Sumber Asli: Houcheng Liu.Status perkembangan dan tren industri pencahayaan tanaman LED[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Sumber Artikel: Materi Sekali Dalam

Cahaya adalah faktor lingkungan dasar pertumbuhan dan perkembangan tanaman.Cahaya tidak hanya memasok energi untuk pertumbuhan tanaman melalui fotosintesis, tetapi juga merupakan pengatur penting pertumbuhan dan perkembangan tanaman.Suplemen cahaya buatan atau iradiasi cahaya buatan penuh dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman, meningkatkan hasil, memperbaiki bentuk produk, warna, meningkatkan komponen fungsional, dan mengurangi terjadinya penyakit dan hama.Hari ini, saya akan berbagi dengan Anda status perkembangan dan tren industri penerangan tanaman.
Teknologi sumber cahaya buatan semakin banyak digunakan di bidang pencahayaan tanaman.LED memiliki banyak keunggulan seperti efisiensi cahaya yang tinggi, pembangkitan panas yang rendah, ukuran kecil, umur panjang dan banyak keunggulan lainnya.Ini memiliki keunggulan yang jelas di bidang pencahayaan tumbuh.Tumbuh industri pencahayaan secara bertahap akan mengadopsi perlengkapan pencahayaan LED untuk budidaya tanaman.

A. Status pengembangan industri pencahayaan tumbuh LED 

Paket 1.LED untuk menumbuhkan pencahayaan

Di bidang pengemasan LED pencahayaan tumbuh, ada banyak jenis perangkat pengemasan, dan tidak ada sistem standar pengukuran dan evaluasi terpadu.Oleh karena itu, dibandingkan dengan produk dalam negeri, pabrikan asing terutama berfokus pada arah daya tinggi, tongkol dan modul, dengan mempertimbangkan rangkaian cahaya putih dari pencahayaan tumbuh, mengingat dengan karakteristik pertumbuhan tanaman dan lingkungan pencahayaan yang dimanusiakan, memiliki keunggulan teknis yang lebih besar dalam keandalan, cahaya efisiensi, karakteristik radiasi fotosintesis tanaman yang berbeda dalam siklus pertumbuhan yang berbeda, termasuk berbagai jenis produk daya tinggi, daya sedang dan daya rendah dari berbagai ukuran produk, untuk memenuhi kebutuhan berbagai tanaman di lingkungan pertumbuhan yang berbeda, berharap untuk mencapai tujuan memaksimalkan pertumbuhan tanaman dan penghematan energi.

Sejumlah besar paten inti untuk chip epitaxial wafer masih berada di tangan perusahaan terkemuka awal seperti Nichia Jepang dan American Career.Produsen chip dalam negeri masih kekurangan produk yang dipatenkan dengan daya saing pasar.Pada saat yang sama, banyak perusahaan juga mengembangkan teknologi baru di bidang chip pengemasan lampu tumbuh.Misalnya, teknologi chip film tipis Osram memungkinkan chip dikemas secara berdekatan untuk menciptakan permukaan pencahayaan area yang luas.Berdasarkan teknologi ini, sistem pencahayaan LED efisiensi tinggi dengan panjang gelombang 660 nm dapat mengurangi 40% konsumsi energi di area budidaya.

2. Tumbuhkan spektrum dan perangkat pencahayaan
Spektrum pencahayaan tanaman lebih kompleks dan beragam.Tumbuhan yang berbeda memiliki perbedaan besar dalam spektrum yang dibutuhkan dalam siklus pertumbuhan yang berbeda dan bahkan dalam lingkungan pertumbuhan yang berbeda.Untuk memenuhi kebutuhan yang berbeda ini, saat ini terdapat skema berikut di industri: ①Beberapa skema kombinasi cahaya monokromatik.Tiga spektrum paling efektif untuk fotosintesis tanaman terutama spektrum dengan puncak pada 450nm dan 660nm, pita 730nm untuk menginduksi pembungaan tanaman, ditambah lampu hijau 525nm dan pita ultraviolet di bawah 380nm.Gabungkan jenis spektrum ini sesuai dengan kebutuhan tanaman yang berbeda untuk membentuk spektrum yang paling sesuai.②Skema spektrum penuh untuk mencapai cakupan penuh spektrum permintaan pabrik.Jenis spektrum yang sesuai dengan chip SUNLIKE yang diwakili oleh Seoul Semiconductor dan Samsung mungkin bukan yang paling efisien, tetapi cocok untuk semua pabrik, dan biayanya jauh lebih rendah daripada solusi kombinasi cahaya monokromatik.③Gunakan cahaya putih spektrum penuh sebagai andalan, plus lampu merah 660nm sebagai skema kombinasi untuk meningkatkan efektivitas spektrum.Skema ini lebih ekonomis dan praktis.

Tanaman tumbuh pencahayaan chip LED cahaya monokromatik (panjang gelombang utama adalah 450nm, 660nm, 730nm) perangkat pengemasan ditutupi oleh banyak perusahaan dalam dan luar negeri, sementara produk dalam negeri lebih beragam dan memiliki spesifikasi lebih banyak, dan produk pabrikan asing lebih standar.Pada saat yang sama, dalam hal fluks foton fotosintesis, efisiensi cahaya, dll, masih ada kesenjangan besar antara produsen kemasan dalam dan luar negeri.Untuk perangkat pengemasan cahaya monokromatik penerangan pabrik, selain produk dengan pita panjang gelombang utama 450nm, 660nm, dan 730nm, banyak produsen juga mengembangkan produk baru di pita panjang gelombang lain untuk mewujudkan cakupan lengkap untuk radiasi aktif sintetik foto (PAR) panjang gelombang (450-730nm).

Lampu pertumbuhan tanaman LED monokromatik tidak cocok untuk pertumbuhan semua tanaman.Oleh karena itu, keunggulan LED spektrum penuh disorot.Spektrum penuh pertama-tama harus mencapai cakupan penuh dari spektrum penuh cahaya tampak (400-700nm), dan meningkatkan kinerja kedua pita ini: cahaya biru-hijau (470-510nm), cahaya merah tua (660-700nm).Gunakan LED biru biasa atau chip LED ultraviolet dengan fosfor untuk mencapai spektrum "penuh", dan efisiensi fotosintesisnya tinggi dan rendah.Sebagian besar produsen perangkat pengemasan LED putih penerangan pabrik menggunakan Blue chip + fosfor untuk mencapai spektrum penuh.Selain mode pengemasan cahaya monokromatik dan cahaya biru atau chip ultraviolet plus fosfor untuk mewujudkan cahaya putih, perangkat pengemasan pencahayaan tanaman juga memiliki mode pengemasan komposit yang menggunakan dua atau lebih chip panjang gelombang, seperti sepuluh merah biru/ultraviolet, RGB, RGBW .Mode pengemasan ini memiliki keunggulan besar dalam peredupan.

Dalam hal produk LED dengan panjang gelombang sempit, sebagian besar pemasok kemasan dapat menyediakan pelanggan dengan berbagai produk panjang gelombang di pita 365-740nm.Mengenai spektrum pencahayaan pabrik yang diubah oleh fosfor, sebagian besar produsen kemasan memiliki beragam spektrum untuk dipilih pelanggan.Dibandingkan dengan tahun 2016, tingkat pertumbuhan penjualannya di tahun 2017 telah mencapai peningkatan yang cukup besar.Di antara mereka, tingkat pertumbuhan sumber cahaya LED 660nm terkonsentrasi pada 20% -50%, dan tingkat pertumbuhan penjualan sumber cahaya LED pabrik yang dikonversi fosfor mencapai 50% -200%, yaitu, penjualan pabrik yang dikonversi fosfor Sumber cahaya LED tumbuh lebih cepat.

Semua perusahaan pengemasan dapat menyediakan produk kemasan umum 0,2-0,9 W dan 1-3 W.Sumber cahaya ini memungkinkan produsen pencahayaan memiliki fleksibilitas yang baik dalam desain pencahayaan.Selain itu, beberapa produsen juga menyediakan produk kemasan terintegrasi berdaya tinggi.Saat ini, lebih dari 80% pengiriman sebagian besar produsen adalah 0,2-0,9 W atau 1-3 W. Diantaranya, pengiriman perusahaan pengemasan internasional terkemuka terkonsentrasi pada 1-3 W, sedangkan pengiriman kecil dan menengah perusahaan pengemasan berukuran terkonsentrasi di 0,2-0,9 W.

3. Bidang aplikasi pencahayaan tumbuh tanaman

Dari bidang aplikasi, perlengkapan pencahayaan tumbuh tanaman terutama digunakan dalam pencahayaan rumah kaca, pabrik tanaman pencahayaan buatan, kultur jaringan tanaman, pencahayaan lapangan pertanian luar ruangan, sayuran rumah tangga dan penanaman bunga, dan penelitian laboratorium.

①Di rumah kaca surya dan rumah kaca multi bentang, proporsi cahaya buatan untuk penerangan tambahan masih rendah, dan lampu halida logam dan lampu natrium bertekanan tinggi adalah yang utama.Tingkat penetrasi sistem pencahayaan tumbuh LED relatif rendah, tetapi tingkat pertumbuhan mulai meningkat seiring dengan turunnya biaya.Alasan utamanya adalah pengguna memiliki pengalaman jangka panjang dalam menggunakan lampu halida logam dan lampu natrium bertekanan tinggi, dan penggunaan lampu halida logam dan lampu natrium bertekanan tinggi dapat menyediakan sekitar 6% hingga 8% energi panas untuk rumah kaca sambil menghindari luka bakar pada tanaman.Sistem pencahayaan tumbuh LED tidak memberikan instruksi dan dukungan data yang spesifik dan efektif, yang menunda penerapannya di siang hari dan rumah kaca multi-rentang.Saat ini, aplikasi demonstrasi skala kecil masih menjadi andalan.Karena LED adalah sumber cahaya dingin, ia bisa relatif dekat dengan kanopi tanaman, menghasilkan dampak suhu yang lebih sedikit.Di siang hari dan rumah kaca multi-bentang, lampu tumbuh LED lebih umum digunakan dalam budidaya antar tanaman.

②Aplikasi lapangan pertanian di luar ruangan.Penetrasi dan penerapan pencahayaan tanaman di fasilitas pertanian relatif lambat, sedangkan penerapan sistem pencahayaan tanaman LED (kontrol fotoperiode) untuk tanaman hari panjang di luar ruangan dengan nilai ekonomi tinggi (seperti buah naga) telah mencapai perkembangan pesat.

③Menanam pabrik.Saat ini, sistem penerangan pabrik yang paling cepat dan paling banyak digunakan adalah pabrik pabrik lampu buatan, yang dibagi menjadi pabrik pabrik bergerak multi-lapisan terpusat dan terdistribusi berdasarkan kategori.Perkembangan pabrik tanaman lampu buatan di China sangat pesat.Badan investasi utama dari pabrik pabrik cahaya buatan multi-layer terpusat bukanlah perusahaan pertanian tradisional, tetapi lebih banyak perusahaan yang bergerak di bidang semikonduktor dan produk elektronik konsumen, seperti Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, dan juga COFCO dan Xi Cui serta perusahaan pertanian modern baru lainnya.Di pabrik pabrik terdistribusi dan bergerak, kontainer pengiriman (kontainer baru atau rekonstruksi kontainer bekas) masih digunakan sebagai pengangkut standar.Sistem pencahayaan tanaman dari semua tanaman buatan sebagian besar menggunakan sistem pencahayaan array panel datar atau linier, dan jumlah varietas yang ditanam terus bertambah.Berbagai sumber cahaya LED formula cahaya eksperimental telah mulai digunakan secara luas dan luas.Produk yang beredar di pasaran terutama adalah sayuran berdaun hijau.

④Menanam tanaman rumah tangga.LED dapat digunakan pada lampu meja tanaman rumah tangga, rak tanam tanaman rumah tangga, mesin tanam sayuran rumah tangga, dll.

⑤Budidaya tanaman obat.Budidaya tanaman obat melibatkan tanaman seperti Anoectochilus dan Lithospermum.Produk di pasar ini memiliki nilai ekonomi yang lebih tinggi dan saat ini merupakan industri dengan lebih banyak aplikasi penerangan tanaman.Selain itu, legalisasi budidaya ganja di Amerika Utara dan sebagian Eropa telah mempromosikan penerapan lampu tumbuh LED di bidang budidaya ganja.

⑥Lampu berbunga.Sebagai alat yang sangat diperlukan untuk menyesuaikan waktu pembungaan bunga di industri berkebun bunga, penerapan paling awal dari lampu Berbunga adalah lampu pijar, diikuti oleh lampu neon hemat energi.Dengan perkembangan industrialisasi LED, semakin banyak perlengkapan pencahayaan berbunga tipe LED yang secara bertahap menggantikan lampu tradisional.

⑦ Kultur jaringan tanaman.Sumber cahaya kultur jaringan tradisional sebagian besar adalah lampu fluoresen putih, yang memiliki efisiensi cahaya rendah dan menghasilkan panas yang besar.LED lebih cocok untuk kultur jaringan tanaman yang efisien, dapat dikontrol, dan kompak karena fitur-fiturnya yang luar biasa seperti konsumsi daya yang rendah, pembangkitan panas yang rendah, dan masa pakai yang lama.Saat ini, tabung LED putih secara bertahap menggantikan lampu neon putih.

4. Distribusi regional perusahaan lampu tumbuh

Menurut statistik, saat ini ada lebih dari 300 perusahaan lampu tumbuh di negara saya, dan perusahaan lampu tumbuh di wilayah Delta Sungai Mutiara mencapai lebih dari 50%, dan mereka sudah berada di posisi utama.Perusahaan lampu tumbuh di Delta Sungai Yangtze menyumbang sekitar 30%, dan masih merupakan area produksi penting untuk produk lampu tumbuh.Perusahaan lampu tumbuh tradisional terutama didistribusikan di Delta Sungai Yangtze, Delta Sungai Mutiara, dan Lingkar Bohai, di mana Delta Sungai Yangtze menyumbang 53%, dan Delta Sungai Mutiara dan Bohai Rim masing-masing menyumbang 24% dan 22%. .Area distribusi utama produsen lampu tumbuh LED adalah Delta Sungai Mutiara (62%), Delta Sungai Yangtze (20%), dan Lingkar Bohai (12%).

B. Tren perkembangan industri pencahayaan LED tumbuh

1. Spesialisasi

Pencahayaan tumbuh LED memiliki karakteristik spektrum dan intensitas cahaya yang dapat disesuaikan, menghasilkan panas keseluruhan yang rendah, dan kinerja kedap air yang baik, sehingga cocok untuk pencahayaan tumbuh di berbagai pemandangan.Pada saat yang sama, perubahan dalam lingkungan alam dan pengejaran kualitas makanan oleh orang-orang telah mendorong pengembangan yang kuat dari fasilitas pertanian dan menumbuhkan pabrik, dan memimpin industri lampu tumbuh LED ke dalam periode perkembangan pesat.Di masa depan, lampu tumbuh LED akan memainkan peran penting dalam meningkatkan efisiensi produksi pertanian, meningkatkan keamanan pangan, dan meningkatkan kualitas buah dan sayuran.Sumber cahaya LED untuk pencahayaan tumbuh akan semakin berkembang dengan spesialisasi industri secara bertahap dan bergerak ke arah yang lebih bertarget.

2. Efisiensi tinggi

Peningkatan efisiensi cahaya dan efisiensi energi adalah kunci untuk mengurangi biaya operasional penerangan pabrik secara signifikan.Penggunaan LED untuk menggantikan lampu tradisional dan optimalisasi dinamis serta penyesuaian lingkungan cahaya sesuai dengan persyaratan formula cahaya tanaman dari tahap pembibitan hingga tahap panen adalah tren pertanian yang disempurnakan di masa depan.Dalam hal peningkatan hasil dapat dibudidayakan secara bertahap dan wilayah yang dikombinasikan dengan formula ringan sesuai dengan karakteristik perkembangan tanaman untuk meningkatkan efisiensi produksi dan hasil pada setiap tahap.Dalam hal peningkatan kualitas, pengaturan nutrisi dan pengaturan cahaya dapat digunakan untuk meningkatkan kandungan nutrisi dan bahan fungsional perawatan kesehatan lainnya.

Menurut perkiraan, kebutuhan bibit sayuran nasional saat ini adalah 680 miliar, sedangkan kapasitas produksi bibit pabrik kurang dari 10%.Industri pembibitan memiliki persyaratan lingkungan yang lebih tinggi.Musim produksi sebagian besar musim dingin dan musim semi.Cahaya alami lemah dan diperlukan cahaya tambahan buatan.Penerangan tanaman tumbuh memiliki input dan output yang relatif tinggi dan tingkat penerimaan input yang tinggi.LED memiliki kelebihan yang unik, karena buah dan sayuran (tomat, mentimun, melon, dll.) Perlu dicangkokkan, dan spektrum spesifik suplementasi cahaya di bawah kondisi kelembaban tinggi dapat mendorong penyembuhan bibit yang dicangkokkan.Cahaya tambahan penanaman sayuran rumah kaca dapat menutupi kekurangan cahaya alami, meningkatkan efisiensi fotosintesis tanaman, meningkatkan pembungaan dan pembuahan, meningkatkan hasil, dan meningkatkan kualitas produk.Pencahayaan tumbuh LED memiliki prospek aplikasi yang luas dalam pembibitan sayuran dan produksi rumah kaca.

3. Cerdas

Pencahayaan tanaman tumbuh memiliki permintaan yang kuat untuk kontrol kualitas cahaya dan kuantitas cahaya secara real-time.Dengan peningkatan teknologi kontrol cerdas dan penerapan Internet of Things, berbagai spektrum monokromatik dan sistem kontrol cerdas dapat mewujudkan kontrol waktu, kontrol cahaya, dan sesuai dengan status pertumbuhan tanaman, penyesuaian kualitas cahaya dan keluaran cahaya secara tepat waktu pasti akan menjadi tren utama dalam pengembangan teknologi pencahayaan tumbuh tanaman di masa depan.