发展现代农业,保障粮食安全和农产品有效供给是国家的长期方针政策,也是应对人口增长、资源减少、环境污染、气候变化等问题的重要举措。设施农业是技术密集型产业,其半密闭或密闭生态系统中的光、温、水、气、肥等生产要素可以被人为调控,能实施周年高效生产,生产效率通常是露地的几倍或数十倍以上。
光照是设施农业动植物生长发育和优质高产的关键环境要素,随着LED光源的发明发展使得设施农业得以彻底全面地调控光环境(光强、光质和光周期),催生了农业半导体照明(Semiconductor Lighting in Agriculture,SLA)产业。农业半导体照明是指采用半导体电光源及其智能化管控装备,按照农业生物的光环境需求规律和农业生产各领域的生产目标要求,利用人工光创造适宜光环境或弥补自然光照的不足,调控农业生物的生长发育和繁殖,以实现现代农业“优质、高产、稳产、高效、生态、安全”生产目标的一种农业工程措施。农业半导体照明实现了设施光质环境的精准调控,赋予了农业照明更多内涵、目标和活力,具有里程碑式的意义。
我国农业半导体照明起步晚,但发展迅速,在设施园艺、畜禽养殖、渔业植保等方面具有推广应用的潜力。CSA Research的数据表明,2015年我国仅植物照明产品产值为1.9亿元,预计到2018年达到5亿元。我国从事植物半导体照明的企业数为150余家,2014年LED植物照明产品出口额为1100万美元,传统灯具仅1300万美元,但相对于3000余亿元的LED半导体照明产业仍是非常小的份额。据估算,我国从事农业半导体照明的企业数在250-400家,产值在5亿元以上。我国是农业大国和半导体产业大国,发展现代设施农业半导体照明势在必行,应用潜力巨大,产业规模诱人。当前,迫切需要提速农业半导体照明产业的发展,避免“虚火正旺”的尴尬局面发生。农业半导体照明产业的发展需要采取一系列的措施,重点要制定合理的宏观发展策略。
加快农业半导体照明龙头企业培育和品牌产品研发
目前,国内农业半导体照明企业已有数百家,推出几十款照明产品和控制系统,但由于缺乏标准规范指导,产品型号多样,性能和质量差异巨大,维修保养体系缺乏,未形成龙头企业和拳头产品。因此,应加快农业半导体照明龙头企业培育和高规格产品的推出,铸就品牌,确定标杆企业和照明产品。如此,可在业界形成良性竞争和互动关心,推进产业快速发展。最终,提供质量优异,价格适宜的农业半导体产品。企业应练足内功,立足国内外两个市场,重视培育国内市场,拓展销售渠道。
增加科研项目立项,针对性研究解决产业化发展中的科学技术问题
农业半导体照明尚存许多亟待研究明确的科学技术问题,阻碍着产业的健康快速发展,需国家和省级政府或企业立项研究解决。现今,应重点需要弄清农业生物的光质生物学(生理、分子生物学)规律,研发专用LED芯片及封装技术、开发LED光源模块化、标准化产品农业半导体照明产品,开发智能化照明控制系统,促进跨界学术有效融合,产学研有效融合。
加强宣传提高用户认知度,加大现有农业企业半导体照明的推广应用
业界应加大农业半导体照明的宣传力度,促进食用菌工厂、组培育苗、种苗生产、养殖厂等现有农业半导体照明企业对LED照明产品的认知度,增加企业主对半导体照明替换效益的认识,促进这些企业采纳LED照明装备的积极性,增加LED照明产品的销售市场。使得农业照明企业和LED照明应用企业间形成稳定的供销链条,才能真正地打开国内市场。
培育规模型农业企业
现今,受我国农业政策大环境的控制,总体来说中国的农业报道提照明企业和用户企业的规模偏小,实力偏弱,经济效益较低。小型企业无足够实力购买半导体照明产品,采纳率低,这直接影响着农业半导体照明产业的发展。需要制定相关政策,扶植两类企业的发展壮大,这样可从产业链的源头推进农业半导体照明产业的发展。
拓展农业半导体照明的应用领域
农业半导体照明尚有许多能够拓展的产业领域,比如植物工厂、水族箱养殖、驱杀蚊虫、阳台农业、家庭园艺是新兴半导体照明市场,应加强培育。日本、荷兰LED照明推广应用经验已经证明了这一点。随着我国土地流转的进程加快,农业经营方式的转变,家庭农场等新兴农业企业模式的创新必将带动农业照明产业的发展。
总之,农业半导体照明是一片新的“蓝海”,农业半导体照明产业发展前景广阔。提速产业发展速度,扩大产业应用是当务之急。现阶段需要产学研、政商用等多方面共同努力,提速产业发展速率,确保产业健康和可持续发展。农业照明作为跨界领域,具有很宽的学科和业态跨度,具有一定的复杂性,有其自身的产业发展规律,需要研究、理顺、融合、协同,更亟需培养专门人才促进农业照明研发和产业的可持续发展,做强、做大销售市场。