[发明专利]用于多层农膜的三频带荧光粉

说明书

【发明所属技术领域】

本发明与农业领域以及季节性温床和温室形式的土壤封闭装置有关。同时本发明与农业技术科学领域有关，这些技术在季节性薄膜覆盖温床条件下可创造绿色植物最适宜的光谱及光照条件。

【先前技术】

自从俄罗斯自然科学家K.A.季米里亚泽夫(K.A.Timiriazev 1896-1919年)的奠基性研究以来，已清楚地确定在红色和蓝色两种光谱区域中在绿色植物叶子上碳氢化合物--葡萄糖C₆H₁₂O₆的形成回应是源于大气层的CO₂和土壤中的水，根据如下模式：

6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂，

对于这种吸热反应，蓝光及红光量子正好提供必要能量。

自从在20世纪30-50年代荧光光源创造以来，所有温室和温床开始供给红色辐射和蓝色辐射灯，在辐射灯的发光作用下封闭土壤装置中蔬菜和水果收获量实质性增大了。太阳辐射通过聚乙烯薄膜并修正薄膜层的染色，譬如成为淡蓝色或玫瑰色。在80-90年代出现了光转换农膜，它的辐射中补充包括5-6％的红光。这种红色再现专业的发光填料，红光与6％原始太阳紫外线辐射相互作用。这种农膜受到全世界许多国家的专利保护，例如俄罗斯第2160289号专利(发明人为Soschin.N等人)、俄罗斯第2064482号专利(发明人为Soschin.N等人)、美国第US6153665号专利(发明人为Goldburt等人)、欧洲第99/35595号专利(发明人为Bolschukxin W.等人)及墨西哥第MX 01004165A号专利(发明人为E.T.Boldburt等人)，本发明中将上述专利作为参照对象加以采用。在上述专利中，所论述的第一代光转换农膜中使用了Y₂O₂S:Eu基质窄频带红光荧光粉，其转换效率在世界范围内是独一无二的。半波宽小于5nm的光谱辐射带保证了在绿色植物表面红色量子浓度增大。在光转换农膜作用下温床中蔬菜和水果的收获量增加20-75％，同时它们所含的营养成分实质性提高，譬如维生素和微元素的含量。

尽管第一代光转换农膜具有广泛应用，但它们仍具有一些缺陷。首先，光转换只涉及到红色光谱区域，在蓝色光谱部分的第二种短波区域却没有发生作用。在这种情况下导致光合作用受到周期性破坏。此外，光转换农膜中蓝色和绿色光谱区域透射光经常减少，以致于温室作物成熟期延长。通过研制具有蓝色-红色的再辐射的薄膜能够排除一部分缺陷，这些薄膜在美国第US2000/24343号专利(发明人为Soschin.N等人)中已详尽论述，本发明将它作为专利原型加以采用。农膜中所填充的蓝光和红光荧光粉粉末为植物绿叶创造了补充光。在一种膜层中使用蓝色和红色转换辐射体是这些思想的延续，并成为法国研究者的专利(请参照WO00/24243专利，其发明人为Blanc.W等人)，他们还创造了Ba₃MgSi₂O₈:Eu⁺²Mn⁺²基质的单组分双频带荧光粉。对于农膜的制作，在上述专利中这种见解确定了其优越性，然而在文献中我们并没有发现有关这些农膜适用性的任何严格证明。或许，双频带荧光粉仍受到缺陷的制约，这是因为对于光合作用而言，毕竟需要全部三种光谱区域：蓝色，绿色和红色，而且是不同的辐射量。

事实上，根据现代研究者的数据，光谱光照部分具有以下生理学意义：1.280-320nm的UVB光会损害植物；2.小辐射量的中UVB光和近UVB光与植物生长周期调节有关；3.紫色和蓝光对于光合作用以及上部绿叶(植物根系)的调节活动是必要的；4.绿色和黄色辐射是最长效作用，并被植物茂盛的绿叶和稠密的嫩枝少量吸收；5.橙黄和红色辐射对于光合作用是必要的；6.700-750nm暗红色辐射是绿色植物信息联系通路；以及8.1200-1600nm的红外线辐射在绿色植物中使养分被加热并溶解。从这些简短目录中得出结论，辐射中实际上需要全部光谱类型的发光。

【发明内容】

为解决上述已知技术的缺点，本发明的主要目的系提供一种用于多层农膜的三频带荧光粉，该荧光粉可创造薄膜光谱转换材料，主要光谱区域在蓝色，绿色和红色区域。