隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，植物照明的需求和能耗在不斷擴大，對傳統(tǒng)植物照明燈具技術(shù)也提出了新的挑戰(zhàn)。LED作為新一代光源，除了環(huán)保節(jié)能的特點外，較之傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域常用熒光燈或高壓鈉燈等人工光源，具有光量可調(diào)整、光質(zhì)可調(diào)整、冷卻負(fù)荷低與允許提高單位面積栽培量等特點，對封閉有環(huán)控的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，如植物組織培養(yǎng)室等是一種非常適合的人工光源。
在通用照明市場競爭劇烈，環(huán)保健康問題日益突出的客觀環(huán)境影響下，植物照明應(yīng)用逐漸成為LED發(fā)展的方向之一，各照明巨頭早已紛紛著手布局LED植物照明業(yè)務(wù)。繼飛利浦LED成立植物照明工廠后，歐司朗、億光等企業(yè)也紛紛在這一領(lǐng)域有所動作。除此之外，國內(nèi)不少企業(yè)也紛紛涉足。近日，廣明源旗下子公司綠愛開設(shè)華南地區(qū)最大的植物工廠，研發(fā)、生產(chǎn)不同需求的植物生長燈;勤上光電也推出了具有植物照明功能的智能新品等。由此可見，LED植物照明發(fā)展具有廣闊的市場前景。
LED植物照明商機無限
作為一種特殊類型的半導(dǎo)體材料，LED發(fā)出光的波長可從紫外線C(~250nm)到紅外線(~1000nm)廣泛的區(qū)間范圍，并且每個LED發(fā)出光的波長范圍可以很窄。因而，它是一種真正具有頻譜控制能力的且非常有效的植物照明光源。
與金屬鹵化物光源、熒光燈和高壓鈉燈不同，LED所用的固態(tài)照明系統(tǒng)具有一些非常獨特的優(yōu)勢。它們不僅重量輕、體積小、使用壽命長，而且具有波長和光譜組成可控、帶寬窄、發(fā)光面溫度低、發(fā)熱小、亮度高、輻射低及效率高等優(yōu)點。除此之外，LED還具有光譜的可調(diào)控性等特點。隨著技術(shù)的不斷進步和工藝水平的不斷提高，未來LED的光譜控制將會更加靈活，其制造和使用成本也會越來越低，其優(yōu)越性也將得到更充分的體現(xiàn)。
這些優(yōu)點也使得LED正逐漸取代傳統(tǒng)照明光源的地位，在植物照明方面，LED能夠?qū)⒑线m的光波范圍匹配到植物的光接收器，并影響植物的形態(tài)和組成成分。對于在受控環(huán)境下培養(yǎng)的植物，LED的優(yōu)越性也使之成為首選光源。
據(jù)了解，全球LED應(yīng)用植物照明的產(chǎn)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(yù)計可達5億美元。隨著全球LED應(yīng)用農(nóng)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。
LED植物照明的新藍海也引來大批國際巨頭的開拓，繼飛利浦LED成立植物照明工廠后，歐司朗、三菱、GE、西門子等國際巨頭也紛紛在這一領(lǐng)域有所動作;臺廠億光也早有涉足，而隨著臺灣農(nóng)金風(fēng)潮的興起，有報道稱“臺灣科技大廠鴻海、臺達電、金仁寶集團、欣興電子及老牌的大同集團也都跨行種起菜來了”;大陸廠商方面，勤上光電、鴻利光電、廣明源也一直在進行相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。
提到植物照明，多數(shù)伴隨的字樣是“前景”、“錢景”、“未來”，然而當(dāng)前的植物照明發(fā)展還存在哪些問題呢?
物照明發(fā)明面臨諸多問題待解
植
當(dāng)下國內(nèi)植物照明發(fā)展慢，市場發(fā)展空間依然有限，國內(nèi)LED植物照明還面臨著綜合型人才缺乏、成本投入高、專利缺失、企業(yè)產(chǎn)出率低等問題。植物照明在中國的發(fā)展何時進入快車道，依然是問題。
企業(yè)投入產(chǎn)出率低
植物照明作為一塊新興的市場，其市場滲透率較低，與數(shù)千億的普通照明產(chǎn)值相比，只能是用“小屋見大屋”來形容。目前國內(nèi)LED植物燈的銷售市場也都主要集中在日本、韓國、中美、歐洲等從事農(nóng)業(yè)人員較少的國家和地區(qū)。
據(jù)了解，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。而目前植物照明最主要的市場是植物工廠。據(jù)悉，美國科學(xué)家規(guī)劃建造植物工廠摩天大樓，據(jù)說這種植物工廠大樓，只要建5座，就可以滿足數(shù)百萬人口的食用，簡直不可思議。
雖然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)。育種照明主要是用LED日光燈管，但是目前推廣的最大難度在于認(rèn)知的改變。
“植物照明成本高、銷量少，一般是一些規(guī)模較大的企業(yè)做一些前期的研發(fā)和試探性市場開發(fā)。”陽光照明總經(jīng)理官勇表示，早在幾年前陽光照明就已經(jīng)對植物照明做了一些研發(fā)投入，然而當(dāng)時狹小的市場空間，以及復(fù)雜的渠道與生產(chǎn)工序，讓公司暫停了這一項目。
據(jù)了解，除了飛利浦、歐司朗、三菱、億光等國際照明大廠仍在關(guān)注這個市場之外，國內(nèi)多數(shù)中小規(guī)模照明企業(yè)鮮有涉足。同時，現(xiàn)階段企業(yè)對植物照明的投入與產(chǎn)出并不成正比，這也讓一大批覬覦這個細分市場的企業(yè)“趕緊收手”。據(jù)了解，三菱對LED植物照明的投入是普通植物照明的10倍左右，但是市場上此類蔬菜價格是普通蔬菜的4倍?！∧壳埃瑖鴥?nèi)大企業(yè)不主動開發(fā)植物照明市場，一方面造成了國內(nèi)植物照明落后于國際市場，使得國內(nèi)市場滲透率低;另一方面也為國內(nèi)中小企業(yè)騰出了一塊新的細分市場。
價格昂貴
目前LED植物照明主要用來培植大麻、芥末等市價昂貴的高端產(chǎn)品，這樣的產(chǎn)品成本高，但是回報快，利潤也高。不僅如此，LED還可以實現(xiàn)對植物生長速度的控制，可以使花卉植物花期延長，使經(jīng)濟作物可以不受季節(jié)限制，加速結(jié)果。
雖然目前普通蔬菜也能夠用LED植物照明培養(yǎng)，但是經(jīng)濟效益不高。以一株大白菜為例，原本45天可以成熟，采用LED植物燈照射，只需要15天就能夠生長成熟。不過，從經(jīng)濟作用來看，一株人工培植的大白菜市面價格達到40多元一株，而傳統(tǒng)陽光照射的大白菜只需要幾元錢一株，兩者價格相差十分懸殊。另外，LED植物照明產(chǎn)品本身價格也比較昂貴，一定程度上抑制了市場的大規(guī)模推廣。
植物生長的周期和波長都不相同，工藝的差別，價格也懸殊很大。據(jù)了解，一盞普通的針對葉菜類生長的LED燈一般在400～500元。由此可見價格昂貴是阻礙LED植物照明發(fā)展的一個因素之一。
綜合型人才短缺
目前國內(nèi)LED植物燈市場尚處于起步階段，應(yīng)用在植物生長領(lǐng)域的燈具不僅存在成本較高、光穿透能力不強等問題。還存在著產(chǎn)品雜亂、生產(chǎn)設(shè)計不規(guī)范、缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量管理等問題。
LED植物照明技術(shù)難度并不是很大，關(guān)鍵是缺乏懂生物培養(yǎng)知識以及LED技術(shù)的綜合型人才。LED植物照明所需的技術(shù)和生產(chǎn)工藝，與一般的照明沒有差異，關(guān)鍵是芯片光譜的選擇。
雖然植物照明的相關(guān)芯片技術(shù)已經(jīng)成熟，但是不同的植物對光照射需求不一樣，以及生存環(huán)境也不一樣，這就要求企業(yè)對不同的植物光譜以及生存條件、培養(yǎng)環(huán)境等有較為深刻的認(rèn)識，而這正是目前眾多企業(yè)所困擾的地方。
針對人才問題，目前很多國際大廠在政策的支持下，選擇與科研院校合作，建立實驗室或者植物工廠。不過對于國內(nèi)企業(yè)而言，這一投入太過于龐大，成本太高。目前部分企業(yè)與農(nóng)業(yè)科研院校合作，基本上是探討相關(guān)技術(shù)問題，極少涉及到實驗應(yīng)用階段。而大部分中小企業(yè)對植物照明的投入，僅停留在對番茄、大白菜等少數(shù)幾種植物的自主研發(fā)上，即用LED燈對相關(guān)植物做簡單的照射。
目前推出LED植物照明產(chǎn)品的企業(yè)并不多，只有勤上光電、鴻利光電、廣明源等幾家，而成規(guī)模的寥寥可數(shù)，市場在很多區(qū)域存在著空白。大部分企業(yè)的態(tài)度是，目前LED植物照明并不是公司的主打產(chǎn)品，公司只是將之當(dāng)成未來的戰(zhàn)略性市場之一。
核心專利缺乏
目前國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)植物生長光照燈具的廠家規(guī)模小、數(shù)量少，高度集中于深圳地區(qū)，并且絕大部分分散在制造功能性照明廠家中，所以農(nóng)業(yè)主要需要的峰值660納米紅光芯片無法形成規(guī)模，國內(nèi)芯片外延片廠家也不愿投入人力、物力開發(fā)農(nóng)用紅光芯片。且由于國際巨頭芯片廠家在發(fā)光效率、可靠性方面優(yōu)于國內(nèi)廠家，所以我國LED植物照明的產(chǎn)品芯片仍然主要依靠進口。
國內(nèi)半導(dǎo)體芯片外延片行業(yè)起步較晚，積累經(jīng)驗少，在芯片外延方面的專利實力相對較為薄弱，大量的核心專利掌握在日本日亞、美國科瑞等早期領(lǐng)跑企業(yè)手中，極大阻礙國內(nèi)芯片企業(yè)的發(fā)展。
總結(jié)
當(dāng)下，LED植物燈的銷售市場都集中在日本、韓國、中美、歐洲等從事農(nóng)業(yè)人員較少的國家和地區(qū)。隨著中國LED植物照明技術(shù)的不斷提升，其生產(chǎn)成本將會逐漸降低，滲透率逐漸提升，中國市場將進入爆發(fā)期?？偟膩碚f，無論是從促進現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的角度，還是實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的角度，LED應(yīng)用于農(nóng)業(yè)都具有非常重要的意義，而農(nóng)業(yè)的地位及發(fā)展需求也為LED提供了發(fā)展機遇。
