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LED植物生长灯在室内农业种植应用与荧光灯金卤灯对比优势

LED植物生长灯在室内农业种植应用与荧光灯金卤灯对比优势

近年来当农业与科技结合造就出现“植物工厂”,其定义是指环境可以控制且可依照计划控制光量、养份、温度和湿度,以达到「全年无休」稳定量产的结果。植物工厂所植栽的作物,是具有“23无”的特点,低细菌数、低硝酸盐、无农药、无重金属、无虫卵,符合现代对于健康、养生的饮食需求。而和传统的观念迥然不同的是,科学数据研究表明,在现代植物工厂生长出来的蔬菜比在纯天然室外环境下生长的蔬菜在关键营养元素上更占据优势。

     人工光植物工厂(PF)被用于蔬菜的商业化生产。每年每单位面积销售量大约是露地生产的100倍。植物工厂可以建在任何地区任何建筑中,因为它既不需要太阳能也不需要自然土壤;植物工厂的生产不依赖于外界环境和土壤肥力。在不久的未来,植物工厂将在大都市健康安全叶菜的地产地销中扮演很重要的角色。

  植物工厂是指包含以下六个主要组成部分的植物生产设施:绝热、接近密闭、不透光的类似库房的主体结构;配备有水培系统和生长光源的栽培床;空气风机及空调;二氧化碳施肥系统;水泵及营养液供给系统;环境控制系统。

       根据市场调研机构Technavio最新研究结果显示,预计到2020年,全球植物生长灯市场价值将超过30亿美元,2016年到2020年将以12%的年复合增长率增长。

1、荧光灯

      2020年,全球荧光灯生长灯市场预计将达10亿美元,此类产品很受家庭园丁欢迎。标准荧光灯通常用于种子萌芽,但效率不高,为了克服标准荧光灯的不足,高产高效的荧光灯开始普及。与标准荧光灯相比,新研发的荧光灯光照较强却温度更低,此类产品比白炽灯来得更有效。此类灯具的平均寿命为5000个小时。

2、高压钠灯

 

 


     2020年,预计全球高压钠灯生长灯市场价值将达1.57亿美元。高压钠灯发出的橙光和红光能让花卉生产、结果并催熟,它们能给温室提供足够的照明。高压钠灯的好处就是照射范围较广,而且高压钠灯不应太接近植物,因为它会产生很多热量。不过冬天温室确实需要更多热量。高压钠灯用久了之后照射会变弱,就需要换掉。此类灯具的平均寿命为8000个小时。

3LED生长灯

   
2020年,全球LED植物灯市场将达19亿美元,年复合增长率超过25%LED植物灯市场相对新兴,技术一直在发展,不断推出更高效的产品。LED寿命比普通节能灯长10倍,并远远超过普通白炽灯。虽然此类灯具更贵,但效率更高,因为不需要频繁更换,同时也节省电费成本。LED灯寿命长达11年,与其他灯具相比,LED发热更少,因此就免掉了昂贵又复杂的冷却系统成本。使用其他灯具需要冷却系统,如果温度过高会损坏植物组织细胞,对植物造成严重损害。此类灯具的平均寿命为50000个小时以上。

     从全球市场来说,LED植物灯的销售市场主要集中在日本、韩国、美国、欧洲等从事农业人员较少的国家和地区。一些国际大企纷纷加大对LED植物照明的投入。随着LED植物生长灯渗透率的提升,中国市场也在慢慢兴起。

      LED光能够模拟阳光的特定光谱波长成分,这已经是植物学界广泛认同的研究结果。在植物界中,占主导地位的是绿色植物,在所有的光合放氧生物钟,叶体中的叶绿素对太阳光有两个吸收高峰,分别是440纳米附近的蓝区和680纳米附近的红区,一个位于蓝光区域,一个位于紫光区域,而对于处在500-600纳米之间的绿光吸收的很少,所以我们看到的植物基本上都是绿色。

      LED可以为植物直接提供生长需要的特定红光和蓝光光谱波长。目前,研究结果显示,波长440-490纳米的是蓝光,可以促进绿叶生长;波长600-700纳米的红光,有助于开花结果和延长花期;波长在300-440纳米之间的紫色光与紫外线,是促进植物形成色素的主要光能,并直接影响植物对磷和铝元素的吸收和维生素D、角质层的形成,以及干物质的累积。

     蔬菜在生长发育过程中,只吸收了太阳光中的红橙光和蓝紫光,光能量的利用率很低,因此传统种植方式受自然环境影响很大。但LED植物生长灯则能根据不同种类蔬菜和蔬菜的不同生长阶段的需要调节光谱。以生菜为例,当生菜刚种下去时,不能长得太高,这时蓝光就要比红光多一些;反之,在生菜生长的后期,正是它长叶子的时候,就需要多一些红光,少一些蓝光。目前生菜、芹菜、鸡毛菜等常吃的一些绿叶菜的调光规律基本清晰。

      现在LED植物生长灯普及的最大障碍仍然是成本居高不下,目前能量产化的仅仅是叶菜类的LED生长灯。业内专家表示,由于植物生长的周期和波长都不相同,工艺的差别,特别是一些高附加值的药用植物对于在对于生长环境要求非常苛刻,不同生长周期对于所需光谱有着不同的要求,而目前市面上部分LED生长灯供应商并不具备针对不同植物提供不同发光光谱的LED生长光源,很难满足该类植物本身生长的需求。

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