現(xiàn)代設施農業(yè)是未來保障國家糧食安全和農產品的重要途徑，產業(yè)地位逐年提高。我國是發(fā)展設施農業(yè)的大國。“從農業(yè)照明的發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國設施農業(yè)的面積已達400多萬公頃，其中增長很快的是溫室大棚和植物工廠。”中國照明學會顧問、農業(yè)照明委員會秘書長吳初瑜講到。現(xiàn)代設施農業(yè)的發(fā)展迫切需要智能光環(huán)境調控與半導體照明技術的支撐，雖然我國農業(yè)半導體照明起步晚，但發(fā)展迅速，“半導體照明光源在植物中的應用研究”更是國家“863”重點扶持項目之一。

　　農業(yè)半導體照明產業(yè)發(fā)展前景廣闊，但也存在不少問題，其產業(yè)發(fā)展需要電光源、農業(yè)、控制等多學科融合協(xié)同，提速產業(yè)發(fā)展速度，擴大產業(yè)應用是當務之急。“希望2015-2017年能逐漸將農業(yè)照明發(fā)展起來。”吳老表示，現(xiàn)在溫室大棚都開始采用照明電器，但還缺乏合理的照明設計，農業(yè)照明委員會開展的一系列農業(yè)照明培訓旨在培養(yǎng)專門人才促進農業(yè)照明研發(fā)設計和產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　第四代半導體固態(tài)光源-LED在農業(yè)照明上的應用是農業(yè)照明發(fā)展上的最大進步，具有里程碑式的意義。從長遠的角度看，LED有逐步取代傳統(tǒng)照明光源的趨勢，LED光源的應用也越來越廣，農業(yè)照明委員會副理事長兼秘書長、博士、中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員劉文科分別介紹了LED照明在溫室補光、食用菌工廠、植物工廠、植物組培、畜禽與水產養(yǎng)殖及害蟲防治等眾多領域的應用。

　　其中，植物工廠是一種通過設施內高精度環(huán)境控制，實現(xiàn)作物周年連續(xù)生產的高效設施農業(yè)系統(tǒng)，是設施園藝最高階段;可用于蔬菜、苗木(蔬菜苗、水稻、煙草等)、中草藥等的規(guī)模化生產。據劉老師介紹，植物工廠能提高生產效率40-108倍(Kozai，2013)。LED光源對植物工廠的貢獻包括節(jié)能、多層立體栽培、光環(huán)境的按需調控等。目前，商業(yè)運營的人工光植物工廠逐年增多，日本100余座，中國30余座。

　　此外，劉老師還基于設施農業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、光生物學基礎，論述了人工光環(huán)境調控、LED光源設施農業(yè)的優(yōu)勢、發(fā)展現(xiàn)狀、期望以及LED農業(yè)照明技術方式、設計原則和燈具類型等。

　　農業(yè)照明委員會副理事長、復旦大學光源與照明工程系博士、歐司朗光電半導體(中國)有限公司高級應用技術經理陳文成從技術角度，細致地講解了與植物照明相關的四大計量系統(tǒng)及其算法、各個光學參數的含義、不同波長的光熱輻射對植物及環(huán)境的作用、常用植物照明光源的光譜分布、農業(yè)照明的常用評價指標及換算、農業(yè)照明的常用測量技術以及農業(yè)照明和常用光源等。

　　其中，在談到植物照明的評價指標時，陳老師指出，評價植物照明，不能用lm/w， 或lx等光度學量來描述，所有光度學量都是基于人眼的光譜靈敏度曲線的，在沒有公認的植物光譜靈敏度曲線之前，通常用光合有效輻射照度(PAR，單位w/㎡或光合有效光量子流密度(PPFD，單位mol/㎡·s )來評價，這相當于假設植物對于400nm-700nm的光譜靈敏度是1(PAR曲線)。

　　(光度系統(tǒng)、光量子系統(tǒng)以及植物光度系統(tǒng)中的光譜響應曲線)

　　(McCree曲線、DIN曲線、PAR曲線及人眼光譜靈敏度曲線)

　　但在實際的測量和計算中，市場上測量PPFD的儀器還不普遍，價格也貴，輔助設計軟件缺乏。遠方推出的PLA-20手持式植物照明專用分析儀能方便快捷精準地測出光合光子通量密度PPFD、光合輻(射)照度、葉綠素A/B加權輻照度等植物照明所需的參數。

　　農業(yè)照明委員會理事、博士、浙江大學副教授周泓則從LED智能化控制技術的角度介紹了其在農業(yè)照明領域的應用。光源控制設計通常有三種方式：LED光源及控制系統(tǒng)設計、培養(yǎng)箱的LED光源及控制系統(tǒng)設計和基于植物工廠的光源及控制系統(tǒng)設計，周老師以煙草生長、微藻培養(yǎng)試驗為基礎，研究分析了LED光源控制。

　　試驗用光源系統(tǒng)

　　周老師強調，LED在植物組培中的應用大有可為，組培在LED農業(yè)照明中最有可能市場化。在采用植物組培光源及控制系統(tǒng)后，取得了提高組培室、溫室空間利用率60%;降低能耗60%以上;降低燈具維護費用80%以上;減少農藥激素使用量;提高蔬菜、中藥品質等多項效益。

　　全球LED應用植物照明的產值從2013年起，開始呈現(xiàn)高速成長，初步統(tǒng)計2014年達1億美元，2017年預計可達5億美元。隨著全球LED應用農業(yè)照明滲透率的提升，中國市場也慢慢興起，未來市場前景廣闊。