简单谈谈LED植物照明

市场环境

在照明市场竞争剧烈，环保健康问题日益突出的背景下，植物照明应用逐渐成为LED发展的方向之一，很多LED厂商纷纷着手布局LED植物照明业务。传统植物设施栽培中使用的光源一般是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯，这些光源是依据人眼对光的适应性所选择的，其光谱有很多不必要的波长，对植物生长的促进作用少。而LED作为第四代新型照明光源，具有节能环保、安全可靠、使用寿命长、响应时间短、体积小、重量轻、发热量少、易于分散或组合控制等许多不同于其他电光源的重要特点，发出光的波长可从紫外线C（~250nm）到红外线（~1000nm）广泛的区间范围，并且每个LED发出光的波长范围可以很窄。因而，它是一种真正具有频谱控制能力的且非常有效的植物照明光源，有着广阔的发展前景。

l LED植物灯应用市场预估

全球温室面积约577802公顷，假设20%需要使用人工光源，每公顷需要700套灯具，若20%使用700*1W的LED光源，需要LED灯珠约110亿颗。

l 国外市场风生水起

据了解，全球LED应用植物照明的产值从2013年起，开始呈现高速成长，2017年植物照明（系统）市场规模约为6.9亿美金，其中LED灯具为1.93亿美金，预估到2020年植物照明（系统）市场将成长至14.24亿美金，LED灯具将成长至3.56亿美金。

l 国内市场略微滞后但前景广阔

和国外市场相比，目前国内大企业不主动开发植物照明市场，综合型人才缺乏、成本投入高、专利缺失、企业产出率低等问题都是国内企业还面临的困难。这些都导致国内植物照明落后于国际市场，国内市场渗透率低。但是，LED植物照明市场前景非常广阔，中国农科院预测，根据我国现有农业产业规模估算，未来5年，农用LED照明灯具及其控制装备的需求量将达到几十亿元，植物工厂和温室补光是发展最快的半导体照明领域，技术含量高，装备智能化系统性强，是农业半导体照明产业发展的重点，LED植物照明技术在我国起步较晚，LED光源在植物工厂中的推广应用将逐年广泛。

光谱范围对植物的影响

280-315nm波长已属紫外线光线，对于各类动、植物甚至于菌类均有直接压制生长的功能；315-400nm光波亦属远紫外线光，叶绿素吸收少，阻止茎伸长；400-520nm（蓝）波长可直接处使植物根、茎部位发展，对于叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大；520-610nm（绿）绿色素的吸收率不高；610~720nm（红）对于光合作用与植物生长速度有显著影响；720~1000nm此类波长泛属红外线波长，对于植物的吸收率低，可直接刺激细胞延长，会影响开花与种子发芽；＞1000nm––>已接近雷射光波长已转换成为热量。

由以上的植物与光谱数据来看， 400 ~ 520nm（蓝色）光线，以及610 ~ 720nm（红色）对于光合作用贡献最大。一般的植物灯都是做成红蓝组合、全蓝、全红三种形式，用来覆盖植物行光合作用所需的波长范围。

LED在植物照明中的优势

LED具有体积小、重量轻、固态、寿命长、波长特殊、驱动电压较低、光效率高、能耗小、安全、可靠耐用、不容易色衰的优点，且红光LED光子具有较大的光通量。另外，LED具有较窄的波谱，波谱半宽范围从几纳米到几十纳米，在±20 nm左右，波长与植物光合成和光形态形成的光谱范围较吻合，光利用率高。

植物照明LED器件

部分厂家产品信息（根据阿里巴巴数据汇总）

植物生长灯珠部分厂家热销产品（按销售量排列）

0.2w2835红色 产品信息

1w大功率红色 产品信息

植物照明LED应用产品

常见的形态：灯泡、灯条、面板灯、灯带、筒灯、灯栅等。

应用领域：植物组培、叶菜生产、温室补光、植物工厂、育苗工厂、药用植物栽培、食用菌工厂、藻类培养、植物保护、太空果蔬、花卉种植、驱杀蚊虫等

国内植物工厂信息

LED植物生长光源和灯具研发生产注意事项

l 高光能利用率原则，制定合理光谱组分最大程度增加LED光源的发光效率，减少光源与被照射植物距离，减少光损失，提高光能利用效率；

l 低成本原则，成本是决定LED植物照明产业化发展的最重要因素之一；

l 生态安全原则，在红蓝光谱中，增加微量或少量绿光成分，增加视觉健康；

l 优先开发附加值高的植物专用的LED光源及灯具。

进入植物照明市场难点

LED植物照明是生物学、设施园艺学、蔬菜学、植物生理学、植物营养学、生物环境工程、LED照明、智能控制技术等多学科交叉和有机结合发展的产物。所以只擅长半导体、植物、智能化系统之一或两者的都是不够的，充分的协作和交叉研究应用至关重要。进入LED植物照明市场最大的难点是为了研发生产高产优质生态的LED植物光源或灯具，就需要同时解决光环境智能调控、植物光生物学、LED半导体技术三者如何融合与一体的发展问题。

时至今日，虽然LED植物照明技术在某些领域广泛运用了，且成本价格有所下降，但于大部分消费者而言，其仍在“价格过高”的行列。成本居高不下是制约LED植物照明发展的一个因素，技术不足、政策不完善也在制约它的发展。

但是，无论是从促进现代化农业发展的角度，还是实现节能环保的角度，LED植物灯的应用具有非常重要的意义，随着全球LED应用农业照明渗透率的提升，未来市场前景广阔。