隨著現(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，較之傳統(tǒng)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特點，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。
從2010年，日本三菱化學公司用大型集裝箱改造成“植物工廠”，并以LED光源進行農(nóng)作物的光合作用。至今，LED在植物照明領域的應用逐漸拉開帷幕。實際上，海外眾多LED企業(yè)已經(jīng)開始布局植物照明市場，競爭正悄然進行。繼飛利浦LED成立植物照明工廠后，歐司朗、億光等企業(yè)也紛紛在這一領域有所動作。
飛利浦
2014年，全球照明行業(yè)的領導者飛利浦與位于美國芝加哥的農(nóng)業(yè)企業(yè)Green Sense Farms(GSF)合作建立了針對特定作物使用LED生長光源的室內(nèi)農(nóng)場，同時也是全球最大的室內(nèi)農(nóng)場之一。
據(jù)了解，室內(nèi)農(nóng)場采用飛利浦LED“光配方”，GSF一年中會有20至25次采收，并節(jié)省85%的能源。這將顯著提升作物產(chǎn)量，降低運營成本，同時能在一年中不間斷地為消費者提供本地種植的新鮮蔬菜，以確保消費者的營養(yǎng)健全與身心健康。
GSF已投資了數(shù)百萬美元，將在兩個環(huán)境控制生長室內(nèi)配備14個高度為7.62米的種植塔，并采用飛利浦節(jié)能的LED照明解決方案來種植特定作物。LED燈具的溫度較低，可放置在離植物更近的最佳位置上，因此可以確保植物的各部分得到完全一致的照度。這種方法杜絕了有害農(nóng)藥、化肥和防腐劑的使用，使產(chǎn)量得到有機提高，且?guī)缀鯚o化學添加，與現(xiàn)代人追求高品質(zhì)的綠色健康生活宗旨不謀而合。
“通過攜手GSF這樣富有遠見的農(nóng)業(yè)企業(yè)，飛利浦正在打造針對不同植物品種的‘光配方’數(shù)據(jù)庫，”飛利浦園藝照明總監(jiān)Udovan Slooten表示，“GSF正在使用的垂直水培技術和飛利浦LED生長光源為他們帶來了獨一無二的優(yōu)勢--常年持續(xù)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物。”
GE照明
GE照明于2014年7月宣布，與專門從事蔬菜栽培的風險公司在宮城縣多賀城市合作開發(fā)出了使用LED(發(fā)光二極管)照明的完全人工光型植物工廠。不管天氣如何，每天都能收獲1萬棵品質(zhì)穩(wěn)定的生菜。
植物栽培用LED照明與熒光燈相比，功耗可降低4成，通過照射適合蔬菜生長的光，可使收獲量增加50%。另外，通過調(diào)節(jié)光，可人為加快晝夜循環(huán)。使植物生長速度達到在室外田地栽培時的2.5倍以上。[NT:PAGE]
歐司朗
歐司朗推出Brilliant Mix解決方案，全力搶攻臺灣農(nóng)業(yè)市場，將旗下LED聚焦在植物燈的應用層面，積極置入Golden Dragon Plus與Oslon SSL 80 LED。
據(jù)臺灣歐司朗相關人士表示，Brilliant Mix解決方案，搭載Oslon SSL 150度的LED產(chǎn)品中，可提高約6%的發(fā)光功率，并達到高CRI值(大于90)、色溫涵蓋范圍2700～4000k，并可延長LED燈具壽命。
據(jù)了解，目前已有丹麥的花農(nóng)場配置超過五萬顆歐司朗Golden Dragon Plus，與傳統(tǒng)植物照明相較之下，達到近40%的節(jié)能效果，并可減少化學生長劑的使用，花苞數(shù)也明顯提升。
OSRAM公司目前在植物照明領域的產(chǎn)品主要是水族照明燈。在中國市場有較完整的專利布局，如果聯(lián)合控股的下游廠家或者與研究機構合作進入植物照明領域也將具有較強的競爭力。
億光
億光正戮力擴大在農(nóng)業(yè)和漁業(yè)市場滲透率。LED燈泡成本驟降且市場競爭激烈，導致LED封裝廠的獲利空間萎縮，因此億光營運觸角正積極朝新興的植物燈、集魚燈等農(nóng)漁業(yè)應用領域延伸，以借此挹注該公司更大的營收貢獻。
億光電子董事長葉寅夫表示，LED芯片嚴重供過于求，致使平均銷售價格(ASP)急速下探與毛利下滑，再加上LED燈泡價格正迅速調(diào)降，連帶牽累LED封裝廠的利潤縮水，未來將積極擴展商用、居家及路燈以外的新興應用市占，如植物燈、集魚燈等農(nóng)漁業(yè)用照明。
葉寅夫指出，LED植物工廠具有高密度種植、穩(wěn)定生產(chǎn)、低能源消耗與環(huán)境污染、都市生產(chǎn)可減少運送，以及綠化都市等諸多優(yōu)點。未來農(nóng)業(yè)將從戶外走向室內(nèi)，成為都市的新景觀。
東芝
東芝2014年5月宣布，東芝公司在神奈川縣橫須賀的閑置軟盤工廠中設立了一個“潔凈室蔬菜園”，在曾經(jīng)用來組裝軟盤的生產(chǎn)線上種植了數(shù)千株生菜、菠菜、甜菜等蔬菜品種。作為食品生產(chǎn)商，東芝具有先天優(yōu)勢，因為它幾乎能制造幫助植物生長的所有設備，包括人工照明、發(fā)電設備、凈水器，以及用于控制溫度和環(huán)境的生長模具等。在原先用來生產(chǎn)電子設備的環(huán)境中栽培蔬菜，由于沒有細菌滋生，蔬菜會更加新鮮，可食用期也將延長。
據(jù)介紹，該植物工廠將利用東芝在多個領域擁有的技術及經(jīng)驗。比如為植物生長優(yōu)化光的波長的熒光燈、用來掌握栽培情況的遠程監(jiān)控系統(tǒng)、在半導體業(yè)務中培育的生產(chǎn)管理技術等。年生產(chǎn)規(guī)模預定為300萬棵(按生菜換算)。2014年度內(nèi)，東芝將在海外新建大型植物工廠，同時開始銷售植物工廠使用的設備及系統(tǒng)。
為了使蔬菜種植業(yè)務盈利，東芝將陸續(xù)擴大生產(chǎn)規(guī)模。據(jù)估計，到2015年，蔬菜年產(chǎn)量將達到300萬棵，年銷售額目標為3億日元(約為1568萬元人民幣)。東芝還將把蔬菜種植楊業(yè)務擴展至亞洲國家和中東地區(qū)。東芝表示，希望旗下的蔬菜2015年就能在日本超市上架。
富士通
富士通為了驗證Akisai的效果，在福島縣會津若松市設立了“會津若松Akisai蔬菜工廠”。利用位于該市的會津富士加工公司擁有的技術及經(jīng)驗，為需要控制鉀攝取量的腎病患者等人群生產(chǎn)低鉀生菜。該工廠的一大特點是，利用了此前一直閑置的半導體清潔車間。富士通介紹說，“由于雜菌的數(shù)量比普通栽培環(huán)境少得多，因此可以生產(chǎn)出能儲存更長時間的蔬菜”。
除了利用閑置設施之外，該植物工廠還是一次“將半導體的批量/品質(zhì)/成本管理技術應用于農(nóng)業(yè)”(富士通)的嘗試。因此，富士通任命以前負責半導體生產(chǎn)的技術人員來擔任會津若松Akisai蔬菜工廠的生產(chǎn)管理負責人。今后，富士通打算利用Akisai，使栽培環(huán)境和作物品質(zhì)的關系等實現(xiàn)量化。目的是以這方面的成果為參考數(shù)據(jù)，向植物工廠領域推廣Akisai。
2013年，富士通還將旗下停工的福島縣會津若松半導體工廠改造成生菜栽培工廠，利用傳感器全程監(jiān)控技術，在無菌無塵室中培育生菜。富士通表示，這種生菜不必清洗，可直接食用，并且由于鉀含量僅為普通生菜鉀含量的86%，更適合重癥腎病患者。
目前富士通的無塵生菜日量產(chǎn)3500棵，年產(chǎn)可達130萬棵。據(jù)推算，此種生菜售價奇高，每90克500日元(約為人民幣30.5元)，超豬肉售價十倍。富士通對生菜設定的年盈利目標在1.5億日元左右(約為800萬元人民幣)，2016年達到4億日元(約為2000萬元人民幣)。[NT:PAGE]
夏普
夏普在迪拜建設了栽培草莓的植物工廠實驗樓，并已開始進行實驗。該公司為該實驗樓引進了其擅長的電子技術，包括使用LED照明的光控制技術、基于等離子簇技術的空氣管理技術等?？赏ㄟ^這些技術非常細致地控制草莓的生長環(huán)境。該公司打算開展多種實證實驗，以達到業(yè)務化目標。與日本相比，迪拜的光熱資源及人工費用更為低廉，植物工廠運營費用也較低。夏普表示，在迪拜試驗成功后，或考慮將業(yè)務拓展至中東其他地區(qū)。
日本產(chǎn)草莓雖在中近東等地區(qū)非常受歡迎，但因為容易腐爛變質(zhì)、不耐儲存，所以很難在海外市場流通。夏普打算通過在植物工廠內(nèi)栽培，來實現(xiàn)新鮮草莓全年地產(chǎn)地消。
松下
松下于2014年7月在新加坡啟動了該國政府批準的首座室內(nèi)蔬菜工廠。生產(chǎn)品種為紅葉生菜等10種蔬菜，年產(chǎn)量為3.6噸。該公司將與日本餐飲連鎖店“大戶屋”合作，向新加坡的店鋪供應該工廠生產(chǎn)的蔬菜。松下為該工廠引進了LED照明等設備，今后將努力縮短栽培時間、提高單位栽培面積的生產(chǎn)效率。
松下之所以選擇新加坡，是原因該國蔬菜消費量中僅有8%是當?shù)厣a(chǎn)的。該公司計劃到2017年3月底，使植物工廠的產(chǎn)量達到該國蔬菜產(chǎn)量的5%。
三菱化學
三菱化學公司從2012年開始銷售使用LED(發(fā)光二極管)照明的植物工廠系統(tǒng)。首套產(chǎn)品已銷售給俄羅斯圣彼得堡市塑料產(chǎn)品成形及加工企業(yè)Mir Upakovki公司的工廠。系統(tǒng)將設置于該工廠的地下樓層，全部采用LED作為光合作用光源，用來栽培萵苣和嫩葉菜……
日本鍋清公司
日本鍋清公司產(chǎn)品接受3種不同顏色LED照明的植物成長情況。利用波長630mm的紅色LED、430mm藍色的LED以及以對半組合紅色和藍色LED后形成粉紅色LED照明對大小相同的幼苗持續(xù)3周照射后，比較了每株幼苗的成長狀況。結果顯示，粉紅色LED照明最有助于促進植物生長。
除此之外，鍋清還在水槽內(nèi)展示了完全防水型LED照明器具。該產(chǎn)品還備有能夠彎曲的類型，可用于需要室內(nèi)照明和灑水的植物栽培。鍋清今后計劃致力于LED在電照菊方面的應用。
總結
植物照明在日韓早已流行。LED植物燈的銷售市場都集中在日本、韓國、中美、歐洲等從事農(nóng)業(yè)人員較少的國家和地區(qū)。但隨著LED植物生長燈滲透率的提升，中國市場進入爆發(fā)期。全球LED植物生長燈產(chǎn)值在2013年起開始呈現(xiàn)高速成長，產(chǎn)值雖僅千萬美元規(guī)模，但預估2014年將逾3500萬美元，2017年更可望挑戰(zhàn)3億美元。在農(nóng)業(yè)應用上除了一些應用外，LED在農(nóng)業(yè)領域應用的相關技術研發(fā)也日漸受到關注。
總的來說，無論是從促進現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的角度，還是實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的角度，LED應用于農(nóng)業(yè)都具有非常重要的意義，而農(nóng)業(yè)的地位及發(fā)展需求也為LED提供了發(fā)展機遇。
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