LED如何拥抱农业新时代

icon 2016-03-28 11:28:58
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摘要:LED在农业领域的应用图景徐徐展开,让人心潮澎湃。那么,问题来了,LED如何拥抱农业新时代?

  提起“农业”,脑海中会出现一系列的词语,比如相行相伴的“农村”、“农民,若再配以一望无际的大块儿田地,成片的果树菜地,天远地阔的粗犷画面,一个对于农业或者农村的想象构图才算完成。广袤的土地养育着世世代代的人民,在非常长的一段时间里,农业与土地、阳光等自然条件的天然关系,让人们在想起农业时,面目里总会伴着淳朴的泥土气息,与“现代”、“精细”、“科技”这样的词语距离相去甚远。

  破旧立新是科技的魅力所在,从农村到城市,从粗放到精细,从单纯靠天吃饭到人工可控,伴随科技发展农业早已开启升级模式,“十三五”国家重点研发计划重点专项中也已将“面向健康医疗和农业的系统集成技术与应用示范”列为重要内容,我国农业正展现出强大生命力,农业长长的链条上也孕育着无数的机遇,不断发展的LED照明在智能照明,植物光照、健康医疗等细分领域也拥有着巨大的市场空间。

  LED在农业领域的应用图景徐徐展开,让人心潮澎湃。那么,问题来了,LED如何拥抱农业新时代?

  农业新时代下的人工光需求

  “垂直农业”、“都市农业”、“有机农庄”……技术进步的支持下,“以生态绿色农业、观光休闲农业、市场创汇农业、高科技现代农业为标志,以农业高科技武装的园艺化、设施化、工厂化生产为主要手段,以大都市市场需求为导向,融生产性、生活性和生态性于一体,高质高效和可持续发展相结合的现代农业”的发展趋势越来越明显,比起过去的“面朝黄土背朝天”,农业也在大步迈进新时代。

  “农业中的人工光将无所不在,现代农业几乎所有领域都与人工光有密切关系”,农业领域的资深专家、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员杨其长如是说,现代农业的种植业(比如设施园艺、都市农业、露地生产,植保诱虫等)、畜禽养殖业、水产业、其他(食用菌、微藻等)均需要人工光源。

  有数据显示,全球仅LED植物生长灯2017年预计在3亿美元左右,就中国LED农业市场规模来看,设施园艺面积6000万亩,其中约4500万亩需要补光光源;植物(苗)工厂100万平方米以上、植物组培2000万平方米、食用菌、微藻等灯具需求在5亿只以上;设施畜禽与水产养殖灯具需求4000万只以上;植保诱虫灯,据研究,每个灯具诱虫面积在15-20亩,中国18亿亩耕地(不包括园地1481万公顷、林地25395万公顷、草地28731万公顷),诱虫灯需求9000万只以上;另外还有城市农业等需求(垂直农场、社区农业、家庭种植)。 LED农业市场总规模理想估值在4000-4500亿元以上。

  相比起能耗高,光效低;可控性差,光质与光强难以调控;光谱与植物光合需求差距较大的传统人工光源。LED单色光可组合、节能、冷光源、可控性好、寿命长,优势明显,为现代农业应用提供了机会,广大的农业应用市场也吸引着LED人的目光。

  半导体光源农业应用全面出击

  LED光源已在设施种植领域(比如温室补光、植物人工光生产、都市农业)、畜禽养殖领域、水产与渔业领域(比如蓝色LED诱鱼灯)、害虫防治领域(灯光诱虫)、食用菌领域、航天领域、其他农业领域等均有所应用。

  其中LED温室补光中,LED替代高压钠灯等传统光源在温室系统补光应用已经进入研发、中试与推广阶段。LED植物工厂则可以有智能控制光环境;空间利用率进一步提高,栽培层数进一步增加(18层以上);大幅降低能耗,提升蔬菜高品质等优势。我国LED植物组培已经实现规模化应用。人工光源在规模化畜禽养殖过程中具有重要作用,近年来采用LED光源进行畜禽养殖的试验研究,取得了较好的效果。值得一提的是,LED植物工厂进入社区,与人们的生活距离越来越近。据了解,北京CBD,800平方米社区LED植物工厂,2015年建成;2016年北京计划建立10-15个社区植物工厂。

  就目前而言,LED在农业领域的应用虽已呈现全面介入的趋势,其在农业领域应用的潜力与前景都毋庸置疑,但面对具体市场,距离大规模应用尚有一段路要走,既有来自技术研究层面的,亦有市场拓展商业模式的挑战。

  待突破瓶颈

  杨其长表示,半导体光源农业应用面临着来着成本、技术、产业三个方面的挑战。成本方面,人工光LED成本已大幅下降,与荧光灯相比已具备一定优势,但一次投资偏高;补光LED成本仍较高,与高压钠灯比较缺乏竞争优势。 技术上,基础研究薄弱:光配方研究缺乏、分子机制不清楚、机理研究停留在宏观层面;LED专用灯具及节能控制技术研发缺乏;农业LED研究人才(科教单位、企业层面)极度匮乏。 另外,产业化与标准化水平低,市场规模难以拓展; 专门致力于农业LED专用灯具开发的企业不多,兼业较多,规模小,难以与国际巨头竞争; 国家对农业LED补贴政策(如农机补贴)缺乏。

  “基于LED农业应用的基础研究亟待深入”,杨其长建议一是进行基于大数据的LED农业应用光配方研究:针对农业(植物、动物(畜禽、水产)、植保、菌藻类等)特定需求,加大光生物学的基础研究,构建动植物高效生产的‘光配方’数据库。二是开展LED对动植物影响的分子机制研究:探究LED(单色光及其组合)对动植物分子机制的影响机理,从微观层面上阐明LED对农业生物的作用规律,为光源研发、智能调控提供理论基础保障。同时,加强农用LED灯具及智能控制关键技术研发,以光配方为基础的农业(植物、动物(畜禽、水产)、植保、菌藻类等)LED光源专用灯具的研发;以农业最佳光需求为目标的LED光源光环境智能调控技术研制,尤其是以节能为核心的智能控制技术与装备研发;LED光源农业控制成本的技术创新(针对农业需求,以实用为原则),让农业企业、农民能用得起。

  杨其长也表示,LED农业应用也需要政策的扶持,需要加大农业LED应用示范及产业扶持力度,比如建立一批LED农业应用大型综合示范工程;扶持壮大一批农业(植物、动物(畜禽、水产)、植保、菌藻类等)专用LED光源生产企业;构建有效的农业LED光源补贴政策,尽快使农业光源进入农机补贴名录;积极实施走出去战略,借助于“一带一路”战略以低成本优势拓展国际市场。

  对于企业而言,盈利性以及实现可持续盈利的商业模式是目前LED农业光照市场拓展的痛点。相比起很多行业,农产品的尚未形成很吸引人的营销体系、销售方式,品牌、品质概念引入也不足,投入产出等管理体系上也有很大的提升空间。“在整体LED农业应用大环境慢慢改进的背景下,关注一些新的营销模式,对于市场开拓有好处”“LED应用可否与智慧农业打通?”“小规模的分布式接近消费者,精确定位,是进入该市场的一种方式”……

  互联时代的来临,给思维、理念带来了一场变革,也深刻影响着各行各业,在很多LED企业人眼中,除了技术水平、产品品质的提升,一些新的理念也可以引入到LED农业应用中,加以探索实践。

  正如一位业内人士曾说,LED农业应用不是一个挣快钱的通道,LED农业应用其实比通用照明还要复杂,对不同细分市场要梳理清楚,需要标准规范、政策,技术等各个链条的配合,不能一哄而上,需要行业力量合作推动,保证行业的健康规范,可持续发展。

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