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植物照 明的现状和未来如何?
来源:管理员时间:2019-5-21 10:59:22打印本文
 植物照 明的现状和未来如何?
植物照 明领域作为近年来发展较快的农业照明领域之一,LED以其光效高、发热低、体积小、寿命长等诸多优点,在植物 照明领域优势明显,植物照明等也随着LED照明技术的日渐成熟,企业纷 纷从通用照明市场转战植物照明领域,植物照 明拥有广阔前景。
 
那么,在发展的过程中,LED植物照 明目前都存在哪些问题?目前LED在植物 照明中的占比是多少? LED与其他 光源在植物照明的优劣对比,LED植物照 明未来发展趋势如何?在日前 的植物照明会议上,诸位嘉 宾对此进行了详细的讨论。
 
1.如何看 待目前植物照明整个产业的发展?
 
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植物照 明产业的未来应该是很乐观的,从现在 植物产品的销售量看,不管是 入门的菜叶还是养生的食材,甚至是 会成为未来趋势的药材,不管是 在国内还是台湾日本,这些产 品的售价越来越高,植物照 明未来一定有很光明的前景。前提是,你的产 品必须要有特色。
 
产品有了特色,接下来 决定产业是否成功的一点,就是看 谁的商业营销模式能够顺畅地执行。植物产 品的生命周期很短,但很多人不会销售,种的产品卖不出去,其实产 品是需要不同路线的。从新鲜 的蔬菜到加工品,从半成品到成品,当产品变得多元化,那么销 售的渠道也变得多元化。销量自然就上去了。
 
2.目前LED在植物 照明灯具占整个市场份额占多少?
 
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目前在 大棚使用的植物照明灯具,全球来 说主要还是高压钠灯,国内主要还是荧光灯,LED灯其实用得很少,近几年 在大麻领域中的应用增长速度有加快,部分植 物工厂也有采用LED,总体而言LED占比在逐年增加。
 
3.用植物 照明种出来的蔬菜与普通蔬菜相比特点优势在哪?
 
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有几大特点,第一个 最大的特点就是用植物工厂种出来的蔬菜非常安全,只有在 一个可控的环境用LED灯照射它,通过人 工控制来它的环境和营养液,这是超越绿色蔬菜的,而且在 植物工厂里面不需要使用任何的杀虫剂、除草剂,我们的 营养液避免传统土壤里面存在重金属的污染。第二个特点,因为我 们是人工创造的捷径环境,空气是过滤过的,水是净化的,灰尘和 细菌含量非常低。第三个 特点是植物工厂的产品非常新鲜,对比其 他传统农业种植长途运输产生的损耗,植物工 厂放在大城市周边,从采收到餐桌可在12小时内完成,和在家 门口种颗菜效果是一样的。
 
另外,跟传统农业比,植物照 明工厂可以定制,传统农 业受限于一年四季气候和温度变化的事实,虽然现 在温室大棚可以吃上反季节产品,但是植 物工厂完全没有季节的概念,它一年 四季产品都一样,而且高效。
 
我们应 该要有这样的思维:植物工 厂的菜和普通蔬菜的价值不一样。在台湾,植物工 厂的菜只需要通过严谨的科学标准数据验证。在室内,空气粉 尘的检测是一立方公分的粉尘含量为十万个的技术标准,满足了 这个标准的就鉴定为洁净。无尘室 标准是每立方公分有一万粉尘量,而一般 的食品加工厂是十万,植物工厂不是无尘室,所以植 物工厂满足食品加工厂的环境要求就够了,这种环 境下种出来的菜已经达到生吃的标准。
 
4.目前有 没有研究植物工厂种植出来的菜,在功能 或者性能方面存在缺陷?人工种 植会不会改变菜的结构,或者其 他类似转基因问题?
 
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人工光 跟太阳光基本上是一样的,对植物 的长势没有差别。唯一的区别在于,如果这个植物偏红色,你用准确的光谱,它就会 种出正常显色红叶的生菜,可是你 说蔬菜少了花青素会不会不同,只是少 了部分营养而已。可能用 水培系统种出来的菜,口感都会比较嫩,有些人很喜欢,有些人却说不自然,人是唯 一穿衣服的动物,但我们 穿衣服也并没有觉得不自然,所以不 要把自然二字无限放大。
 
植物工厂用数据说话,我们调 节光从而种出对人有益的成分,太阳光 里面蓝光跟红光比例是固定的,但是通 过照明可以让我们需要的成分更多的出现,但并没 有改变蔬菜的基因,这是植物本身的能力,我们并 没有改变植物的基因。
 
营养成 分就是蔬菜的终端应用,有些营养价值更高,有些营 养成分不是我们需要的,当我们 需要植物的某个成分,可以通 过物理条件去做调控,这就是 植物工厂的好处,定向调 控蔬菜对人体有益成分的生长,或者通 过改变蔬菜的生长环境来调节不同的口味。
 
5.怎么看 待种植大麻在中国是违法,但在荷兰却是合法?大麻种植的发展怎样?
 
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大麻本 身就是一把双刃剑,它的用 药价值毋庸置疑。在美国 不同的州有不一样的法律,要看当 地政府怎么看待此事。目前在 国内如果要种植大麻,必须要 有一些特殊的许可证,或者在 某些特殊的地方种植才可以。
 
 
 
美国很 多州已经在大麻市场方面合法化了,现已有 成熟灯具在使用。而且他 们现在市场寻求一种比高压钠灯更高效的LED灯具方案,如果说你的LED灯具方 案跟现在用的高压钠灯没有明显优势,那推广 肯定是会存在一些阻碍的。
 
6.LED和传统 光源金属卤化物灯(HID)在植物 照明的优缺点是什么?陶瓷灯 在国内外植物照明市场的发展趋势怎么样?
 
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高压钠 灯在农用生产上用了很长时间,LED才刚开始运用,但作为普通照明来讲,目前LED市场占有率越来越高,很多传统灯具被LED取代了,这是科 技发展的必然趋势。但金属 卤化物灯的光谱输出比较固定,很难控制光谱的变化,所以适 合某些特定植物的生长,目前西 红柿种植上金属卤化物灯应用非常广泛,但如果做植物工厂, LED比它好用得多,它的光谱更适合。不过目前LED的QE值跟金 属卤化物灯对比,LED没有明显优势。
 
HID比较难 应用在垂直农场,一是它的热,另一个是它的体积。在温室里面,HID也很难 跟高压钠灯竞争,因为光 谱的倾向不太一样,全世界 温室人工补光基本上都是高压钠灯,LED早期应 用在温室里面的是荷兰人,想取代高压钠灯,但后来发现不可行,高压钠 灯在温室装很高,大概4、5米的高度,一个灯 涵盖下面很大面积的植物,LED安装在 这个高下面光会少很多,所以目 前荷兰使用两者结合的方式,头灯用高压钠灯,植物跟植物间距15、20公分使 用可调节高度的LED,,专门去 照结果上方的叶片,两者结合效果非常好,而且LED基本上 只要红光就够了。
 
7.水培蔬 菜跟植物工厂有什么区别,植物工 厂蔬菜里面会不会有昆虫生长?
 
 
 
无论是 大棚温室还是室内全人工光工厂,都会长虫。关键在于怎么控制,大棚温 室是一个半人工控制环境的,开关门 状态没有进行很好管理的话,就会有虫子进来,通常空 间很大也有虫子进来。植物工 厂管理和温室大棚管理严格条件不是一个级别,我们进植物工厂,人的毛 发都要进行保护,另外植物工厂的空气、水都是 经过净化或者过滤的,如果严 格按照植物工厂的管理模式,长虫的概率非常低,所以植 物工厂不允许使用杀虫药。在温室大棚,我们只 能尽量去降低它的污染比例,通过营 养液进行水培是其中一个方法。
 
在光质不同的基础上,怎么样 保证它的光通量密度?另外,怎么去 确保它是在同样的光强度中。比如红 蓝两种不同光源组合成同样功率,而且蓝 光芯片与红光芯片电压芯片不太一样,不同的 数量好像代表不同的光强度,就是PPF是不一样的,因为光 着通量跟植物叶绿素A和B有关系。
 
即使是同样的PPF,每瓦类似光效的概念,不同的 光谱做出来对植物生长的影响肯定也是不同的,现在很 多市面上卖的灯具,很多就是以PPF每瓦衡量性能,我觉得 这个是不全面的,因为他 并没有包含光谱。有效的PPF对植物 增长光谱非常重要。
 
我们都知道,在灯具设计的时候,任何一 个灯照下来的光斑要实现完全均匀是很难的,只能在 灯具生产的阶段通过光学设计实现,尽可能 把光做得更均匀,比如针 对中功率的一些线性灯做得很不错,如果你 是要在大棚里补光,就需要 更加精准的光学设计。
 
8.在进行 植物照明研究时,在同样的PPFD下进行的光试验,和在不同的的PPFD下进行的,是否会 导致最终的试验结果不同?
 
 
 
PPFD一样的情况比较光谱,如果PPFD有高有低,光谱不同,研究成 果基本就没有说服力。不过这 要看研究的方向,如果是PPFD一样,光谱不同,这就是做光谱的研究;也有的研究是PPFD不一样,而是能耗一样,相同的灯正常使用,比如每根20瓦的灯点亮5根,通过摆放高度的调整,比较的 是栽培力度的不同,这些都 要整体一起考量。
 
我觉得 有几个指标可以用来衡量植物工厂整体的效能,第一个 是灯安装完以后去量,量的指标跟PPFD除以瓦 的指标就是光源本身的指标。光源耗 电产生多少光子,需要测量栽培面的PPFD,用PPFD单位来 做指标衡量装完后的状况。
 
还有一 个指标叫电力产能,从蔬菜 播种发芽到种出成品,算上总的蔬菜种植量,除以耗电量,这个指 标可以衡量能源产能,即每度 电能种植多少蔬菜。
 
最后一 个指标是光子的产能,通过不 同光谱相同的光子数,看植物生长表现,马上可以判别优劣。
 
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