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LED节能照明灯在农业中大有可为

时间:2019-6-1 10:31:38 浏览次数: 来源:聚诚照明

  光是作物生长最重要的环境因素之一,对植物的光合作用、生长发育、形态建成和物质代谢等都有调节作用,荷兰学者指出“1%的光照就是1%的产量”,可见光在作物生产中的重要程度。然而,自然界的太阳光受天气影响无法掌控,因此人造光源成为一种替代选择。相较于传统电光源,LED应用于现代农业具有无可比拟的优点和原理上的适用性。

  LED节能照明灯在农业中大有可为

  相较于传统光源,除了众所周知的节能特性,LED还具有波长窄、光质纯、光效高、波长类型丰富、光谱能量调制便捷以及低发热、小体积、长寿命等突出优势,便于集中植物所需波长实施均衡近距离照射。

  近年来,各种波长的LED在农业领域的研究和应用得到了国内外的广泛关注,已经成为LED节能照明灯应用的一个新热点。

  目前,人工光照已经成为植物生产的重要手段之一,而之前在植物领域使用的人工光源主要有高压钠灯、荧光灯、金属卤素灯、白炽灯等传统光源,这些光源的突出缺点是能耗大、运行费用高,能耗费用约占全部运行成本的50%~60%.同时,这些光源的光谱能量分布是依据人眼对光的高效需求原则而设计生产的,因此对植物生长的促进作用很小,光效很低。

  “相较于传统光源,除了众所周知的节能特性,LED还具有波长窄、光质纯、光效高、波长类型丰富、光谱能量调制便捷以及低发热、小体积、长寿命等突出优势,便于集中植物所需波长实施均衡近距离照射。”广东奥其斯科技有限公司相关负责人表示。LED作为植物照明光源可以广泛应用于植物栽培、温室补光、植物组培、植物工厂,具有促进植物生长、调节植物形态建成、节能环保等多方面优势。LED不仅可发出光波较窄的单色光,如红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、红外等,还能根据动植物不同需要任意组合,而且还是低发热特性的冷光源,可以近距离照射植物,提高空间利用率。该负责人强调,LED光源不仅能够为农业生物的生长提供合理的光环境条件,减少农药、激素等化学品的使用,确保食品安全,而且还是低能耗的绿色光源,具有广阔的应用前景,是未来植物照明光源的重要发展趋势。

  “作为代替天然光进行光合作用的人工光源,LED光源的波长可以选择,功率可以调节。”中国科学院半导体研究所副所长陈弘达表示,“因此可以有选择性地为不同植物提供不同波长、强度和时间的照射,灵活性极高。”陈弘达表示,尽管目前LED在农业照明领域的应用尚处于初始的萌芽期,但以LED为人造光源对农作物生长进行智能控制,改变了传统的农业生产模式,有着非常好的发展前景。

  据了解,LED光源通过模拟植物生长所需的光源光谱,不仅能让植物每时每刻都能生长,同时对于稳固花期也有效果。目前,全球做此尝试的企业屈指可数,而在国内,三安光电是第一个吃螃蟹的。“除了能帮助植物生长、减少病虫害、控制环境温度,LED节能照明灯还可以控制植物开花的时间。”三安光电技术中心一位关姓负责人表示,“利用LED花期灯,花农完全可以将花卉开放时间调整至花价最高时以获取更高利润,比如情人节等。”

  基础研究与成本问题是瓶颈

  目前国内相关的研究还都在起步阶段,针对植物生长需要光照的具体需求提不出来,即便国内LED产业具备了相关技术,英雄也难有用武之地。同时,LED的成本目前也是制约其在农业生产中大规模应用的瓶颈。

  “对植物进行人工照明时,不同植物需要不同的波长,而同一植物不同的生长时期,如发芽、开花、结果等,其需要的波长也不一样。”该关姓负责人说,“但是目前国内相关的研究还都在起步阶段,针对植物生长需要光照的波长、强度、时间等具体需求提不出来,即便国内LED产业具备了相关技术,英雄也难有用武之地。”

  该负责人表示,目前欧洲和日本的LED农业应用较为发达,主要也是因为他们在农业基础研究上走在了前面。以国外某知名照明企业的花期灯为例,因为要在花卉的多个生长周期反复进行试验,所以该公司与科研机构和花农共同合作了10年之久才成功出炉产品。另外,一些中草药在生长过程中经过LED照射之后,药性会得到提升,但这也需要大量的时间进行临床试验。“三安自主研发的全彩LED芯片可为植物生长照明提供全波段波长。”他说,“目前三安正在与福建省农林厅、福建农学院紧密合作以推动LED节能照明灯的农业应用。”“农业目前还是LED节能照明灯应用的新兴领域,一方面需要农业专家、植物专家、光学专家等共同努力,去完成大量的科学试验和应用试验。”陈弘达说,“另一方面,LED的成本目前也是制约其在农业生产中大规模应用的瓶颈。”陈弘达表示,因为使用成本过高,不仅是在国内,即便是大力推广LED节能照明灯农业应用的荷兰、以色列、日本等国家,LED节能照明灯也还局限于花卉、草药等高附加值作物。相信随着技术的不断进步和MOCVD设备的国产化,LED成本的降低将加速推动其在农业生产中的应用。

  “LED农业照明产业的发展不仅需要科研院所和企事业单位的共同努力,而且还需要国家相关利好政策的扶持。”扬州聚诚照明相关负责人表示。目前,我国各级政府已经出台了一系列政策措施推动和鼓励LED节能照明灯产业的发展,但是对LED农业照明产业的关注还甚少。该负责人表示,集中规划建设若干个蔬菜、花卉、组培、中药以及禽类养殖等农业龙头企业LED产品应用示范基地,制定农用LED的资金补贴政策,都将是促进LED农业照明产业发展的有效途径。


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