微藻繁殖 - LED智能灯具在农业照明的应用

　　2.2 微藻繁殖

　　随着全球资源、能源及环境危机加剧，如何开发利用光合自养生物微藻，直接将太阳能及二氧化碳（CO2）转化为人们生活需要的医药、生物基化学品和生物能源，成为世界各国关注的焦点。研究发现光照是影响微藻细胞生长及生化成分变化最重要因子之一，智能补光对微藻类的生长、繁殖、藻体颜色、细胞形态和代谢产物含量有着重要的影响。图3为微藻繁殖补光的典型应用。

　　

　　2.3 水产诱捕

　　使用火或灯光诱捕已成为现代渔业的1个重要特征，研究人员利用不同颜色光对诱捕效果进行试验，结果表明蓝光具有深水体穿透性，使用以蓝色为主体的人工光源可获得更好的诱捕效果，图4为灯光诱捕的应用。

　　

　　2.4 温室补光

　　目前用于温室人工补光的光源有钠灯、金卤灯和荧光灯等，其红外和绿光光谱成分较多，而农作物光合作用所需的红蓝光成分相对较少，使其光能利用率低下且运行成本较高。LED灯因其结构紧凑、转换效率高、节能和寿命长，被认为是植物工厂最理想的光源。利用LED点光源及定向照射的特点，将其设计成灯带穿插于植株间进行侧面照射，并通过LR可控与智能控制技术及自动化手段的结合应用，在户外温室利用太阳光和人工光互补，提高光利用率并满足农作物生长需求，使植物在的最佳模式下生长。图5为LED补光在温室的典型应用。

　　

　　另外，根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物离体的器官或细胞原生质体，在无菌、光照及温度适宜的人工培养条件下进行植物组织培养（即离体培养），通过诱导出愈伤组织、不定芽及不定根最后形成完整植株。试验表明，应用智能控制系统对黄瓜、番茄、甜椒和油菜等幼苗的生长发育有显著影响。

　　3、市场前景预测

　　2012年日本Mitsubishi公司就开始销售LED照明植物工厂系统，俄罗斯圣彼得堡市Mir Upakovki公司购买了其首套设备。2014年Philips携手美国芝加哥农业企业Green Sense Farms（GSF）建立了全球最大室内LED补光应用农场，针对不同植物品种建立LR数据库，通过LR的应用完善了数据库，使农场植物在1年中会有 20～25次采收。另外，SHARP在迪拜建设并运行的草莓植物工厂实验楼，引进先进电子技术，使用包括LED补光控制技术以及基于等离子簇技术的空气管理技术等，针对草莓在沙漠等地方的农业生产进行研究，试验成功后考虑将业务拓展至中东及其它地区。

　　我国也在积极策划建成1座新型植物工厂，并打造成为具有代表性的全国农业生产示范基地。建设无土栽培、墙式栽培、多层水培、空中栽培和鱼菜共生等一系列具有特色的园区，集观光游览、技术展示、科普教育于一体的现代高科技农业精品主题植物生产教育基地。无论从促进现代化农业发展角度，还是节能环保的角度，大力推广LED及其智能控制技术在农业照明领域的应用都具有重要意义，而农业地位以及其发展需求也为LED照明业提供了发展机遇。

　　4、结语

　　农业生产环境急剧恶化、土壤污染严重及耕地大量减少，农业用水受季节影响明显等需要有相应的系统方案来解决。我国智能控制农业照明技术水平较发达国家低，须增加资金投入，加强研究力度，以提升企业及行业整体竞争力，并形成相应的标准化体系机制，将农业用智能控制照明纳入国家农业装备购置补贴目录，确保农业生产单位在购置智能控制照明产品时能够享受到国家政策性支农财政补贴，同时实现传统照明产业的升级改造，促进智能控制农业照明的健康发展。