現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)在發(fā)展，農(nóng)業(yè)照明需求在擴大，再加上LED照明技術的進步及在農(nóng)業(yè)照明中的應用范圍擴展，各種因素都傳遞著LED在農(nóng)業(yè)照明市場的潛力，農(nóng)業(yè)照明也被認為是LED照明的“藍海”之一，只是沒有“隨隨便便”的成功，盡管廣被看好，但LED農(nóng)業(yè)照明市場似乎一直是“雷聲大。雨點小”，近在眼前，卻又有點觸不可及，那么LED農(nóng)業(yè)照明還有多少坎兒要過呢?
“近在眼前”與“觸不可及”
我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)具有非常重要的戰(zhàn)略地位，隨著技術發(fā)展及環(huán)境變化，高技術、低耗、高效的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向，而加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，已成為政府工作的重要內(nèi)容。我國制定進行中的“十三五”規(guī)劃，也計劃有“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與糧食安全戰(zhàn)略研究”等課題。
另一方面，光照作為生物生長的必要條件，已經(jīng)成為提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要手段現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)照明的需求和能耗在不斷擴大，對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)照明燈具技術也提出了新的挑戰(zhàn)。LED作為新一代光源，除了環(huán)保節(jié)能的特點外，相較于目前農(nóng)業(yè)領域常用熒光燈或高壓鈉燈等人工光源，具有光量可調(diào)整、光質(zhì)可調(diào)整、冷卻負荷低與允許提高單位面積栽培量等優(yōu)點，對封閉有環(huán)控的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，如植物組織培養(yǎng)室等是一種非常適合的人工光源。同時在養(yǎng)殖，微藻培養(yǎng)等方面也擁有巨大的應用潛力。
有業(yè)內(nèi)人士認為，農(nóng)業(yè)LED光照是傳統(tǒng)照明的延伸和擴展，是在傳統(tǒng)照明之外逐步發(fā)展出來的一個非視覺照明領域，這個非視覺照明領域，不僅包含農(nóng)業(yè)光照，還包含LED光通訊和LED人體醫(yī)學，LED農(nóng)業(yè)光照是其中一個非常重要的內(nèi)容。LED光源特別適合于農(nóng)業(yè)光照，為優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了技術和產(chǎn)品支撐，更為重要的是，農(nóng)業(yè)LED光照為LED提供了巨大廣闊的應用市場。
“中國經(jīng)濟社會發(fā)展整體面臨升級換代，特別是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展得到國家宏觀政策支持，未來3至5年將是設施農(nóng)業(yè)快速機遇窗口期，市場前景巨大。”也曾有業(yè)內(nèi)人士如是說。
廈門通秴科技有限公司總經(jīng)理徐虹認為，在政治經(jīng)濟環(huán)境和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)環(huán)境的雙重需求下，都市垂直農(nóng)業(yè)智能控制需求日增。農(nóng)業(yè)市場發(fā)展逐漸由大田農(nóng)業(yè)、設施農(nóng)業(yè)向都市垂直農(nóng)業(yè)發(fā)展，都市農(nóng)業(yè)市場將由工廠集中化向商業(yè)、工業(yè)、居住樓宇的分散性轉(zhuǎn)化。而都市農(nóng)業(yè)技術發(fā)展將實現(xiàn)跨界技術融合和創(chuàng)新的超越照明。不過，開發(fā)都市垂直農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)目前需要基礎研究的進一步開展以及各個要素相互間關系的優(yōu)化和控制，系統(tǒng)需要對生物和系統(tǒng)應用環(huán)境的多樣性、季節(jié)性的適應性和冗余性的滿足，需要安全性、可靠性、簡單友好控制界面、自適應和自我學習能力。
看好LED農(nóng)業(yè)照明的應用，美國、日本、韓國等國紛紛將LED農(nóng)業(yè)照明應用作為重要的發(fā)展方向，積極布局。國內(nèi)外的眾多廠商也紛紛進軍農(nóng)業(yè)照明。
經(jīng)過幾年的發(fā)展，LED農(nóng)業(yè)照明的終端用戶，比如農(nóng)戶或者生產(chǎn)者，相比前幾年，如今對照明的認識，以及人工補光的作用和重要性等的認識正在逐步加深，LED企業(yè)也越來越有信心。
不過正如人們常常說的“前途是光明的，道路是曲折的”，LED農(nóng)業(yè)照明的前景無可置疑，但現(xiàn)階段LED農(nóng)業(yè)照明所展現(xiàn)出的并非全是觸手可及的美好，更像是處在突破黑暗，抓住黎明的“爬坡兒”期，有挑戰(zhàn)要應對，有坎兒要邁過。
LED農(nóng)業(yè)照明還有哪些坎兒要過?
LED在農(nóng)業(yè)照明中的應用主要包括植物生產(chǎn)、養(yǎng)殖業(yè)、微藻培養(yǎng)、食用菌生產(chǎn)等，比如植物生產(chǎn)系統(tǒng)中的溫室補光、植物組培、植物工廠等。LED在植物照明中的應用和研究備受關注，比如早在2010年中國農(nóng)業(yè)科學院所屬高科技企業(yè)——-北京中環(huán)易達設施園藝科技有限公司分別與荷蘭飛利浦照明、日本三菱化學、松下(中國)電工、臺灣億光等數(shù)十家國際知名企業(yè)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，就LED植物照明光源、工業(yè)控制、空調(diào)環(huán)境控制、營養(yǎng)液制劑等領域的技術創(chuàng)新、市場開發(fā)等達成一致，簽訂了戰(zhàn)略聯(lián)盟。
此外，隨著人們對于健康的關注程度越來越高，農(nóng)業(yè)應用驅(qū)誘病蟲害減少農(nóng)藥使用量也是意義重大，而通過控制LED不同光波段在驅(qū)誘病蟲害方面可以有所作為。中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所研究員陸宴輝指出，昆蟲的可見波長范圍為250-700nm，對紫外光敏感而對紅外光不可見，利用天敵昆蟲以及微生物制劑防治害蟲的研究已有了非常好的基礎和應用，下一步需要和企業(yè)結合起來一起開發(fā)產(chǎn)品，在這方面的應用需求很大。
[NT:PAGE]經(jīng)過前期多年的探索積累，LED在農(nóng)業(yè)照明領域的應用和相關研究都取得了不少的進步，不過，縱觀LED農(nóng)業(yè)照明仍然面臨著一些重要問題需要解決。其中之一就是基礎研究仍需努力。
對于LED農(nóng)業(yè)照明的基礎研究，有業(yè)內(nèi)人士表示，農(nóng)業(yè)作物差異性較大，LED農(nóng)業(yè)燈具產(chǎn)品針對性較強，現(xiàn)僅對個別品類涉及研發(fā)，未來涉及作物種類的擴大，研究投入將非常巨大。對植物光生理機理性基礎研究還比較缺乏，要占領此領域市場主導地位，還需要政府及社會公共資源的支持，以增進持續(xù)研發(fā)投入等。
除了地面上LED農(nóng)業(yè)照明應用，在航空航天長時間遠距離的空間活動中，要遠距離的實現(xiàn)食物和水的循環(huán)再生，核心要依靠植物，主要采用植物工廠形式進行栽培，大部分采用人工光，LED光源非常重要，需要研究清楚，每一種植物適合的最佳的光是怎樣的，要清楚每一種光或者每個光譜段對植物會有什么影響，再加上作物很多，不同作物的需求會有區(qū)別，會分的很細，從這個角度，基礎研究也非常重要和被需要。
也有企業(yè)人士表示，未來LED前景市場非常大，但目前來看，LED農(nóng)業(yè)照明研究與生產(chǎn)環(huán)節(jié)有些脫節(jié)。從LED企業(yè)角度，對LED的特性、性能基本都是掌握的，也非常關注LED在農(nóng)業(yè)照明中的應用，會花費一些精力去學習，當對產(chǎn)品結構等有了解，且具備設計等能力后，對于用于什么植物，如何做實驗，該得到怎樣的系能參數(shù)，如何形成自己的產(chǎn)品特點等方面卻需要研究層面的指導配合。
此外，成本問題依舊是LED農(nóng)業(yè)照明應用面臨的一大挑戰(zhàn)。LED產(chǎn)品成本價值壓力較大，普遍推廣難度較大。有LED照明企業(yè)表示，成本的確是一個很大的挑戰(zhàn)，企業(yè)會幫助用戶分析，比如采用多長時間的補光，綜合各方面的農(nóng)業(yè)技術等算出投入和產(chǎn)出，“很多用戶表示知道補光有好的效果，但是初期投資還是挺大的”。
實際上，與之前LED農(nóng)業(yè)照明產(chǎn)品相比，成本或產(chǎn)品價格已經(jīng)下降了很多，有企業(yè)人士表示，目前LED成本并不是高不可及，如果需求方可以明確的提供技術指標，企業(yè)可以結合一定的技術標準，將成本分解，最大限度的，不過，農(nóng)業(yè)照明產(chǎn)品若大規(guī)模距離被大規(guī)模采用仍然有距離。
該如何邁過坎兒?
市場從小到大，應用從少到多都需要過程，我國LED農(nóng)業(yè)照明受關注度在提高，市場也在不斷發(fā)展，不少企業(yè)進入其中布局，行業(yè)力量也在行動。比如2014年4月28日，由國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CSA)組建的農(nóng)業(yè)生物照明應用推廣委員會工作組在廣東中山小欖鎮(zhèn)正式成立。2015年4月8日，農(nóng)業(yè)與生物照明工作組召開的年度工作會上，又對農(nóng)業(yè)與生物光照最新的進展進行了研討，并提出 “十三五”農(nóng)業(yè)光照的項目建議等。
農(nóng)業(yè)照明不能單純從光的因素考慮，而要綜合各種因素，農(nóng)業(yè)照明基礎研究仍有大量工作要做，比如光品質(zhì)、光生物研究等。對于LED農(nóng)業(yè)照明的最新技術與應用，南京農(nóng)業(yè)大學教授徐志剛表示，農(nóng)業(yè) LED 光照基礎研究的內(nèi)容主要包括光生物學、植物工廠節(jié)能機理與優(yōu)化栽培模式、溫室補光標準與低成本補光機理等幾大塊。其中，光生物學包括植物光照的生物學機理、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖光照的生物學機理、昆蟲趨誘的生物學機理等。植物工廠節(jié)能機理與優(yōu)化栽培模式包括光-葉溫耦合的植物工廠的節(jié)能調(diào)控原理及其栽培模式優(yōu)化、光-葉溫-根溫耦合的植物工廠的節(jié)能調(diào)控原理及其栽培模式優(yōu)化。溫室補光標準與低成本補光機理包括溫室補光標準、溫室低成本補光的機理與方法。應用技術研究包括溫室低成本補光裝備與系統(tǒng)、植物工廠裝備與技術、植物工廠配套栽培技術、植物工廠專用品種選育等。
對于當前LED農(nóng)業(yè)照明研究與生產(chǎn)有些脫節(jié)的問題，有企業(yè)人士表示，現(xiàn)在很多企業(yè)生產(chǎn)的LED農(nóng)業(yè)照明用產(chǎn)品，都是在照明用的產(chǎn)品基礎上調(diào)整而來，并不太科學，在農(nóng)業(yè)應用中的不同場合、地點需求有所不同，包括產(chǎn)品的名稱、結構等都應該有所講究，有很多地方需要指導，“科研單位與企業(yè)要做好對接，形成良好的氛圍，更好的開發(fā)對農(nóng)業(yè)有用的產(chǎn)品。”
面對當前LED農(nóng)業(yè)照明用產(chǎn)品價格高的問題，有業(yè)內(nèi)人士建議，在當前LED農(nóng)業(yè)照明產(chǎn)品價格尚未達到大規(guī)模普及的狀況，可以選擇應用在一些光照效果明顯，本身價值較高的作物上，或者是推廣到一些示范農(nóng)業(yè)區(qū)中，否則很難有規(guī)模效應，價格也很難降下來。
也有業(yè)內(nèi)人士建議，或許可以考慮形成企業(yè)聯(lián)合體，通過統(tǒng)一的對外平臺，采用集中采購的方式，形成規(guī)模化效應，最大限度的降低成本，也可以在聯(lián)合體內(nèi)，企業(yè)形成小范圍的分工，同時邀請科研院所參與，發(fā)揮各自的優(yōu)勢所長，借助統(tǒng)一的平臺，開展把握市場動向，開發(fā)及推廣產(chǎn)品應用、建立數(shù)據(jù)中心、甚至專利池等工作。目前聯(lián)合體的運作方式在國外有成熟的運作模式，可以考慮借鑒。
不過，當前LED農(nóng)業(yè)照明市場遠不如照明市場，雖然受關注程度很高，但相形之下，尚處于付出階段，在這種情況下，倘或采用聯(lián)合體的形式，就需要認真考慮是否參與分步走，其中的共享機制與利益機制是怎樣的，采訪何種方式運作等諸多問題需要弄清楚。
“農(nóng)業(yè)照明并不是一個賺快錢的渠道，需要時間運營，進入這個領域，一定程度需要一些人文情懷，對投資回報期不太適合期待太快?！庇袠I(yè)內(nèi)人士如是說。
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