LED光源在農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域的市場潛力

(1) 龐大的農(nóng)業(yè)照明需求。以溫室補(bǔ)光為例，補(bǔ)光設(shè)施是現(xiàn)代玻璃溫室的基本必備組成，目前中國有玻璃溫室0.35萬公頃，而整個(gè)世界的玻璃溫室總面積則達(dá)到了 4.9萬公頃，若考慮到世界上總面積達(dá)到283萬公頃的塑料溫室大棚，則溫室補(bǔ)光的市場需求將更龐大。電光源也是組培育苗的必需品和易耗品，所以，LED 組培專用光源具有廣闊持久的消費(fèi)市場。我國是全球工廠化植物組培育苗的生產(chǎn)基地和出口基地，也是全球最大的組培苗消費(fèi)市場。自上世紀(jì)90年代中期以來，中國大陸承接了全球工廠化組培育苗的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，現(xiàn)在這一產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移過程已經(jīng)完成。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，截止2007年底，年產(chǎn)量大于1000萬株的組培企業(yè)，全國有 300多家，植物組培的總面積在2000萬平方米以上，年產(chǎn)值200億元左右。另外，植物工廠特別是人工光植物工廠對LED光源也有巨大的需求。目前，商業(yè)化的植物工廠主要分布于日本，其總數(shù)達(dá)到了50家，其中35家是完全采用人工光照明，隨著植物工廠技術(shù)的日益成熟，植物工廠應(yīng)用也必將是LED應(yīng)用的一個(gè)重要市場。
除了光合照明之外，LED在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域其它方面也存在著很大的應(yīng)用空間，如對于農(nóng)業(yè)害蟲的物理防治來說，可以采用特定波長的 LED光源，引誘并滅殺害蟲，減少農(nóng)藥施用量，做到安全綠色生產(chǎn)；對于動(dòng)物養(yǎng)殖來說，可以根據(jù)不同的養(yǎng)殖目的（如產(chǎn)肉、產(chǎn)蛋、產(chǎn)奶等），采用特定波長的 LED實(shí)施光照促進(jìn)動(dòng)物生產(chǎn)率，減少飼料添加劑及激素的使用，實(shí)現(xiàn)高效綠色生產(chǎn)；對于海洋捕撈來說，可以應(yīng)用特定波長的LED光源，進(jìn)行海產(chǎn)品的誘導(dǎo)，提高捕撈量；對于微生物來說，可以采用促進(jìn)有益微生物繁殖增殖的特定波長的LED實(shí)施光照，實(shí)現(xiàn)高效率、密集產(chǎn)量的微生物反應(yīng)過程。相比起來，傳統(tǒng)的光源很難或者不能勝任這些特殊應(yīng)用的要求，因此充分開拓LED在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，也將給LED的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用帶來相當(dāng)大的市場需求。
(2) 相比傳統(tǒng)光源LED在農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。LED具有光效高、發(fā)熱低、體積小、壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)。在農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域，相比傳統(tǒng)光源，其優(yōu)勢更突出體現(xiàn)在：
a.生物能效高。研究表明，植物光合作用主要是利用波長為610~720nm（波峰為660nm）的紅橙光，吸收的光能約占其生理輻射的55％左右；其次是波長為400~510nm （波峰為450nm）的藍(lán)紫光，吸收的光能約占其生理輻射的8％左右。而傳統(tǒng)光源的輻射光譜中除了紅藍(lán)光之外，往往還存在著大量的綠光及紅外光成分，這些光譜成分對植物光合作用的效益不大；另一方面，傳統(tǒng)光源的輻射光譜對植物需求而言往往不平衡，譬如熒光燈就存在著藍(lán)光成分過多的問題，這些都降低了植物對傳統(tǒng)光源輻射能量的利用率。相比之下，利用LED作為植物光源，則可以控制其輻射光譜全部為紅藍(lán)光波段，而且可以根據(jù)不同植物的不同需求精確調(diào)整其紅藍(lán)光質(zhì)比，使其輻射能量可完全為植物吸收利用，相比傳統(tǒng)光源，大大提高了其生物能效。
b.可大大提高植物栽培密度。一方面，由于LED光源緊湊，相比傳統(tǒng)光源其體積大大減??；另一方面，由于傳統(tǒng)光源會(huì)輻射大量的熱量到植物表面，因此在使用其作為植物補(bǔ)光光源時(shí)，必須保持其與植物表明有一定的間隔，譬如高壓鈉燈在使用時(shí)，一般要求其至少與植物間隔1m，而LED屬于冷光源，其輻射光譜對植物的熱效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)光源，即使近距離照射也不會(huì)造成植物灼傷，因此可實(shí)現(xiàn)對植物的近距離照射，這樣，在植物工廠或組培中就可以大大縮短栽培層架之間的距離，提高空間利用效率，大大提高植物的單位空間栽培密度。
c. LED農(nóng)業(yè)照明應(yīng)用產(chǎn)生的節(jié)能效果顯著。照明是設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要能耗去向之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在熒光燈組培生產(chǎn)中，照明能耗占運(yùn)行能耗的30%~40%，而在熒光燈植物苗工廠中，這一份額更是高達(dá)82%。利用LED替代傳統(tǒng)的照明光源可以大大減少這些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的照明能耗。如荷蘭在溫室中利用LED的補(bǔ)光實(shí)驗(yàn)表明，與傳統(tǒng)的高壓鈉燈和金屬鹵素?zé)舻认啾萀ED可節(jié)能50%~80%；在植物工廠里，使用傳統(tǒng)光源每平方米需要配備0.5千瓦的光源，而LED僅需要 0.27千瓦，這樣就可以使耗電量下降約一半。在組培領(lǐng)域，全國組培總面積在2000萬m2以上，如果一年按組培每天的光照時(shí)間為16h/d，每年300 天的生產(chǎn)日計(jì)算，則由熒光燈引起的年耗電總量在1075億kW·h以上；采用LED后，其年耗電總量在518億kW·h左右，年節(jié)電總量在560億 kW·h以上，節(jié)能效果顯著。
LED被認(rèn)為是21世界農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最有前途的人工光源，對解決環(huán)境污染，提高空間利用率，減少溫室效應(yīng)都具有十分重要的意義，所以加快LED節(jié)能光源在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用步伐也備受關(guān)注。