LED人工补光在植物照明中的应用

材料深一度

【导读】植物照明作为现代农业建设环节中重要的一部分，具有广阔的市场前景。本期从植物对于光照的需求出发，论述了光特性对植物生长发育的影响，分析了植物生长所需照明光源的设计要素，阐述了植物照明的应用现状，探讨了国内外植物照明发展趋势。

　　植物照明技术作为现代农业建设环节中重要的一部分，传统人工补光主要是通过白炽灯、卤素灯以及高压钠灯等途径进行的。而这些传统光源具有发光波长单一、能耗大等缺点。LED作为新型光源，与传统光源相比其优点包括：

　　1）LED作为单色光光源，可以根据植物生长需求对光环境进行调控，形成适宜植物生长的最优环境；

　　2）LED光源体积小，可以通过自由设计照明系统的结构增加空间栽培密度，适用于多层栽培立体组合系统；

　　3）LED属于冷光源，发热量小，从而可以实现对植物进行近距离的照射而不被灼伤。

　　LED在现代农业领域的应用已引起国内外广泛关注，被应用于人工补光领域达到增产、高效、优质的目的。

　　1、LED光特性对植物生长发育的影响

　　（1）光照强度对植物生长发育的影响

　　光照强度主要影响植物的光合作速率，进而改变植物的形态。植物对光强的需求通常采用光补偿点和光饱和点表示，当光照强度80），但是发射的有效光子束密度相对LED较低，不利于植物的光合作用。

　　（3）LED灯不仅可以发出光波较窄的单色光，而且能根据植物需要进行任意组合光源，在植物照明领域应用优势明显。

　　4、小结

　　无论是促进现代化农业发展的角度，还是实现节能环保的角度，LED植物照明都具有非常重要的意义，而农业的地位和发展需求也为LED植物照明发展提供了新的机遇。2013年以来，全球LED植物照明市场进入快速发展时期，主要集中在美国、日本、荷兰等地区。2010年，日本三菱化学用大型集装箱改造植物工厂，并以LED光源进行光合作用。2012年首套LED 照明的植物工厂系统用来栽培莴苣和嫩叶菜，从而拉开LED植物照明的帷幕。据LEDinside统计，2014年全球LED植物照明市场规模为1亿美元，2016年市场规模为5.75亿美元，预估至2020年将增长至14亿美元。

　　国内的植物照明还处于行业发展的初期阶段，厂家规模小、数量少、缺乏核心技术和统一的标准规范是国内植物照明技术发展的瓶颈。

　　为促进LED人工植物照明行业健康持续发展，需要从以下方面着手。

　　（1）植物照明是一项专业性、综合性强的跨学科技术，因此需对LED光源及植物学等展开全面系统深入的研究。

　　（2）标准化工作是促进科研成果产业化，支撑产业规范发展的重要手段，因此需加快标准制定工作，完善标准检测认证体系。

　　（3）加强政策引导和研发投入。

　　数据来源：本文来自“张莉, 喻晓鹏, 黄依婷, et al. LED人工补光在植物照明中的应用及发展趋势[J]. 佛山科学技术学院学报(自然科学版), 2019, 37(01):55-60.”，材料深一度编辑整理，有删减。