現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)在發(fā)展，農(nóng)業(yè)照明需求在擴(kuò)大，再加上LED照明技術(shù)的進(jìn)步及在農(nóng)業(yè)照明中的應(yīng)用范圍擴(kuò)展，各種因素都傳遞著LED在農(nóng)業(yè)照明市場(chǎng)的潛力，農(nóng)業(yè)照明也被認(rèn)為是LED照明的“藍(lán)?！敝唬皇菦]有“隨隨便便”的成功，盡管廣被看好，但LED農(nóng)業(yè)照明市場(chǎng)似乎一直是“雷聲大。雨點(diǎn)小”，近在眼前，卻又有點(diǎn)觸不可及，那么LED農(nóng)業(yè)照明還有多少坎兒要過(guò)呢?
“近在眼前”與“觸不可及”
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)具有非常重要的戰(zhàn)略地位，隨著技術(shù)發(fā)展及環(huán)境變化，高技術(shù)、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(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，已成為政府工作的重要內(nèi)容。我國(guó)制定進(jìn)行中的“十三五”規(guī)劃，也計(jì)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(zhǎng)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(kuò)大，對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)照明燈具技術(shù)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(diǎn)外，相較于目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)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(fù)荷低與允許提高單位面積栽培量等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)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(shí)在養(yǎng)殖，微藻培養(yǎng)等方面也擁有巨大的應(yīng)用潛力。
有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，農(nóng)業(yè)LED光照是傳統(tǒng)照明的延伸和擴(kuò)展，是在傳統(tǒng)照明之外逐步發(fā)展出來(lái)的一個(gè)非視覺照明領(lǐng)域，這個(gè)非視覺照明領(lǐng)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(xué)，LED農(nóng)業(yè)光照是其中一個(gè)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(shù)和產(chǎn)品支撐，更為重要的是，農(nóng)業(yè)LED光照為L(zhǎng)ED提供了巨大廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。
“中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展整體面臨升級(jí)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(guó)家宏觀政策支持，未來(lái)3至5年將是設(shè)施農(nóng)業(yè)快速機(jī)遇窗口期，市場(chǎng)前景巨大。”也曾有業(yè)內(nèi)人士如是說(shuō)。
廈門通秴科技有限公司總經(jīng)理徐虹認(rèn)為，在政治經(jīng)濟(jì)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(chǎng)發(fā)展逐漸由大田農(nóng)業(yè)、設(shè)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(chǎng)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(shù)發(fā)展將實(shí)現(xiàn)跨界技術(shù)融合和創(chuàng)新的超越照明。不過(guò)，開發(fā)都市垂直農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)目前需要基礎(chǔ)研究的進(jìn)一步開展以及各個(gè)要素相互間關(guān)系的優(yōu)化和控制，系統(tǒng)需要對(duì)生物和系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的多樣性、季節(jié)性的適應(yīng)性和冗余性的滿足，需要安全性、可靠性、簡(jiǎn)單友好控制界面、自適應(yīng)和自我學(xué)習(xí)能力。
看好LED農(nóng)業(yè)照明的應(yīng)用，美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)紛紛將LED農(nóng)業(yè)照明應(yīng)用作為重要的發(fā)展方向，積極布局。國(guó)內(nèi)外的眾多廠商也紛紛進(jìn)軍農(nóng)業(yè)照明。
經(jīng)過(guò)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(duì)照明的認(rèn)識(shí)，以及人工補(bǔ)光的作用和重要性等的認(rèn)識(shí)正在逐步加深，LED企業(yè)也越來(lái)越有信心。
不過(guò)正如人們常常說(shuō)的“前途是光明的，道路是曲折的”，LED農(nóng)業(yè)照明的前景無(wú)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(yīng)對(duì)，有坎兒要邁過(guò)。
LED農(nóng)業(yè)照明還有哪些坎兒要過(guò)?
LED在農(nóng)業(yè)照明中的應(yīng)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(bǔ)光、植物組培、植物工廠等。LED在植物照明中的應(yīng)用和研究備受關(guān)注，比如早在2010年中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院所屬高科技企業(yè)——-北京中環(huán)易達(dá)設(shè)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(xué)、松下(中國(guó))電工、臺(tái)灣億光等數(shù)十家國(guó)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(yíng)養(yǎng)液制劑等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)開發(fā)等達(dá)成一致，簽訂了戰(zhàn)略聯(lián)盟。
此外，隨著人們對(duì)于健康的關(guān)注程度越來(lái)越高，農(nóng)業(yè)應(yīng)用驅(qū)誘病蟲害減少農(nóng)藥使用量也是意義重大，而通過(guò)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(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所研究員陸宴輝指出，昆蟲的可見波長(zhǎng)范圍為250-700nm，對(duì)紫外光敏感而對(duì)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(chǔ)和應(yīng)用，下一步需要和企業(yè)結(jié)合起來(lái)一起開發(fā)產(chǎn)品，在這方面的應(yīng)用需求很大。
[NT:PAGE]經(jīng)過(guò)前期多年的探索積累，LED在農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域的應(yīng)用和相關(guān)研究都取得了不少的進(jìn)步，不過(guò)，縱觀LED農(nóng)業(yè)照明仍然面臨著一些重要問(wèn)題需要解決。其中之一就是基礎(chǔ)研究仍需努力。
對(duì)于LED農(nóng)業(yè)照明的基礎(chǔ)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(duì)性較強(qiáng)，現(xiàn)僅對(duì)個(gè)別品類涉及研發(fā)，未來(lái)涉及作物種類的擴(kuò)大，研究投入將非常巨大。對(duì)植物光生理機(jī)理性基礎(chǔ)研究還比較缺乏，要占領(lǐng)此領(lǐng)域市場(chǎng)主導(dǎo)地位，還需要政府及社會(huì)公共資源的支持，以增進(jìn)持續(xù)研發(fā)投入等。
除了地面上LED農(nóng)業(yè)照明應(yīng)用，在航空航天長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)距離的空間活動(dòng)中，要遠(yuǎn)距離的實(shí)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(jìn)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(gè)光譜段對(duì)植物會(huì)有什么影響，再加上作物很多，不同作物的需求會(huì)有區(qū)別，會(huì)分的很細(xì)，從這個(gè)角度，基礎(chǔ)研究也非常重要和被需要。
也有企業(yè)人士表示，未來(lái)LED前景市場(chǎng)非常大，但目前來(lái)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(duì)LED的特性、性能基本都是掌握的，也非常關(guān)注LED在農(nóng)業(yè)照明中的應(yīng)用，會(huì)花費(fèi)一些精力去學(xué)習(xí)，當(dāng)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等有了解，且具備設(shè)計(jì)等能力后，對(duì)于用于什么植物，如何做實(shí)驗(yàn)，該得到怎樣的系能參數(shù)，如何形成自己的產(chǎn)品特點(diǎn)等方面卻需要研究層面的指導(dǎo)配合。
此外，成本問(wèn)題依舊是LED農(nóng)業(yè)照明應(yīng)用面臨的一大挑戰(zhàn)。LED產(chǎn)品成本價(jià)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(gè)很大的挑戰(zhàn)，企業(yè)會(huì)幫助用戶分析，比如采用多長(zhǎng)時(shí)間的補(bǔ)光，綜合各方面的農(nóng)業(yè)技術(shù)等算出投入和產(chǎn)出，“很多用戶表示知道補(bǔ)光有好的效果，但是初期投資還是挺大的”。
實(shí)際上，與之前LED農(nóng)業(yè)照明產(chǎn)品相比，成本或產(chǎn)品價(jià)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(shù)指標(biāo)，企業(yè)可以結(jié)合一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將成本分解，最大限度的，不過(guò)，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(guò)坎兒?
市場(chǎng)從小到大，應(yīng)用從少到多都需要過(guò)程，我國(guó)LED農(nóng)業(yè)照明受關(guān)注度在提高，市場(chǎng)也在不斷發(fā)展，不少企業(yè)進(jìn)入其中布局，行業(yè)力量也在行動(dòng)。比如2014年4月28日，由國(guó)家半導(dǎo)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(yīng)用推廣委員會(huì)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(huì)上，又對(duì)農(nóng)業(yè)與生物光照最新的進(jìn)展進(jìn)行了研討，并提出 “十三五”農(nóng)業(yè)光照的項(xiàng)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(chǔ)研究仍有大量工作要做，比如光品質(zhì)、光生物研究等。對(duì)于LED農(nóng)業(yè)照明的最新技術(shù)與應(yīng)用，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授徐志剛表示，農(nóng)業(yè) LED 光照基礎(chǔ)研究的內(nèi)容主要包括光生物學(xué)、植物工廠節(jié)能機(jī)理與優(yōu)化栽培模式、溫室補(bǔ)光標(biāo)準(zhǔn)與低成本補(bǔ)光機(jī)理等幾大塊。其中，光生物學(xué)包括植物光照的生物學(xué)機(jī)理、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖光照的生物學(xué)機(jī)理、昆蟲趨誘的生物學(xué)機(jī)理等。植物工廠節(jié)能機(jī)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(bǔ)光標(biāo)準(zhǔn)與低成本補(bǔ)光機(jī)理包括溫室補(bǔ)光標(biāo)準(zhǔn)、溫室低成本補(bǔ)光的機(jī)理與方法。應(yīng)用技術(shù)研究包括溫室低成本補(bǔ)光裝備與系統(tǒng)、植物工廠裝備與技術(shù)、植物工廠配套栽培技術(shù)、植物工廠專用品種選育等。
對(duì)于當(dāng)前LED農(nóng)業(yè)照明研究與生產(chǎn)有些脫節(jié)的問(wèn)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(chǔ)上調(diào)整而來(lái)，并不太科學(xué)，在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的不同場(chǎng)合、地點(diǎn)需求有所不同，包括產(chǎn)品的名稱、結(jié)構(gòu)等都應(yīng)該有所講究，有很多地方需要指導(dǎo)，“科研單位與企業(yè)要做好對(duì)接，形成良好的氛圍，更好的開發(fā)對(duì)農(nóng)業(yè)有用的產(chǎn)品?！?/p>
面對(duì)當(dāng)前LED農(nóng)業(yè)照明用產(chǎn)品價(jià)格高的問(wèn)題，有業(yè)內(nèi)人士建議，在當(dāng)前LED農(nóng)業(yè)照明產(chǎn)品價(jià)格尚未達(dá)到大規(guī)模普及的狀況，可以選擇應(yīng)用在一些光照效果明顯，本身價(jià)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(yīng)，價(jià)格也很難降下來(lái)。
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(guò)統(tǒng)一的對(duì)外平臺(tái)，采用集中采購(gòu)的方式，形成規(guī)?；?yīng)，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(shí)邀請(qǐng)科研院所參與，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)所長(zhǎng)，借助統(tǒng)一的平臺(tái)，開展把握市場(chǎng)動(dòng)向，開發(fā)及推廣產(chǎn)品應(yīng)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(yùn)作方式在國(guó)外有成熟的運(yùn)作模式，可以考慮借鑒。
不過(guò)，當(dāng)前LED農(nóng)業(yè)照明市場(chǎng)遠(yuǎn)不如照明市場(chǎng)，雖然受關(guān)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(rèn)真考慮是否參與分步走，其中的共享機(jī)制與利益機(jī)制是怎樣的，采訪何種方式運(yùn)作等諸多問(wèn)題需要弄清楚。
“農(nóng)業(yè)照明并不是一個(gè)賺快錢的渠道，需要時(shí)間運(yùn)營(yíng)，進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，一定程度需要一些人文情懷，對(duì)投資回報(bào)期不太適合期待太快?！庇袠I(yè)內(nèi)人士如是說(shuō)。
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