Origina Fonto: Houcheng Liu. Evolua stato kaj tendenco de la industrio de LED-lumigado [J]. Journal of Illumination Engineering, 2018, 29(04): 8-9.
Artikola Fonto: Materialo Iam Profunda

Lumo estas la baza media faktoro de plantkresko kaj disvolviĝo. Lumo ne nur provizas energion por plantkresko per fotosintezo, sed ankaŭ estas grava regulilo de plantkresko kaj disvolviĝo. Artefarita lumsuplemento aŭ plena artefarita lumradiado povas antaŭenigi plantkreskon, pliigi rikolton, plibonigi produktoformon, koloron, plifortigi funkciajn komponantojn, kaj redukti la okazon de malsanoj kaj damaĝbestoj. Hodiaŭ, mi dividos kun vi la disvolviĝan staton kaj tendencon de la plantlumiga industrio.
Teknologio de artefarita lumfonto estas pli kaj pli vaste uzata en la kampo de plantlumigado. LED havas multajn avantaĝojn, kiel ekzemple altan lumefikecon, malaltan varmogeneradon, malgrandan grandecon, longan vivdaŭron kaj multajn aliajn avantaĝojn. Ĝi havas evidentajn avantaĝojn en la kampo de kultivlumigado. La kultivlumiga industrio iom post iom adoptos LED-lumigilojn por plantkultivado.

A. La evolua stato de la industrio de LED-kreskiga lumigado 

1.LED-pakaĵo por kresklumigo

En la kampo de LED-pakaĵoj por kresklumigado, ekzistas multaj specoj de pakaĵoj, kaj ne ekzistas unuigita mezura kaj taksada normiga sistemo. Tial, kompare kun hejmaj produktoj, eksterlandaj fabrikantoj ĉefe fokusiĝas al altpotencaj, stangecaj kaj modulaj direktoj, konsiderante la blankan lumserion de kresklumigado, konsiderante plantkreskajn karakterizaĵojn kaj humanigitan lummedion, havas pli grandajn teknikajn avantaĝojn rilate al fidindeco, lumefikeco, fotosintezaj radiadaj karakterizaĵoj de malsamaj plantoj en malsamaj kreskocikloj, inkluzive de diversaj tipoj de altpotencaj, mezpotencaj kaj malaltpotencaj plantoj de malsamaj grandecoj, por kontentigi la bezonojn de diversaj plantoj en malsamaj kreskomedioj, atendante atingi la celon maksimumigi plantkreskon kaj energiŝparon.

Granda nombro da kernaj patentoj por epitaksiaj blatoj en ĉipoj ankoraŭ estas en la manoj de fruaj gvidaj kompanioj kiel la japana Nichia kaj la usona Career. Hejmaj ĉipproduktantoj ankoraŭ ne havas patentitajn produktojn kun merkata konkurencivo. Samtempe, multaj kompanioj ankaŭ disvolvas novajn teknologiojn en la kampo de ĉipoj por enpakado de kresklumigado. Ekzemple, la maldika filma ĉipteknologio de Osram ebligas enpaki ĉipojn dense por krei grand-arean lumigan surfacon. Bazite sur ĉi tiu teknologio, alt-efika LED-lumiga sistemo kun ondolongo de 660 nm povas redukti 40% de la energikonsumo en la kultivada areo.

2. Kreskigu lumspektron kaj aparatojn
La spektro de plantlumigado estas pli kompleksa kaj diversa. Malsamaj plantoj havas grandajn diferencojn en la bezonataj spektroj en malsamaj kreskocikloj kaj eĉ en malsamaj kreskomedioj. Por plenumi ĉi tiujn diferencigitajn bezonojn, nuntempe ekzistas la jenaj skemoj en la industrio: ① Multoblaj monokromataj lumkombinaĵaj skemoj. La tri plej efikaj spektroj por planta fotosintezo estas ĉefe la spektro kun pintoj je 450nm kaj 660nm, la 730nm-bendo por indukti plantan floradon, plus la verda lumo de 525nm kaj la ultraviola bendo sub 380nm. Kombinu ĉi tiujn specojn de spektroj laŭ la malsamaj bezonoj de plantoj por formi la plej taŭgan spektron. ② Plena spektra skemo por atingi plenan kovron de la planta postulospektro. Ĉi tiu tipo de spektro, kiu respondas al la SUNLIKE-ĉipo reprezentita de Seoul Semiconductor kaj Samsung, eble ne estas la plej efika, sed ĝi taŭgas por ĉiuj plantoj, kaj la kosto estas multe pli malalta ol tiu de monokromataj lumkombinaĵaj solvoj. ③Uzu plen-spektran blankan lumon kiel ĉefan ilon, kaj 660nm ruĝan lumon kiel kombinitan skemon por plibonigi la efikecon de la spektro. Ĉi tiu skemo estas pli ekonomia kaj praktika.

Multaj hejmaj kaj eksterlandaj kompanioj kovras la pakajn aparatojn de monokroma lumigado per LED-blatoj (la ĉefaj ondolongoj estas 450nm, 660nm, 730nm), dum hejmaj produktoj estas pli diversaj kaj havas pli da specifoj, kaj la produktoj de eksterlandaj fabrikantoj estas pli normigitaj. Samtempe, rilate al fotosinteza fotonfluo, luma efikeco, ktp., ankoraŭ ekzistas granda breĉo inter hejmaj kaj eksterlandaj pakaĵfabrikistoj. Por pakaĵaj aparatoj de monokroma lumigado per plantlumigado, krom produktoj kun la ĉefaj ondolongobendoj de 450nm, 660nm kaj 730nm, multaj fabrikantoj ankaŭ disvolvas novajn produktojn en aliaj ondolongobendoj por atingi kompletan kovron por la ondolongo de fotosinteze aktiva radiado (PAR) (450-730nm).

Monokromataj LED-plantokreskigaj lampoj ne taŭgas por la kreskigo de ĉiuj plantoj. Tial, la avantaĝoj de plen-spektraj LED-oj estas elstarigitaj. La plena spektro devas unue atingi plenan kovron de la plena spektro de videbla lumo (400-700nm), kaj pliigi la rendimenton de ĉi tiuj du bendoj: bluverda lumo (470-510nm), profunda ruĝa lumo (660-700nm). Uzu ordinaran bluan LED-on aŭ ultraviolan LED-peceton kun fosforo por atingi "plenan" spektron, kaj ĝia fotosinteza efikeco havas siajn proprajn maksimumojn kaj minimumojn. Plej multaj fabrikantoj de plantlumigaj blankaj LED-pakaĵaj aparatoj uzas bluan peceton + fosforon por atingi plenan spektron. Aldone al la pakaĵa reĝimo de monokroma lumo kaj blua lumo aŭ ultraviola peceto plus fosforo por realigi blankan lumon, plantlumigaj pakaĵaj aparatoj ankaŭ havas kompozitan pakaĵan reĝimon, kiu uzas du aŭ pli da ondolongaj pecetoj, kiel ekzemple ruĝa dek blua/ultraviola, RGB, RGBW. Ĉi tiu pakaĵa reĝimo havas grandajn avantaĝojn en malheligado.

Rilate al mallarĝ-ondolongaj LED-produktoj, plej multaj pakaĵprovizantoj povas provizi al klientoj diversajn ondolongajn produktojn en la 365-740nm-bendo. Rilate al la plantluma spektro konvertita per fosforoj, plej multaj pakaĵfabrikistoj ofertas al klientoj diversajn spektrojn por elekti. Kompare kun 2016, ĝia vendokresko en 2017 atingis konsiderindan kreskon. Inter ili, la kreskorapideco de 660nm LED-lumfonto koncentriĝas je 20%-50%, kaj la vendokreskorapideco de fosfor-konvertita plantLED-lumfonto atingas 50%-200%, tio estas, la vendoj de fosfor-konvertitaj plantLED-lumfontoj kreskas pli rapide.

Ĉiuj pakfirmaoj povas provizi ĝeneralajn pakproduktojn de 0,2-0,9 W kaj 1-3 W. Ĉi tiuj lumfontoj permesas al lumfabrikistoj havi bonan flekseblecon en lumdezajno. Krome, iuj fabrikantoj ankaŭ provizas pli altpotencajn integrajn pakproduktojn. Nuntempe, pli ol 80% de la sendoj de plej multaj fabrikantoj estas 0,2-0,9 W aŭ 1-3 W. Inter ili, la sendoj de ĉefaj internaciaj pakfirmaoj koncentriĝas je 1-3 W, dum la sendoj de malgrandaj kaj mezgrandaj pakfirmaoj koncentriĝas je 0,2-0,9 W.

3. Aplikkampoj de plantkreskiga lumigado

El la aplika kampo, plantkreskigaj lumigiloj estas ĉefe uzataj en forceja lumigado, tute artefarita lumigado de plantfabrikoj, planthistkultivado, subĉiela terkultura lumigado, hejma legomplantado kaj florplantado, kaj laboratoria esplorado.

①En sunaj forcejoj kaj plur-interspacaj forcejoj, la proporcio de artefarita lumo por suplementa lumigado estas ankoraŭ malalta, kaj metal-halogenidaj lampoj kaj altpremaj natriaj lampoj estas la ĉefaj. La penetrado-rapideco de LED-kreskigaj lumigaj sistemoj estas relative malalta, sed la kreskorapideco komencas akceliĝi kiam la kosto malaltiĝas. La ĉefa kialo estas, ke uzantoj havas longdaŭran sperton pri uzado de metal-halogenidaj lampoj kaj altpremaj natriaj lampoj, kaj la uzo de metal-halogenidaj lampoj kaj altpremaj natriaj lampoj povas provizi ĉirkaŭ 6% ĝis 8% de la varmenergio por la forcejo, evitante brulvundojn al plantoj. La LED-kreskiga lumiga sistemo ne provizis specifajn kaj efikajn instrukciojn kaj datensubtenon, kio prokrastis ĝian aplikon en taglumaj kaj plur-interspacaj forcejoj. Nuntempe, malgrand-skalaj demonstraj aplikoj estas ankoraŭ la ĉefa subteno. Ĉar LED estas malvarma lumfonto, ĝi povas esti relative proksime al la kanopeo de plantoj, rezultante en malpli da temperatura efiko. En taglumaj kaj plur-interspacaj forcejoj, LED-kreskiga lumigado estas pli ofte uzata en interplanta kultivado.

②Apliko en eksteraj terkulturaj kampoj. La penetrado kaj apliko de plantlumigo en instalaĵa agrikulturo estis relative malrapida, dum la apliko de LED-plantlumigaj sistemoj (fotoperioda kontrolo) por eksteraj longtagaj kultivaĵoj kun alta ekonomia valoro (kiel ekzemple drakonfrukto) atingis rapidan disvolviĝon.

③Plantfabrikoj. Nuntempe, la plej rapida kaj plej vaste uzata plantlumiga sistemo estas la tute artefarita lumfabriko, kiu estas dividita en centralizitajn plurtavolajn kaj distribuitajn moveblajn plantfabrikojn laŭ kategorio. La disvolviĝo de artefarita lumfabrikoj en Ĉinio estas tre rapida. La ĉefa investa korpo de la centralizitaj plurtavolaj tute artefarita lumfabrikoj ne estas tradiciaj agrikulturaj kompanioj, sed pli da kompanioj okupiĝantaj pri duonkonduktaĵoj kaj konsumelektronikaj produktoj, kiel Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, kaj ankaŭ COFCO kaj Xi Cui kaj aliaj novaj modernaj agrikulturaj kompanioj. En distribuitaj kaj moveblaj plantfabrikoj, ŝipkonteneroj (novaj konteneroj aŭ rekonstruo de uzitaj konteneroj) ankoraŭ estas uzataj kiel normaj transportiloj. La plantlumigaj sistemoj de ĉiuj artefaritaj plantoj plejparte uzas liniajn aŭ plat-panelajn aro-lumigajn sistemojn, kaj la nombro de plantitaj variaĵoj daŭre kreskas. Diversaj eksperimentaj lumformulaj LED-lumfontoj komencis esti vaste kaj vaste uzataj. La produktoj sur la merkato estas ĉefe verdaj foliaj legomoj.

④Plantado de hejmaj plantoj. LED povas esti uzata en hejmaj plantotabllampoj, hejmaj plantoplantobretoj, hejmaj legomkultivmaŝinoj, ktp.

⑤Kultivado de kuracherboj. La kultivado de kuracherboj implikas plantojn kiel Anoectochilus kaj Lithospermum. Produktoj en ĉi tiuj merkatoj havas pli altan ekonomian valoron kaj nuntempe estas industrio kun pli da aplikoj por plantlumigo. Krome, la leĝigo de kanabokultivado en Nordameriko kaj partoj de Eŭropo antaŭenigis la aplikon de LED-kresklumigo en la kampo de kanabokultivado.

⑥Florlumiloj. Kiel nemalhavebla ilo por ĝustigi la flortempon de floroj en la florĝardenindustrio, la plej fruaj aplikoj de florlumiloj estis inkandeskaj lampoj, sekvataj de energiŝparaj fluoreskaj lampoj. Kun la disvolviĝo de LED-industriigo, pli da LED-tipaj florlumiloj iom post iom anstataŭigis tradiciajn lampojn.

⑦Planthistkulturo. Tradiciaj lumfontoj por histokulturo estas ĉefe blankaj fluoreskaj lampoj, kiuj havas malaltan lumefikecon kaj grandan varmogeneradon. LED-oj estas pli taŭgaj por efika, kontrolebla kaj kompakta planthistkulturo pro siaj elstaraj trajtoj kiel malalta energikonsumo, malalta varmogenerado kaj longa vivdaŭro. Nuntempe, blankaj LED-tuboj iom post iom anstataŭigas blankajn fluoreskajn lampojn.

4. Regiona distribuo de kresklumigaj kompanioj

Laŭ statistikoj, nuntempe ekzistas pli ol 300 kompanioj pri kultivlumigado en mia lando, kaj kompanioj pri kultivlumigado en la regiono de la Perlo-Rivera Delto konsistigas pli ol 50%, kaj ili jam okupas gravan pozicion. Kompanioj pri kultivlumigado en la Jangzia Riverdelto konsistigas ĉirkaŭ 30%, kaj ĝi ankoraŭ estas grava produktada areo por produktoj pri kultivlumigado. Tradiciaj kompanioj pri kultivlumigado estas ĉefe distribuitaj en la Jangzia Riverdelto, la Perlo-Rivera Delto kaj la Bohai-Rando, el kiuj la Jangzia Riverdelto konsistigas 53%, kaj la Perlo-Rivera Delto kaj la Bohai-Rando konsistigas 24% kaj 22% respektive. La ĉefaj distribuaj areoj de fabrikantoj de LED-kultivlumigado estas la Perlo-Rivera Delto (62%), la Jangzia Riverdelto (20%) kaj la Bohai-Rando (12%).

B. Disvolviĝa tendenco de LED-kreskiga lumiga industrio

1. Specialiĝo

LED-kresklumigo havas la karakterizaĵojn de alĝustigebla spektro kaj lumintenseco, malalta ĝenerala varmogenerado, kaj bona akvorezista funkciado, do ĝi taŭgas por kresklumigo en diversaj scenoj. Samtempe, ŝanĝoj en la natura medio kaj la strebo de homoj al manĝokvalito antaŭenigis la viglan disvolviĝon de instalaĵa agrikulturo kaj kreskfabrikoj, kaj kondukis la industrion de LED-kresklumigo en periodon de rapida disvolviĝo. Estonte, LED-kresklumigo ludos gravan rolon en plibonigo de agrikultura produktada efikeco, plibonigo de manĝaĵsekureco, kaj plibonigo de la kvalito de fruktoj kaj legomoj. La LED-lumfonto por kresklumigo plu disvolviĝos kun la laŭgrada specialiĝo de la industrio kaj moviĝos en pli celita direkto.

2. Alta efikeco

Plibonigo de lum-efikeco kaj energiefikeco estas la ŝlosilo por konsiderinde redukti la funkciajn kostojn de plantlumigado. La uzo de LED-oj por anstataŭigi tradiciajn lampojn kaj la dinamika optimumigo kaj alĝustigo de la lum-medio laŭ la lum-formul-postuloj de la plantoj de la plantida stadio ĝis la rikolta stadio estas la neeviteblaj tendencoj de rafinita agrikulturo en la estonteco. Rilate al plibonigo de la rendimento, oni povas kultivi ĝin laŭ etapoj kaj regionoj kombine kun lum-formulo laŭ la evoluaj karakterizaĵoj de la plantoj por plibonigi la produktadan efikecon kaj rendimenton en ĉiu etapo. Rilate al plibonigo de la kvalito, nutra reguligo kaj lum-reguligo povas esti uzataj por pliigi la enhavon de nutraĵoj kaj aliaj san-prizorgaj funkciaj ingrediencoj.

Laŭ taksoj, la nuna nacia postulo je legomplantidoj estas 680 miliardoj, dum la produktokapacito de fabrikaj plantidoj estas malpli ol 10%. La plantidindustrio havas pli altajn mediajn postulojn. La produktadsezono estas plejparte vintro kaj printempo. Natura lumo estas malforta kaj artefarita suplementa lumo estas bezonata. Plantokreskiga lumigado havas relative altan enigaĵon kaj eligaĵon kaj altan gradon de akcepto de enigaĵo. LED havas unikajn avantaĝojn, ĉar fruktoj kaj legomoj (tomatoj, kukumoj, melonoj, ktp.) bezonas esti greftitaj, kaj la specifa spektro de lumsuplementado sub altaj humidecaj kondiĉoj povas antaŭenigi la resaniĝon de greftitaj plantidoj. Suplementa lumo por forceja legomplantado povas kompensi la mankon de natura lumo, plibonigi la fotosintezan efikecon de plantoj, antaŭenigi floradon kaj fruktadon, pliigi rendimenton kaj plibonigi la produktokvaliton. LED-kreskiga lumigado havas larĝajn aplikajn perspektivojn en legomplantidoj kaj forceja produktado.

3. Inteligenta

Plantokreskiga lumigado havas fortan postulon por realtempa kontrolo de lumkvalito kaj lumkvanto. Kun la plibonigo de inteligenta kontrolteknologio kaj la apliko de la Interreto de Aĵoj, diversaj monokromataj spektroj kaj inteligentaj kontrolsistemoj povas realigi tempokontrolon, lumkontrolon, kaj laŭ la kreskostato de plantoj, ĝustatempa alĝustigo de lumkvalito kaj lumproduktado certe fariĝos la ĉefa tendenco en la estonta disvolviĝo de plantokreskiga lumteknologio.