中國的人工光植物照明的發(fā)展伴隨著人工光源的開發(fā)應(yīng)用，種植業(yè)以及種植方式的升級(jí)改變而發(fā)展，同時(shí)也受到近五十年來大氣，氣候變化以及種植環(huán)境的變化而改變。

中國是世界上設(shè)施農(nóng)業(yè)種植面積最大的國家之一，也是種植品種最豐富的國家。設(shè)施農(nóng)業(yè)的規(guī)模和方式的跨度也非常大，從最簡易低矮的竹子塑料棚到超過10平方米的連棟文洛型玻璃溫室都有植物照明產(chǎn)品在不同地域以不同方式針對(duì)不同作物的應(yīng)用。

植物照明的應(yīng)用需求主要來自于下述三個(gè)因數(shù)的驅(qū)動(dòng)：

1． 土地成本的上升，驅(qū)動(dòng)設(shè)施農(nóng)業(yè)從平面種植向垂直種植方向發(fā)展，需要對(duì)中下層的作物進(jìn)行補(bǔ)光以確保光合作用所必須的光能。

2． 溫室效應(yīng)導(dǎo)致的太陽輻射的衰減，以及大氣污染（霧霾）和氣候變化（陰雨）所產(chǎn)生的弱光寡照效應(yīng)，需要人工補(bǔ)光以確保作物的產(chǎn)量和質(zhì)量

3． 城鎮(zhèn)化、以及食品安全等驅(qū)動(dòng)都市農(nóng)業(yè)全人工光植物工廠的發(fā)展和推廣應(yīng)用。

一、中國設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀與植物照明需求

根據(jù)2017年12月國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《第三次全國農(nóng)業(yè)普查主要數(shù)據(jù)公報(bào)（第二號(hào)）》數(shù)據(jù)顯示，2016年末，全國溫室占地面積334千公頃，大棚占地面積981 公頃。

我國已有溫室中，連棟溫室約4．6萬公頃，占溫室總面積的2．2％，日光溫室約 70萬公頃，占溫室總面積的32．7％，其余為簡易塑料大棚。

中國幅員遼闊，與全球大部分地區(qū)類似，中國的地面太陽輻射都經(jīng)歷了一個(gè)從減少到增多的過程，即所謂的地球由“變暗”到“變亮”；中國各個(gè)地區(qū)發(fā)生相同的變化過程，大致以1990年為界，之前以減少趨勢(shì)為主，之后逐漸增加，不同地區(qū)太陽輻射變化幅度有所差異；分析了城市類型和氣溶膠（霧霾）厚度對(duì)太陽輻射變化的影響，多數(shù)大城市和工業(yè)城市的太陽輻射下降幅度大于中小型非工業(yè)城市，氣溶膠 （霧霾）光學(xué)厚度的分布與太陽輻射下降趨勢(shì)呈相似分布特征，說明城市工業(yè)化及其產(chǎn)生的氣溶膠（霧霾）污染對(duì)太陽輻射的下降起著重要作用。

數(shù)據(jù)來源：中國氣象科學(xué)研究院

近50年來中國的地面太陽輻射都出現(xiàn)了先減少后增多趨勢(shì)，與地球的先“變暗”后“變亮”過程相一致。太陽輻射的變化不只發(fā)生在大區(qū)域內(nèi)，在小范圍內(nèi)同樣會(huì)表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。中國從1961—2010年地面太陽輻射總輻射變化整體上呈下降趨勢(shì)，各分區(qū)的總輻射以減少為主，減少幅度略有不同，華東地區(qū)下降幅度大于其他地區(qū)。從20世紀(jì)60年代開始呈減少趨勢(shì)至70年代初期變得非常顯著，這一趨勢(shì)一直持續(xù)到1991年，其后一直表現(xiàn)為增長趨勢(shì)。近50年來中國地面總輻射的變化大體上可以分為兩個(gè)階段，各個(gè)地區(qū)從1961到1990年前后地面太陽總輻射量和直接輻射均以下降趨勢(shì)為主，1990年至今地面太陽輻射量逐漸上升，與全球變化趨勢(shì)相符。

近年來，國家對(duì)大氣污染的整治力度不斷加強(qiáng)，區(qū)域性的氣溶膠（霧霾）導(dǎo)致的弱光寡照導(dǎo)致大面積減產(chǎn)的可能性正在逐步降低。

全人工光植物工廠的發(fā)展趨勢(shì)近年來隨著光質(zhì)生物學(xué)的研究進(jìn)展，以及國家863智能化植物工廠生產(chǎn)技術(shù)研究項(xiàng)目的結(jié)題并獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，國內(nèi)外行業(yè)基金、風(fēng)投、以及與國際垂直農(nóng)業(yè)、植物工廠項(xiàng)目的融合引進(jìn)、上游芯片、中游封裝、下游燈具產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商的參與，成本不斷下降，效能不斷提高，為產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。

二、植物照明應(yīng)用現(xiàn)狀

1 塑料大棚

植物照明在溫室中的應(yīng)用比率（滲透率）仍舊非常的，而且以傳統(tǒng)光源為主，其中占比高達(dá)62％的塑料大棚，一般都沒有采用任何的補(bǔ)光手段，即使為數(shù)較少的塑料大棚采用了補(bǔ)光技術(shù)，仍舊以節(jié)能燈和白熾燈為主的光源，能耗較高，壽命較短，補(bǔ)光增產(chǎn)和光周期調(diào)控效果并不明顯。

2 日光溫室

在占有量達(dá)32．7％的日光溫室中，采用直管熒光燈和燈具進(jìn)行育苗的比例持續(xù)上升，一般的日光溫室和連棟溫室都配置有育苗區(qū)（室）完成育苗－練苗后直接定植和移植。

即使是在日光溫室和連棟溫室中，采用人工光進(jìn)行植物光照進(jìn)行補(bǔ)光的比例仍舊較低，即使采用人工光補(bǔ)光，也仍舊以金鹵燈和高壓鈉燈為主，led植物照明系統(tǒng)的滲透率仍舊較低，但是增長速度隨著成本的下降開始加速，主要原因是使用者對(duì)金鹵燈和高壓鈉燈已經(jīng)具有較長時(shí)間的使用經(jīng)驗(yàn)，盡管能耗較高，預(yù)熱時(shí)間較長，配電要求高，但是產(chǎn)出（結(jié)果）比較有預(yù)期。并且，日光溫室和連棟溫室的設(shè)計(jì)高度較高，采用金鹵燈和高壓鈉燈在避免灼傷植物冠面的同 時(shí)，也為溫室提供了約6－8％的熱能，對(duì)東北和西北的冬季作物提供了必要的熱能。

而led植物照明系統(tǒng)在日光溫室和連棟溫室中的實(shí)驗(yàn)剛剛開始，各種不同光配方的和形態(tài)的植物照明燈具傾瀉而下，且沒有提供具體的有效的使用說明和數(shù)據(jù)支持，也延緩了led植物照明系統(tǒng)在日光和連棟溫室中的應(yīng)用。目前仍舊以小規(guī)模的示范應(yīng)用為主以便取得相關(guān)的實(shí)驗(yàn)性作物生產(chǎn)數(shù)據(jù)。其中上海合鳴的led植物照明頂部補(bǔ)光燈已經(jīng)有較大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。

即使是在日光溫室和連棟溫室從平面向垂直種植升級(jí)，通過多層種植以提高單位面積產(chǎn)量從而降低土地成本的過程中，仍舊以采用機(jī)械移動(dòng)種植架或采用梯形種植架以取得充分的光照，人工光補(bǔ)光的應(yīng)用比率仍舊較低。

在日光溫室中l(wèi)ed植物照明的應(yīng)用比較多的是以株間補(bǔ)光燈具為主，由于led相對(duì)于金鹵燈和高壓鈉燈屬于冷光源，可以比較靠近植物冠面，產(chǎn)生較小的溫度影響，因此在茄果類作物生產(chǎn)中l(wèi)ed植物照明開始試驗(yàn)性應(yīng)用。但是，植物照明系統(tǒng)生產(chǎn)廠家由于對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不了解，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中一味以系統(tǒng)光效（μmol／j）－節(jié)能為目標(biāo)，導(dǎo)致植物光照的區(qū)域和珠間均勻性較差，作物產(chǎn)量和質(zhì)量的改善的預(yù)期較低。廈門通秴科技有限公司的高均勻度珠間補(bǔ)光燈具在北美取得有效大規(guī)模作物生產(chǎn)數(shù)據(jù)后，已經(jīng)開始在國內(nèi)推廣使用。

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