LED植物照明的发展优势及全球研究进程分析

1964年世界首个红色LED研制成功，之后黄色LED出现，直到1994年蓝色、绿色LED才研制成功。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制，一直无法作为通用光源推广应用。

随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料的开发应用，LED的发展取得了突破性进展，价格也大幅度下降，其应用于植物设施栽培的研究逐渐被各国学者关注。尤其是在超高亮度LED开发成功后，被广泛应用于植物生理或栽培领域的研究，如光形态发生、光合作用及叶绿素合成研究等。

发展优势

（1）高效无公害

21世纪将是生态农业的世纪，而物理农业是实现生态农业的主要途径之一，在众多的物理学科知识中，光学在其中起着至关重要的作用，因此，有学者认为“光的世纪”即将来临。如何在太阳光照不足情况下调控特定人造光源对绿色植物实施不同“光肥”，不仅促进作物生长发育，还可以达到增产、高效、优质、抗病、无公害的目的，这对于促进中国现代农业的发展具有非常重要的现实意义。

（2）节约能源

LED以其固有的优越性正吸引着世界的目光，特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下。将LED应用于植物设施栽培领域具有很多优势：可提供多种纯正单色光和复合光谱，可根据不同作物及不同生长发育时期提供相应的光谱组合；具有PPFD可调的特性，可以模拟太阳光强度的变化；发光频率与占空比可调节的特性可以提供高频间歇给光模式，有利于探讨光合作用中明期和暗期的控制机理，并可以扩大节能空间。

全球努力

LED在植物生理与植物栽培领域的应用研究已经引起全世界的广泛关注。

以日本和美国为代表的发达国家不仅深入研究LED对植物生长发育的调控机理，更注重积极研究将LED广泛应用于植物设施栽培领域的技术和产品。（1）美国国家航空航天局把LED补光设施作为宇宙基地等闭锁式生命维持系统的相关技术之一开展研究。（2）日本的闭锁式LED植物工厂的研究已经进入实用化阶段；CCS公司制作的植物生长系统通过生长控制软件控制LED照明，能实现不同光质的自动控制；新型LED光源组培容器“Uni-PACK”也研制成功，具有提高组培空间利用率、有效波长利用率和照明效率，降低组培苗生产成本等优势。

中国植物设施栽培领域的LED应用机理研究还处于起步阶段。借鉴国外研究成果，进一步系统深入研究LED应用于中国设施栽培领域的基础理论十分必要。值得注意的是，不同植物不同生长时期所需的光谱组合、PPFD及光照周期存在一定差异，虽有一些国外文献报道应用红蓝LED等光谱组合对不同植物生长发育和形态建成影响的研究，但缺乏结合不同物种不同时期生长特性，分析植物对LED光质调控响应机理的研究，因此也未能给出不同植物在不同生育期中最佳LED光谱组成、PPFD及光照周期的可靠参数和系统资料。

此外，中国虽然是植物设施栽培面积大国，但在设施栽培领域具有自主知识产权的LED技术产品的研发基本还是空白，急需工程学科和植物学科的研究者共同合作，研制开发出符合中国生产实际的LED植物光源、照明自动控制系统、新型植物生长调控装置和大型植物工厂化育苗设施等。随着LED技术的发展与生产成本的逐年下降，特别是随着中国半导体照明工程的启动，相信在不久的将来，与LED相关的各种技术和产品将广泛应用于植物设施栽培的生产实践中。

以下是与非网精选原创系列，从产业到八卦，从技术到深度观察都应有尽有，更多精彩，请进入与非原创查看。

《2016年注定不会平静》

面对2016年不明朗的市场前景，每个厂商也都有自己的看法和小算盘，随着半导体产业的加速整合，企业并购的步伐不会停止，有着高增长潜力的应用也必将掀起一场血雨腥风。此专题就带大家了解半导体厂商们对2016年产业大势的看法以及它们的应对...

《快充江湖演义》

手机、平板，移动电源等移动设备的快速充电，在2015年已经爆出了火花，去淘宝上看看就能一目了然。以手机和移动电源为例，大有不支持快充就等同于OUT了之势。当前快充处于军阀混战年代，今天“彩云追月”就给大家带来一段“快充江湖演义”...

《盘点中国“芯”》

纵观中国集成电路产业20多年来的风雨历练，我们到底做的咋样了？是不是有一些产品和技术真的拿得出手了？相信你也和小编一样，在心里画上了大大的问号。 为此，与非网特别策划了这个《我的中国“芯”》系列，每周精选一款国产芯片，并列举市场上同类型的主流芯片做对比。咱们来看看国产芯片到底哪些地方做得 好，哪些地方还差点火候...

《中关村故事》

100年前，这里是一片专属于明清太监的荒凉坟场，叫做“中官坟”。100年后，这里是见证中国高新技术发展的“硅谷”，叫做“中关村”。冬去春来，四季更替，让我们一起聆听那些发生在中关村的故事...

《科技新观察：我有我观点》

以最新的视角来进行半导体行业市场观察...

《程序员“趣”事一箩筐》

程序员在工作中到底是怎样的？他们会遇到怎样的奇葩上司和逗比下属？他们是否只会呆板地修补Bug？我们不防听工程师自己来说说自己工作中的那些开心的不开心的事儿，说不定会和你产生共鸣...

《微话题》

电子圈的话题不比娱乐圈少。从宏观产业到微观技术，从职业理想到生活点滴每个人都有自己独到的见解。与非网开设《微话题》栏目和大家一体闲聊电子圈的是是非非，这里没有对错，只有你想不到的、不敢说的……

《芯闻联播》

本周开始，与非网将推出一档全新的资讯点评栏目《芯闻联播》。我们将集合汇总一月内最劲爆的产业事件、最重磅的企业动向、最独家的新闻报道以及最直接的点评，在每周为各位网友奉上电子产业的饕餮大餐...

《显微镜下的嵌入式产业》

在我们门外汉看来繁荣的表象背后，哪些技术真正经得起市场的考验，哪些产业又将惨遭淘汰，需要明眼人为我们拨开迷雾。为此，与非网特邀嵌入式产业的践行者 和观察家何小庆老师坐阵，为我们带来他对这一产业的一系列前沿观察和深入分析，了解更多行业走势、发展脉络，敬请持续关注！