LED植物生長燈是一種以LED（發(fā)光二極管）為發(fā)光體，滿足植物光合作用所需光照條件的人造光源。按類型分，屬于第三代植物補光燈具！

在缺少日光的環(huán)境，這種燈具可充當日光，使植物能夠正?；蛘吒玫厣L發(fā)育。

這種燈具有壯根，助長，調節(jié)花期、花色，促進果實成熟、上色，提升口感和品質的作用！

光環(huán)境是植物生長發(fā)育不可缺少的重要物理環(huán)境因素之一，通過光質調節(jié)，控制植株形態(tài)建成是設施栽培領域的一項重要技術;植物生長燈更加具有環(huán)保節(jié)能的作用，LED植物燈給植物提供光合作用，促進植物生長，減短植物開花結果用的時間，提高生產！在現代化建設中，它是農作物不可或缺的產品。

我國是一個農業(yè)大國，現在農村家庭普遍使用的是白熾燈和節(jié)能燈，年銷售10億只白熾燈泡的市場就在三、四級市場。隨著農村經濟的快速發(fā)展，人民生活水平的提高，農民對照明品質的要求也在提高，尤其是國家推廣節(jié)能照明的政策出臺實施以來，進一步激發(fā)了巨大的農村市場需求。在這里，“農村市場”已不是地域上的意義，而代表了一種消費能力和層次。

而在農村市場最大的渠道就在于植物生長燈，在第23屆“臺北國際光電周”展覽會上，植物工廠呼應綠能經濟與氣候變遷趨勢，展出植物生長燈、水耕設施、檢測和環(huán)控節(jié)能系統等設備，相當吸睛。

近年，完全人工光控制型植物工廠在全球范圍內正逐步形成半導體產業(yè)的新顯學，結合傳統農業(yè)的技術優(yōu)勢、半導體產業(yè)的照明與自動化技術，加上網絡信息的深厚產業(yè)基礎，一時之間植物工廠似乎成為全球半導體產業(yè)發(fā)展的重要應用與發(fā)展方向。

LED植物燈市場發(fā)展現狀

在日韓早已流行得一塌糊涂的植物照明近日在中國開始受到關注。LED植物燈的銷售市場都集中在日本、韓國、中美、歐洲等從事農業(yè)人員較少的國家和地區(qū)。但隨著LED植物生長燈滲透率的提升，中國市場進入爆發(fā)期。據調查，全球LED植物生長燈產值在2013年起開始呈現高速成長，產值雖僅千萬美元規(guī)模，但預估2014年將逾3500萬美元，2017年更可望挑戰(zhàn)3億美元。

拓墣產業(yè)研究所光電產業(yè)中心研究員林佩璇表示，2013年LED植物燈成本已較2010年大幅下滑，每一流明約當新臺幣0.38元，僅為2010年1.8元的1/5，進而帶動Philips、Osram、Mitsubishi、Panasonic等國際大廠，紛紛投入LED的植物工廠創(chuàng)新應用，兼具LED及農業(yè)兩大產業(yè)優(yōu)勢的***，當然也不希望錯過商機，把農業(yè)添加科技創(chuàng)新，讓企業(yè)晉升億元身價。

***在植物工廠具有研發(fā)LED燈特殊波長、可客制化產品，低建置成本，整體解決方案，技術轉移等優(yōu)勢，但同時也面臨政府支持力道不足，產品參差不齊，品牌知名度過低等隱憂，現階段首要解決問題，就屬LED植物燈的推廣策略。

植物工廠起源于1957年丹麥因日照不足阻礙植物生長發(fā)展，爾后日本、美國、荷蘭相繼投入，然而在成本過高、技術不足、經驗不佳等因素下，導致經營不善，直至21世紀，因溫室效應日益嚴重才重新受到各界重視。

從農業(yè)發(fā)展的角度來看，現代農業(yè)發(fā)展由于化肥與農藥的使用，得以迅速提升產量以供應激增的人口所產生的巨大糧食需求，對解決全球糧食與貧窮問題居功偉。但傳統農業(yè)純屬靠天吃飯，不僅作物栽培受到氣候與季節(jié)限制，無法完全按計劃生產，即使作物豐收都受到量多價跌的影響;再加上農民為了確保收成，大量使用農藥來防治病蟲害，因而造成食品安全的疑慮，又為了提高產能，過度使用化肥，不僅增加成本、更污染農田、河川、湖泊與海洋，更可能造成硝酸鹽含量過高，傷害消費者。

植物工廠走俏的另一個原因是，全球建筑業(yè)因經濟景氣低迷和公共建設項目減少，急于通過投資農業(yè)尋求新發(fā)展。連鎖餐飲和超市企業(yè)則希望自建蔬菜基地以形成穩(wěn)定的原料供應。電子行業(yè)因制造部門逐步向海外轉移，大量用于生產芯片等精密器件的清潔車間閑置，這些廠房只需稍加改造就可變身植物工廠。因此，這三個行業(yè)成為投資植物工廠最積極的先鋒。

所以植物工廠這種高度自動化，可以像工廠一樣全年無休排程種植，在地生產新鮮、衛(wèi)生蔬果的科技農業(yè)，并且不會對環(huán)境造成污染的優(yōu)點，自然引起政府與學研單位的高度重視，加上采用植物工廠的生產模式所節(jié)省的運輸成本，植物工廠就有機會變成一個傳統作物生產模式的真正替代選項，這也是風投與私募基金關注植物工廠的原因。

人口膨脹與水資源乏是全球性的大問題，全球人口目前為70億，未來四十年有可能增加到92億，以目前仍有將近10億的饑餓人口來算，40年內需要提升將近58%的糧食產能;但現有耕地已經使用了80%，加上氣候異常、可耕地面積減少，以及青壯人口離農趨勢等不利因素，前景堪慮。此外，傳統農業(yè)用去了全球大約87%的淡水資源，所以單位面積生產力的大幅提升與節(jié)水技術的建立都是刻不容緩的研究課題。

2013年9月10日，國家半導體照明工程研發(fā)及產業(yè)聯盟標準化委員會（CSAS）發(fā)布CSA021-2013《植物生長用LED平板燈性能要求》聯盟 標準。該標準對植物生長用LED平板燈的術語和定義、分類與命名、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存進行了規(guī)定。

目前，植物生長用的 LED光照產品形式眾多，如平板燈、雙端燈、柔性燈帶等，都將會隨著技術的發(fā)展而逐步變化。CSAS將根據技術發(fā)展逐步開展植物生長用LED光照方面的標 準化工作，推動科技進步，支撐產業(yè)發(fā)展。

何為LED植物生長燈

LED植物生長燈是種植物燈的一種，它以LED（發(fā)光二極管）為光源，依照植物生長規(guī)律必須需要太陽光，用燈光代替太陽光給植物生長發(fā)育環(huán)境的一種燈具。

LED植物生長燈介紹

光環(huán)境是植物生長發(fā)育不可缺少的重要物理環(huán)境因素之一，通過光質調節(jié)，控制植株形態(tài)建成是設施栽培領域的一項重要技術。

LED植物生長燈是以LED（發(fā)光二極管）為光源，依照植物生長規(guī)律必須需要太陽光，用燈光代替太陽光給植物生長發(fā)育環(huán)境的一種燈具。

LED植物燈，有助縮短植物的生長周期，因為這種燈的光源主要是由紅藍光源組成的，采用植物最敏感的光波段，紅光波長使用620-630nm和640-660nm， 藍光波長使用450-460nm和460-470nm。讓植物在生長過程中促進多發(fā)側枝和芽的分化，加快根莖葉生長，加快植物碳水化合物的合成和維生素的合成，縮短了生長周期。

LED在植物設施栽培環(huán)境中的大量應用研究結果表明，LED植物燈特別適合應用于人工光控制型植物設施栽培環(huán)境。

人工光源的色溫與流明是以生物的眼睛所看到的，而植物對光的需求是行光合作用，這是不看色溫與流明的是以輻射值論定的。

光譜范圍對植物生理的影響

·280~315nm––》此種波長已屬紫外線光線，對于各類動、植物甚至于菌類生長，均有直接壓制性生長的功能，對形態(tài)與生理過程的影響極小。

·315~400nm––》此種光波亦屬遠紫外線光雖無紫外線傷害植物，為對植物生長并無直接作用，葉綠素吸收少，影響光周期效應，阻止莖伸長。

·400~520nm（藍）–》此類波長可直接處使植物根、莖部位發(fā)展，對于葉綠素與類胡蘿卜素吸收比例最大，對光合作用影響最大。

·520~610nm（綠）–》綠色性植物排斥性推擠，綠色素的吸收率不高。

·610~720nm（紅）–》植物的葉綠素吸收率不高，唯此波長對于光合作用與植物生長速度有顯著影響。

·720~1000nm––》此類波長泛屬紅外線波長，對于植物的吸收率低，可直接刺激細胞延長，會影響開花與種子發(fā)芽。

·＞1000nm––》已接近雷射光波長已轉換成為熱量。

以上的植物與光譜數據來看，每種波長的光線對于植物光合作用的影響是不同的，植物對于光合作用需要的光線中，400 ~ 520nm（藍色）光線，以及610 ~ 720nm（紅色）對于光合作用貢獻最大，而520 ~ 610nm（綠色）光線，對于植物行使生長作用的功效比率很低。

若按照以上原理植物只對于400 ~ 520nm（藍色）及610 ~ 720nm（紅色），的光譜有直接幫助生長的效果，所以學術概念下的植物燈都是做成紅藍組合、全藍、全紅三種形式，以提供紅藍兩種波長的光線，用來覆蓋植物行光合作用所需的波長范圍。

在視覺效果上，紅、藍組合的led植物生長燈呈現粉紅色，這種混光色實對生物照明是極為不舒服的色系，然卻只能以實用性怯其外觀，以擇其實用性為主。

一般白光LED燈珠，最普遍的是使用藍色芯心，激發(fā)黃色熒光粉發(fā)光，由此復合產生視覺上的白光效果。于積分球測試報告上的能量分布上，在445nm的藍色區(qū)和550nm的黃綠色區(qū)存在兩個峰值。

而植物所需的610 ~ 720nm紅光，則覆蓋的比較少無法對其種植植物供應光和作用所需的光效能。這就解釋了為什么在白光LED照射下，為何植物的生長速度及采收效果均不如一般戶外種植。

利用上述的數據一般的植物燈的紅藍燈色譜比例一般在5：1 ~ 10：1之間為宜，通常可選7~ 9：1的比例，唯比例分配需采燈珠亮度比為混光依據，非采燈珠數量為混光依據。

用led植物生長燈于植物種植時時，一般距離葉片的高度為30-50公分左右，這中間尚需要實際依種植植物的種類給予不同光強度，調整高度一般視為最簡便的亮度調整方式。

業(yè)界人士解釋，大型植物工廠的層架內裝有植物專用的LED燈，與一般LED光譜不同，為配合光合作用，植物燈頻譜偏藍光與紅光，且根據個人需求不同，也可調成冷、暖白光，配合手機APP遙控，操作十分方便。業(yè)者說，多層架型植物工廠配備水循環(huán)流通系統，經測試可種植百余種植物，適合量產需求者使用。除家用外，植物工廠一般有2種獲利途徑，一是葉菜類的大量量產，如小白菜、青江菜、萵苣等十字花科植物；二是種植難度高的人參、牛樟芝等高經濟價值作物，只要使用特定的LED頻譜和管控系統，就能培育生長條件較苛的季節(jié)性作物。

LED植物燈市場前景

不久前，日本宮城縣多賀城市向媒體公開展示了全世界規(guī)模最大的LED（發(fā)光二極管）人工光型植物工廠。這個名為“未來畑”的工廠占地面積約為2300平方米，使用1.75萬個LED照明燈，可全年進行生產，預計每天能收獲約1萬棵生菜。不久前，富士通公司也宣布，經過一年左右時間的準備，自家植物工廠生產的低鉀生菜開始投放市場。

與傳統植物燈相比LED植物照明燈具有明顯節(jié)能高效的優(yōu)勢。2013年LED植物燈成本已較2010年大幅下滑，每一流明約當新臺幣0.38元，僅為2010年1.8元的1/5，進而帶動 Philips、Osram、Mitsubishi、Panasonic等國際大廠，紛紛投入LED的植物工廠創(chuàng)新應用，兼具LED及農業(yè)兩大產業(yè)優(yōu)勢的 ***，當然也不希望錯過商機，把農業(yè)添加科技創(chuàng)新，讓企業(yè)晉升億元身價。

日本為植物工廠發(fā)展最為快速的國家，該國政府率先于2009年提出植物工廠補助政策，引起LED照明應用于該領域市場需求，根據統計，2009年日本植物工廠LED平板照明需求量為1000臺，2011年因311地震刺激而上沖至8850臺，雖然去年又衰退回2500臺，但PIDA認為，未來日本市場需求量將逐年走升，預估今年將達3200臺，2015年可望達9000臺，2020年上看1.8萬臺。

***也開始嗅到植物工廠商機，許多LED業(yè)者也早已開始切入該領域市場，除晶電、億光外，還有璨圓、光鼎、宏齊、光鋐、新世紀、東貝等，而經建會也從去年開始透過管道欲扶植植物工廠，以促***農業(yè)活化。

但***地狹人稠，發(fā)展空間有限，反而擁有廣大土地及資源的中國大陸市場才是各家業(yè)者鎖定的目標。中國政府日前出臺“十二五”863計劃，雖然總經費僅約人民幣4611萬元（約新臺2.17億元），但該計劃首度將“智慧化植物工廠生產技術研究”列入研究專案，研討的7個項目中，包含植物工廠LED節(jié)能光源應用，顯見中國LED照明應用于植物工廠的商機才正準備崛起。

在我國經過中國中央政府推行，市場看好地方政府跟進腳步將會更為積極，并且若以中國政府之前大手筆補助LED產業(yè)的態(tài)度來看，接下來植物工廠帶領的LED照明新領域商機也讓各家業(yè)者引頸期盼，更是***LED廠下一個利基型市場發(fā)展機會。

過去LED照明成本居高不下，植物工廠因而多採用螢光燈管或高壓鈉燈，隨著LED價格下滑與技術提升，促使LED在植物工廠的應用出現新一波進展。目前中國從事LED植物燈的廠家并不多，大部分都集中在深圳。

而目前LED植物燈的銷售 市場也都集中在日本、韓國、中美、歐洲等從事農業(yè)人員較少的國家和地區(qū)。

總結：

隨著LED產業(yè)的廣泛發(fā)展，LED企業(yè)也不斷的尋找新的發(fā)展出路，LED植物生長燈無疑是給LED企業(yè)一個重生的機會，然而盡管植物生長燈前景看好，植物工廠的發(fā)展仍面臨一些“瓶頸”。比如前期投入過大，一個日產1000株生菜的人工光型植物工廠，一般需要比較高的前期投資。即使政府補貼50%，通常也需要5—7年時間才能實現盈利。此外，工廠農業(yè)時代的種植技術還有待成熟，與之相關的質量控制、物流銷售模式也在探索之中。