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1、中国农业科技导报,2008,10(6):42-47JournalofAgriculturalScienceandTechnologyLED在农业与生物产业的应用与前景展望杨其长(中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京100081)摘要:随着光电技术的发展,LED在农业与生物领域的应用正逐渐受到世界各国的广泛关注。LED不仅具有体积小、寿命长、耗能低、波长固定与低发热等优点,而且还能根据植物需要进行发光光谱的精确配置,实现传统光源无法替代的节能、环保和空间高效利用等功能。通过对LED在农业与生物领域研究现状的详细阐述,重点介绍了LED的光源特性及其在设施栽培、组织培养、植物
2、工厂和太空农业等方面的应用进展,并对LED在人工补光、植物工厂、生命保障系统以及与新能源结合等方面的应用前景进行了分析和展望。关键词:人工光源;发光二极管(LED);农业;生物产业中图分类号:TN383文献标识码:A文章编号:100820864(2008)0620042206ApplicationandProspectofLight2EmittingDiode(LED)inAgricultureandBio2industryYANGQi2chang(InstituteofEnvironmentandSustainableDevelopmentinAgriculture,Chine
3、seAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China)Abstract:Theapplicationoflight2emittingdiode(LED)inagricultureandbio2industryhasbeenconcernedbyallovertheworldalongwiththedevelopmentofLEDtechnology.LEDnotonlyhasmanyadvantages,suchassmallsize,longlife,lowenergyconsumption,securingwavelength
4、andlowproductionofheat,butalsocanemittheexactspectrumbasedontheneedofplant.LEDcanactualizealotoffunctions,suchasenergy2saving,environment2pro2tectionandefficientspaceutilization,whichcannotbeachievedbyconventionallightsource.ThispaperexpoundsindetailtheapplicationofLEDinagricultureandbio2indu
5、stry,withemphasisonthecharacteristicsofLEDandtheprogressonitsapplicationinplantcultivation,tissueculture,plantfactoryandcontrolledecologicallifesupportingsystem(CELSS).ItalsoanalyzesandprospectsthetrendsofLEDappliedinartificiallighting,plantfactory,CELSSandthecombinationwithnewenergysources.K
6、eywords:artificiallighting;light2emittingdiode(LED);agriculture;bio2industry光是植物生长发育的重要环境因子,地球上主要有高压钠灯、荧光灯、金属卤素灯、白炽灯等,植物发育所需的光源主要来自于太阳辐射,其光这些光源的突出缺点是能耗大、运行费用高,能耗谱由无线电波,远、中、近红外线,可见光,紫外线费用占全部运行成本的50%～60%。因此,提高(A、B、C),X射线以及极短的宇宙射线等组成,发光效率、减少能耗一直是农业领域人工光应用是一个连续的光谱。由于植物对光具有选择性吸的重要课题。近年来,随着光电技术的发展,
7、带动收的特征,其光合作用和能量转化仅仅利用其中了高亮度红光、蓝光与远红光发光二极管(light2e2的一小部分有效光。随着科学技术的进步以及农mittingdiode,LED)的诞生,使低能耗人工光源在业与生物产业的快速发展,植物对有效光的利用农业领域的应用成为可能。LED具有高光电转已经突破单纯依靠太阳光的限制,人工光源代替换效率、使用直流电、体积小、寿命长、耗能低、波或补充自然光源的不足已经成为环境控制农业的长固定与低发热等优点,与目前普遍使用的高压重要手段。长期以来在农业领
