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LED植物生長燈在室內農業種植應用與熒光燈金鹵燈對比優勢

LED植物生長燈在室內農業種植應用與熒光燈金鹵燈對比優勢

近年來當農業與科技結合造就出現“植物工廠”,其定義是指環境可以控制且可依照計劃控制光量、養份、溫度和濕度,以達到「全年無休」穩定量產的結果。植物工廠所植栽的作物,是具有“23無”的特點,低細菌數、低硝酸鹽、無農藥、無重金屬、無蟲卵,符合現代對于健康、養生的飲食需求。而和傳統的觀念迥然不同的是,科學數據研究表明,在現代植物工廠生長出來的蔬菜比在純天然室外環境下生長的蔬菜在關鍵營養元素上更占據優勢。

     人工光植物工廠(PF)被用于蔬菜的商業化生產。每年每單位面積銷售量大約是露地生產的100倍。植物工廠可以建在任何地區任何建筑中,因為它既不需要太陽能也不需要自然土壤;植物工廠的生產不依賴于外界環境和土壤肥力。在不久的未來,植物工廠將在大都市健康安全葉菜的地產地銷中扮演很重要的角色。

  植物工廠是指包含以下六個主要組成部分的植物生產設施:絕熱、接近密閉、不透光的類似庫房的主體結構;配備有水培系統和生長光源的栽培床;空氣風機及空調;二氧化碳施肥系統;水泵及營養液供給系統;環境控制系統。

       根據市場調研機構Technavio最新研究結果顯示,預計到2020年,全球植物生長燈市場價值將超過30億美元,2016年到2020年將以12%的年復合增長率增長。

1、熒光燈

      2020年,全球熒光燈生長燈市場預計將達10億美元,此類產品很受家庭園丁歡迎。標準熒光燈通常用于種子萌芽,但效率不高,為了克服標準熒光燈的不足,高產高效的熒光燈開始普及。與標準熒光燈相比,新研發的熒光燈光照較強卻溫度更低,此類產品比白熾燈來得更有效。此類燈具的平均壽命為5000個小時。

2、高壓鈉燈

 

 


     2020年,預計全球高壓鈉燈生長燈市場價值將達1.57億美元。高壓鈉燈發出的橙光和紅光能讓花卉生產、結果并催熟,它們能給溫室提供足夠的照明。高壓鈉燈的好處就是照射范圍較廣,而且高壓鈉燈不應太接近植物,因為它會產生很多熱量。不過冬天溫室確實需要更多熱量。高壓鈉燈用久了之后照射會變弱,就需要換掉。此類燈具的平均壽命為8000個小時。

3、LED生長燈

   
2020年,全球LED植物燈市場將達19億美元,年復合增長率超過25%。LED植物燈市場相對新興,技術一直在發展,不斷推出更高效的產品。LED壽命比普通節能燈長10倍,并遠遠超過普通白熾燈。雖然此類燈具更貴,但效率更高,因為不需要頻繁更換,同時也節省電費成本。LED燈壽命長達11年,與其他燈具相比,LED發熱更少,因此就免掉了昂貴又復雜的冷卻系統成本。使用其他燈具需要冷卻系統,如果溫度過高會損壞植物組織細胞,對植物造成嚴重損害。此類燈具的平均壽命為50000個小時以上。

     從全球市場來說,LED植物燈的銷售市場主要集中在日本、韓國、美國、歐洲等從事農業人員較少的國家和地區。一些國際大企紛紛加大對LED植物照明的投入。隨著LED植物生長燈滲透率的提升,中國市場也在慢慢興起。

      LED光能夠模擬陽光的特定光譜波長成分,這已經是植物學界廣泛認同的研究結果。在植物界中,占主導地位的是綠色植物,在所有的光合放氧生物鐘,葉體中的葉綠素對太陽光有兩個吸收高峰,分別是440納米附近的藍區和680納米附近的紅區,一個位于藍光區域,一個位于紫光區域,而對于處在500-600納米之間的綠光吸收的很少,所以我們看到的植物基本上都是綠色。

      LED可以為植物直接提供生長需要的特定紅光和藍光光譜波長。目前,研究結果顯示,波長440-490納米的是藍光,可以促進綠葉生長;波長600-700納米的紅光,有助于開花結果和延長花期;波長在300-440納米之間的紫色光與紫外線,是促進植物形成色素的主要光能,并直接影響植物對磷和鋁元素的吸收和維生素D、角質層的形成,以及干物質的累積。

     蔬菜在生長發育過程中,只吸收了太陽光中的紅橙光和藍紫光,光能量的利用率很低,因此傳統種植方式受自然環境影響很大。但LED植物生長燈則能根據不同種類蔬菜和蔬菜的不同生長階段的需要調節光譜。以生菜為例,當生菜剛種下去時,不能長得太高,這時藍光就要比紅光多一些;反之,在生菜生長的后期,正是它長葉子的時候,就需要多一些紅光,少一些藍光。目前生菜、芹菜、雞毛菜等常吃的一些綠葉菜的調光規律基本清晰。

      現在LED植物生長燈普及的最大障礙仍然是成本居高不下,目前能量產化的僅僅是葉菜類的LED生長燈。業內專家表示,由于植物生長的周期和波長都不相同,工藝的差別,特別是一些高附加值的藥用植物對于在對于生長環境要求非??量?,不同生長周期對于所需光譜有著不同的要求,而目前市面上部分LED生長燈供應商并不具備針對不同植物提供不同發光光譜的LED生長光源,很難滿足該類植物本身生長的需求。

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