LED促進(jìn)植物生長(zhǎng)，使產(chǎn)量更高、耗能更低
“紅藍(lán)光LED組合可為植物光合作用提供理想的光譜，是未來(lái)農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域重要的人工光源，尤其400~700納米波長(zhǎng)的光源更利于植物工廠的照明。”在世界設(shè)施園藝界享有聲譽(yù)的日本千葉大學(xué)環(huán)境健康都市園藝科學(xué)教育研究中心教授古在豐樹(shù)如此表示。
同時(shí)，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家們普遍認(rèn)為，LED應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有很多優(yōu)勢(shì)，比如LED波長(zhǎng)類(lèi)型豐富，可調(diào)控的余地較大。可以集中特定波長(zhǎng)的光均勻照射植物，可以調(diào)節(jié)作物開(kāi)花和果實(shí)，而且能控制株高和植物的營(yíng)養(yǎng)成分。另外，LED屬于冷光源，熱負(fù)荷低，近距離置于植物不會(huì)灼傷，光的利用率高，節(jié)能省電。同時(shí)，LED體積小，可以制備多種形狀的器件燈具，占用空間小，可多層栽培立體組合，安裝方便，使植物工廠小型化。
目前在溫室、大棚種植中，彌補(bǔ)陽(yáng)光缺少所用的光源一般是熒光燈、高壓鈉燈和白熾燈等，由于熒光燈的發(fā)熱較高，離植物不能太近，以免灼傷。這樣不僅增加了電能損耗還增加了室內(nèi)的熱負(fù)荷，這些都促使研究人員以LED的冷光源代替熒光燈。
尤其是近年大量研究成果證明LED可以作為組培、溫室、封閉植物工廠的人工光源，比如在植物生長(zhǎng)中用LED、熒光燈與自然光條件下的對(duì)比試驗(yàn)，表明LED 光環(huán)境下植株生長(zhǎng)速率高于其它處理，表現(xiàn)在葉面積大，葉片數(shù)多，葉片生長(zhǎng)速度快，扎根較深，生長(zhǎng)整齊一致，生長(zhǎng)優(yōu)越。
極具產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?br>
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授徐志剛表示，“目前，我國(guó)設(shè)施園藝面積已達(dá)已達(dá)337 hm2，其中日光溫室占25%左右，成為效益最大的重要種植產(chǎn)業(yè)。在東南沿海地區(qū)，地面接收到的太陽(yáng)光能減少的趨勢(shì)比全國(guó)整體的下降趨勢(shì)更為劇烈，采用LED補(bǔ)光是解決設(shè)施生產(chǎn)受弱光制約的有效途徑。”
目前，LED光源在植物栽培領(lǐng)域的應(yīng)用與研究也越來(lái)越受到世界各國(guó)的廣泛重視，在美國(guó)、日本、德國(guó)以及北歐加拿大等國(guó)家，已開(kāi)發(fā)出各種各樣的植物工廠，為未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)開(kāi)辟了新的道路。由于北歐、中歐和加拿大地區(qū)的日光時(shí)間明顯較短，LED 照明在這些國(guó)家和地區(qū)有著巨大的市場(chǎng)潛能。正如在此次論壇上，飛利浦固體照明系統(tǒng)全球園藝照明部總監(jiān)Udo Van SLOOTEN先生也明確表示，“在未來(lái)的時(shí)代城市植物工廠會(huì)成為一個(gè)大趨勢(shì)，而LED照明將在城市植物工廠中發(fā)揮重要作用。我們要告訴種植商，應(yīng)用和投入LED將非常值得。”
番茄生長(zhǎng)中的應(yīng)用
尤其是在日本，LED在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)顯示出旺盛的活力，日本全國(guó)各地就建了許多依靠人造光培育蔬菜的“植物工廠”， 在植物工廠，可以擺放多層栽培系統(tǒng)，而且植物生長(zhǎng)速度快，比如萵苣，種植秧苗后兩周即可收獲。用幾十米見(jiàn)方的地方就可以生產(chǎn)出相當(dāng)于20公頃耕地的產(chǎn)品，效益等于耕地的2000倍，而且還有不使用農(nóng)藥、不受氣候影響的優(yōu)點(diǎn)。尤其是在當(dāng)前全球能源短缺的背景下, LED的推廣普及正受到世界各國(guó)的高度重視，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)以LED為核心的人工補(bǔ)光技術(shù)必將在可控環(huán)境，甚至?xí)?lái)，而這一產(chǎn)業(yè)也將獲得空前的發(fā)展。
亟待探索的新課題
LED在未來(lái)的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)⒊蔀樽钣星巴镜娜斯す庠矗矔?huì)有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。同時(shí)國(guó)內(nèi)外的眾多廠商也紛紛進(jìn)軍農(nóng)業(yè)照明，菲力浦科研機(jī)構(gòu)在應(yīng)用研發(fā)方面也取得了相當(dāng)?shù)某晒蛧?guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)展示的“LED植物組培燈” 、“LED植物燈”、 “LED智能生物培養(yǎng)箱”和“LED植物培育智能光控系統(tǒng)”等系列研究成果也已受到產(chǎn)業(yè)界廣泛關(guān)注。
但目前看來(lái)，植物工廠仍是一個(gè)比朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)還可謂“超前”的產(chǎn)業(yè)，在2011年5月12日下午，由國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟舉辦，主題為“‘光’與‘能’之合——LED在農(nóng)林、園藝中的應(yīng)用”的中國(guó)上海國(guó)際新光源&新能源照明論壇專(zhuān)題論壇，來(lái)自各個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人士也就LED進(jìn)入植物照明領(lǐng)域發(fā)表了自己的看法，認(rèn)為當(dāng)前這個(gè)領(lǐng)域還有很多課題需要探索。比如種植商普遍對(duì)LED的好處在哪里理解不深，而LED生產(chǎn)廠商也對(duì)如何把燈具做成適合種植業(yè)的形態(tài)還有所欠缺，還有在單色LED對(duì)不同植物的作用機(jī)理、適宜的LED組合配比參數(shù)及其專(zhuān)用燈具的開(kāi)發(fā)，以及如何進(jìn)一步提高光效、降低成本等，都是當(dāng)前亟待解決的課題。
業(yè)內(nèi)一些專(zhuān)業(yè)人士表示，芯片是LED植物照明光源的關(guān)鍵元器件，LED植物照明燈具生產(chǎn)商對(duì)上游供應(yīng)商的研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)要求較高，尤其是匹配植物生長(zhǎng)的特定波長(zhǎng)的產(chǎn)品生產(chǎn)能力，這對(duì)LED芯片供應(yīng)商應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。
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