“光”与“能”之合――LED在农林、园艺中的应用

　　“红蓝光LED组合可为植物光合作用提供理想的光谱，是未来农业与生物领域重要的人工光源，尤其400~700纳米波长的光源更利于植物工厂的照明。”在世界设施园艺界享有声誉的日本千叶大学环境健康都市园艺科学教育研究中心教授古在丰树如此表示。

　　同时，业内专家们普遍认为，LED应用于农业领域具有很多优势，比如LED波长类型丰富，可调控的余地较大。可以集中特定波长的光均匀照射植物，可以调节作物开花和果实，而且能控制株高和植物的营养成分。另外，LED属于冷光源，热负荷低，近距离置于植物不会灼伤，光的利用率高，节能省电。同时，LED体积小，可以制备多种形状的器件灯具，占用空间小，可多层栽培立体组合，安装方便，使植物工厂小型化。

　　目前在温室、大棚种植中，弥补阳光缺少所用的光源一般是荧光灯、高压钠灯和白炽灯等，由于荧光灯的发热较高，离植物不能太近，以免灼伤。这样不仅增加了电能损耗还增加了室内的热负荷，这些都促使研究人员以LED的冷光源代替荧光灯。

　　尤其是近年大量研究成果证明LED可以作为组培、温室、封闭植物工厂的人工光源，比如在植物生长中用LED、荧光灯与自然光条件下的对比试验，表明LED 光环境下植株生长速率高于其它处理，表现在叶面积大，叶片数多，叶片生长速度快，扎根较深，生长整齐一致，生长优越。

　　极具产业发展潜力

　　南京农业大学农学院教授徐志刚表示，“目前，我国设施园艺面积已达已达337 hm2，其中日光温室占25%左右，成为效益最大的重要种植产业。在东南沿海地区，地面接收到的太阳光能减少的趋势比全国整体的下降趋势更为剧烈，采用LED补光是解决设施生产受弱光制约的有效途径。”

　　目前，LED光源在植物栽培领域的应用与研究也越来越受到世界各国的广泛重视，在美国、日本、德国以及北欧加拿大等国家，已开发出各种各样的植物工厂，为未来农业生产开辟了新的道路。由于北欧、中欧和加拿大地区的日光时间明显较短，LED 照明在这些国家和地区有着巨大的市场潜能。正如在此次论坛上，飞利浦固体照明系统全球园艺照明部总监Udo Van SLOOTEN先生也明确表示，“在未来的时代城市植物工厂会成为一个大趋势，而LED照明将在城市植物工厂中发挥重要作用。我们要告诉种植商，应用和投入LED将非常值得。”

番茄生长中的应用

　　尤其是在日本，LED在农业领域的应用已经显示出旺盛的活力，日本全国各地就建了许多依靠人造光培育蔬菜的“植物工厂”， 在植物工厂，可以摆放多层栽培系统，而且植物生长速度快，比如莴苣，种植秧苗后两周即可收获。用几十米见方的地方就可以生产出相当于20公顷耕地的产品，效益等于耕地的2000倍，而且还有不使用农药、不受气候影响的优点。尤其是在当前全球能源短缺的背景下, LED的推广普及正受到世界各国的高度重视，预计在不久的将来以LED为核心的人工补光技术必将在可控环境，甚至会带来，而这一产业也将获得空前的发展。

　    亟待探索的新课题

    　LED在未来的农业领域将成为最有前途的人工光源，也会有越来越广泛的应用。同时国内外的众多厂商也纷纷进军农业照明，菲力浦科研机构在应用研发方面也取得了相当的成果，就国内来说，南京农业大学展示的“LED植物组培灯” 、“LED植物灯”、 “LED智能生物培养箱”和“LED植物培育智能光控系统”等系列研究成果也已受到产业界广泛关注。

　　但目前看来，植物工厂仍是一个比朝阳产业还可谓“超前”的产业，在2011年5月12日下午，由国家半导体照明工程研发及产业联盟举办，主题为“‘光’与‘能’之合――LED在农林、园艺中的应用”的中国上海国际新光源&新能源照明论坛专题论坛，来自各个领域的专业人士也就LED进入植物照明领域发表了自己的看法，认为当前这个领域还有很多课题需要探索。比如种植商普遍对LED的好处在哪里理解不深，而LED生产厂商也对如何把灯具做成适合种植业的形态还有所欠缺，还有在单色LED对不同植物的作用机理、适宜的LED组合配比参数及其专用灯具的开发，以及如何进一步提高光效、降低成本等，都是当前亟待解决的课题。

        业内一些专业人士表示，芯片是LED植物照明光源的关键元器件，LED植物照明灯具生产商对上游供应商的研发标准要求较高，尤其是匹配植物生长的特定波长的产品生产能力，这对LED芯片供应商应该说是一个新的挑战。