具体实施方式

本发明能够进行多种变更，并且可以具有各种形态，附图中举例示出特定实施例，并在本说明书中进行详细说明。然而，这并非为了将本发明限定于特定公开的形态，应该解释为按包括被包含于本发明的思想及技术范围的全部变更、等同物乃至替代物的情形。

在对各个附图进行说明时，针对相似的构成要素使用相似的附图符号。在附图中，为了本发明的明确性，结构物的尺寸相比于实际进行放大图示。第一、第二等术语可以用于说明多样的构成要素，但所述构成要素不应由所述术语所限定。所述术语只用于将一个构成要素区别于其他构成要素的目的。例如，在不超出本发明的权利范围的情况下，第一构成要素可以命名为第二构成要素，相似地，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。除非在上下文环境中有明确不同的含义，否则单数型表述包括复数型表述。

在本申请中，“包括”或“具有”等术语用于指代说明书中记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或者其组合的存在的可能性，并非预先排除一个或者更多个其他特征或数字、步骤、操作、构成要素、部件或者其组合的存在或者附加的可能性。

本发明涉及一种植物栽培时使用的光源。根据本发明的一实施例的光源可以用于植物工厂而向植物工厂内的植物提供光。植物工厂可以被定义为“在设施内人工控制作物的地上部环境(光、温度、湿度、二氧化碳的浓度等)和地下部环境(培养液酸度、浓度、养分构成等)，通过作业的自动化，不受季节或场所的限制，自动地全年生产作物的系统”。植物工厂最大的优点是能够完全地控制作物生长的地上部和地下部环境。

植物利用可见光波段的光进行光合作用，并通过光合作用获得能量。如果植物被照射除了可见光波段的光之外的其他光，则在摄取时对人类或植物的健康产生积极影响的成分(以下称为有效成分)的含量可以增加。因此，在本发明的一实施例中，公开了一种用于提供除了可见光波段的光之外的用于增加有效成分的波段的光的光源。在此，有效成分是已知的人类所需的物质，例如，可以是酚性物质及抗氧化性物质。

应用根据本发明的一实施例的光源的植物的种类可以进行多样的变更。但是，根据类型，从光源射出的光的光合作用效率或所述有效成分含量的增加程度等可能存在差异。在根据本发明的一实施例的光源的情况下，可以应用于十字花科的植物。十字花科的植物有羽衣甘蓝、西兰花、大白菜、卷心菜、荠菜、小白菜、油菜、萝卜及芥菜等。并且，根据本发明的一实施例的光源可以应用于十字花科的植物中的羽衣甘蓝。根据本发明的一实施例的植物的种类并不局限于此，当然也可以应用于其他种类。以下，为了便于说明，以将根据本发明的一实施例的光源应用在十字花科的植物(其中，特别地，在羽衣甘蓝)的情形作为一例进行说明。

图1是图示根据本发明的一实施例的植物栽培用光源的平面图，图2是图示根据本发明的一实施例的植物栽培用光源模块的框图。

本发明涉及一种植物栽培用光源，植物栽培用光源包括向植物提供光的多个发光元件。在本发明的一实施例中，光源可以包括两个以上的发光元件，但是以下以光源为两个的情形为例进行说明。然而，发光元件的数量不限于此，也可以提供为三个以上。

参照图1及图2，植物栽培用光源模块100包括射出植物所需的光的光源30、控制所述光源30的控制部40、向所述光源30和/或控制部40提供电源的电源供应部50。

光源30可以包括分别射出在彼此不同的波长下具有光谱峰的第一光及第二光的第一光源31及第二光源33。所述第一光源31及第二光源33中的至少一个射出用于植物的光合作用的波段的光，另一个射出用于合成或调节植物的有效成分的波段的光。在本发明的一实施例中，将用于光合作用的波段的光描述为第一光，将射出所述第一光的光源描述为第一光源，将与植物的有效成分相关的波段的光描述为第二光，并将射出所述第二光的光源描述为第二光源。

根据本发明的一实施例，第一光对应于用于植物的光合作用的可见光波段的光。第一光实质上可以对应于与可见光的整个波段对应的约380nm至约780nm波段。并且，根据本发明的一实施例的第一光可以具有可见光的整个波长中的一部分(例如，约400nm至约700nm的波段)。约400nm至约700nm的波段的光是主要用于植物的光合作用的波段的光，对应于光合作用有效辐射(PAR：Photosynthetic Active Radiation)区域内的光。在本发明的一实施例中，可以用作对应于第一光的波段的第一光源的光源可以是多样的，例如，可以使用在太阳光或可见光波段具有与太阳光相似的光谱的光源。在使用太阳光的情况下，通过提供能够遮蔽或透射太阳光的附加构成要素，能够发挥关闭/开启效果。具有与太阳光相似的光谱的光源可以有白炽灯、荧光灯、包括发光二极管的发光元件等，并且可以通过单独或组合的方式实现与太阳光相似的光谱。尤其，在使用发光二极管的发光元件的情况下，可以使用单个或多个射出特定波长的发光二极管来实现与太阳光相似的光谱。

此外，根据本发明的一实施例的第一光也可以在约400nm至约700nm波段内具有至少两个峰值。例如，根据本发明的一实施例的第一光可以在约420nm至约500nm内具有第一峰值，可以在约600nm至约700nm内具有第二峰值。

在本发明的一实施例中，第一光源选自可以向植物提供能够进行光合作用的光的光源，并且可以使用太阳、白炽灯、荧光灯、发光元件(LED：light emitting diode)等多种形态的光源。在本发明的一实施例中，第一光源可以是发光元件。

第一光源可以在射出所述波段的光的限度内利用一个或多个发光元件实现。例如，第一光源可以包括蓝色发光元件、红色发光元件，或者也可以包括红色发光元件、蓝色发光元件及白色发光元件。例如，第一光源31可以利用发光元件中的多个发光二极管构成。在本发明的一实施例中，红色光(R)、白色光(W)及蓝色光(B)的发光二极管可以以R：W：B＝8：1：1的比例提供，但并不局限于此，可以以与此不同的多种形态提供。

第二光用于增加植物内的有效成分(例如，酚、抗氧化物质等的含量)。在本发明的一实施例中，第二光可以具有从紫外线至可见光中与蓝色光或紫色光对应的波段。并且，根据本发明的一实施例的第二光也可以对应于可见光的全部波长中的一部分(例如，对应于紫外线A的波段)。根据本发明的一实施例的第二光可以在约360nm至约420nm的波段内具有峰值，或者可以在约400nm至约420nm的波段内具有峰值。

在本发明的一实施例中，从第一光源31射出的光的强度可以是约100μmol·m^-2·s^-1至约200μmol·m^-2·s^-1。或者，从第一光源31射出的光的强度可以约130μmol·m^-2·s^-1至约170μmol·m^-2·s^-1，并且可以是约150μmol·m^-2·s^-1。

在本发明的一实施例中，第二光源33的照射能量可以是约20W/m²至约40W/m²，并且可以是约30W/m²。

并且，第一光源31及第二光源33可以被独立驱动。如果第一光源31及第二光源33利用多个发光元件构成，则各个发光元件也可以被独立地驱动。

据此，可以仅使第一光源31及第二光源33中的任意一个光源开启，或者可以使第一光源31及第二光源33全部开启或关闭。在本发明的一实施例中，第一光源31以及第二光源33可以独立地开启/关闭而向植物提供具有预定光谱的光。植物根据生长时期，根据是亮周期还是暗周期，从第一光源及第二光源33以多种形态接收光。

本发明的一实施例中，第一光源31可以根据由亮周期及暗周期构成的光周期而开启或关闭。因此，第一光在亮周期期间射出，在暗周期期间不射出。第二光可以在亮周期与暗周期至少局部地重叠的时间期间射出，例如，第二光可以在亮周期和暗周期连续射出。但是，第二光无需始终连续地射出，第二光也可以根据需要而以闪烁的方式提供。

更详细而言，在本发明的一实施例中，第一光源31的光周期可以由约10小时至约15小时的亮周期和约14小时至约9小时的暗周期构成，第一光源31可以根据上述的光周期而在亮周期开启并在暗周期关闭。在本发明的一实施例中，亮周期可以构成为约12小时，暗周期可以构成为约12小时。在植物生长预定程度之后，第二光源可以与光周期无关地在预定时间期间内持续开启。例如，可以从预定的植物被播种并生长到预定程度而进行定植后开始，在约一周期间开启而向植物提供第二光，或者也可以在收获前约一周期间开启而向植物提供第二光。

如上所述，通过适当地控制第一光及第二光的波段、光强度、照射能量、照射时间等，可以在不妨碍植物的光合作用的情况下，生成植物内有效成分，(例如，酚或抗氧化物质)或调节其含量。

第一光源31及第二光源33可以布置于基板20上。基板20可以是形成有能够直接贴装第一光源31及第二光源33的布线或电路等的印刷电路基板，然而并不局限于此。基板20只要能够布置第一光源31及第二光源33即可，其形状或结构不受特别限定，也可以被省略。

在本发明的一实施例中，控制部40连接于第一光源31和/或第二光源33而控制第一光源31和第二光源33的操作与否。控制部40可以以有线或无线的方式连接于第一光源31和/或第二光源33。控制部40可以连接有向控制部40供应电源的电源供应部50。电源供应部50可以通过控制部40连接于光源30或者直接连接于光源30而向光源30供电。

控制部40可以控制第一光源31和/或第二光源33的开启/关闭，以使第一光源31和第二光源33以预定强度向预定区间射出光。第一光源31和第二光源33可以分别单独地工作，以使植物最大限度有效地进行光合作用。控制部40可以分别独立地控制来自第一光源31、第二光源33的光的射出强度或射出时间等。并且，在第一光源31和/或第二光源33包括多个发光元件的情况下，可以独立地控制个别的发光元件。

控制部40可以根据预先设定第一光源31和第二光源33的操作的流程或者根据用户的输入来进行控制。第一光源31和第二光源33的操作可以根据植物的种类、植物的生长时期等而多样地变更。

所述植物可以以利用从本发明的光源30射出的光进行光合作用的方式生长。例如，植物可以以水培养或土培养等多种形态进行栽培。

在本发明的一实施例中，第一光源及第二光源(尤其，第二光源)可以利用发光二极管实现。例如，第一光源作为用于光合作用的光源，可以使用包括现有光源的多种形态的光源，并且第二光源可以利用发光二极管实现。或者，第一光源及第二光源都可以利用发光二极管实现。

图3概念性地示出将发光元件作为根据本发明的一实施例的光源的第一光源及第二光源而使用的情况下的该发光元件。

参照图3，第一光源及第二光源中的每一个可以提供为发光元件中的发光二极管，发光二极管可以包括：发光结构体，包括第一半导体层223、活性层225以及第二半导体层227；第一电极221及第二电极229，连接于发光结构体。

第一半导体层223是掺杂有第一导电型掺杂剂的半导体层。第一导电型掺杂剂可以是p型掺杂剂。第一导电型掺杂剂可以是Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等。在本发明的一实施例中，第一半导体层223可以包括氮化物系半导体材料。在本发明的一实施例中，第一半导体层223的材料可以为GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN等。

活性层225设置于第一半导体层223上，并且对应于发光层。活性层225是通过第一半导体层223注入的电子(或空穴)与通过第二半导体层227注入的空穴(或电子)彼此相遇而借助于根据活性层225的形成材料的能带(Energy Band)的带隙(Band Gap)差异而发光的层。

活性层225可以利用化合物半导体实现。活性层225例如可以使用III-V族或II-VI族的化合物半导体中的至少一种来实现。

第二半导体层227设置于活性层225上。第二半导体层227是具有为与第一导电型掺杂剂相反的极性的第二导电型掺杂剂的半导体层。第二导电型掺杂剂可以是n型掺杂剂，并且第二导电型掺杂剂例如可以包括Si、Ge、Se、Te、O、C等。

在本发明的一实施例中，第二半导体层227可以包括氮化物系半导体材料。第二半导体层227的材料可以是GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN等。

第一电极221和第一电极229可以以分别与第一半导体层223和第二半导体层227连接的方式设置为多种形态。在本实施例中，图示了在第一半导体层223的下部设置有第一电极221且在第二半导体层227的上部设置有第二电极229的情形，然而并不局限于此。在本发明的一实施例中，第一电极221及第二电极229例如可以利用Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu等多种金属或其合金构成。第一电极221及第二电极229可以形成为单层或多层。

在本发明的一实施例中，对发光二极管提供为垂直型的情形进行了说明，然而发光二极管不一定是垂直型，只要符合本发明的概念，也可以提供为其他类型。

根据本发明的一个实施例，作为植物栽培用光源，使用并非现有的灯具的发光二极管，从而可以获得如下效果。

根据本发明的一实施例，在使用发光二极管作为光源的情况下，可以利用相对于从现有的一般灯具(例如，现有的白炽灯)射出的光为特定波长的光来对植物进行处理。与从发光二极管射出的光相比，从现有灯具射出的光在较宽的区域中具有较宽的光谱。因此，在现有的一般灯具的情况下，难以从射出的光的波段中仅分离一部分波段的光。与此相比，从发光二极管射出的光可以制造为在特定波长具有尖锐的峰值，并且提供与来自现有灯具的光相比半宽度非常窄的特定波长的光。据此，在仅需要特定波长的光情况下，可以容易地选择特定波长的光，并且向样品仅提供所选择的特定波长的光。结果，可以选择较宽的波长的光或特定波长的光的范围变宽。

并且，现有灯具在向植物体提供光时可能会难以准确地限制光量，但是发光二极管能够明确地限制光量并提供。并且，现有灯具由于可能难以准确地限制光量，因此照射时间也可能设定在较宽的范围，但是发光二极管可以在相对短的时间期间在明确的时间内提供样品所需的光。

如上文所述，对现有灯具而言，由于相对较宽范围的波长、较宽范围的光量及较宽范围的照射时间而难以明确地判断光照射量。与此相比，对发光二极管而言，由于相对较窄范围的波长、较窄范围的光量及较窄范围的照射时间而能够提供明确的光照射量。

此外，现有灯具从打开电源开始至达到最大光量为止需要相当长的时间。与此相比，在使用发光二极管的情况下，打开电源后实际上几乎没有预热时间而直接达到最大光量。因此，对发光二极管光源而言，在向植物照射特定波长的光时，能够明确地控制光的照射时间。

并且，与现有荧光灯相比，发光二极管不仅发热量低且功耗低，而且寿命长，从而在经济方面比现有荧光灯更有利。

在利用如上所述的植物栽培用光源来栽培植物的情况下，包括作为有效成分的酚性物质及抗氧化性物质在内的二次代谢产物会增加。因此，在使用本发明的植物栽培用光源的情况下，具有可以提供能够促进含有大量上述有效成分的植物的生产的植物栽培方法的效果。

以下，对利用根据本发明的一实施例的植物栽培用光源来调查在多种条件下对羽衣甘蓝的生长及二次代谢产物的生成带来的影响的实验进行说明。

实验例1：栽培环境

将羽衣甘蓝(Brassica oleracea var.acephala)种子播种于种子生长袋之后，经过2周后通过密闭型植物生产系统下的深液水耕(DFT：deep-flow technique)水耕栽培系统定植并栽培3周。栽培环境是温度为20℃、湿度为60％、光周期为12小时、光强度(PPFD：Photosynthetic Photon Flux Density)为150μmolm^-2s^-1的条件下的植物工厂中，并且使用Hogland培养液将EC1(单位)调节至pH6.0。

在定植后的第3周，开始第二光处理并连续照射7天，并且在7天的处理期间内以1天为间隔进行采样。

为了观察根据有无第二光的处理的差异，对植物体的鲜重、干重、总叶绿素含量、叶绿素a/b、光合作用、图像荧光、总酚浓度、抗氧化度、活性氧(ROS：Reactive OxygenSpecies)、苯丙氨酸氨裂解酶(PAL：Phenylalanine ammonia-lyase)进行如下测量。

实验例2：光照射条件

执行用于设定用于在羽衣甘蓝增加二次代谢产物的光照射条件的实验。

下表1示出了处理第二光的处理区及对照区中的照射光的波长及照射能量。

[表1]

图4a至图4f分别示出了在处理区1至处理区6中使用的第二光的峰值波长，图5a至图5f分别一同示出了在图4a至图4f的第二光和第一光的峰值波长。

参照图4a至图4f及图5a至图5f，在本实验例中，第一光(图5a至图5f的虚线)在约600nm至约710nm之间具有峰值，第二光(图5a至图5f的实线)在处理区1至处理区6中分别具有365nm、375nm、385nm、395nm、405nm及415nm的峰值波长。

参照表1，365nm、375nm、385nm、395nm、405nm及415nm的光均以30W/m²强度进行照射。

针对对照区未执行第二光处理，第一光在处理区及对照区均以相同的条件进行照射。

在本实验中，将羽衣甘蓝种子定植于DFT系统的植物工厂。之后，在两周期间从上午7点到下午7点照射第一光。此时，以150μmolm^-2s^-1光强度(PPFD)为条件进行了照射。

从定植后的第三周开始进行第二光处理，并且与所述第一光一同进行照射。第二光在24h/d条件下连续照射7天，并且在7天的处理期间内以1天为间隔在下午5点进行采样。

实验例3：光照射后的鲜重及干重

为了观察根据实验例1中的处理条件的结果差异，测量了羽衣甘蓝的鲜重及干重。在以下参照的所有图表中，各项目的纵向线为标准误差(n＝5)，显著性检验使用方差分析(Anova)而呈现p<0.05。

图6a为图示根据7天内各个条件(即，处理区1至处理区6及对照区)下的地上部鲜重的变化的图表，图6b为图示根据7天内各个条件(即，处理区1至处理区6及对照区)下的地上部干重的变化的图表。

在以下的各个图表中，对照区利用Control或con表示，处理区1利用365nm表示，处理区2利用375nm表示，处理区3利用385nm表示，处理区4利用395nm表示，处理区5利用405nm表示，处理区6利用415nm表示。

参照图6a，在处理第7天，在405nm处理区及415nm处理区中，地上部鲜重最高，除此之外的其他处理区中，没有呈现出与对照区之间的显著性差异。据此，可解释为第二光处理对羽衣甘蓝生长不产生危害或产生生长增进效果。

参照图6b，地上部干重也表现出与地上部鲜重相似的趋势。在处理第7天，在415nm处理区，地上部干重最高，随着处理区的波长增加，表现出地上部干重增加的趋势。由此可知，第二光处理对羽衣甘蓝的生长不产生危害或产生生长增进效果。

图7a及图7b是测量第7天的地上部和地下部的鲜重的结果的图表。

参照图7a及图7b，判断为在395nm处理区至415nm处理区中地上部鲜重较高，除此之外的其他处理区与对照区没有显著差异。对于地下部鲜重的情况而言，判断为在385nm处理区中最高，除此之外的其他处理区与对照区没有显著差异。

图8a及图8b是测量第7天的地上部和地下部的干重的结果的图表。

参照图8a及图8b，判断为在395nm处理区至415nm处理区中地上部干重较高，对于地下部干重的情况而言，在385nm处理区至415nm处理区中较高，除此之外的其他处理区与对照区没有显著差异。

图9是拍摄根据第7天的各个条件(即，处理区1至处理区6以及对照区)下的羽衣甘蓝的照片。参照图9，与对照区相比，虽然在处理区中生长看起来稍微有所增进，但是判断为没有可用肉眼辨别的程度的较大的特征。

在以上的实验中，总体来说，与对照区相比，处理区的鲜重及干重较高，对于干重的情况而言，与鲜重相比，对照区与处理区之间的差异呈现相对较大的趋势。随着确认为处理区的波长越大，鲜重及干重越高，判断为紫外线-A和/或蓝色光/紫色光处理对羽衣甘蓝生长不产生危害或者会产生生长增进效果。

实验例4：光照射后叶面积及叶数的变化

图10a及10b是依次测量第7天的叶面积及叶数的结果图表。

参照图10a，第7天的叶面积在405nm处理区呈现最高值，在365nm处理区呈现最低值，总体来说，随着波长增加，叶面积值呈现增加的趋势。但是，确认到与对照区没有显著性差异。

参照图10b，对于叶片数而言，在整个对照区及处理区中测量为相似的值，且不存在显著性差异。

实验例5：光照射后叶绿素含量的变化

在羽衣甘蓝定植后第4周收获地上部，在-75℃下冷冻干燥约72小时，然后利用粉碎机(Mill)将植物体的地上部以约15000rpm粉碎3分钟，得到用于分析的粉末样品。使用粉末样品中的40mg，在4ml样品中加入80％丙酮后，使用超声波进行提取。然后，提取1ml样品，并利用分光光度计在约663.2nm、约646.8nm条件下测量吸光度。

图11a是测量第7天的土壤植物分析发展(SPAD：Soil Plant AnalysisDevelopment)值的结果图表，图11b是测量总叶绿素含量的结果图表。

在图11a中，纵向项目为SPAD值，表示通过作为叶子的叶绿素测量仪(spadchlorophyll meter)的SPAD-502测量的数值，若SPAD值高，可解释为叶绿素含量多。在图表上，在处理区3至处理区5中呈现出了较高的值，但判断为没有显著性差异。

参照图11b，第7天的总叶绿素含量在对照区具有最高的值，并且呈现出随着波长增加而总叶绿素含量减少的趋势。但是，只有415nm处理区呈现出与对照区之间的显著性差异，其余处理区确认为没有显著性差异。

实验例6：光照射后光合作用率测量

在第二光处理第3天、第4天，利用光合作用测量仪(LI-6400，LI-COR，Lincoln，NE，USA)测量光合作用率。将腔室的环境设定为二氧化碳(CO₂)的浓度500μmol·mol^-1、温度为20℃、流量400μmol·s^-1，并且在相同的光强度(PPFD)150μmol·m^-2·s^-1下，将腔室置于各个光源下方，并在打开光后的约3小时至约6小时之间，利用完全伸展的叶子进行测量。关闭光之后，也在相同的条件下测量光合作用率。

图12a是示出在处理第3天、第4天的昼间测量的光合作用率的图表。

参照图12a，在处理第3天、第4天，昼间测量的光合作用率均呈现随着波长增加而增加的趋势，并且在具有405nm及415nm的波长的处理区呈现最高值。在第3天的情况下，只有具有405nm及415nm的波长的处理区具有与对照区之间的显著性差异，在第4天，在所有处理区中均没有与对照区之间的显著性差异。

图12b是示出在处理第3天、第4天的夜间测量的光合作用率的图表。

参照图12b，可以确认在处理第3、4天的夜间，对照区未进行光合作用，相反，在所有处理区中，在夜间也进行光合作用，并且随着波长增加，光合作用率也呈现出增加的趋势。在第3天，可以确认与对照区相比，在395nm处理区至415nm处理区中存在显著性差异，在第4天的情况下，可以在除了365nm处理区之外的所有处理区中确认显著性差异。

由此可知，在白天及夜晚，第二光处理均不会对羽衣甘蓝的光合作用产生危害，或者反而会具有光合作用的增进效果。这表现出与上文所述的实验例3的干重及鲜重测量实验相同的趋势，可以解释为通过处理第二光来提高光合作用率，从而获得生长促进效果。

实验例7：光照射后应力指数分析

1.图像荧光(Fv/Fm)测量

为了间接地评价对植物进行第二光处理时这种处理是否给植物带来了应力，测量了植物体叶子整体的图像荧光(Fv/Fm，最大光量子产率)。为了通过照射饱和光(Saturation Pulse)来计算Fv/Fm参数，必须先进行植物体的暗适应(Dark adaptation)，因此在测量前将羽衣甘蓝个体置于暗条件30分钟以上。然后，测量最大荧光值(Fm)及最小荧光值(Fo)，饱和点以上的光脉冲和强度为20kHz，并且设定为1100μmol·m^-2·s^-1。最大光量子产率(Fv/Fm)值利用方程式Fv/Fm＝(Fm-Fo)/Fm来计算。

图13是示出测量一周内最大光量子产率的变化的结果图表。

参照图13，确认为所有处理区的最大光量子产率(Fv/Fm)值呈现具有0.8以下的值，相反，具有405nm、415nm峰值波长的处理区的最大光量子产率(Fv/Fm)值呈现具有0.8以上的值，但与对照区没有显著差异。

图14a及图14b是在一周内测量各个条件(即，处理区1至处理区6及对照区)下的图像荧光值。

参照图14a及图14b，在荧光值为0.8以上的情况下，呈现出植物体没有受到应力，并且除了紫色(Violet)处理区及对照区之外的所有UV-A处理区均呈现为0.8以下的值。由此，可以确认处理区的波长越短，能量越大，植物体受到的应力指数越大。

2.Chla/b测量

图15是测量第7天的叶绿素a/b的值的结果图表。

参照图15，叶绿素(Chl：chlorophyll)a/b值随着波长增加而增加。叶绿素(chlorophyll)a是吸收光合作用所需的光能的主色素。并且，叶绿素b是吸收光合作用所需的光能的辅助色素。在此，叶绿素b值随着植物体受到的应力越大而呈现越高的值，叶绿素b值越大，作为图表的纵向项目的Chla/b值越小。据此，呈现第7天的处理区的波长越大，Chla/b值越大的趋势，因此判断为叶绿素b值变小而植物体受到的应力的程度减小。但是，虽然以对照区为基准，呈现为处理区1至处理区3的Chla/b值相对较小，从而被解释为植物体受到的应力程度在处理区1至处理区3比对照区大，但是判断为除了处理区1之外不存在显著性差异。

3.过氧化氢(H₂O₂)含量测量

为了确认上述实施的图像荧光值及Chla/b测量实验的可靠性，测量了过氧化氢水(H₂O₂)含量。作为植物体内的活性氧(ROS)中的一种的过氧化氢水(H₂O₂)可以用作能够评价植物是否受到应力的应力指数。过氧化氢水(H₂O₂)的含量使用测量仪器EZ-HydrogenPeroxide/Peroxidase Assay Kit(Oxidative Stress Assay Kit，DoozenBio)进行分析。

图16是测量第2天、第5天的过氧化氢水含量的结果图表。

参照图16，可以确认过氧化氢水(H₂O₂)含量在第2天、第5天均在对照区及处理区之间没有显著差异，但是在处理第5天，随着处理区的波长变短，过氧化氢水(H₂O₂)含量呈现为较大。

与上文实施的实验例7的结果图表相比，可以确认在最大光量子产率(Fv/Fm)值最低(即，受到最大应力)的365nm处理区中，过氧化氢水(H₂O₂)含量最高，并且Chl a/b值最低。即，判断为处理区的波长越短，能量越大，植物体受到的应力程度越大。

实验例8：光照射后有效成分含量测量

1.实验目的

为了确认根据实验例2中的处理条件的有效成分的生成结果差异，测量了每克植物体的酚含量、每株植物体的酚含量、每克植物体的抗氧化度及每株植物体的抗氧化度。在此，酚含量及抗氧化度是用于测量第二光处理时羽衣甘蓝内有用的二次代谢产物是否增加的参数。

2.实验方法

在定植后的第4周，收获羽衣甘蓝的地上部并在-75℃下冷冻干燥约72小时，然后利用粉碎机(Mill)将植物体的地上部以约15000rpm粉碎3分钟，得到用于分析的粉末样品。使用粉末样品中的40mg，并加入80％丙酮以提取溶液。

(1)总酚含量测量

将提取的溶液在4℃下保管12小时后在3000Xg下离心分离2分钟所获的上清液被用于分析，单位为GAE mg/g DW。与分析样品反应后，提取1ml的样品，并在约765nm下用分光光度计进行测量。作为标准品使用了没食子酸(gallic acid)。

(2)抗氧化度测量

向将提取的溶液在-20℃下保管12小时后离心分离所获的上清液添加80％丙酮以稀释约10倍。然后，将抗氧化度测量溶液(2,2'-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS：2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid))和5mM磷酸盐缓冲盐水(PBS：Phosphate Buffered Saline)混合以将吸光度调节至0.7±0.05。测量前记录0.7±0.05吸光度，加入100μL上清液并进行涡旋(vortexing)后，经过1分钟后再次测量吸光度并记录。吸光度在730nm下进行测量。

3.实验结果

图17a是测量每克植物体干重中的酚含量的结果图表，图17b是测量每株植物体的酚含量的结果图表。

参照图17a及图17b，确认为每克的总酚含量在所有处理区中与对照区没有显著差异。但是，对于每株植物体的总酚含量的情况而言，确认为从处理第4天开始，总酚含量随着处理区的波长增加而增加，在处理第7天，在385nm处理区至415nm处理区中，与对照区呈现出显著性差异而增加。

图18a是测量每克植物体干重中的抗氧化度的结果图表，图18b是测量每株植物体的抗氧化度的结果图表。

参照图18a及图18b，可以确认对于每克单位的植物体干重中的抗氧化度的情况而言，在处理第5天和第6天，波长越短，抗氧化度越高。对于整个植物体的抗氧化度的情况而言，呈现与总酚含量相似的趋势。从处理第4天开始，呈现抗氧化度随着波长增加而增加的趋势，在处理第7天，385nm处理区至415nm处理区呈现与对照区之间的显著性差异而增加。

由此可知，与对照区相比，处理第二光的处理区的有效成分的生产得到增加，尤其，有效成分的生成量随着处理区的波长增加而得到增加。进而，在本实施例中，如果考虑到每克的酚含量及抗氧化度与每株植物体的酚含量及抗氧化度彼此不同，则即使个体的尺寸较小，每克单位的有效成分的生产量也可以更高。即，由于在较窄的面积能够收获更多的个体，因此判断为在个体的尺寸较小的植物中有效成分的含量高的情况下，与个体的尺寸较大的情况相比，更容易获得有效成分。

实验例9：苯丙氨酸氨裂解酶活性分析

为了更直接地确认根据第二光处理而在植物体内是否实际形成有效物质，测量了苯丙氨酸氨裂解酶(PAL：Phenylalanine ammonia-lyase)活性度。

在功能性物质在处理从植物体的下方开始的第三个叶子后的第2天、第5天分别采集了0.5g。在粉碎叶子后，将10mL的25mM、pH8.8的硼酸盐缓冲液(borate buffer)及2mL的3mM的β-巯基乙醇(β-mercaptoethanol)加入到粉碎的粉末中进行混合。提取1.5mL的该溶液，并且在40℃的温度下，将以900×g离心分离20分钟所获的溶液的上清液0.5mL在10mM、pH 8.8的硼酸盐缓冲溶液(borate buffer)2.5mL和10mM的1-苯丙氨酸(1-phenylalanine)中混合2小时。加入0.5N HCl 100μL而终止其反应后，利用分光光度计在290nm下测量吸光度。

图19是测量第2天、第5天的苯丙氨酸氨裂解酶活性度的结果图表。

参照图19，苯丙氨酸氨裂解酶(PAL：Phenylalanine ammonia-lyase)活性在第2天及第5天均在处理区及对照区之间没有显著差异，但是呈现了随着处理区的波长增加而活性增加的趋势。可知这与实验例8的植物体干重中总酚含量的图表相比时呈现相似的趋势。

评价

以上，当栽培羽衣甘蓝时，与对照区相比，虽然由于处理第二光而诱发了应力，但是没有引起生长抑制，反而其生长呈现与未处理第二光的对照区相似的程度，或者其生长具有进一步增进的效果。

并且，可知处理区的波长越高，植物体的生长及二次代谢产物(总酚含量、抗氧化度)的生成增进效果越大。尤其，确认为与照射具有365nm至395nm的波长的第二光的羽衣甘蓝相比，在照射具有405nm、415nm的波长的第二光的羽衣甘蓝中其效果更显著，并且在生长、二次代谢产物增进方面均呈现优异的效果。

据此，波长超过400nm并具有405nm、415nm的波长的第二光可以获得能够增加作物的生长、不施加应力并增进二级代谢物的生成的效果。

<根据本发明的一实施例的光源的应用>

根据本发明的一实施例的光源可以用于植物栽培，可以应用于设置有光源的植物工厂、植物栽培装置、温室等。

图20为概念性地图示根据本发明的一实施例的栽培装置的栽培装置。

图20所示的栽培装置是作为一示例而图示的小型栽培装置，但并不局限于此。尤其，根据本发明的一实施例的栽培装置也可以用于大规模植物工厂，但在本实施例中以小型栽培装置作为一例进行说明。

参照图20，根据本发明的一实施例的栽培装置100包括具有能够种植植物的内部空间的壳体60、设置于所述壳体60内并射出光的光源30。

壳体60在内部设置有空余空间，所述空余空间内部可以提供植物并供其生长。壳体60可以设置为能够阻挡外部的光的箱形态。在本发明的一实施例中，壳体60可以包括向上部方向开口的下部壳61和向下部方向开口的上部壳63。下部壳61和上部壳63可以紧固为阻挡外部光的箱形态。

下部壳61包括底部和从底部向上延伸的侧壁部。上部壳63包括盖部和从盖部向下延伸的侧壁部。下部壳61和上部壳63的侧壁部可以具有相互吻合而紧固的结构。下部壳61和上部壳63可以根据用户的意图而被彼此紧固或分离，因此用户可以打开或关闭壳体60。

壳体60可以设置为多种形状。例如，可以大致具有长方体形状，或者可以具有圆筒形状。然而，壳体60的形状并不局限于此，也可以设置为与此不同的形状。

壳体60提供在内部提供的植物能够生长的环境。壳体60可以设置为即使在提供多个植物生长的情况下也能够容纳多个植物的尺寸。并且，壳体60的尺寸可以根据植物栽培装置100的用途而不同。例如，在植物栽培装置100用于家庭中使用的小规模植物栽培的情况下，壳体60的尺寸可以相对较小。在植物栽培装置100用于商业上栽培植物并销售的情况下，壳体60的尺寸可以相对较大。

在本发明的一实施例中，壳体60可以阻断光，以使壳体60外的光不会流入壳体60内部。据此，壳体60内部可以提供与外部隔离的暗室环境。据此，能够防止外部的光不必要地照射到提供于壳体60内部的植物。尤其，壳体60可以防止外部的可见光照射到植物。然而，根据情况，壳体60也可以实现能够打开一部分而直接接收外部的光。

在本实施例中，壳体60内的空间可以设置为一个。然而，这仅是为了便于说明，也可以分离为多个区域。即，在壳体60内可以设置有将壳体60内空间分为多个的隔壁。

光源向在壳体60内的植物提供光。光源设置于上部壳63或下部壳61的内表面上。本发明的一实施例中，光源可以设置于上部壳63的盖部上。在本实施例中，作为一示例，图示了在上部壳63的盖部内表面上设置有光源的情形，然而并不局限于此。例如，在本发明的另一实施例中，光源可以设置于上部壳63的侧壁部上。或者，在本发明的又一实施例中，光源可以设置于下部壳61的侧壁部，例如，也可以设置于侧壁部上端。或者，在本发明的又一实施例中，光源也可以设置于上部壳63的盖部、上部壳63的侧壁部、下部壳61的侧壁部中的至少一处。

在壳体60内的空间可以设置有栽培台70，以便容易栽培植物(例如，容易进行水耕栽培)。栽培台70可以利用从壳体60的底部朝向上部方向上隔开布置的板状的板71构成。板71可以设置有具有预定尺寸的贯通孔73。栽培台70用于在板71的上表面放置植物并使其生长，为了在供应水时能够排出供应的水，可以具有多个贯通孔73。贯通孔73可以设置为能够使植物不向下部冲走的尺寸。例如，贯通孔73的直径可以具有小于植物的大小。栽培台70和下部壳61的底部之间的空间可起到储存排出的水的水槽的功能。据此，通过栽培台70的贯通孔73向下部排出的水可以储存于下部壳61的底部与栽培台70之间的空间。

但是，根据本发明的一实施例，十字花科的植物也可以通过除了水耕栽培之外的方法来栽培，在这种情况下，壳体60内空间可以被提供水、培养基、土等，从而能够供应十字花科的植物所需的水分和/或养分，此时，壳体60可以起到容器(container)的功能。培养基或土壤等可以包含能够使植物生长的养分，例如钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、钠(Na)、铁(Fe)等。根据植物的种类，植物可以以埋在培养基中的形式被提供，或者以放置在培养基表面上的形式被提供。

栽培台70的尺寸和形态可以根据壳体60的形态及第一光源和第二光源的提供形态而改变。栽培台70的尺寸和形态可以构成为使设置于栽培台70上的植物进入从第一光源及第二光源照射的光的照射范围内。

在壳体60内可以设置有向植物供应水分的水分供应装置。水分供应装置可以设置在壳体60的上端(例如，设置在上部壳63的盖部的内表面上)，从而将水喷射到壳体60栽培台70上。但是，水分供应装置的形态并不局限于上述情形，可以根据壳体60的形状及栽培台70的布置形态而改变。并且，用户也可以直接将水分供应到壳体60内，而无需单独的水分供应装置。

水分供应装置可以设置为一个或多个。水分供应装置的数量可以根据壳体的尺寸而改变。例如，在相对较小尺寸的家庭用植物栽培装置的情况下，由于壳体的尺寸较小，因此水分供应装置可以设置为一个。相反，在尺寸相对大的商业用植物栽培装置的情况下，由于壳体的尺寸较大，因此水分供应装置可以设置为多个。然而，水分供应装置的数量并不局限于此，也可以在多种位置设置为多种数量。

水分供应装置可以连接到设置于壳体60的水槽或壳体60外部的水栓。并且，水分供应装置还可以包括过滤装置，从而水中浮游的污染物质不会被提供至植物。过滤装置可以包括活性炭、无纺布等过滤器，据此，经过过滤装置的水可以是被净化的水。根据情况，过滤装置还可以包括光照射过滤器，光照射过滤器可以向水照射紫外线等而去除水中存在的细菌、病菌、霉菌孢子等。由于水分供应装置包括上述的过滤装置，即使在水被再利用或雨水等直接用于栽培的情况下，也不存在壳体60内部及植物被污染的忧虑。

从水分供应装置提供的水可以仅提供为水本身(例如，纯净水)而没有额外的养分，然而并不局限于此，可以包括植物生长所需的养分。例如，水中可以含有钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、钠(Na)、铁(Fe)等物质或硝酸盐(Nitrate)、磷酸盐(Phosphate)、硫酸盐(Sulfate)、氯化物(Cl)等。例如，可以从水分供应装置供应Sachs液、Knop液、Hoagland液、Hewitt液等。

根据本发明的一实施例，可以利用上述的光源来栽培植物。

根据本发明的一实施例的植物栽培方法可以包括使植物发芽的步骤和向发芽的植物提供至少一种光的步骤。

根据本发明的一实施例，在利用向植物照射光的光源来栽培植物的植物栽培方法中，植物栽培用光源包括：第一光源，射出用于光合作用的第一光；以及第二光源，射出由蓝色光、紫色光或紫外线A构成的第二光，其中，第二光在约360nm至约420nm的波段内具有峰值。

在本发明的一实施例中，第一光源及第二光源的光周期以亮周期及暗周期的顺序构成，第一光在亮周期期间射出，第二光在植物定植2周后以1周的亮周期及暗周期连续射出。

在本发明的一实施例中，通过向植物照射第一光及第二光来调节植物的有效成分的含量。

以上，虽然参照本发明的优选实施例进行了说明，但是应当理解，只要是本技术领域的熟练的技术人员或者在本技术领域中具有基本知识的人员就可以在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想及技术领域的范围内对本发明进行多种修改及变更。

因此，本发明的技术范围并不限定于详细的说明中所具体记载的内容，而应仅由权利要求书中所记载的范围决定。