成設(shè)備可以包括直接led(即，沒(méi)有磷光體)。在實(shí)施例中，光生成設(shè)備可以包括激光設(shè)備，如激光二極管。在實(shí)施例中，光生成設(shè)備可以包括超發(fā)光二極管。因此，在具體實(shí)施例中，光源可以從激光二極管和超發(fā)光二極管的組中選擇。在其他實(shí)施例中，光源可以包括led。

41、光源可以特別地被配置成生成具有光軸(o)(光束形狀)和光譜功率分布的光源光。在實(shí)施例中，光源光可以包括一個(gè)或多個(gè)帶，其具有激光器已知的帶寬。

42、術(shù)語(yǔ)“光源”可以(因此)指這樣的光生成元件，如例如固態(tài)光源，或者例如指光生成元件(諸如固態(tài)光源)的封裝，以及一個(gè)或多個(gè)發(fā)光材料包含元件和(其他)光學(xué)器件，如透鏡、準(zhǔn)直器。光轉(zhuǎn)換器元件(“轉(zhuǎn)換器元件”或“轉(zhuǎn)換器”)可以包括發(fā)光材料包含元件。例如，像藍(lán)色led這樣的固態(tài)光源是一種光源。固態(tài)光源(作為光生成元件)和光學(xué)耦合到固態(tài)光源的光轉(zhuǎn)換器元件(諸如藍(lán)色led和光轉(zhuǎn)換器元件)的組合也可以是光源(但是也可以表示為光生成設(shè)備)。因此，白色led是一種光源(但是例如也可以表示為(白色)光生成設(shè)備)。

43、本文中的術(shù)語(yǔ)“光源”也可以指包括固態(tài)光源的光源，諸如led或激光二極管或超發(fā)光二極管。

44、在實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“光源”也可以(因此)指(也)基于光轉(zhuǎn)換的光源，例如與發(fā)光轉(zhuǎn)換材料結(jié)合的光源。因此，術(shù)語(yǔ)“光源”也可以指led與被配置成轉(zhuǎn)換至少部分led輻射的發(fā)光材料的組合，或者指(二極管)激光器與被配置成轉(zhuǎn)換至少部分(二極管)激光輻射的發(fā)光材料的組合。在實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“光源”也可以指光源(如led)和濾光器的組合，濾光器可以改變由光源生成的光的光譜功率分布。特別地，術(shù)語(yǔ)“光生成設(shè)備”可以用于稱呼光源以及另外的(光學(xué)部件)，如濾光器和/或光束整形元件等。

45、在實(shí)施例中，短語(yǔ)“不同光源”或“多個(gè)不同光源”以及類似短語(yǔ)可以指從至少兩個(gè)不同的箱中選擇的多個(gè)固態(tài)光源。同樣，短語(yǔ)“相同的光源”或“多個(gè)相同的光源”以及類似短語(yǔ)在實(shí)施例中可以指從相同的箱中選擇的多個(gè)固態(tài)光源。

46、術(shù)語(yǔ)“固態(tài)光源”或“固態(tài)材料光源”以及類似術(shù)語(yǔ)可以特別指半導(dǎo)體光源，諸如發(fā)光二極管(led)、二極管激光器或超發(fā)光二極管。

47、特別地，設(shè)備光的光譜功率分布可以是可控的。因此，可以應(yīng)用控制系統(tǒng)(也見(jiàn)下文)來(lái)控制光譜功率分布。在具體實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括至少兩種類型的光生成設(shè)備。第一種類型的光生成設(shè)備可以被配置成提供包括比遠(yuǎn)紅光更多的紅光的設(shè)備光，例如基本上沒(méi)有遠(yuǎn)紅光。第二種類型的光生成設(shè)備可以被配置成提供包括比紅光更多的遠(yuǎn)紅光的設(shè)備光，例如基本上沒(méi)有紅光。特別地，控制系統(tǒng)可以被配置成單獨(dú)控制第一類型的光生成設(shè)備和第二類型的光生成設(shè)備。術(shù)語(yǔ)“類型的光生成設(shè)備”以及類似術(shù)語(yǔ)可以指這種類型的一個(gè)或多個(gè)光生成設(shè)備。在具體實(shí)施例中，(一個(gè)或多個(gè))光生成設(shè)備包括固態(tài)光源，尤其是led。

48、因此，(補(bǔ)充)設(shè)備光可以包括紅光和遠(yuǎn)紅光中的一種或多種。特別地，紅光可以包括在600-700nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)。此外，尤其是遠(yuǎn)紅光可以包括在700-800nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)。紅光可以具有600-800nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜功率分布，其中至少70％的光譜功率在600-700nm范圍內(nèi)，更特別地至少80％，諸如至少90％。替代地或附加地，遠(yuǎn)紅光可以包括在700-800nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)。遠(yuǎn)紅光可以具有600-800nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜功率分布，其中至少70％的光譜功率在700-800nm范圍內(nèi)，更特別地至少80％，諸如至少90％。

49、短語(yǔ)“紅光可以包括在600-700nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)”和類似短語(yǔ)指示紅光可以由(i)一個(gè)或多個(gè)窄發(fā)射帶和(ii)一個(gè)或多個(gè)寬發(fā)射帶中的一個(gè)或多個(gè)組成。因此，在一個(gè)極端情況下，紅光可以由提供紅色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的基本單色光的激光器提供，并且在另一個(gè)極端情況下，由于使用了一個(gè)或多個(gè)寬發(fā)射帶和/或多個(gè)窄發(fā)射帶，基本上在所有波長(zhǎng)都可以存在強(qiáng)度。同樣，短語(yǔ)“遠(yuǎn)紅光可以包括在700-800nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)”和類似短語(yǔ)指示遠(yuǎn)紅光可以由(i)一個(gè)或多個(gè)窄發(fā)射帶和(ii)一個(gè)或多個(gè)寬發(fā)射帶中的一個(gè)或多個(gè)組成。因此，在一個(gè)極端情況下，遠(yuǎn)紅光可以由在遠(yuǎn)紅光波長(zhǎng)范圍內(nèi)提供基本上單色光的激光器提供，并且在另一個(gè)極端情況下，由于使用了一個(gè)或多個(gè)寬發(fā)射帶和/或多個(gè)窄發(fā)射帶，基本上在所有波長(zhǎng)都可以存在強(qiáng)度。

50、該系統(tǒng)具有可操作模式，該可操作模式可以特別包括(a)獲取(或確定)辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)，并向控制系統(tǒng)提供輸入信號(hào)，(b)基于輸入信號(hào)和植物負(fù)荷閾值確定紅光與遠(yuǎn)紅光的目標(biāo)r:fr比率(范圍)，以及(c)通過(guò)控制光生成設(shè)備將辣椒植物暴露于目標(biāo)r:fr比率。因此，該系統(tǒng)可以具有可操作模式，該可操作模式可以特別包括感測(cè)階段(或“獲取階段”)、計(jì)劃階段和執(zhí)行階段，其中：(a)(在感測(cè)階段中)控制系統(tǒng)可以(被配置為)獲取輸入信號(hào)，其中輸入信號(hào)涉及(或包括)辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)，尤其是其中傳感器系統(tǒng)可以被配置成確定辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)并向控制系統(tǒng)提供輸入信號(hào)，或者尤其是其中用戶接口被配置成接收用戶輸入并向控制系統(tǒng)提供輸入信號(hào)，(b)(在計(jì)劃階段中)控制系統(tǒng)可以被配置成基于輸入信號(hào)和植物負(fù)荷閾值來(lái)確定紅光與遠(yuǎn)紅光的目標(biāo)r:fr比率(范圍)(以μmol/m2/天為單位)，以及(c)(在執(zhí)行階段中)控制系統(tǒng)可以被配置成通過(guò)控制光生成設(shè)備來(lái)將辣椒植物暴露于目標(biāo)r:fr比率。

51、特別地，在另外的實(shí)施例中，如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則目標(biāo)r:fr比率(范圍)可以特別地被選擇為高于閾值比率t，并且如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則目標(biāo)r:fr比率(范圍)可以特別地被選擇為低于閾值比率t。在實(shí)施例中，閾值比率t可以選自1-50的范圍，諸如5-40的范圍，尤其是10-25的范圍，諸如12-18的范圍，尤其是13-17的范圍。在另外的實(shí)施例中，如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則目標(biāo)r:fr比率(范圍)可以特別地被選擇為>1*t，特別是≥1.05*t，諸如≥1.1*t，特別是≥1.2*t。在另外的實(shí)施例中，如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則目標(biāo)r:fr比率(范圍)可以特別地被選擇為<t，特別是≤0.95*t，諸如≤0.9*t，特別是≤0.8*t。

52、原則上，可以選擇任何目標(biāo)r:fr比率作為沒(méi)有紅光或遠(yuǎn)紅光的設(shè)備光。因此，在實(shí)施例中，目標(biāo)r:fr比率可以選自0-∞的范圍，諸如0.1-100的范圍，尤其是0.5-60的范圍，諸如5-30的范圍。因此，在實(shí)施例中，目標(biāo)r:fr比率可以被選擇為(基本上)0或(基本上)∞，即，在實(shí)施例中，可以提供分別(基本上)沒(méi)有紅光(并且基本上僅包括遠(yuǎn)紅光)或遠(yuǎn)紅光(并且基本上僅包括紅光)的設(shè)備光。

53、因此，在植物隨著時(shí)間的培養(yǎng)期間，r:fr比率也可以隨著時(shí)間而變化，并且可以示出基本上周期性的波動(dòng)(諸如大約4-5周的周期)。

54、在另外的實(shí)施例中，閾值比率t可以是(大約)14，或(大約)15，或(大約)16。

55、特別地，植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)可以選自包括植物負(fù)荷、開(kāi)花率、花敗育率、(凈)坐果率和果實(shí)敗育率的組。特別地，植物負(fù)荷可以定義為植物上的果實(shí)的數(shù)量。此外，尤其是開(kāi)花率可以定義為每株植物和每周新花的數(shù)量。此外，尤其是花敗育率可以定義為每株植物和每周將敗育的花的數(shù)量。此外，特別是坐果率可以定義為每株植物和每周新坐果的數(shù)量。此外，尤其是果實(shí)敗育率可以定義為每株植物和每周將敗育的果實(shí)的數(shù)量。此外，尤其是凈坐果率可以定義為每株植物每周新坐果的數(shù)量，其保留在植物上直到收獲。此外，產(chǎn)量可以定義為每周每株植物可收獲的果實(shí)的數(shù)量。在實(shí)施例中，可以選擇兩個(gè)或更多個(gè)植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)。這可以增加系統(tǒng)和/或方法的可靠性。

56、在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以被配置成基于輸入信號(hào)確定植物負(fù)荷的時(shí)間導(dǎo)數(shù)。在這樣的實(shí)施例中，尤其可以應(yīng)用以下中的一個(gè)或多個(gè)：(i)控制系統(tǒng)可以(被配置成)將植物負(fù)荷的時(shí)間導(dǎo)數(shù)與植物負(fù)荷時(shí)間導(dǎo)數(shù)閾值進(jìn)行比較，并且(被配置成)如果植物負(fù)荷的時(shí)間導(dǎo)數(shù)高于植物負(fù)荷時(shí)間導(dǎo)數(shù)閾值，則選擇目標(biāo)r:fr比率<閾值比率t；以及(ii)控制系統(tǒng)可以(被配置成)將植物負(fù)荷的時(shí)間導(dǎo)數(shù)與植物負(fù)荷時(shí)間導(dǎo)數(shù)閾值進(jìn)行比較，并且(被配置成)如果植物負(fù)荷的時(shí)間導(dǎo)數(shù)低于植物負(fù)荷時(shí)間導(dǎo)數(shù)閾值，則選擇目標(biāo)r:fr比率>閾值比率t。特別地，在實(shí)施例中，閾值比率t可以從10-25的范圍中選擇，諸如從13-17的范圍中選擇。特別地，通過(guò)基于導(dǎo)數(shù)確定r:fr比率或目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)(見(jiàn)下文)，控制系統(tǒng)可以更方便地以反周期方式起作用。

57、在一個(gè)方面中，本發(fā)明還提供了一種用于培養(yǎng)辣椒植物的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括光生成設(shè)備和控制系統(tǒng)，其中該光生成設(shè)備被配置為向辣椒植物提供設(shè)備光，其中該設(shè)備光包括紅光和遠(yuǎn)紅光中的一種或多種，其中該紅光包括在600-700nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，并且其中該遠(yuǎn)紅光包括在700-800nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)；其中所述系統(tǒng)具有可操作模式，其中：(a)控制系統(tǒng)被配置為獲取(或確定)輸入信號(hào)，其中輸入信號(hào)與辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)相關(guān)，其中植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)選自包括植物負(fù)荷、開(kāi)花率、花敗育率、坐果率和果實(shí)敗育率的組；(b)控制系統(tǒng)被配置成基于輸入信號(hào)和植物負(fù)荷閾值來(lái)確定目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)，特別是其中以下中的一個(gè)或多個(gè)適用：(i)控制系統(tǒng)被配置成將植物負(fù)荷與較低植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則從>0.87(諸如≥0.88)的范圍中選擇目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)；以及(ii)控制系統(tǒng)被配置為將植物負(fù)荷與較高植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則從<0.87(諸如≤0.86)的范圍中選擇目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)；以及(c)(在執(zhí)行階段中)控制系統(tǒng)可以被配置成通過(guò)控制光生成設(shè)備使辣椒植物處于目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)。然而，在一個(gè)方面中，本發(fā)明還提供了一種用于培養(yǎng)辣椒植物的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括光生成設(shè)備、傳感器系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其中該光生成設(shè)備被配置成向辣椒植物提供(補(bǔ)充)設(shè)備光，其中該(補(bǔ)充)設(shè)備光包括紅光和遠(yuǎn)紅光中的一種或多種，其中該紅光包括在600-700nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，并且其中該遠(yuǎn)紅光包括在700-800nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，其中所述系統(tǒng)具有可操作模式，其中：(a)(在感測(cè)階段中)傳感器系統(tǒng)被配置為獲取(或確定)辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)，并向控制系統(tǒng)提供輸入信號(hào)，其中植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)選自包括植物負(fù)荷、開(kāi)花率、花敗育率、(凈)坐果率和果實(shí)敗育率的組；(b)(在計(jì)劃階段中)控制系統(tǒng)可以被配置成基于輸入信號(hào)和植物負(fù)荷閾值來(lái)確定目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)，特別是其中以下中的一個(gè)或多個(gè)適用：(i)控制系統(tǒng)被配置成將植物負(fù)荷與較低植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則從>0.87(諸如≥0.88)的范圍中選擇目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)；以及(ii)控制系統(tǒng)被配置為將植物負(fù)荷與較高植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則從<0.87(諸如≤0.86)的范圍中選擇目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)；以及(c)(在執(zhí)行階段中)控制系統(tǒng)可以被配置成通過(guò)控制光生成設(shè)備使辣椒植物處于目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)。

58、光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)的公式如下：

59、

60、這里，n(λ)是光子通量密度(單位為mol/m2/s)，它取決于波長(zhǎng)(λ)。此外，σr和σfr分別是pr和pfr光敏色素的光敏色素光化學(xué)截面，以平方米/摩爾測(cè)量。這些也是取決于波長(zhǎng)的。sager等人給出了σr和σfr對(duì)波長(zhǎng)的依賴性：j.c.sager,w.o.smith,j.l.edwards,k.l.cyr(1988),photosynthetic?efficiency?and?phytochrome?photoequilibriadetermination?using?spectral?data,transactions?of?the?asae,31(6),1882-1889。

61、在實(shí)施例中，(在計(jì)劃階段中)控制系統(tǒng)可以被配置成基于輸入信號(hào)確定植物負(fù)荷。此外，可以應(yīng)用以下中的一個(gè)或多個(gè)：(i)控制系統(tǒng)可以被配置成將植物負(fù)荷與較低植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則選擇目標(biāo)r:fr比率>閾值比率t，以及(ii)控制系統(tǒng)可以被配置成將植物負(fù)荷與較高植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則選擇目標(biāo)r:fr比率<閾值比率t，特別是其中t選自10-25的范圍，諸如選自10-20的范圍。特別地，在實(shí)施例中，以下中的一個(gè)或多個(gè)適用：(a)控制系統(tǒng)可以被配置為如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則選擇目標(biāo)r:fr比率>20，以及(b)控制系統(tǒng)可以被配置為如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則選擇目標(biāo)r:fr比率<10。

62、在實(shí)施例中，植物負(fù)荷可以是預(yù)測(cè)的植物負(fù)荷，并且在其他實(shí)施例中，植物負(fù)荷可以是當(dāng)前的植物負(fù)荷。因此，控制可以例如基于反饋原理和/或前饋原理。

63、在實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以包括傳感器系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)尤其可以被配置成確定辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)，并向控制系統(tǒng)提供輸入信號(hào)，尤其是相關(guān)的傳感器輸入信號(hào)。

64、傳感器系統(tǒng)可以包括固定傳感器，例如布置在像溫室或植物工廠(或氣候單元)的園藝系統(tǒng)中，諸如在植物上方或在植物之間。替代地或附加地，傳感器系統(tǒng)可以包括被配置成確定植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)的可移動(dòng)傳感器設(shè)備?？梢苿?dòng)傳感器設(shè)備可以包括無(wú)人駕駛飛機(jī)、駕駛機(jī)器人、可沿軌道移動(dòng)的傳感器、具有一個(gè)或兩個(gè)移動(dòng)自由度的傳感器(諸如可旋轉(zhuǎn)傳感器)等。

65、特別地，傳感器系統(tǒng)可以包括相機(jī)。傳感器系統(tǒng)可以基于與計(jì)算機(jī)視覺(jué)軟件結(jié)合的相機(jī)，例如以對(duì)花、果實(shí)以及可選的其他植物參數(shù)(如葉子數(shù)量、葉子大小、葉子顏色等中的一種或多種)中的一種或多種進(jìn)行檢測(cè)和計(jì)數(shù)。以這種方式，對(duì)于每種植物或植物的選擇，例如可以確定該植物上的果實(shí)的數(shù)量(植物負(fù)荷)。

66、如上所述，在實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以包括傳感器系統(tǒng)。在這樣的實(shí)施例中，在可操作模式中，特別是在感測(cè)階段中，傳感器系統(tǒng)可以(被配置為)確定辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)，并向控制系統(tǒng)提供相關(guān)的傳感器輸入信號(hào)。因此，輸入信號(hào)可以包括相關(guān)的傳感器輸入信號(hào)。在另外的實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以(被配置成)基于相關(guān)的傳感器輸入信號(hào)來(lái)確定植物負(fù)荷。

67、在實(shí)施例中，特別地，植物負(fù)荷可以作為(用戶)輸入來(lái)提供。特別地，在實(shí)施例中，系統(tǒng)(尤其是控制系統(tǒng))可以包括用戶接口。在這樣的實(shí)施例中，在可操作模式中，特別是在感測(cè)階段中，用戶接口可以被配置成接收關(guān)于辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)的用戶輸入，并提供相關(guān)的用戶輸入信號(hào)(給控制系統(tǒng))。因此，輸入信號(hào)可以包括用戶輸入信號(hào)。在另外的實(shí)施例中，在可操作模式中，特別是在計(jì)劃階段中，控制系統(tǒng)可以(被配置成)基于相關(guān)的用戶輸入信號(hào)來(lái)確定植物負(fù)荷。

68、在具體實(shí)施例中，種植者可以直接提供植物負(fù)荷數(shù)量。這種數(shù)量可以通過(guò)定期計(jì)算溫室中選擇的植物上的果實(shí)的數(shù)量并對(duì)該結(jié)果平均來(lái)獲得。該信息或從其導(dǎo)出的信息可以經(jīng)由用戶接口提供給系統(tǒng)。

69、替代地，種植者給每朵新花編號(hào)(植物上的第一朵花編號(hào)1，第二朵花編號(hào)2，等等，例如使用貼紙或其他標(biāo)簽)或給每個(gè)新果實(shí)編號(hào)。每周，種植者記錄下最后一次出現(xiàn)在植物上的新辣椒的數(shù)量，以及記錄下最后一次收獲的辣椒的數(shù)量。根據(jù)這種簿記，然后可以相對(duì)容易地確定植物負(fù)荷。通常，這些數(shù)量是在平板電腦上的app中手動(dòng)輸入的，在那之后數(shù)據(jù)被發(fā)送到數(shù)據(jù)平臺(tái)，并通過(guò)算法轉(zhuǎn)換成植物負(fù)荷數(shù)據(jù)。

70、如上所述，在實(shí)施例中，可以每天提供設(shè)備光。此外，在實(shí)施例中，可以僅在白天的部分期間提供設(shè)備光。然而，在實(shí)施例中，設(shè)備光可以僅在一年中的特定時(shí)段期間提供。在具體實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以被配置成控制光生成設(shè)備以使辣椒植物經(jīng)受至少5mol/m2/天的(總)光暴露。因此，當(dāng)由于接收日光而導(dǎo)致的光劑量低于指示的最小值時(shí)，設(shè)備可以提供補(bǔ)充設(shè)備光來(lái)獲得期望的(每日)暴露。然而，當(dāng)由于接收日光而導(dǎo)致的光劑量等于或高于所指示的最小值時(shí)，根據(jù)本文定義的原理，該設(shè)備仍然可以提供補(bǔ)充設(shè)備光。然而，在后一種情況下，(補(bǔ)充)設(shè)備光中的r:fr比率的影響可能不太明顯。

71、在又另外的方面中，本發(fā)明還提供了一種園藝系統(tǒng)，其包括如本文所定義的系統(tǒng)。特別地，在實(shí)施例中，園藝系統(tǒng)可以包括用于容納辣椒植物的園藝空間，并且該系統(tǒng)可以被配置為向園藝空間提供設(shè)備光。

72、園藝空間尤其可以由園藝布置提供。特別地，術(shù)語(yǔ)“園藝布置”是指植物工廠或氣候單元，其中植物在受控條件下生長(zhǎng)，并且其中植物基本上不接收日光。此外，這種植物工廠可以被氣候化，例如在氣候單元的情況下。因此，在實(shí)施例中，園藝布置包括這種植物工廠或氣候單元。在本文中，術(shù)語(yǔ)植物工廠被認(rèn)為涵蓋氣候單元的實(shí)施例。

73、然而，本發(fā)明不限于其中植物基本上僅接收人造光的園藝布置。因此，園藝空間也可以由溫室(或玻璃房)或其他允許日光進(jìn)入的布置來(lái)提供。因此，園藝布置也可以是具有主要由透明材料(例如玻璃)制成的墻壁和/或屋頂?shù)牟贾?，其被配置成培養(yǎng)植物，例如辣椒植物。因此，在具體實(shí)施例中，園藝空間可以被配置為接收自然日光，并且設(shè)備光可以包括補(bǔ)充設(shè)備光。

74、因此，在實(shí)施例中，園藝系統(tǒng)可以包括溫室和垂直農(nóng)場(chǎng)中的一個(gè)或多個(gè)。

75、同樣如上所述，在實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以被配置成在低自然照明時(shí)段期間、特別是在一天后半部分中的低自然照明時(shí)段期間、例如在一天的最后8小時(shí)中、特別是在下午(晚些時(shí)候)或晚上，提供補(bǔ)充設(shè)備光。在低自然照明時(shí)段期間，自然日光的光子通量密度在400-700nm區(qū)域中可能≤500μmol/m2/s。特別地，如上所述，設(shè)備光的r:fr比率可以影響植物光敏色素的狀態(tài)，該植物光敏色素可以作為它們所暴露的光的一個(gè)因素而自然地在不同狀態(tài)之間切換。因此，通過(guò)在一天的晚些時(shí)候暴露于(補(bǔ)充)設(shè)備光來(lái)設(shè)置光敏色素狀態(tài)，光敏色素狀態(tài)可以在(相對(duì))更長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)保持穩(wěn)定，因?yàn)樵谝雇砥陂g暴露于將重置(或逆轉(zhuǎn))光敏色素狀態(tài)的光可能(相對(duì))低。

76、在又另外的方面中，本發(fā)明還提供了一種培養(yǎng)辣椒植物的方法。在實(shí)施例中，該方法可以包括感測(cè)階段、計(jì)劃階段和執(zhí)行階段。在實(shí)施例中，該方法可以包括(i)獲取輸入信號(hào)，其中該輸入信號(hào)涉及辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)，特別是通過(guò)確定辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)并提供該輸入信號(hào)，(ii)基于輸入信號(hào)和植物負(fù)荷閾值確定紅光與遠(yuǎn)紅光的目標(biāo)r:fr比率(范圍)(以μmol/m2/天為單位)，特別是基于輸入信號(hào)確定植物負(fù)荷，以及進(jìn)行以下中的一個(gè)或多個(gè)：(a)將植物負(fù)荷與較低植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則選擇高于閾值比率t的紅光與遠(yuǎn)紅光的目標(biāo)r:fr比率；和(b)將植物負(fù)荷與較高植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則選擇低于閾值比率t的目標(biāo)r:fr比率，特別是其中閾值比率t選自10-25的范圍，諸如13-17的范圍，和(iii)通過(guò)提供設(shè)備光將辣椒植物暴露于目標(biāo)r:fr比率。特別地，植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)可以選自包括植物負(fù)荷、開(kāi)花率、花敗育率、(凈)坐果率和果實(shí)敗育率的組。此外，紅光可以包括在600-700nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，并且遠(yuǎn)紅光可以包括在700-800nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)。特別地，本發(fā)明在實(shí)施例中提供了一種用于培養(yǎng)辣椒植物的方法，包括：(感測(cè)階段，其包括)確定辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)并提供輸入信號(hào)，其中植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)可以選自包括植物負(fù)荷、開(kāi)花率、花敗育率、(凈)坐果率和果實(shí)敗育率的組；(計(jì)劃階段，其包括)基于輸入信號(hào)和植物負(fù)荷閾值確定紅光與遠(yuǎn)紅光的目標(biāo)r:fr比率(范圍)(以μmol/m2/天為單位)，其中紅光可以包括在600-700nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)，并且其中遠(yuǎn)紅光可以包括在700-800nm范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)；以及(執(zhí)行階段，其包括)通過(guò)提供設(shè)備光將辣椒植物暴露于目標(biāo)r:fr比率。

77、特別地，本發(fā)明在又另外的方面中提供了一種培養(yǎng)辣椒植物的方法，包括：(感測(cè)階段，其包括)確定辣椒植物的植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)并提供輸入信號(hào)，其中植物負(fù)荷相關(guān)參數(shù)可以選自包括植物負(fù)荷、開(kāi)花率、花敗育率、(凈)坐果率和果實(shí)敗育率的組；(計(jì)劃階段，其包括)基于輸入信號(hào)和植物負(fù)荷閾值確定目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)；以及(執(zhí)行階段，其包括)通過(guò)提供設(shè)備光使辣椒植物處于目標(biāo)光敏色素穩(wěn)定狀態(tài)。

78、關(guān)于該系統(tǒng)描述的實(shí)施例也可以應(yīng)用于該方法。然而，一些具體實(shí)施例也關(guān)于該方法被更詳細(xì)地闡述。

79、如從上文可以得出，在實(shí)施例中，該方法(尤其是計(jì)劃階段)可以包括基于輸入信號(hào)來(lái)確定植物負(fù)荷，以及進(jìn)行以下中的一個(gè)或多個(gè)：(i)將植物負(fù)荷與較低植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，并且如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則(從>閾值比率t的范圍中)選擇>閾值比率t的目標(biāo)r:fr比率，以及(ii)將植物負(fù)荷與較高植物負(fù)荷閾值進(jìn)行比較，以及如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則(從<閾值比率t的范圍中)選擇<閾值比率t的目標(biāo)r:fr比率。特別地，在實(shí)施例中，該方法可以包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：(a)如果植物負(fù)荷低于較低植物負(fù)荷閾值，則(從>15的范圍中)選擇>15、諸如≥20的目標(biāo)r:fr比率，以及(b)如果植物負(fù)荷高于較高植物負(fù)荷閾值，則(從<15的范圍中)選擇<15、諸如≤10的目標(biāo)r:fr比率。在實(shí)施例中，植物負(fù)荷可以是預(yù)測(cè)的植物負(fù)荷，或者植物負(fù)荷可以是當(dāng)前的植物負(fù)荷。此外，如上所述，在實(shí)施例中，該方法可以(進(jìn)一步)包括將辣椒植物暴露于(至少部分)自然日光。然而，在實(shí)施例中，該方法可以包括在低自然照明時(shí)段期間、特別是在一天后半部分中的低自然照明時(shí)段期間、例如在一天的最后8小時(shí)中、特別是在下午(晚些時(shí)候)或晚上，提供(補(bǔ)充)設(shè)備光。例如，在低自然照明時(shí)段期間，自然日光的光子通量密度在400-700nm區(qū)域中可能≤500μmol/m2/s。特別地，目標(biāo)r:fr比率可以是每日目標(biāo)r:fr比率，尤其是對(duì)于(補(bǔ)充)設(shè)備光，或者尤其是對(duì)于總光(其包括自然光和設(shè)備光兩者)。此外，在實(shí)施例中，該方法可以包括使用本文定義的系統(tǒng)或使用本文定義的園藝系統(tǒng)。

80、術(shù)語(yǔ)“控制”和類似術(shù)語(yǔ)特別地至少指確定行為或監(jiān)督元件的運(yùn)行。因此，在本文中“控制”和類似術(shù)語(yǔ)可以例如指對(duì)元件施加行為(確定行為或監(jiān)督元件的運(yùn)行)等，諸如例如測(cè)量、顯示、致動(dòng)、打開(kāi)、移動(dòng)、改變溫度等。除此之外，術(shù)語(yǔ)“控制”和類似術(shù)語(yǔ)可以附加地包括監(jiān)控。因此，術(shù)語(yǔ)“控制”和類似術(shù)語(yǔ)可以包括對(duì)元件施加行為，以及對(duì)元件施加行為并監(jiān)控該元件。該元件的控制可以用控制系統(tǒng)來(lái)完成，該控制系統(tǒng)也可以指示為“控制器”。因此，控制系統(tǒng)和元件可以至少暫時(shí)地或永久地在功能上耦合。該元件可以包括控制系統(tǒng)。在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)和元件可以不物理耦合?？刂瓶梢越?jīng)由有線和/或無(wú)線控制來(lái)完成。術(shù)語(yǔ)“控制系統(tǒng)”也可以指多個(gè)不同的控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)特別是在功能上耦合的，并且其中的例如一個(gè)控制系統(tǒng)可以是主控制系統(tǒng)、以及一個(gè)或多個(gè)其他控制系統(tǒng)可以是從屬控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可以包括或者可以在功能上耦合到用戶接口。

81、控制系統(tǒng)還可以被配置成接收和執(zhí)行來(lái)自遙控器的指令。在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以經(jīng)由設(shè)備(諸如便攜式設(shè)備(如智能手機(jī)或i-phone、平板電腦等)上的app來(lái)控制。因此，該設(shè)備不一定耦合到照明系統(tǒng)，而是可以(暫時(shí))在功能上耦合到照明系統(tǒng)。因此，在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以(也)被配置成由遠(yuǎn)程設(shè)備上的app控制。在這樣的實(shí)施例中，照明系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以是從屬控制系統(tǒng)或從屬模式下的控制。例如，照明系統(tǒng)可以用代碼來(lái)識(shí)別，特別是用于相應(yīng)照明系統(tǒng)的唯一代碼。照明系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以被配置成由外部控制系統(tǒng)控制，該外部控制系統(tǒng)基于(唯一的)代碼的知識(shí)(通過(guò)用戶接口輸入或利用光學(xué)傳感器(例如qr代碼讀取器)輸入)訪問(wèn)照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)還可以包括用于與其他系統(tǒng)或設(shè)備通信的構(gòu)件，諸如基于藍(lán)牙、thread、wifi、lifi、zigbee、ble或wimax、或其他無(wú)線技術(shù)。

82、該系統(tǒng)或裝置或設(shè)備可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“可操作模式”下執(zhí)行動(dòng)作。術(shù)語(yǔ)“可操作模式”也可以指示為“控制模式”。同樣，在一種方法中，一個(gè)動(dòng)作或階段或步驟可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“可操作模式”下執(zhí)行。這不排除該系統(tǒng)、或裝置、或設(shè)備也可以適于提供另一種控制模式、或多種其他控制模式。同樣，這可以不排除在執(zhí)行該模式之前和/或在執(zhí)行該模式之后，可以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)其他模式。

83、然而，在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可能是可用的，其適于至少提供控制模式。如果有其他模式可用，則這種模式的選擇特別地可以經(jīng)由用戶接口來(lái)執(zhí)行，盡管其他選項(xiàng)(如根據(jù)傳感器信號(hào)或(時(shí)間)方案來(lái)執(zhí)行模式)也可以是可能的。在實(shí)施例中，操作模式也可以指只能在單一操作模式下操作的系統(tǒng)、或裝置、或設(shè)備(即，“開(kāi)”，沒(méi)有進(jìn)一步的可調(diào)諧性)。

84、因此，在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以取決于用戶接口的輸入信號(hào)、(傳感器的)傳感器信號(hào)、和定時(shí)器中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行控制。術(shù)語(yǔ)“定時(shí)器”可以指時(shí)鐘和/或預(yù)定的時(shí)間方案。

85、在又另外的方面中，本發(fā)明還提供了一種包括如本文所定義的光生成系統(tǒng)的燈或照明器。該照明器可以進(jìn)一步包括殼體、光學(xué)元件、百葉窗等等。燈或照明器可以進(jìn)一步包括封圍光生成系統(tǒng)的殼體。燈或照明器可以包括殼體中的光窗或殼體開(kāi)口，系統(tǒng)光可以通過(guò)該光窗或殼體開(kāi)口從殼體中逸出。光生成設(shè)備可以包括被配置成容納或支撐光生成系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)元件的殼體或載體。例如，在實(shí)施例中，光生成設(shè)備可以包括被配置成容納或支撐(一個(gè)或多個(gè))光生成設(shè)備的殼體或載體。

86、在本文中，術(shù)語(yǔ)“可見(jiàn)光”尤其涉及波長(zhǎng)選自380-780nm的范圍的光。