植物工厂是世界上公认的设施农业最高级发展阶段,集现代生物技术、信息技术、新型材料、机械工程、人工环境控制等高技术于一体,产量可达露地栽培数十倍,甚至上百倍,而且还可以在非可耕地上,如戈壁、荒漠、海岛、水面、极地、太空甚至城市的摩天大楼里进行生产,被认为是未来解决人口、资源、环境问题的最有效技术手段。目前,仅有日本、美国、荷兰等少数发达国家掌握有关技术。
此次发布的家庭版植物工厂以及家庭园艺系列产品均用LED照明,更具节能环保的特点。据了解,中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所从2003年就开始从事LED在植物种苗工厂的应用研究,2006年设计与建造了国内第一套密闭式LED人工光植物工厂,并开发出相应的LED光环境调控软件和光环境控制装置。2009年4月,课题组还成功研制出了国内第一例智能型植物工厂,采用LED和荧光灯为人工光源,并在长春投入运行。目前,飞利浦、亿光等已与农科院就LED在农业照明方面展开了合作。
人工光照已经成为植物生产的重要手段之一,多年来在植物领域使用的人工光源主要有高压钠灯、荧光灯、金属卤素灯、白炽灯等,这些光源的突出缺点是能耗大、运行费用高,能耗费用约占全部运行成本的50%~60%。因此,提高发光效率、减少能耗一直是植物领域人工光照明应用的重要课题。据农业部统计,目前我国植物组培的总面积在2000万平方米以上,产值200亿元左右。随着现代化农业的不断发展,农业照明的需求还在不断扩大,但随之而来的是耗电量的大幅增加。随着节能理念的不断深入人心,农业照明巨大的市场机遇与能源消耗向传统农业照明灯具技术提出了新的挑战,更为新型农业照明灯具的开发与应用提供了绝好的机遇。
LED光源的特性和已有研究基础均表明,LED作为植物照明光源可以广泛应用于植物栽培、温室补光、植物组培、植物工厂,具有促进植物生长,调节植物形态建成,节能环保等多方面优势,不仅可发出光波较窄的单色光,如红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、红外等,并能根据动植物不同需要任意组合,而且还是低发热特性的冷光源,可以近距离照射植物,提高空间利用率,不仅能够为农业生物的生长提供合理的光环境条件,减少农药、激素等化学品的使用,确保食品安全,而且还是低能耗的绿色光源,具有广阔的应用前景,是未来植物照明光源的重要发展趋势。