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照明農(nóng)業(yè)——LED的新興應(yīng)用領(lǐng)域

編輯:chris 2011-03-29 16:28:11 瀏覽:1594  來源:本刊記者王鳳英劉日霞馮飛

  所謂的“照明農(nóng)業(yè)”就是通過人造光源,給予滿足植物光合作用需求的光譜,加速植物的生長,改善產(chǎn)品質(zhì)量。在傳統(tǒng)光源時代,由于跟日光相比,光線中滿足植物光合作用需求的光譜并不高。而LED的一個重大優(yōu)勢是能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)其光譜(顏色)來滿足植物光譜作用的需要,這個優(yōu)勢為照明農(nóng)業(yè)帶來了曙光。

  LED能夠發(fā)出滿足植物需求的光譜

  植物光合作用需要的光線,波長在400 ~ 700nm左右。不同波長的光線對于光合作用的影響是不同的,400 ~ 520nm(藍(lán)色)的光線以及610 ~ 720nm(紅色)對于光合作用貢獻(xiàn)最大。520 ~ 610nm(綠色)的光線,被植物色素吸收的比率很低。

  按照這些原理,市面上銷售的植物燈,都提供紅藍(lán)兩種波長的光線,覆蓋光合作用所需的波長范圍。視覺效果上,植物燈都呈現(xiàn)粉紅色。

  而現(xiàn)有白光LED普遍是使用藍(lán)色芯片激發(fā)黃色熒光粉復(fù)合產(chǎn)生視覺上的白光效果。能量分布上,在445nm的藍(lán)色區(qū)和550nm的黃綠色區(qū)存在兩個峰值。而植物所需的610 ~ 720nm紅光,則非常缺乏。

  為了能夠有效促進(jìn)植物生長,光源必須提供恰當(dāng)波長的光線,以下是不同顏色LED所發(fā)射光線的波長表:

  顏色

  波長范圍

  波長峰值

  royal blue 品藍(lán)

  440nm~460nm

  445nm

  blue 藍(lán)色

  460~490nm

  470nm

  cyan 青色

  490~520nm

  505nm

  green 綠色

  520~550nm

  530nm

  red 紅色

  620~645nm

  627nm

  red-orange橘紅

  613~620nm

  617nm

  amber琥珀色

  585~597nm

  590nm

  藍(lán)光(470nm)和紅光(627nm)的LED,剛好可以提供植物所需的光線,因此,LED植物燈比較理想的選擇就是使用這兩種顏色組合。

  發(fā)展LED農(nóng)業(yè)照明的主要障礙

  

  由于體積上的優(yōu)勢,目前LED植物燈仍舊可以在小型/微型植物照明場合發(fā)揮作用,辦公桌上的微型盆栽,案頭的小型水族缸,都會成為這類產(chǎn)品的立身之處。

  就進(jìn)入LED植物照明領(lǐng)域而言,主要有三個障礙:

  1、植物的栽培技術(shù)方面。植物栽培專業(yè)廠商對栽培技術(shù)的認(rèn)同只能建立在長期合作的基礎(chǔ)上,現(xiàn)有農(nóng)業(yè)技術(shù)權(quán)威機(jī)構(gòu)對用戶有較大程度的影響。對單純的燈具生產(chǎn)企業(yè)而言,由于LED補(bǔ)光與傳統(tǒng)光源補(bǔ)光技術(shù)的差異較大,進(jìn)入植物照明領(lǐng)域的門檻還是較高的,需要積極與具備植物栽培技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)合作,在推廣中發(fā)展品牌。

  2、成本偏高。對于LED農(nóng)業(yè)照明光源來說,價格高是限制其發(fā)展的主要因素之一。與高壓鈉燈相比,一個功率400W的高壓鈉燈成本為200~300元,一個功率28W的普通熒光燈管成本僅為20元左右,而一個功率40W的白色LED光源需要150~180元,與傳統(tǒng)光源相比仍然存在較大的價格差距,這在很大程度上限制了LED農(nóng)業(yè)照明光源的應(yīng)用與推廣。

  3、產(chǎn)業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低。LED在我國農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域的應(yīng)用才剛剛起步。研究已經(jīng)證明LED在農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域應(yīng)用的可行性,但具體應(yīng)用仍缺乏有效的技術(shù)支持,這主要是國家投入嚴(yán)重不足,相關(guān)的基礎(chǔ)研究以及關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)缺乏有效的經(jīng)費支持,農(nóng)用LED光源技術(shù)指標(biāo)體系構(gòu)建及其相應(yīng)的軟硬件產(chǎn)品開發(fā)缺乏有效的理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

  目前,可能進(jìn)入LED植物照明領(lǐng)域的企業(yè)主要包括幾類:農(nóng)業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)及人員依托農(nóng)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢與本地資本合作創(chuàng)業(yè)企業(yè)、依托LED技術(shù)優(yōu)勢切入資本實力雄厚的相關(guān)企業(yè),針對細(xì)分市場切入的資本較小的民營企業(yè),以及高仿制企業(yè)等。

  中國照明農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

  

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