原始出处：刘厚诚。LED植物照明产业发展现状与趋势[J].照明工程学报,2018,29(04):8-9.
文章来源：材料曾经深

光照是植物生长发育的基本环境因子。光不仅通过光合作用为植物生长提供能量，而且还是植物生长发育的重要调节因子。人工光补充或全人工光照射，可促进植物生长，提高产量，改善产品形状、色泽，增强功能成分，减少病虫害的发生。今天，小编就来和大家分享一下植物照明行业的发展现状和趋势。
人工光源技术在植物照明领域的应用越来越广泛。LED具有光效高、发热量低、体积小、寿命长等诸多优点。在植物生长照明领域优势明显。植物生长照明行业将逐步采用LED照明灯具进行植物栽培。

一、LED植物照明行业发展现状 

1.LED植物生长照明封装

在植物照明LED封装领域，封装器件种类繁多，没有统一的衡量和评价标准体系。因此，与国内产品相比，国外厂商主要着眼于大功率、cob和模组方向，兼顾植物生长照明的白光系列，考虑植物生长特性和人性化的光照环境，在可靠性、光照等方面具有更大的技术优势。不同植物不同生长周期的效率、光合辐射特性，包括各类高功率、中功率、低功率植物等不同规格产品，满足多种植物在不同生长环境下的需求，期望达到最大化植物生长和节能的目标。

芯片外延片的大量核心专利仍掌握在日本日亚化学、美国科锐等早期龙头企业手中。国内芯片厂商还缺乏具有市场竞争力的专利产品。与此同时，不少企业也在研发生长照明封装芯片领域的新技术。例如，欧司朗的薄膜芯片技术使芯片能够紧密封装在一起，形成大面积的照明表面。基于这项技术，波长为660nm的高效LED照明系统可以减少种植区40%的能源消耗。

2. 种植照明光谱和设备
植物照明的光谱更加复杂多样。不同的植物在不同的生长周期，甚至不同的生长环境下，对光谱的要求也有很大差异。为了满足这些差异化需求，目前业内有以下几种方案：①多种单色光组合方案。植物光合作用最有效的三个光谱主要是峰值在450nm和660nm的光谱，诱导植物开花的730nm波段，加上525nm的绿光和380nm以下的紫外波段。根据植物的不同需要，将这几种光谱组合起来，形成最适合的光谱。②全频谱方案，实现植物需求频谱全覆盖。以首尔半导体和三星为代表的SUNLIKE芯片对应的这类光谱可能不是最高效的，但适用于所有植物，而且成本远低于单色光组合方案。③以全光谱白光为主，加660nm红光组合方案，提高光谱有效性。该方案较为经济实用。

植物生长照明单色光LED芯片（主要波长为450nm、660nm、730nm）封装器件被国内外多家公司覆盖，而国内产品更多样化、规格更多，国外厂商产品更标准化。同时，在光合光子通量、光效等方面，国内外封装厂商还存在较大差距。对于植物照明单色光封装器件，除了主要波段为450nm、660nm、730nm的产品外，很多厂商也在开发其他波段的新产品，以实现对光合有效辐射（PAR）的全覆盖波长（450-730nm）。

单色LED植物生长灯并不适合所有植物的生长。因此，全光谱LED的优势就凸显出来了。全光谱首先要实现对可见光（400-700nm）全光谱的全覆盖，并增加这两个波段的性能：蓝绿光（470-510nm）、深红光（660-700nm）。使用普通的蓝光LED或紫外LED芯片配合荧光粉实现“全”光谱，其光效有高有低。植物照明白光LED封装器件厂商大多采用蓝芯+荧光粉来实现全光谱。除了单色光与蓝光或紫外芯片加荧光粉实现白光的封装方式外，植物照明封装器件还有采用两种或两种以上波长芯片的复合封装方式，如红十蓝/紫外、RGB、 RGBW 。这种封装方式在调光方面有很大的优势。

在窄波长LED产品方面，大部分封装供应商都可以为客户提供365-740nm波段的各种波长产品。对于荧光粉转换的植物照明光谱，大部分封装厂商都有多种光谱供客户选择。与2016年相比，其2017年的销售增速实现了大幅提升。其中，660nm LED光源增速集中在20%-50%，荧光粉转换植物LED光源销售额增长率达到50%-200%，即荧光粉转换植物的销售额LED光源增长更快。

所有封装企业均可提供0.2-0.9W和1-3W通用封装产品。这些光源使照明制造商在照明设计上具有良好的灵活性。此外，一些厂商还提供更高功率的集成封装产品。目前大部分厂商80%以上的出货量在0.2-0.9W或1-3W。其中，国际封装龙头企业出货量集中在1-3W，而中小-规模封装企业集中在0.2-0.9W。

三、植物生长照明的应用领域

从应用领域来看，植物生长照明灯具主要应用于温室照明、全人工照明植物工厂、植物组培、户外农田照明、家庭蔬菜花卉种植、实验室研究等。

①在日光温室和连栋温室中，补充照明的人工光比例还较低，以金卤灯和高压钠灯为主。LED植物生长照明系统的渗透率相对较低，但随着成本的下降，增长速度开始加快。主要原因是用户有长期使用金卤灯和高压钠灯的经验，使用金卤灯和高压钠灯可以提供大约6%~8%的热能用于温室，同时避免烧伤植物。LED植物生长照明系统没有提供具体有效的说明和数据支持，延缓了其在日光和连栋温室中的应用。目前仍以小规模示范应用为主。LED由于是冷光源，可以相对靠近植物的冠层，温度影响较小。在日光和连栋温室中，LED植物生长照明更常用于间作栽培。

②户外农田应用。植物照明在设施农业中的渗透和应用相对缓慢，而LED植物照明系统（光周期控制）在高经济价值的室外长日照作物（如火龙果）上的应用则取得了快速发展。

③植物工厂。目前，应用最快、应用最广泛的植物照明系统是全人造光植物工厂，按类别分为集中式多层和分布式可移动植物工厂。人造光植物工厂在中国的发展非常迅速。集中式多层全人造光植物工厂的主要投资主体不是传统的农业企业，而是更多从事半导体和消费电子产品的企业，如中科三安、富士康、苏州松下、京东，还有中粮和喜翠等新型现代农业企业。在分布式和移动的植物工厂中，海运集装箱（新集装箱或二手集装箱改造）仍被用作标准载体。所有人造植物的植物照明系统多采用线性或平板阵列照明系统，种植品种不断扩大。各种实验光式LED光源开始得到广泛、广泛的应用。市场上的产品主要是绿叶蔬菜。

④家庭植物的种植。LED可用于家用植物台灯、家用植物种植架、家用种菜机等。

⑤药用植物栽培。药用植物的种植涉及金线莲和紫草等植物。这些市场的产品具有较高的经济价值，是目前植物照明应用较多的行业。此外，北美和欧洲部分地区大麻种植合法化，促进了LED植物生长照明在大麻种植领域的应用。

⑥花灯。花灯作为花卉园艺行业不可或缺的调节花卉开花时间的工具，最早应用的是白炽灯，其次是节能荧光灯。随着LED产业化的发展，越来越多的LED型开花照明灯具逐渐取代了传统灯具。

⑦植物组织培养。传统组培光源主要为白色荧光灯，发光效率低，发热量大。LED因其低功耗、低发热、长寿命等突出特点，更适用于高效、可控、紧凑的植物组织培养。目前，白光LED灯管正在逐步取代白光荧光灯。

4、植物生长照明企业区域分布

据统计，目前我国有300多家植物照明企业，其中珠三角地区植物照明企业占比超过50%，已经处于主要地位。长三角植物照明企业占比约30%，仍是植物照明产品的重要产区。传统植物灯企业主要分布在长三角、珠三角和环渤海地区，其中长三角占比53%，珠三角和环渤海占比分别为24%和22% .LED植物照明厂商主要分布区域为珠三角（62%）、长三角（20%）和环渤海地区（12%）。

二、LED植物照明行业发展趋势

1.专业化

LED植物照明具有光谱和光强可调、整体发热量低、防水性能好等特点，适用于各种场景的植物照明。同时，自然环境的变化和人们对食品品质的追求，促进了设施农业和种植工厂的蓬勃发展，带动LED植物生长照明行业进入快速发展期。未来，LED植物照明将在提高农业生产效率、改善食品安全、提升果蔬品质等方面发挥重要作用。植物照明用LED光源将随着产业的逐步专业化进一步发展，朝着更有针对性的方向发展。

2、效率高

光效和能效的提高是大幅降低植物照明运营成本的关键。采用LED替代传统灯具，根据植物从苗期到收获期的光配方要求动态优化调整光环境，是未来精细化农业的必然趋势。在提高产量方面，可根据植株发育特点，结合光照配方分期分区栽培，提高各阶段的生产效率和产量。在提高品质方面，可通过营养调节和光调节，增加营养素和其他保健功能成分的含量。

据测算，目前全国蔬菜苗需求量为6800亿，而工厂化苗的产能不足10%。苗木行业对环境要求较高。生产季节多为冬、春季。自然光弱，需要人工补光。植物生长照明具有相对较高的投入产出和较高的投入接受度。LED具有得天独厚的优势，因为果蔬（西红柿、黄瓜、瓜类等）需要嫁接，在高湿条件下补光的特定光谱可以促进嫁接苗的愈合。大棚蔬菜种植补光可以弥补自然光的不足，提高植物光合效率，促进开花结果，提高产量，改善产品品质。LED植物生长照明在蔬菜育苗、温室生产等方面具有广阔的应用前景。

3、智能化

植物生长照明对光质和光量的实时控制有着强烈的需求。随着智能控制技术的提高和物联网的应用，多种单色光谱和智能控制系统可以实现时间控制、光控，并根据植物的生长状况，适时调节光质和光输出必将成为未来植物生长照明技术发展的主要趋势。