現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)是未來保障國家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品的重要途徑，產(chǎn)業(yè)地位逐年提高。我國是發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的大國?！皬霓r(nóng)業(yè)照明的發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的面積已達(dá)400多萬公頃，其中增長很快的是溫室大棚和植物工廠?！敝袊彰鲗W(xué)會顧問、農(nóng)業(yè)照明委員會秘書長吳初瑜講到。現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展迫切需要智能光環(huán)境調(diào)控與半導(dǎo)體照明技術(shù)的支撐，雖然我國農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明起步晚，但發(fā)展迅速，“半導(dǎo)體照明光源在植物中的應(yīng)用研究”更是國家“863”重點(diǎn)扶持項(xiàng)目之一。

　　農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，但也存在不少問題，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要電光源、農(nóng)業(yè)、控制等多學(xué)科融合協(xié)同，提速產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)應(yīng)用是當(dāng)務(wù)之急?！跋Ｍ?015-2017年能逐漸將農(nóng)業(yè)照明發(fā)展起來?！眳抢媳硎?，現(xiàn)在溫室大棚都開始采用照明電器，但還缺乏合理的照明設(shè)計(jì)，農(nóng)業(yè)照明委員會開展的一系列農(nóng)業(yè)照明培訓(xùn)旨在培養(yǎng)專門人才促進(jìn)農(nóng)業(yè)照明研發(fā)設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　第四代半導(dǎo)體固態(tài)光源-LED在農(nóng)業(yè)照明上的應(yīng)用是農(nóng)業(yè)照明發(fā)展上的最大進(jìn)步，具有里程碑式的意義。從長遠(yuǎn)的角度看，LED有逐步取代傳統(tǒng)照明光源的趨勢，LED光源的應(yīng)用也越來越廣，農(nóng)業(yè)照明委員會副理事長兼秘書長、博士、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員劉文科分別介紹了LED照明在溫室補(bǔ)光、食用菌工廠、植物工廠、植物組培、畜禽與水產(chǎn)養(yǎng)殖及害蟲防治等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　其中，植物工廠是一種通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制，實(shí)現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效設(shè)施農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是設(shè)施園藝最高階段;可用于蔬菜、苗木(蔬菜苗、水稻、煙草等)、中草藥等的規(guī)?；a(chǎn)。據(jù)劉老師介紹，植物工廠能提高生產(chǎn)效率40-108倍(Kozai，2013)。LED光源對植物工廠的貢獻(xiàn)包括節(jié)能、多層立體栽培、光環(huán)境的按需調(diào)控等。目前，商業(yè)運(yùn)營的人工光植物工廠逐年增多，日本100余座，中國30余座。

　　此外，劉老師還基于設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、光生物學(xué)基礎(chǔ)，論述了人工光環(huán)境調(diào)控、LED光源設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢、發(fā)展現(xiàn)狀、期望以及LED農(nóng)業(yè)照明技術(shù)方式、設(shè)計(jì)原則和燈具類型等。

　　農(nóng)業(yè)照明委員會副理事長、復(fù)旦大學(xué)光源與照明工程系博士、歐司朗光電半導(dǎo)體(中國)有限公司高級應(yīng)用技術(shù)經(jīng)理陳文成從技術(shù)角度，細(xì)致地講解了與植物照明相關(guān)的四大計(jì)量系統(tǒng)及其算法、各個光學(xué)參數(shù)的含義、不同波長的光熱輻射對植物及環(huán)境的作用、常用植物照明光源的光譜分布、農(nóng)業(yè)照明的常用評價指標(biāo)及換算、農(nóng)業(yè)照明的常用測量技術(shù)以及農(nóng)業(yè)照明和常用光源等。

　　其中，在談到植物照明的評價指標(biāo)時，陳老師指出，評價植物照明，不能用lm/w， 或lx等光度學(xué)量來描述，所有光度學(xué)量都是基于人眼的光譜靈敏度曲線的，在沒有公認(rèn)的植物光譜靈敏度曲線之前，通常用光合有效輻射照度(PAR，單位w/㎡或光合有效光量子流密度(PPFD，單位mol/㎡·s )來評價，這相當(dāng)于假設(shè)植物對于400nm-700nm的光譜靈敏度是1(PAR曲線)。

　　(光度系統(tǒng)、光量子系統(tǒng)以及植物光度系統(tǒng)中的光譜響應(yīng)曲線)

　　(McCree曲線、DIN曲線、PAR曲線及人眼光譜靈敏度曲線)

　　但在實(shí)際的測量和計(jì)算中，市場上測量PPFD的儀器還不普遍，價格也貴，輔助設(shè)計(jì)軟件缺乏。遠(yuǎn)方推出的PLA-20手持式植物照明專用分析儀能方便快捷精準(zhǔn)地測出光合光子通量密度PPFD、光合輻(射)照度、葉綠素A/B加權(quán)輻照度等植物照明所需的參數(shù)。

　　農(nóng)業(yè)照明委員會理事、博士、浙江大學(xué)副教授周泓則從LED智能化控制技術(shù)的角度介紹了其在農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域的應(yīng)用。光源控制設(shè)計(jì)通常有三種方式：LED光源及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、培養(yǎng)箱的LED光源及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和基于植物工廠的光源及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，周老師以煙草生長、微藻培養(yǎng)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究分析了LED光源控制。

　　試驗(yàn)用光源系統(tǒng)

　　周老師強(qiáng)調(diào)，LED在植物組培中的應(yīng)用大有可為，組培在LED農(nóng)業(yè)照明中最有可能市場化。在采用植物組培光源及控制系統(tǒng)后，取得了提高組培室、溫室空間利用率60%;降低能耗60%以上;降低燈具維護(hù)費(fèi)用80%以上;減少農(nóng)藥激素使用量;提高蔬菜、中藥品質(zhì)等多項(xiàng)效益。

　　全球LED應(yīng)用植物照明的產(chǎn)值從2013年起，開始呈現(xiàn)高速成長，初步統(tǒng)計(jì)2014年達(dá)1億美元，2017年預(yù)計(jì)可達(dá)5億美元。隨著全球LED應(yīng)用農(nóng)業(yè)照明滲透率的提升，中國市場也慢慢興起，未來市場前景廣闊。