近年來，全球日照時間不斷減少，以中國臺灣為例，近期日照時間是61年來最少的。日照時間減少對于農(nóng)業(yè)發(fā)展非常不利。隨著生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展，以及人們對提高植物產(chǎn)量和縮短種植周期的需求日益強烈，人造光源開始應(yīng)用于植物栽培領(lǐng)域。

“人造陽光”創(chuàng)造奇跡

    研究發(fā)現(xiàn)，很多植物在生長過程中，只需要紅光和藍光。LED能發(fā)出各種波長的光，與全光譜的陽光相比，研究人員能夠通過“配光”讓它們只接受某些波長范圍內(nèi)的“人造陽光”。因此，在這個200平方米的“植物工廠”里，研究人員只給植物照射藍光和紅光。LED24小時無休，即使在夜里，植物也繼續(xù)光合作用。在這樣的環(huán)境下，植物生長速度大幅提高。原本需要52天至60天才能長成的蔬菜，使用LED植物生長燈后，20天就成熟。

    用LED燈取代陽光，增加了植物的生產(chǎn)成本，但并不意味著農(nóng)民受益減少。由于不需要靠天吃飯，在實驗室里，植物被垂直分布成2~5層，每一層都有LED光源，這種設(shè)計模式，使得作物的單位產(chǎn)量也大幅提高。研究員李抒智表示，產(chǎn)值增長的部分可以抵消掉成本增加，最終讓農(nóng)戶得益。

    日本中央政府、地方自治體(縣府道)從2011年開始就輔導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)從業(yè)者，進行植物工廠的開發(fā)，透過LED照明來彌補日照不足。日本還研究將LED照明燈用于家禽養(yǎng)殖設(shè)施，研究發(fā)現(xiàn)，使用黃色LED燈照明能節(jié)約成本，并減少家禽的攻擊性。在積極推行“多層栽培”的荷蘭，生菜苗及郁金香等的栽培中經(jīng)常看到LED輔助光源。因為多層栽培時，下層比上層難以照射到陽光，因此，荷蘭農(nóng)民大多使用LED燈來補充光照不足。

LED植物照明的優(yōu)勢

    與傳統(tǒng)植物照明相比，LED植物照明最大的優(yōu)點便是高效節(jié)能。如荷蘭在溫室中利用LED的補光實驗表明，與傳統(tǒng)的高壓鈉燈和金屬鹵素?zé)舻认啾龋琇ED可節(jié)能50%~80%。在植物工廠里，使用傳統(tǒng)光源每平方米需要配備0.5千瓦的光源，而LED僅需要0.27千瓦。在組培領(lǐng)域，我國組培總面積在2000萬平方米以上，如果一年按組培的光照時間16h/d，每年300天的生產(chǎn)日計算，由熒光燈引起的年耗電總量為1075億度以上;采用LED后，其年耗電總量518億度左右，年節(jié)電總量560億度以上。除了充當(dāng)“光肥”，LED照明在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域其它方面也存在著很大的應(yīng)用空間。

    如對于農(nóng)業(yè)害蟲的物理防治來說，可以采用特定波長的LED光源，引誘并滅殺害蟲，減少農(nóng)藥施用量;對于動物養(yǎng)殖來說，可以根據(jù)不同的養(yǎng)殖目的，采用特定波長的LED實施光照促進動物生產(chǎn)率，減少飼料添加劑及激素的使用;對于海洋捕撈來說，可以應(yīng)用特定波長的LED光源，進行海產(chǎn)品的誘導(dǎo)，提高捕撈量;對于微生物來說，可以采用促進有益微生物繁殖增殖的特定波長的LED實施光照，實現(xiàn)高效率、密集產(chǎn)量的微生物反應(yīng)過程。

LED植物照明前景可觀

    目前，植物照明主要應(yīng)用于植物工廠、植物景觀以及育種照明三個領(lǐng)域。植物工廠是植物照明最主要也是相對成熟的市場，以深圳為例，5座植物工廠就可以供應(yīng)整個深圳的日常蔬菜瓜果用量;植物景觀正處于初入市場的階段;育種照明市場潛力雖然巨大，但是目前這塊市場并沒有得到開發(fā)。

    中國是全球第四大植物工廠大國，未來LED植物照明前景可觀,僅植物工廠化育苗產(chǎn)業(yè)一項就為LED光源提供了巨大的消費市場”，僅幼苗出口一項就達到近百億株，大陸年消費量則更大，如果在植物工廠化育苗中采用LED替代傳統(tǒng)電光源，其一次性總市場規(guī)模將達到2000億元。
由于日本市場在植物照明的進度、技術(shù)較領(lǐng)先，積極度也較大，日本方面已經(jīng)預(yù)估在2020年時，植物用的LED照明市場產(chǎn)值可以達到一年3000億日元(折合人民幣約236億元)，整體植物育種的產(chǎn)值達3萬億日元，成長力道不容小覷。市場的誘惑力吸引國內(nèi)外眾多廠商紛紛進軍農(nóng)業(yè)照明。截至2012年6月底，國內(nèi)具備一定規(guī)模的LED植物照明企業(yè)數(shù)量約40家。而在2009年，國內(nèi)僅有兩三家從事LED植物照明的企業(yè)。

國內(nèi)市場亟待開拓

    盡管前景美好，實現(xiàn)起來卻有一段很長的路要走。高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2011年中國LED植物照明產(chǎn)值僅為3億元，這個數(shù)據(jù)相比于數(shù)千億的普通照明產(chǎn)值，只能用“小巫見大巫”來形容。在這3億元的產(chǎn)值中，其中90%以上為出口，銷售市場主要集中在日本、韓國、中美、歐洲等從事農(nóng)業(yè)人員較少的國家和地區(qū)，植物照明的國內(nèi)市場拓展阻力重重。現(xiàn)階段國內(nèi)還不具備植物照明行業(yè)快速發(fā)展的市場土壤除非解決一些基礎(chǔ)性問題，否則植物照明市場并不會在國內(nèi)出現(xiàn)爆發(fā)性增長。首要問題出現(xiàn)在推廣上。目前， LED照明可以促進植物生長的概念并沒有被深入了解和接受，更沒有被大范圍推廣。

    海外LED植物照明市場化程度較高，一方面是農(nóng)業(yè)院校等機構(gòu)對這一技術(shù)研究更加深入，而另一方面也在于歐美等發(fā)達國家老百姓對科普知識接受程度相對較高。而反觀國內(nèi)市場，企業(yè)除了要對科研機構(gòu)進行理論普及，還要對植物工廠以及消費者進行綠色蔬菜概念的普及。這對企業(yè)而言，顯得勢單力薄。

    第二，進入門檻高，國內(nèi)企業(yè)優(yōu)勢不明顯。想要進入LED植物照明領(lǐng)域，必須具備一定的技術(shù)實力和資源優(yōu)勢。目前，國內(nèi)植物照明的市場模式是基于企業(yè)與農(nóng)科院合作開發(fā)，即科研院所找一些專業(yè)的LED植物照明企業(yè)，大家共同擬定一些標(biāo)準進行產(chǎn)品開發(fā)。傳統(tǒng)LED照明企業(yè)要想成功跨入到植物照明領(lǐng)域，至少需要三到五年時間的積累。