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LED光源在农业领域应用的解析

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LED光源在农业领域应用的解析

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  (1)LED光源在农业领域的应用。我国是全球工厂化植物组培育苗的生产基地和出口基地,也是全球最大的组培苗消费市场。自上世纪90年代中期以来,中国大陆承接了全球工厂化组培育苗的产业转移,现在这一产业转移过程已经完成。据农业部统计,截止2007年底,年产量大于1000万株的组培企业,全国有300多家,植物组培的总面积在2000万平方米以上,年产值200亿元左右。另外,植物工厂特别是人工光植物工厂对LED光源也有巨大的需求。目前,商业化的植物工厂主要分布于日本,其总数达到了50家,其中35家是完全采用人工光照明,随着植物工厂技术的日益成熟,植物工厂应用也必将是LED应用的一个重要市场。

  (2)相比传统光源LED在农业照明领域优势明显。LED具有光效高、发热低、体积小、寿命长等诸多优点。

  a、生物能效高。研究表明,植物光合作用主要是利用波长为610~720nm(波峰为660nm)的红橙光,吸收的光能约占其生理辐射的55%左右;其次是波长为400~510nm(波峰为450nm)的蓝紫光,吸收的光能约占其生理辐射的8%左右。利用LED作为植物光源,则可以控制其辐射光谱全部为红蓝光波段,而且可以根据不同植物的不同需求精确调整其红蓝光质比,使其辐射能量可完全为植物吸收利用,相比传统光源,大大提高了其生物能效。

  b、一方面,由于LED光源紧凑,相比传统光源其体积大大减小;另一方面,由于传统光源会辐射大量的热量到植物表面,因此在使用其作为植物补光光源时,必须保持其与植物表明有一定的间隔,譬如高压钠灯在使用时,一般要求其至少与植物间隔1m,而LED属于冷光源,其辐射光谱对植物的热效应远远小于传统光源,即使近距离照射也不会造成植物灼伤,因此可实现对植物的近距离照射,这样,在植物工厂或组培中就可以大大缩短栽培层架之间的距离,提高空间利用效率,大大提高植物的单位空间栽培密度。

  c、据统计,在荧光灯组培生产中,照明能耗占运行能耗的30%~40%,而在荧光灯植物苗工厂中,这一份额更是高达82%。利用LED替代传统的照明光源可以大大减少这些农业生产的照明能耗。如荷兰在温室中利用LED的补光实验表明,与传统的高压钠灯和金属卤素灯等相比LED可节能50%~80%;在植物工厂里,使用传统光源每平方米需要配备0。5千瓦的光源,而LED仅需要0。27千瓦,这样就可以使耗电量下降约一半。在组培领域,全国组培总面积在2000万m2以上,如果一年按组培每天的光照时间为16h/d,每年300天的生产日计算,则由荧光灯引起的年耗电总量在1075亿kW·h以上;采用LED后,其年耗电总量在518亿kW·h左右,年节电总量在560亿kW·h以上,节能效果显著。

  LED被认为是21世界农业领域最有前途的人工光源,对解决环境污染,提高空间利用率,减少温室效应都具有十分重要的意义,LED节能光源在农业领域的应该非常的广泛和实用。