近年來(lái)，能促進(jìn)植物生產(chǎn)的led照明產(chǎn)品引人注目，這些led生物照明產(chǎn)品被譽(yù)為“植物工廠(chǎng)”。但是，從產(chǎn)業(yè)規模來(lái)看，led生物照明應用仍處于起步階段。

　　近年來(lái)，能促進(jìn)植物生長(cháng)的led照明產(chǎn)品引人注目，這些led生物照明產(chǎn)品被譽(yù)為“植物工廠(chǎng)”。“給點(diǎn)陽(yáng)光就燦爛”本是人與人之間一句調侃的話(huà)。但是，在生物照明領(lǐng)域，無(wú)論是植物，還是動(dòng)物，甚至是微生物，給對光就能“燦爛”。

　　近年來(lái)，能促進(jìn)植物生長(cháng)的led照明產(chǎn)品引人注目，這些led生物照明產(chǎn)品被譽(yù)為“植物工廠(chǎng)”。據行業(yè)分析機構報道，2013年全球植物工廠(chǎng)led燈具產(chǎn)值高達12億美元，較2012年增長(cháng)了27％。而且，led生物照明還在畜禽與水產(chǎn)養殖、植物組培、食用菌培育、誘魚(yú)燈與誘蟲(chóng)燈應用等方面“一展身手”。中國農業(yè)科學(xué)院農業(yè)環(huán)境與可持續發(fā)展研究所研究員劉文科認為，對現代農業(yè)而言，人工光照明的需求是必要的、迫切的。

　　中國科學(xué)院半導體照明研發(fā)中心副主任、國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書(shū)長(cháng)王軍喜更是強調：“led作為半導體固態(tài)冷光源，具有光質(zhì)純、光效高、波長(cháng)類(lèi)型豐富、光強與光質(zhì)調制便捷，以及節能、環(huán)保、長(cháng)壽命等優(yōu)勢，是農業(yè)生產(chǎn)光環(huán)境調控的最佳光源。”不過(guò)，led生物照明在我國卻正在經(jīng)歷一個(gè)艱難的起步期。

　　頗具壓力的起步期與傳統植物燈相比，led植物照明燈具有明顯節能高效的優(yōu)勢。國際led大廠(chǎng)如飛利浦、三菱化學(xué)、首爾半導體、臺灣億光、昭和電工、日本鍋清等紛紛投資生物照明領(lǐng)域，使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈快速增長(cháng)趨勢。劉文科提供了一份數據，從全球市場(chǎng)來(lái)看，初步統計2013年led生物照明市場(chǎng)已達到千萬(wàn)美元規模，預計2014年將逾3500萬(wàn)美元，2017年可望達3億美元。目前，led生物照明應用集中在農業(yè)土地資源稀少或從事農業(yè)人員較少的國家和地區，日本、韓國、美國、歐洲等地是led生物照明主要銷(xiāo)售市場(chǎng)。在我國，設施園藝、循環(huán)水養殖、遠海捕撈、植物保護、城市農業(yè)、家庭農業(yè)等行業(yè)均對led半導體照明有迫切需求，呈現出全面發(fā)展的勢頭。

　　“現代農業(yè)照明應用前景非常廣闊，據估算其產(chǎn)業(yè)規模在千億元以上，預期在未來(lái)5~10年將有較大的發(fā)展。”劉文科對led生物照明寄予厚望。但是，賽迪顧問(wèn)分析師嚴帥指出，從產(chǎn)業(yè)規模來(lái)看，led生物照明應用處于起步階段。目前中國從事led植物燈的廠(chǎng)家并不多，以中小企業(yè)為主，主要分布在深圳、東莞等地，產(chǎn)品以出口為主，大都沒(méi)有形成銷(xiāo)售規模。并且，led生物照明燈價(jià)格比其他燈源略高，led生物照明應用前期投入較大，無(wú)法與其他燈源競爭。

　　行業(yè)人士表示，起步期內相關(guān)技術(shù)標準制定尚未跟進(jìn)，而且用戶(hù)的使用習慣也未被培養。“最重要的是，現在led生物照明技術(shù)尚不成熟，生產(chǎn)成本也過(guò)高。”張宏標說(shuō)。技術(shù)和理念有待跟進(jìn)中國科學(xué)院半導體照明研發(fā)中心高級工程師宋昌斌證實(shí)，雖然當前農業(yè)照明占據led生物照明的主要組成，但led光源在農業(yè)領(lǐng)域的研究還屬起步階段，缺乏系統的研究。

　　據悉，led農業(yè)光照系統多為中小功率，主要在園藝組培育苗室使用，大功率光源需要散熱等模塊，綜合成本較高。此外，據張宏標介紹，由于國際巨頭芯片廠(chǎng)家在發(fā)光效率、可靠性方面優(yōu)于國內廠(chǎng)家，我國led生物照明的產(chǎn)品芯片仍然主要依靠進(jìn)口。宋昌斌分析，國內半導體芯片外延片行業(yè)起步較晚，積累經(jīng)驗少，而且受制于專(zhuān)利問(wèn)題。“大量的核心專(zhuān)利掌握在日本日亞、美國科瑞等早期領(lǐng)跑企業(yè)手中，國內led企業(yè)在芯片外延方面的專(zhuān)利實(shí)力相對較為薄弱，已然成為國內led外延芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的瓶頸。”與技術(shù)不成熟對應的是，目前國內專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)植物生長(cháng)光照燈具的廠(chǎng)家規模小，數量少，且絕大部分分散在制造功能性照明廠(chǎng)家中，所以農業(yè)主要需要的峰值660納米紅光芯片形不成規模，國內芯片外延片廠(chǎng)家不愿投入人力、物力開(kāi)發(fā)農用紅光芯片。

　　南京農業(yè)大學(xué)農學(xué)院教授徐志剛則在進(jìn)一步指出，led生物照明的產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直存在“重led、輕生物”的問(wèn)題。一直以來(lái)，led產(chǎn)業(yè)界、材料和電光源科研界、農業(yè)工程界是led生物照明研發(fā)和推廣的主力軍，實(shí)際工作中往往以led為主體，而缺乏對植物及其栽培原理的深刻認識，沒(méi)有從植物栽培（或動(dòng)物養殖）原理的總體性需求綜合考量。比如，植物生長(cháng)需要光、溫、水、肥、氣的綜合協(xié)調配合，僅僅考慮光是遠遠不夠的；也沒(méi)有開(kāi)展光照對動(dòng)物生理、生態(tài)和行為影響的系統研究。

　　作為環(huán)境因子之一，人工光照給生物提供了必要生育條件，但卻不是充分的，應該以生物為主體，以光照為主線(xiàn)，以生物生產(chǎn)的穩產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效為目標，耦合其他環(huán)境因子，營(yíng)造出適宜于生物健康生長(cháng)的環(huán)境條件。“如果想將led應用于生物領(lǐng)域，那么現在就應該轉變觀(guān)念和做法了。”徐志剛說(shuō)。

　　如何推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展雖然成本、技術(shù)、理念等“攔路虎”在前，但是植物光質(zhì)生物學(xué)微觀(guān)機理尚不清楚，引發(fā)對led生物照明應用潛力和可靠性的疑問(wèn)，導致其放緩了應用步伐。“因此，led光質(zhì)生物學(xué)是發(fā)展led生物照明的重中之重，國家和行業(yè)必須加以重視。”宋昌斌說(shuō)。除了要加強技術(shù)研發(fā)，張宏標等人提出，政策要加強引導led生物照明應用和推廣，同時(shí)加快led生物照明標準的編制、發(fā)布和貫徹實(shí)施。產(chǎn)學(xué)研緊密結合促進(jìn)led生物照明行業(yè)的發(fā)展也是專(zhuān)家的共識之一。

　　王軍喜提出，農業(yè)半導體照明研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展必須有全國性的交流平臺，以加強科研院所、高等院校與照明企業(yè)間的對接，促進(jìn)農業(yè)照明技術(shù)轉移和產(chǎn)品裝備的更新?lián)Q代與推廣應用，并逐步建立農業(yè)照明產(chǎn)品評價(jià)和測量標準體系，提高農業(yè)照明對現代農業(yè)發(fā)展的科技貢獻率。

　　嚴帥則認為，led生物照明產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展需要led龍頭企業(yè)加大投入該領(lǐng)域的研發(fā)與示范應用，積極與具有植物照明領(lǐng)域核心自主知識產(chǎn)權的廠(chǎng)家合作，推廣led生物照明。嚴帥介紹了某大型led企業(yè)在進(jìn)軍生物照明領(lǐng)域時(shí)采取的方式以提供借鑒。該企業(yè)通過(guò)與合作伙伴開(kāi)展密切合作，逐步開(kāi)發(fā)出符合客戶(hù)需求的照明方案。在這個(gè)過(guò)程中，其會(huì )鼓勵合作伙伴共同提供整體解決方案，根據作物的需要和種植環(huán)境而制定特殊led產(chǎn)品，與種植者以及他們的供應商共同研發(fā)和探索。同時(shí)他們還會(huì )跟蹤了解項目的進(jìn)展，并給出及時(shí)的建議，提供負責照明方案的設計、項目的安裝顧問(wèn)以及應用中的支持，確保照明方案的可行性和完整性。