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今朝，农业照明被利用于微生物类的微藻培育、食用菌莳植、禽类养殖、水产养殖、甲壳类宠物的养护，和利用最遍及的植物莳植，利用的范畴类型愈来愈多。特别是植物照明，在植物工场技能推出今后，进入了快速成长的阶段。
一 、植物照明灯的种类
今朝，植物照明灯的种类重要有白炽灯、卤素灯、荧光灯、高压钠灯、LED灯。而LED以其光效高、发烧低、体积小、寿命长等诸多长处，在植物照明范畴上风较着，植物照明灯也将逐步以LED照明灯具为主。据智研咨询公布的陈述，估计2020年LED发展灯范围将占植物灯市场的61％，详细的范围比例见图1。
图1 估计2020年各类植物发展灯的市场范围和占比
2、LED 植物照明市场近况及成长趋向
今朝，植物照明市场重要集中在在中东、美国、日本、中国、加拿大、荷兰、越南、俄罗斯、韩国等地域。自2013年以来，全世界LED植物照明市场进入快速成长时代。据LEDinside统计，2014年全世界LED植物照明市场范围为1亿美元，2016年市场范围为5．75亿美元，预估至2020年将增加至14．24亿美元，年均复合增速跨越30％。据智研咨询团体调研统计，全世界植物工场植物灯市场范围成长敏捷，展望至2020年范围高达1912万平方米。详细成长趋向如图2所示：
植物照明市场的远景广漠，为愈来愈多的企业所青睐，据不彻底统计，2017年，多家企业在植物照明市场有了新的动态。详细如表1所示：
表1：2017 年部门企业在植物照明范畴的动态
3、植物照明利用范畴
植物照明范畴，作为比年来成长较快的农业照明范畴之一。光重要从两个方面临植物的发展发育起感化的，一是作为能量，介入植物的光互助用，促成植物能量的堆集，二是作为旌旗灯号调控植物的发展发育，如抽芽、着花、茎的发展。从这个角度举行划分，植物照明可以分为发展类照明与旌旗灯号类照明，而发展类照明从人工光的利用方法，可以分为全人工光发展灯与补光灯；旌旗灯号类照明也能够分为催芽灯、花期灯、着色灯等等。从利用的范畴来区别，植物照明范畴今朝重要有育苗（包含组培养苗和种子育苗）、园艺景观、植物工场、大棚莳植等等。
从表 1 中可以看到，植物工场、大棚补光、家庭农场是植物照明利用的重要范畴。
4、植物照明用户的技能需求
植物照明是一个综合性、跨范畴性很强的行业，植物的发展也是一个多身分感化的成果。植物照明用户存眷的技能 需求不但仅是照明部门的，还包含其他的身分。下文将从两个角度阐发植物照明用户的技能需求。别离为：（1）从专利的结构角度看技能需求。结构的专利必定水平上反应了企业、科研院所、专家对付技能成长的果断，从而可以必定水平上反应植物茵蝶,照明用户技能需求及需求趋向；（2）从用户的角度看技能需求。
1．从专利结构的角度看技能需求
据周德涛、许毅钦、张涛等人统计，全世界在LED植物照明利用范畴申请的专利中，前5位IPc技能分类如图3所示，别离为（1）F21Y101／02：触及到微型光源，比方发光二极管的发光装配或照明体系；（2）A01G9／20： 在促进温床中操纵灯光种植花草、蔬菜或水稻；（3）F21s2／00：模块化布局等的非便携式照明装配或其体系；
图 3 全世界在 LED 植物照明利用范畴申请的前 5 位专利类型
（5）A01G7／04：用电或磁处置植物促成其发展。专利结构上来看，微型光源的改进、照明体系改进、体系莳植方案、布局模块化、装配智能化、体系傻瓜化会是专利的结构的趋向，很大水平上也反应植物照明用户的技能需乞降趋向。
2．从用户的角度看技能需求
植物照明用户对付行业的接管水平，很大水平上影响了行业的成长。而对付植物照明用户来说，投资本钱和利用本钱是其重点存眷的问题。
2．1 从LED植物灯灯具本钱看技能需求
LED灯具本钱直接瓜葛到用户的投资本钱。固然，LED灯具的节能上风，光谱上风较着，但比拟于其他植物照明灯具的代价，LED灯具代价偏高。以大麻灯为例，一样600w的灯，高压钠灯植物灯整套售价约300元，而LED植物灯大要在2000元摆布。以广东绿爱从2016 年至今的植物灯贩卖数据阐发，从分歧功率的灯具贩卖数目比例来看，50w如下的灯具贩卖数目占了总数目的68％。大部门复活客户更愿意从小功率的灯具小范围入手试用。
在灯具本钱中，除灯的外壳、驱动本钱外，灯珠的本钱比拟于平凡灯珠，代价偏贵。以 0．2wd的2835灯珠为例，植物照明灯珠的代价大要为通用照明灯珠的4－7倍。固然，LED灯珠代价趋向逐年降低，衬底质料、荧光粉等原料和外延片的代价逐年低落，芯片制造本钱跟着出产效力的晋升（2英寸片到4英寸片的进级）也有所低落。据智研咨询公布的陈述，如图4所示，2020年的灯珠本钱将降至2015年的40％摆布。
2．2从LED植物灯的利用本钱看技能需求
电力本钱与电力绩效，根基上是每一个植物灯用户都关切的问题。电力绩效是指单元用量的电力投入与产出比。这里的产出是指产量和质量两个方面。
2．2．1光
光作为影响植物发展发育的重要身分之一，光谱、光强、光周期等影响植物的发展发育。而光效则与电力绩效紧密亲密相干。
（1）光谱
波长范畴为 300～800nm的辐射称为植物的心理有用辐射（physiologically active radiation），但 UVB（280－320nm）和UVc（220－280nm）波段对植物的发展发育（次生代谢产品的发生）有影响。在植物灯灯珠的波长类型上，欧司朗推出了450nm、660nm、730nm、617nm、623nm、6000k白光灯珠。EDIson推出了390－410nm、415－435nm、450－460nm、520－535nm、585－600nm、620－630nm、660nm和725－745nm波长的灯珠。在单色灯珠上，植物的心理有用辐射波长根基涵盖，植物灯厂家经由过程分歧灯珠的组合天生分歧的合用光谱。但在UV波段的灯珠产物，或基于工艺的缘由，或基于本钱的缘由，还未能像其他波长的灯珠同样，在植物照明产物中被大量应用。
固然光谱可以经由过程单色灯珠的阵列组合，或是芯片激起荧光粉来实现光谱的多样化。可是分歧的植物种类、分歧阶段（育苗、营摄生长、生殖发展、花期引诱）、分歧的运用处景，其需求的光谱都有差别。以绿爱的客户请求举例：花期灯的光谱，除红蓝区域外，在730nm远红光波段的含量在光谱的设计范畴内，并且客户对付节能结果有明白的请求，而这对付光谱的精准性和灯珠的高效性的请求就很是高；组培灯的光谱，在必要包管发展结果的条件下，为了便利实时清洁的处置污染苗，对付组培灯的显色指数（Ra80）有请求；一样是发展灯，室内用植物灯和大棚补光灯在光质种类和含量有所差别；育苗灯比拟于发展灯，光谱设计上则加倍注意苗的壮苗指数。
植物照明用户的植物种类不少，就绿爱的客户所供给的作物信息就有红藜、沙拉生菜类、冰菜、火龙果、百香果、草莓、番茄、青瓜、玫瑰、秋葵、石斛、金线莲、组培苗类、烟草苗、甘薯育苗、秋葵、大麻、多肉植物等。他们对付光谱的区别与认知其实不必定是都是专业的，但他们对付莳植结果数据都是重要存眷的。部门用户对仿太阳光的植物照明产物很感乐趣，认为和太阳光附近的光谱的合用工具会更广。而这是在光谱的多样性和精准性未能知足客借現金,户需求的环境下，客户以加大能耗做出的让步。
（2）光强
光强对植物发展的影响有两个点，光的抵偿点和光的饱和点。对付用户来讲，光的饱和点在出产利用上来说并不是必定是最好的光强，必要斟酌植物发展速率，还必要均衡出产的本钱。分歧的作物，分歧的阶段对付光强的需求亦有所不同。赵静，周增产，卜云龙等指出：从植物工场补光光照强度来讲，苗期光照强度应略低，在60～200mol／（m2s），随后逐步增大。叶菜最高可至100～200mol／（m2s），果菜可达300～500mol／（m2s）。
表2几家植物灯灯珠出产商的灯珠光效
用户必要植物照明厂家供给一个最好的光强和到达这个光强所必要的组合方法和吊挂方法，而这大部门植物照明出产厂家是不具有供给这些技能参考的。
在光强上，作为旌旗灯号类的植物灯对付光强的需求较着低于作为能量的发展灯。作为旌旗灯号灯，其最适光强远远低于发展灯的光强，其感化光强（PPFD）在3－30mol／m2．s。
（3）光效
光效，是电能转化为光能的能力。光效越高，电力绩效越高，电力本钱越低。植物照明用户存眷的是整灯光效（单元：mol／J）。而作为植物灯供给商必要从灯珠光效，灯具的设计上提高植物灯的整灯光效。红光（660nm）灯珠，市道市情上的光效高达3．17mol／J，蓝光（450nm）光效在2．5mol／J摆布。而在紫光波段的灯珠光效偏低。混色灯珠的光效最高则在2．5mol／J摆布。
（4）光的利用方法
植物照明，取代太阳光，但它是彻底可控的。一天的光照时候、光强、光近視雷射,谱变革都是可控的。若何能经由过程节制光的利用方法来提高电力绩效是大部门植物照明用户城市存眷的问题。光合辐射总量（DLI），是指植物在单元面积（每平方米内）24 小时时候里所堆集的光照总量。植物照明用户，出格是植物工场用户，加倍存眷植物光合辐射总量的饱和值，以避免造成光能，电能上的挥霍。
2．2．2 体系方案
高投入、高出产本钱的特色，请求植物工场的作物出产必需高效。有别于传统莳植方法的莳植情况，植物工场的情况身分是彻底可控的，这也是植物工场高效出产的根本。今朝，行业重要从智能化的办理体系、专家化的莳植技能、主动化的操作平台上实现植物工场的高效出产。
智能化的办理体系，好比基于物联网的植物工场智能化管控技能、基于PLC的植物工场监控体系、基于嵌入式平台的植物工场节制体系。经由过程这些节制体系实现对植物工场温度、湿度、光照、co2浓度和养分液Ec、pH、Do等要素的在线检测、远端拜候、步伐更新及收集化智能管控。
专家化的莳植技能。植物工场别于传统的莳植方法，不管是其他专业的人、或传统农业专业的人、投资或办理植物工场，专家化的莳植技能需乞降引导都是必不成少的。植物的发展发育是风、光、水、养、气、菌身分互作的成果。今朝，在光温耦合、光温CO2互作、养分元素的耦合上有钻研资料，而更多身分间的互作方案则加倍少见。这些体系都是基于发展身分互作的根本上做的体系设计，但专家方案的构成则必要更多的莳植数据支持。
为了节流人工本钱，主动化的操作体系也是行业存眷的重点。徐赛超；毛罕平； 刘洋等设计和实行了生菜采收结尾履行机构；周亚波、毛平淡、胡圣亮等人设计和实验了植物工场种植板主动搬运装配；京鹏举世科技研发的植物工场主动立体种植体系。
2．2．3 其他
此外，植物照明用户对付灯具的防水品级、发光角度、散热体系，灯具寿命，光谱有用寿命、光衰在利用上也有响应的技能需求。
5、结语
跟着LED照明技能的成熟，LED本钱的降低，科研气力和当局政策的参与，浩繁企业纷繁从竞争惨烈的通用照明市场转战植物照明范畴，中国市场也渐渐鼓起，对付植物照明的技能需求也会愈来愈明白。
中国植物照明利用存在的问题？
产物紊乱，出产设计不规范，贩卖光谱缺少现实验证，逐步地低落公家对付植物照明行业的信赖度，缓解植物照明行业市场的拓展和成熟。 |
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發表於 2019-7-24 13:54:23
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