近年來,全球日照時間不斷減少,以中國臺灣為例,近期日照時間是61年來最少的。日照時間減少對于農業發展非常不利。隨著生產技術不斷發展,以及人們對提高植物產量和縮短種植周期的需求日益強烈,人造光源開始應用于植物栽培領域。
“人造陽光”創造奇跡
在上海半導體照明工程技術研究中心與上海孫橋農業技術公司合作建成的植物工廠里,人參、生菜、雞毛菜、番茄等植物的生長都不依靠陽光,而是靠LED燈光。
研究發現,很多植物在生長過程中,只需要紅光和藍光。LED能發出各種波長的光,與全光譜的陽光相比,研究人員能夠通過“配光”讓它們只接受某些波長范圍內的“人造陽光”。因此,在這個200平方米的“植物工廠”里,研究人員只給植物照射藍光和紅光。LED24小時無休,即使在夜里,植物也繼續光合作用。
在這樣的環境下,植物生長速度大幅提高。原本需要52天至60天才能長成的蔬菜,使用LED植物生長燈后,20天就成熟。
用LED燈取代陽光,增加了植物的生產成本,但并不意味著農民受益減少。由于不需要靠天吃飯,在實驗室里,植物被垂直分布成2~5層,每一層都有LED光源,這種設計模式,使得作物的單位產量也大幅提高。研究員李抒智表示,產值增長的部分可以抵消掉成本增加,最終讓農戶得益。
日本中央政府、地方自治體從2011年開始就輔導當地農業從業者,進行植物工廠的開發,透過LED照明來彌補日照不足。日本還研究將LED照明燈用于家禽養殖設施,研究發現,使用黃色LED燈照明能節約成本,并減少家禽的攻擊性。