LED農(nóng)業(yè)照明發(fā)展

科技部在深圳會(huì)展中心組織"十一五"國(guó)家863計(jì)劃半導(dǎo)體照明重大項(xiàng)目科技成果匯報(bào)展，全面展示"十一五"863計(jì)劃半導(dǎo)體照明重大項(xiàng)目取得的成果和科技創(chuàng)新成就?？萍疾扛辈块L(zhǎng)曹健林親臨展會(huì)視察。

應(yīng)科技部邀請(qǐng)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院徐志剛教授承擔(dān)的863計(jì)劃項(xiàng)目"半導(dǎo)體照明光源在植物組培中的應(yīng)用研究"到會(huì)參展。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)展示的"LED植物組培燈"、"LED植物燈"、"LED智能生物培養(yǎng)箱"和"LED植物培育智能光控系統(tǒng)"等系列研究成果受到產(chǎn)業(yè)界廣泛關(guān)注，多家上市公司表達(dá)了合作研發(fā)意愿。曹健林在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)展位前駐足視察，聽(tīng)取了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)承擔(dān)的863項(xiàng)目科研成果介紹，給予了熱情的鼓勵(lì)和稱(chēng)贊。半導(dǎo)體照明重大項(xiàng)目首席專(zhuān)家、中科院半導(dǎo)體所所長(zhǎng)李晉閩陪同視察。

在國(guó)家"十一五"863高技術(shù)研究計(jì)劃中，科技部創(chuàng)新性的開(kāi)啟了LED在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)程，經(jīng)過(guò)競(jìng)爭(zhēng)答辯，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)成功獲得863課題立項(xiàng)和資助，這是"十一五"期間唯一得到國(guó)家立項(xiàng)的農(nóng)業(yè)照明類(lèi)課題?；?年多的成果積累和組培室特征，該項(xiàng)目組通過(guò)優(yōu)化光譜能量參數(shù)、制造工藝和外形設(shè)計(jì)，研制出的LED組培燈，具有高效、節(jié)能、長(zhǎng)壽命和安裝便捷的特征。

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，當(dāng)前農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題也在不斷增加，比如氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響日益加大等，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，在我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位，備受重視。2010年國(guó)務(wù)院一號(hào)文件《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于加大統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展力度進(jìn)一步夯實(shí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展基礎(chǔ)的若干意見(jiàn)》也明確表明，要積極支持農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，提高農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和推廣能力等。

應(yīng)該看到，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(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，相較傳統(tǒng)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特點(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)用價(jià)值。

可以預(yù)見(jiàn)，LED的應(yīng)用將會(huì)給農(nóng)業(yè)帶來(lái)更多革新，比如植物工廠(chǎng)被認(rèn)為是設(shè)施農(nóng)業(yè)高級(jí)發(fā)展階段，集現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)、人工環(huán)境控制等多種高技術(shù)于一體，不僅產(chǎn)量高于露地栽培多倍，而且還可以在非可耕地上如戈壁、荒漠、海島、水面甚至城市大樓里進(jìn)行生產(chǎn)，也被認(rèn)為是未來(lái)解決人口、資源、環(huán)境等問(wèn)題有效技術(shù)手段。

無(wú)論是從促進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的角度，還是實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的角度，LED應(yīng)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L(zhǎng)ED提供了發(fā)展機(jī)遇。

國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)照明中已開(kāi)始采用LED，比如國(guó)內(nèi)一些農(nóng)業(yè)示范區(qū)建立太陽(yáng)能光伏LED植物工廠(chǎng)等。除了一些應(yīng)用外，LED在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)研發(fā)也日漸受到關(guān)注。2010年12月"植物工廠(chǎng)創(chuàng)新成果發(fā)布會(huì)"在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院舉辦，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院所屬高科技企業(yè)推出了家庭版植物工廠(chǎng)以及家庭園藝系列產(chǎn)品，并分別與數(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(kāi)發(fā)等達(dá)成一致，簽訂了戰(zhàn)略聯(lián)盟。發(fā)布會(huì)的召開(kāi)不僅標(biāo)志著國(guó)內(nèi)首例家庭版植物工廠(chǎng)正式誕生，也預(yù)示著植物工廠(chǎng)研發(fā)的戰(zhàn)略聯(lián)盟正式形成。

另外，隨著LED技術(shù)的發(fā)展，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(chǎng)商也紛紛進(jìn)軍農(nóng)業(yè)照明，LED在農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)正在悄然進(jìn)行。

傳統(tǒng)照明是視覺(jué)應(yīng)用，是通過(guò)人工光或自然光組成的照明系統(tǒng)(照明裝置)將具有特定光度、色度要求的光，按科學(xué)設(shè)計(jì)的分布特性，傳遞到目標(biāo)客體，供人類(lèi)感知，獲取信息。農(nóng)業(yè)照明是包含視覺(jué)和非視覺(jué)功能的照明應(yīng)用方式，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)照明是指按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域的生產(chǎn)目標(biāo)要求，利用光電光源人為創(chuàng)造適宜光環(huán)境或彌補(bǔ)自然光照的不足，調(diào)控農(nóng)業(yè)生物的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的一種農(nóng)藝措施。LED的出現(xiàn)推動(dòng)農(nóng)業(yè)照明進(jìn)入了新的發(fā)展階段，稱(chēng)之為農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明，屬于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)照明的范疇的新型照明方式。農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明是指采用半導(dǎo)體電光源及其智能化管控裝備，按照農(nóng)業(yè)生物的光環(huán)境需求規(guī)律和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域的生產(chǎn)目標(biāo)要求，人為創(chuàng)造適宜光環(huán)境或彌補(bǔ)自然光照的不足，調(diào)控農(nóng)業(yè)生物的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、穩(wěn)產(chǎn)生產(chǎn)目標(biāo)的一種農(nóng)藝措施。農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明的特征:

(1)農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明的電光源是第四代半導(dǎo)體固態(tài)光源-發(fā)光二極管等現(xiàn)代電光源;

(2)電光源光譜可精準(zhǔn)調(diào)控，光強(qiáng)、光質(zhì)和光周期可進(jìn)行實(shí)時(shí)的管控;

(3)能夠滿(mǎn)足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域光環(huán)境調(diào)控的需求，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)的目標(biāo);

(4)農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明既包含視覺(jué)照明范疇，也包含了非視覺(jué)范疇。其中，植物和食用菌照明屬于前者，畜禽養(yǎng)殖照明屬于視覺(jué)范疇;

(5)農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明可徹底突破自然光照明的晝夜和年際光周期規(guī)律，按照需求完全控制光照條件;

(6)光環(huán)境調(diào)控需要與其它環(huán)境要素控制協(xié)同進(jìn)行，綜合協(xié)同調(diào)控。設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明是設(shè)施園藝工程學(xué)科的新興研究分支，是農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明的最重要組成部分，是半導(dǎo)體照明非視覺(jué)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，我國(guó)設(shè)施園藝需要大力研發(fā)半導(dǎo)體照明技術(shù)裝備，加快應(yīng)用進(jìn)程與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞LED 光源在植物照明領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了不懈的探索，取得了重要進(jìn)展。首先，就紅藍(lán)光及其組合光源對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響進(jìn)行了研究，充分證明了紅藍(lán)光作為光源栽培植物的可行性[9 ~ 13]。Tanaka 等利用LED 進(jìn)行植物栽培，結(jié)果表明，占空比達(dá)25% ~50%時(shí)，可加速植物生長(zhǎng)。復(fù)合光質(zhì)比單一光質(zhì)更適合植物生長(zhǎng)，可以正常培育植物。在我國(guó)，LED 在育苗、蔬菜栽培和溫室補(bǔ)光方面的應(yīng)用效果也做了一些研究和報(bào)道，節(jié)能效果顯著。到目前為止，LED 已成功用于植物的栽培，并在植物補(bǔ)光、組培、植物工廠(chǎng)以及航天航空領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。

人工照明是畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境控制的重要手段之一。養(yǎng)殖業(yè)領(lǐng)域使用的人工光源難以實(shí)現(xiàn)針對(duì)畜禽的生理需求進(jìn)行光質(zhì)調(diào)控，制約著畜禽生產(chǎn)效率的提高。研究人員通過(guò)適當(dāng)?shù)腖ED 光照調(diào)節(jié)，顯著促進(jìn)了畜禽生長(zhǎng)，并提高其免疫力，提升畜禽養(yǎng)殖的生產(chǎn)潛力。表明LED 在設(shè)施養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用是可行的，具有很好的應(yīng)用前景。劉衛(wèi)東等研究了紅光、白光分別在連續(xù)光照( 23L∶1D) 和間歇光照( 1L∶3D) 下對(duì)AA 商品肉仔雞生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，間歇光照可提高肉仔雞的飼料報(bào)酬，紅光既可提高肉仔雞的飼料報(bào)酬，又可提高肉仔雞的生長(zhǎng)速度，在紅光和間歇光照的共同作用下，肉仔雞的飼料報(bào)酬最高，體重較大，經(jīng)濟(jì)效益最好。

農(nóng)業(yè)生物光生物學(xué)規(guī)律研究是農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明的基礎(chǔ)。作為新興研究領(lǐng)域，國(guó)際上起步晚，設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明研發(fā)中尚存許多科學(xué)問(wèn)題亟待解決?？偨Y(jié)而言，科學(xué)問(wèn)題之一是光質(zhì)生物學(xué)。這里的光質(zhì)是指對(duì)生物有作用的光質(zhì)類(lèi)型，包括可見(jiàn)光、UV和遠(yuǎn)紅光等。(1)光質(zhì)的生物學(xué)功能。主要研究?jī)?nèi)容包括弄清單一光質(zhì)及復(fù)合光質(zhì)對(duì)植物和食用菌生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)影響的生理代謝、分子生物學(xué)及蛋白組學(xué)機(jī)理;(2)生物種類(lèi)及品種間光質(zhì)適應(yīng)性和利用差異性機(jī)理;(3)光質(zhì)與環(huán)境其它因子互作的生物學(xué)機(jī)制;(4)設(shè)施生物光質(zhì)數(shù)量屬性有效閾值和基準(zhǔn)值(如補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)與光脅迫閾值)。科學(xué)問(wèn)題之二是逆境光質(zhì)生物學(xué)。主要研究明確單色及復(fù)合光弱光、強(qiáng)光及連續(xù)光照下光合機(jī)構(gòu)和代謝系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率的響應(yīng)機(jī)理及其農(nóng)學(xué)意義等。

人工補(bǔ)光和照明是LED農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最重要的應(yīng)用方式，根據(jù)動(dòng)植物發(fā)育的不同需求，采用不同波長(zhǎng)的單色光組合起來(lái)作為人工光源，并具有光照強(qiáng)度、照射頻率以及不同時(shí)間間隔靈活可調(diào)的特性,已經(jīng)在生產(chǎn)中得到一定的推廣應(yīng)用。LED光源的產(chǎn)品可根據(jù)生產(chǎn)需要和應(yīng)用場(chǎng)合的不同，設(shè)計(jì)出不同的類(lèi)型，據(jù)了解，應(yīng)用較廣的有LED圓頭燈、LED光源板、LED燈管、LED柔性燈帶等。

市場(chǎng)上已經(jīng)有大量的LED植物照明產(chǎn)品，但在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中，LED照明燈具產(chǎn)品相對(duì)偏少。2010年2月,在亞特蘭大國(guó)際禽內(nèi)養(yǎng)殖設(shè)備展上，ONCE公司AGRISHIFTTM推出漸變式禽類(lèi)養(yǎng)殖LED燈，該LED采用定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)光周期的控制，比較簡(jiǎn)易，但不太符合不同禽類(lèi)及不同生長(zhǎng)階段對(duì)光色、光強(qiáng)和光周期的需要，畜牧養(yǎng)殖業(yè)的LED專(zhuān)用產(chǎn)品有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

國(guó)內(nèi)的農(nóng)業(yè)照明燈具用途與產(chǎn)品類(lèi)型和國(guó)外基本相同，主要包括LED植物生長(zhǎng)燈(LED圓頭燈、LED光源板、LED燈管、LED柔性燈帶)、LED農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)誘捕燈、LED誘魚(yú)燈、LED畜禽場(chǎng)照明燈等。

與家居照明燈具比較而言，目前國(guó)內(nèi)的LED農(nóng)用照明燈具存在著產(chǎn)品雜亂，生產(chǎn)設(shè)計(jì)不規(guī)范，缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量管理等問(wèn)題。以目前應(yīng)用市場(chǎng)最大的植物照明燈具為例，盡管都根據(jù)植物的需求選擇了以紅光和藍(lán)光為主的LED燈珠配置，但是在光質(zhì)調(diào)節(jié)、光照強(qiáng)度設(shè)計(jì)方面缺乏科學(xué)統(tǒng)一的規(guī)范，更缺乏針對(duì)植物照明特殊的高溫、高濕環(huán)境所進(jìn)行的防水、防電及耐腐蝕設(shè)計(jì)，從而造成了一些植物生長(zhǎng)燈產(chǎn)品存在安全隱患，使用壽命也不長(zhǎng)。

隨著LED應(yīng)用逐漸向生物、醫(yī)療、健康等領(lǐng)域發(fā)展，LED在植物生長(zhǎng)領(lǐng)域應(yīng)用的巨大市場(chǎng)潛力已逐步得到重視，國(guó)際上一些公司開(kāi)始涉足LED植物照明領(lǐng)域。業(yè)內(nèi)人士表示，這些廠(chǎng)家的共同特點(diǎn)是資金和技術(shù)實(shí)力強(qiáng)大。其中一部分是自身具有芯片生產(chǎn)、封裝領(lǐng)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)并同時(shí)具有植物照明領(lǐng)域核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的合作者，正計(jì)劃向LED植物照明光源方向發(fā)展的公司;另一部分是具有良好的品牌、客戶(hù)市場(chǎng)和銷(xiāo)售渠道的傳統(tǒng)植物生長(zhǎng)光源廠(chǎng)家，并且在LED領(lǐng)域也具有強(qiáng)大實(shí)力，有潛力向LED植物照明光源方向發(fā)展的公司。

中國(guó)大陸方面，進(jìn)軍農(nóng)業(yè)照明應(yīng)用領(lǐng)域的廠(chǎng)家很多，但絕大部分為小企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)，主要分布在深圳市和我國(guó)華南地區(qū)，但大都沒(méi)有形成銷(xiāo)售規(guī)模，尚處初級(jí)階段。

在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，我國(guó)政府一方面通過(guò)對(duì)科研項(xiàng)目的支持加快LED在農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用步伐，如"十一五"期間，通過(guò)863計(jì)劃設(shè)立了1項(xiàng)課題，"十二五"期間亦將有數(shù)個(gè)LED農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目的立項(xiàng)支持。一些地方政府也通過(guò)建立農(nóng)業(yè)科技示范園等形式，鼓勵(lì)引入節(jié)能高效的LED農(nóng)業(yè)照明應(yīng)用項(xiàng)目在園區(qū)使用。

對(duì)于當(dāng)前國(guó)內(nèi)LED在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，楊其長(zhǎng)認(rèn)為，總體上來(lái)看，國(guó)家對(duì)LED農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面的政策支持及研發(fā)投入相對(duì)偏少，在一定程度上影響了LED在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。LED光源在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究還屬起步階段，缺乏系統(tǒng)完善的研究，相應(yīng)的技術(shù)水平也較低，必須加大研究開(kāi)發(fā)的力度，增加研發(fā)資金投入，加強(qiáng)示范應(yīng)用與宣傳，提高行業(yè)的自主創(chuàng)新能力，全方位提升企業(yè)整體素質(zhì)和行業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力。

根據(jù)國(guó)務(wù)院一號(hào)文件精神，創(chuàng)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)將是提高農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和推廣能力的重要途徑。有業(yè)內(nèi)人士表示，增加LED在農(nóng)業(yè)生態(tài)示范區(qū)，應(yīng)該是促進(jìn)LED在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中發(fā)展的重要途徑。

日本、韓國(guó)政府對(duì)于LED 在生物領(lǐng)域的應(yīng)用高度重視，政府和大企業(yè)、大集團(tuán)巨資投入該領(lǐng)域的研發(fā)與示范應(yīng)用。盡管?chē)?guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部、科技部、工業(yè)和信息化部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部等國(guó)家六部委出臺(tái)《半導(dǎo)體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見(jiàn)》，意見(jiàn)中明確提出: 發(fā)展醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等特殊用途的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品。但是并沒(méi)有專(zhuān)項(xiàng)支持，我國(guó)政府LED 農(nóng)業(yè)應(yīng)用的項(xiàng)目支持只是在863 半導(dǎo)體照明專(zhuān)項(xiàng)中有零星的項(xiàng)目支持，在農(nóng)業(yè)科技項(xiàng)目中還沒(méi)有任何專(zhuān)項(xiàng)給予支持，這與LED 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域存在的巨大應(yīng)用潛力極不相稱(chēng)。

LED 技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于顯示屏、背景光、交通訊號(hào)顯示光源、汽車(chē)用燈等多個(gè)領(lǐng)域，并取得成功，但LED 在我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用才剛剛起步。目研究已經(jīng)證明LED 在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的可行性，但是在農(nóng)業(yè)LED 光源開(kāi)發(fā)方面仍缺乏適用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精確可靠的光源技術(shù)指標(biāo)體系，這主要是國(guó)家在LED 農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究方面的投入不夠，應(yīng)用基礎(chǔ)研究力度不足所致，需要國(guó)家加大支持力度，對(duì)其作進(jìn)一步深入的研究，形成一套成熟完善的農(nóng)用LED 光源技術(shù)，為農(nóng)業(yè)LED 光源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)LED 農(nóng)業(yè)照明燈具的企業(yè)中，生產(chǎn)中低端產(chǎn)品的中小企業(yè)占據(jù)了大多數(shù)，缺乏核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和系統(tǒng)性研究，能夠參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的龍頭企業(yè)集團(tuán)寥寥無(wú)幾。此外，LED 農(nóng)業(yè)照明產(chǎn)品良莠不齊，產(chǎn)業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，成本較高，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

成本是一個(gè)產(chǎn)品能否具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素，也決定了這種產(chǎn)品能否得到用戶(hù)的認(rèn)可，能否占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。對(duì)于LED 農(nóng)業(yè)照明光源來(lái)說(shuō)，價(jià)格高是限制其發(fā)展的主要因素之一。

國(guó)家雖然制定了一系列促進(jìn)LED 發(fā)展的措施，但仍缺乏有效的政策支持，這也是LED 農(nóng)業(yè)照明未得到廣泛應(yīng)用的重要因素。

結(jié)語(yǔ)

設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明相關(guān)科學(xué)技術(shù)問(wèn)題的解決最終目標(biāo)是為研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化服務(wù)，為設(shè)施園藝生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明的目標(biāo):

(1)節(jié)能，提高農(nóng)業(yè)生物的光能利用效率;

(2)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，獲得更高的生產(chǎn)效率和生物量，提高能源物質(zhì)或健康有益物質(zhì);(3)穩(wěn)產(chǎn)，削減光環(huán)境逆境;

(4)視覺(jué)健康，不危害生產(chǎn)人員的視覺(jué)健康。

當(dāng)前，設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明方興未艾、發(fā)展如火如荼，但基于設(shè)施園藝生產(chǎn)的復(fù)雜性，設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明在科學(xué)規(guī)律與技術(shù)研發(fā)方面尚有很長(zhǎng)的路要走。但有理由相信，未來(lái)5-10年我國(guó)設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明科學(xué)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用將取得長(zhǎng)足進(jìn)步，也將極大地推進(jìn)設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)和學(xué)科發(fā)展。

對(duì)于一般照明而言，人們更需要白色的光源。 1998 年發(fā)白光的 LED 開(kāi) 發(fā)成功。這種 LED 是將 GaN 芯片和釔鋁石榴石( YAG )封裝在一起做成。 GaN 芯片發(fā)藍(lán)光( λ p =465nm ， Wd=30nm )，高溫?zé)Y(jié)制成的含 Ce3+ 的 YAG 熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光發(fā)射，峰值 550nm 。藍(lán)光 LED 基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有 YAG 的樹(shù)脂薄層，約 200-500nm 。 LED 基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光。對(duì)于 InGaN/YAG 白色 LED ，通過(guò)改變 YAG 熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫 3500-10000K 的各色白光。

藍(lán)光LED技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一種更為節(jié)能高效的燈光產(chǎn)生方式，同時(shí)也能應(yīng)用到相機(jī)、手機(jī)等科技產(chǎn)品中。用藍(lán)光LED技術(shù)制造的照明設(shè)備，能效更高，大大降低地球能源使用量。根據(jù)已有的數(shù)據(jù)顯示，全世界的25%電力都被用于照明作用，而使用LED燈具之后，用于照明的電力降低到4%，而這無(wú)疑改變了整個(gè)世界。

從1907年LED效應(yīng)發(fā)現(xiàn)到1993中村修二正式發(fā)明LED，再到1999年1W的LED燈正式商業(yè)化使用，LED經(jīng)歷了將近一百年時(shí)間的發(fā)展。在此之前，人們一直使用的是上個(gè)世紀(jì)愛(ài)迪生發(fā)明的白熾燈泡，而白熾燈泡浪費(fèi)了絕大部分能量在發(fā)熱上，大概有九成的電力都被浪費(fèi)。

LED燈具的出現(xiàn)，極大地降低照明所需要的電力，同樣瓦數(shù)的LED燈，所需電力只有白熾燈泡的1/10，同時(shí)LED具有壽命長(zhǎng)、環(huán)保、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，迅速取代白熾燈的位置。2012年，中國(guó)政府宣布，全面禁止銷(xiāo)售和進(jìn)口100瓦以上的普通照明用白熾燈，陪伴老一輩中國(guó)人幾十年的白熾燈即將走到歷史的盡頭。

正如在諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)詞中寫(xiě)到的那樣:"白熾燈照亮20世紀(jì)，而LED燈將照亮21世紀(jì)。"

1、高效節(jié)能

一千小時(shí)僅耗幾度電(普通60W白熾燈十七小時(shí)耗1度電，普通10W節(jié)能燈一百小時(shí)耗1度電)

2、超長(zhǎng)壽命

半導(dǎo)體芯片發(fā)光，無(wú)燈絲，無(wú)玻璃泡，不怕震動(dòng)，不易破碎，使用壽命可達(dá)五萬(wàn)小時(shí)(普通白熾燈使用壽命僅有一千小時(shí)，普通節(jié)能燈使用壽命也只有八千小時(shí))

3、健康

光線(xiàn)健康光線(xiàn)中不含紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)，不產(chǎn)生輻射(普通燈光線(xiàn)中含有紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn))

4、綠色環(huán)保:

不含汞和氙等有害元素，利于回收和，而且不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾(普通燈管中含有汞和鉛等元素，節(jié)能燈中的電子鎮(zhèn)流器會(huì)產(chǎn)生電磁干擾)

5、保護(hù)視力

直流驅(qū)動(dòng)，無(wú)頻閃(普通燈都是交流驅(qū)動(dòng)，就必然產(chǎn)生頻閃)

6、光效率高

發(fā)熱小10%的電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光(普通白熾燈95%的電能轉(zhuǎn)化為熱能，僅有5%電能轉(zhuǎn)化為光能)

7、安全系數(shù)高

所需電壓、電流較小，發(fā)熱較小，不產(chǎn)生安全隱患，于礦場(chǎng)等危險(xiǎn)場(chǎng)所

8、市場(chǎng)潛力大

低壓、直流供電，電池、太陽(yáng)能供電，于邊遠(yuǎn)山區(qū)及野外照明等缺電、少電場(chǎng)所。

1、LED燈在交流電驅(qū)動(dòng)下和普通白熾燈一樣會(huì)有頻閃現(xiàn)象，而普通節(jié)能燈沒(méi)有頻閃現(xiàn)象。頻閃會(huì)使眼睛容易疲勞。

2、每個(gè)LED燈泡的光線(xiàn)過(guò)亮，會(huì)強(qiáng)烈刺激眼睛，不可直視，哪怕短時(shí)間，而普通節(jié)能燈相對(duì)要柔和些!

3、照射角度有限制，一般只能照射120°，而普通節(jié)能燈幾乎可照射360°。

4、照射房間的亮度并不比節(jié)能燈出色，因?yàn)閘ed只在直視的狹小角度內(nèi)有高亮度，而偏離該角度后光線(xiàn)迅速減弱。

因此，LED節(jié)能燈作為室內(nèi)照明燈具的優(yōu)勢(shì)未必比普通節(jié)能燈明顯，但作為電筒、臺(tái)燈、射燈等只需照射狹小角度的燈具使用時(shí)還是非常優(yōu)秀的。

1、LED亮度(MCD)不同，價(jià)格不同。用于led燈具的LED應(yīng)符合雷射等級(jí)Ⅰ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

2、抗靜電能力抗靜電能力強(qiáng)的LED，壽命長(zhǎng)，因而價(jià)格高。通?？轨o電大于 700V的LED才能用于LED燈飾。

3、波長(zhǎng)一致的LED，顏色一致，如要求顏色一致，則價(jià)格高。沒(méi)有LED分光分色儀的生產(chǎn)商很難生產(chǎn)色彩純正的產(chǎn)品。

4、漏電電流LED是單向?qū)щ姷陌l(fā)光體，如果有反向電流，則稱(chēng)為漏電，漏電電流大的LED，壽命短，價(jià)格低。

5、發(fā)光角度用途不同的LED其發(fā)光角度不一樣。特殊的發(fā)光角度，價(jià)格較高。如全漫射角，價(jià)格較高。

6、壽命不同品質(zhì)的關(guān)鍵是壽命，壽命由光衰決定。光衰小、壽命長(zhǎng)，壽命長(zhǎng)，價(jià)格高。

7、晶片LED的發(fā)光體為晶片，不同的晶片，價(jià)格差異很大。日本、美國(guó)的晶片較貴，一般臺(tái)灣及國(guó)產(chǎn)的晶片價(jià)格低于日、美(CREE)。

8、晶片大小晶片的大小以邊長(zhǎng)表示，大晶片LED的品質(zhì)比小晶片的要好。價(jià)格同晶片大小成正比。

9、膠體普通的LED的膠體一般為環(huán)氧樹(shù)脂，加有抗紫外線(xiàn)及防火劑的LED價(jià)格較貴，高品質(zhì)的戶(hù)外LED燈飾應(yīng)抗紫外線(xiàn)及防火。每一種產(chǎn)品都會(huì)有不同的設(shè)計(jì)，不同的設(shè)計(jì)適用于不同的用途，LED燈飾的可靠性設(shè)計(jì)方面包含:電氣安全、防火安全、適用環(huán)境安全、機(jī)械安全、健康安全、安全使用時(shí)間等因素。從電氣安全角度看，應(yīng)符合相關(guān)的國(guó)際、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。