LED植物照明呈高速增长 2017年市场规模可达5亿美元

　　现代设施农业是未来保障国家粮食安全和农产品的重要途径，产业地位逐年提高。我国是发展设施农业的大国。“从农业照明的发展现状来看，我国设施农业的面积已达400多万公顷，其中增长很快的是温室大棚和植物工厂。”中国照明学会顾问、农业照明委员会秘书长吴初瑜讲到。现代设施农业的发展迫切需要智能光环境调控与半导体照明技术的支撑，虽然我国农业半导体照明起步晚，但发展迅速，“半导体照明光源在植物中的应用研究”更是国家“863”重点扶持项目之一。

　　农业半导体照明产业发展前景广阔，但也存在不少问题，其产业发展需要电光源、农业、控制等多学科融合协同，提速产业发展速度，扩大产业应用是当务之急。“希望2015-2017年能逐渐将农业照明发展起来。”吴老表示，现在温室大棚都开始采用照明电器，但还缺乏合理的照明设计，农业照明委员会开展的一系列农业照明培训旨在培养专门人才促进农业照明研发设计和产业的可持续发展。

　　第四代半导体固态光源-LED在农业照明上的应用是农业照明发展上的最大进步，具有里程碑式的意义。从长远的角度看，LED有逐步取代传统照明光源的趋势，LED光源的应用也越来越广，农业照明委员会副理事长兼秘书长、博士、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员刘文科分别介绍了LED照明在温室补光、食用菌工厂、植物工厂、植物组培、畜禽与水产养殖及害虫防治等众多领域的应用。

　　其中，植物工厂是一种通过设施内高精度环境控制，实现作物周年连续生产的高效设施农业系统，是设施园艺最高阶段;可用于蔬菜、苗木(蔬菜苗、水稻、烟草等)、中草药等的规模化生产。据刘老师介绍，植物工厂能提高生产效率40-108倍(Kozai，2013)。LED光源对植物工厂的贡献包括节能、多层立体栽培、光环境的按需调控等。目前，商业运营的人工光植物工厂逐年增多，日本100余座，中国30余座。

　　此外，刘老师还基于设施农业的发展现状、光生物学基础，论述了人工光环境调控、LED光源设施农业的优势、发展现状、期望以及LED农业照明技术方式、设计原则和灯具类型等。

　　农业照明委员会副理事长、复旦大学光源与照明工程系博士、欧司朗光电半导体(中国)有限公司高级应用技术经理陈文成从技术角度，细致地讲解了与植物照明相关的四大计量系统及其算法、各个光学参数的含义、不同波长的光热辐射对植物及环境的作用、常用植物照明光源的光谱分布、农业照明的常用评价指标及换算、农业照明的常用测量技术以及农业照明和常用光源等。

　　其中，在谈到植物照明的评价指标时，陈老师指出，评价植物照明，不能用lm/w， 或lx等光度学量来描述，所有光度学量都是基于人眼的光谱灵敏度曲线的，在没有公认的植物光谱灵敏度曲线之前，通常用光合有效辐射照度(PAR，单位w/㎡或光合有效光量子流密度(PPFD，单位mol/㎡·s )来评价，这相当于假设植物对于400nm-700nm的光谱灵敏度是1(PAR曲线)。

　　(光度系统、光量子系统以及植物光度系统中的光谱响应曲线)

　　(McCree曲线、DIN曲线、PAR曲线及人眼光谱灵敏度曲线)

　　但在实际的测量和计算中，市场上测量PPFD的仪器还不普遍，价格也贵，辅助设计软件缺乏。远方推出的PLA-20手持式植物照明专用分析仪能方便快捷精准地测出光合光子通量密度PPFD、光合辐(射)照度、叶绿素A/B加权辐照度等植物照明所需的参数。

　　农业照明委员会理事、博士、浙江大学副教授周泓则从LED智能化控制技术的角度介绍了其在农业照明领域的应用。光源控制设计通常有三种方式：LED光源及控制系统设计、培养箱的LED光源及控制系统设计和基于植物工厂的光源及控制系统设计，周老师以烟草生长、微藻培养试验为基础，研究分析了LED光源控制。

　　试验用光源系统

　　植物组培光源系统展示

　　周老师强调，LED在植物组培中的应用大有可为，组培在LED农业照明中最有可能市场化。在采用植物组培光源及控制系统后，取得了提高组培室、温室空间利用率60%;降低能耗60%以上;降低灯具维护费用80%以上;减少农药激素使用量;提高蔬菜、中药品质等多项效益。

　　全球LED应用植物照明的产值从2013年起，开始呈现高速成长，初步统计2014年达1亿美元，2017年预计可达5亿美元。随着全球LED应用农业照明渗透率的提升，中国市场也慢慢兴起，未来市场前景广阔。

编辑：bober