植物照明領(lǐng)域作為近年來發(fā)展較快的農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域之一，LED以其光效高、發(fā)熱低、體積小、壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)，在植物照明領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，植物照明等也隨著LED照明技術(shù)的日漸成熟，企業(yè)紛紛從通用照明市場轉(zhuǎn)戰(zhàn)植物照明領(lǐng)域，植物照明擁有廣闊前景。
那么，在發(fā)展的過程中，LED植物照明目前都存在哪些問題?目前LED在植物照明中的占比是多少? LED與其他光源在植物照明的優(yōu)劣對比，LED植物照明未來發(fā)展趨勢如何?在日前的植物照明會議上，諸位嘉賓對此進(jìn)行了詳細(xì)的討論。
1.如何看待目前植物照明整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?
方煒： 植物照明產(chǎn)業(yè)的未來應(yīng)該是很樂觀的，從現(xiàn)在植物產(chǎn)品的銷售量看，不管是入門的菜葉還是養(yǎng)生的食材，甚至是會成為未來趨勢的藥材，不管是在國內(nèi)還是臺灣日本，這些產(chǎn)品的售價越來越高，植物照明未來一定有很光明的前景。前提是，你的產(chǎn)品必須要有特色。
產(chǎn)品有了特色，接下來決定產(chǎn)業(yè)是否成功的一點(diǎn)，就是看誰的商業(yè)營銷模式能夠順暢地執(zhí)行。植物產(chǎn)品的生命周期很短，但很多人不會銷售，種的產(chǎn)品賣不出去，其實(shí)產(chǎn)品是需要不同路線的。從新鮮的蔬菜到加工品，從半成品到成品，當(dāng)產(chǎn)品變得多元化，那么銷售的渠道也變得多元化。銷量自然就上去了。
2.目前LED在植物照明燈具占整個市場份額占多少?
冼鈺倫：目前在大棚使用的植物照明燈具，全球來說主要還是高壓鈉燈，國內(nèi)主要還是熒光燈，LED燈其實(shí)用得很少，近幾年在大麻領(lǐng)域中的應(yīng)用增長速度有加快，部分植物工廠也有采用LED，但總體而言LED目前占比還是很少。
3.用植物照明種出來的蔬菜與普通蔬菜相比特點(diǎn)優(yōu)勢在哪?
蔣晶晶：有幾大特點(diǎn)，第一個最大的特點(diǎn)就是用植物工廠種出來的蔬菜非常安全，只有在一個可控的環(huán)境用LED燈照射它，通過人工控制來它的環(huán)境和營養(yǎng)液，這是超越綠色蔬菜的，而且在植物工廠里面不需要使用任何的殺蟲劑、除草劑，我們的營養(yǎng)液避免傳統(tǒng)土壤里面存在重金屬的污染。第二個特點(diǎn)，因?yàn)槲覀兪侨斯?chuàng)造的捷徑環(huán)境，空氣是過濾過的，水是凈化的，灰塵和細(xì)菌含量非常低。第三個特點(diǎn)是植物工廠的產(chǎn)品非常新鮮，對比其他傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植長途運(yùn)輸產(chǎn)生的損耗，植物工廠放在大城市周邊，從采收到餐桌可在12小時內(nèi)完成，和在家門口種顆菜效果是一樣的。
另外，跟傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)比，植物照明工廠可以定制，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)受限于一年四季氣候和溫度變化的事實(shí)，雖然現(xiàn)在溫室大棚可以吃上反季節(jié)產(chǎn)品，但是植物工廠完全沒有季節(jié)的概念，它一年四季產(chǎn)品都一樣，而且高效。
方煒：我們應(yīng)該要有這樣的思維：植物工廠的菜和普通蔬菜的價值不一樣。在臺灣，植物工廠的菜只需要通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。在室內(nèi)，空氣粉塵的檢測是一立方公分的粉塵含量為十萬個的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足了這個標(biāo)準(zhǔn)的就鑒定為潔凈。無塵室標(biāo)準(zhǔn)是每立方公分有一萬粉塵量，而一般的食品加工廠是十萬，植物工廠不是無塵室，所以植物工廠滿足食品加工廠的環(huán)境要求就夠了，這種環(huán)境下種出來的菜已經(jīng)達(dá)到生吃的標(biāo)準(zhǔn)。
4.目前有沒有研究植物工廠種植出來的菜，在功能或者性能方面存在缺陷?人工種植會不會改變菜的結(jié)構(gòu)，或者其他類似轉(zhuǎn)基因問題?
方煒：人工光跟太陽光基本上是一樣的，對植物的長勢沒有差別。唯一的區(qū)別在于，如果這個植物偏紅色，你用準(zhǔn)確的光譜，它就會種出正常顯色紅葉的生菜，可是你說蔬菜少了花青素會不會不同，只是少了部分營養(yǎng)而已?？赡苡盟嘞到y(tǒng)種出來的菜，口感都會比較嫩，有些人很喜歡，有些人卻說不自然，人是唯一穿衣服的動物，但我們穿衣服也并沒有覺得不自然，所以不要把自然二字無限放大。
植物工廠用數(shù)據(jù)說話，我們調(diào)節(jié)光從而種出對人有益的成分，太陽光里面藍(lán)光跟紅光比例是固定的，但是通過照明可以讓我們需要的成分更多的出現(xiàn)，但并沒有改變蔬菜的基因，這是植物本身的能力，我們并沒有改變植物的基因。
營養(yǎng)成分就是蔬菜的終端應(yīng)用，有些營養(yǎng)價值更高，有些營養(yǎng)成分不是我們需要的，當(dāng)我們需要植物的某個成分，可以通過物理?xiàng)l件去做調(diào)控，這就是植物工廠的好處，定向調(diào)控蔬菜對人體有益成分的生長，或者通過改變蔬菜的生長環(huán)境來調(diào)節(jié)不同的口味。
5.怎么看待種植大麻在中國是違法，但在荷蘭卻是合法?大麻種植的發(fā)展怎樣?
陳光彩：大麻本身就是一把雙刃劍，它的用藥價值毋庸置疑。在美國不同的州有不一樣的法律，要看當(dāng)?shù)卣趺纯创耸?。目前在國?nèi)如果要種植大麻，必須要有一些特殊的許可證，或者在某些特殊的地方種植才可以。
劉洋：美國很多州已經(jīng)在大麻市場方面合法化了，現(xiàn)已有成熟燈具在使用。而且他們現(xiàn)在市場尋求一種比高壓鈉燈更高效的LED燈具方案，如果說你的LED燈具方案跟現(xiàn)在用的高壓鈉燈沒有明顯優(yōu)勢，那推廣肯定是會存在一些阻礙的。
6.LED和傳統(tǒng)光源金屬鹵化物燈(HID)在植物照明的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?陶瓷燈在國內(nèi)外植物照明市場的發(fā)展趨勢怎么樣?
雷霆：高壓鈉燈在農(nóng)用生產(chǎn)上用了很長時間，LED才剛開始運(yùn)用，但作為普通照明來講，目前LED市場占有率越來越高，很多傳統(tǒng)燈具被LED取代了，這是科技發(fā)展的必然趨勢。但金屬鹵化物燈的光譜輸出比較固定，很難控制光譜的變化，所以適合某些特定植物的生長，目前西紅柿種植上金屬鹵化物燈應(yīng)用非常廣泛，但如果做植物工廠， LED比它好用得多，它的光譜更適合。不過目前LED的QE值跟金屬鹵化物燈對比，LED沒有明顯優(yōu)勢。
方煒： HID比較難應(yīng)用在垂直農(nóng)場，一是它的熱，另一個是它的體積。在溫室里面，HID也很難跟高壓鈉燈競爭，因?yàn)楣庾V的傾向不太一樣，全世界溫室人工補(bǔ)光基本上都是高壓鈉燈，LED早期應(yīng)用在溫室里面的是荷蘭人，想取代高壓鈉燈，但后來發(fā)現(xiàn)不可行，高壓鈉燈在溫室裝很高，大概4、5米的高度，一個燈涵蓋下面很大面積的植物，LED安裝在這個高下面光會少很多，所以目前荷蘭使用兩者結(jié)合的方式，頭燈用高壓鈉燈，植物跟植物間距15、20公分使用可調(diào)節(jié)高度的LED，，專門去照結(jié)果上方的葉片，兩者結(jié)合效果非常好，而且LED基本上只要紅光就夠了。
7.水培蔬菜跟植物工廠有什么區(qū)別，植物工廠蔬菜里面會不會有昆蟲生長?
蔣晶晶：無論是大棚溫室還是室內(nèi)全人工光工廠，都會長蟲。關(guān)鍵在于怎么控制，大棚溫室是一個半人工控制環(huán)境的，開關(guān)門狀態(tài)沒有進(jìn)行很好管理的話，就會有蟲子進(jìn)來，通?？臻g很大也有蟲子進(jìn)來。植物工廠管理和溫室大棚管理嚴(yán)格條件不是一個級別，我們進(jìn)植物工廠，人的毛發(fā)都要進(jìn)行保護(hù)，另外植物工廠的空氣、水都是經(jīng)過凈化或者過濾的，如果嚴(yán)格按照植物工廠的管理模式，長蟲的概率非常低，所以植物工廠不允許使用殺蟲藥。在溫室大棚，我們只能盡量去降低它的污染比例，通過營養(yǎng)液進(jìn)行水培是其中一個方法。
在光質(zhì)不同的基礎(chǔ)上，怎么樣保證它的光通量密度?另外，怎么去確保它是在同樣的光強(qiáng)度中。比如紅藍(lán)兩種不同光源組合成同樣功率，而且藍(lán)光芯片與紅光芯片電壓芯片不太一樣，不同的數(shù)量好像代表不同的光強(qiáng)度，就是PPF是不一樣的，因?yàn)楣庵扛参锶~綠素A和B有關(guān)系。
陳光彩：即使是同樣的PPF，每瓦類似光效的概念，不同的光譜做出來對植物生長的影響肯定也是不同的，現(xiàn)在很多市面上賣的燈具，很多就是以PPF每瓦衡量性能，我覺得這個是不全面的，因?yàn)樗]有包含光譜。有效的PPF對植物增長光譜非常重要。
我們都知道，在燈具設(shè)計(jì)的時候，任何一個燈照下來的光斑要實(shí)現(xiàn)完全均勻是很難的，只能在燈具生產(chǎn)的階段通過光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，盡可能把光做得更均勻，比如針對中功率的一些線性燈做得很不錯，如果你是要在大棚里補(bǔ)光，就需要更加精準(zhǔn)的光學(xué)設(shè)計(jì)。
8.在進(jìn)行植物照明研究時，在同樣的PPFD下進(jìn)行的光試驗(yàn)，和在不同的的PPFD下進(jìn)行的，是否會導(dǎo)致最終的試驗(yàn)結(jié)果不同?
方煒：PPFD一樣的情況比較光譜，如果PPFD有高有低，光譜不同，研究成果基本就沒有說服力。不過這要看研究的方向，如果是PPFD一樣，光譜不同，這就是做光譜的研究;也有的研究是PPFD不一樣，而是能耗一樣，相同的燈正常使用，比如每根20瓦的燈點(diǎn)亮5根，通過擺放高度的調(diào)整，比較的是栽培力度的不同，這些都要整體一起考量。
我覺得有幾個指標(biāo)可以用來衡量植物工廠整體的效能，第一個是燈安裝完以后去量，量的指標(biāo)跟PPFD除以瓦的指標(biāo)就是光源本身的指標(biāo)。光源耗電產(chǎn)生多少光子，需要測量栽培面的PPFD，用PPFD單位來做指標(biāo)衡量裝完后的狀況。
還有一個指標(biāo)叫電力產(chǎn)能，從蔬菜播種發(fā)芽到種出成品，算上總的蔬菜種植量，除以耗電量，這個指標(biāo)可以衡量能源產(chǎn)能，即每度電能種植多少蔬菜。
最后一個指標(biāo)是光子的產(chǎn)能，通過不同光譜相同的光子數(shù)，看植物生長表現(xiàn)，馬上可以判別優(yōu)劣。
討論嘉賓
廣州市力儂照明技術(shù)有限公司總經(jīng)理 雷霆
廣州市智卉光田農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司總經(jīng)理 冼鈺倫博士
亮銳(上海)管理有限公司亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān)劉洋 博士
廣東綠愛生物科技股份有限公司研發(fā)經(jīng)理陳光彩
喜萃植物工廠創(chuàng)始人/CEO蔣晶晶博士
臺灣大學(xué)生物產(chǎn)業(yè)機(jī)電工程學(xué)系教授方煒
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