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国星光电生物光学LED助力“点亮”智能农业新时代

2021-09-03

农业4.0

近日,新华社报道称,我国科学家在植物工厂环境下成功实现水稻种植60天左右收获的重要突破,将传统大田环境下120天以上的水稻生长周期缩短了一半,为加速作物育种提供了新的技术途径。

据了解,该水稻种植试验是在有四层栽培架的全人工光植物工厂进行的,采用定制光谱的LED光源为水稻不同生育期提供最佳的光环境,将水稻种植在营养液栽培槽中,根据不同时期的营养需求精准供给养分。[1]



近年来,农业4.0借助现代信息技术、设备与农业深度跨界融合,从概念落地成为现实,实现了智能控制、精准投入、个性化服务等多项优势突出的全新农业生产方式,植物工厂则是重要代表之一。

在植物工厂的智能农业生态系统中,生物光学LED是不可或缺的重要环节,其可通过控制光照度、光周期、光谱分布、光均匀度等因素优化植物的生长发育、生理代谢、形态建成、营养品质,贴心满足植物生长所需。


01 国星光电生物光学LED优势显著
近年,国星光电积极布局生物光学领域,并成立非视觉光源事业部,聚焦红外、紫外、动植物光照等细分领域的产品。凭借雄厚的科研创新实力及丰富的LED封装经验,国星光电生物光学LED封装技术优势显著:


 优势一 
高防硫化技术,结合植物生长环境特征,提高LED产品的耐受性能。在定量的硫粉,100℃硫化2h条件下,通过明显对比可得,国星生物光学LED防硫化性能优异,在环境比较恶劣的情况下具备高稳定性及高可靠性




 优势二 
高导热设计,耐高温,长寿命,高气密性。通过严苛的双85高温高湿寿命实验,在湿度>90%环境下可以长时间稳定使用,根据TM-21推算,产品寿命L70可以满足54000hrs以上的寿命要求



 优势三 

高PPE倒装封装技术,对标国际最高PPE标准,PPE高达3.13μmol/J



 优势四 
产品均通过LM-80和Q90验证,符合DLC植物照明标准,满足客户出口认证。



 优势五 
具有丰富的光谱方案数据库,可根据不同植物需求,定制光谱;同时可通过封装工艺设计实现不同角度,设计不同灯具需求的角度,提高单位面积的PPFD。



依托国星光电植物光生物研究实验室,国星光电可根据客户需求,提供一站式的、可定制化的方案设计和系统调试服务



02 定制方案更懂植物生长需求
针对不同植物的不同特性,国星光电植物光生物研究实验室通过研究观察LED光质光谱、光照方式(光周期、光强度)对果菜、叶菜和高附加值药用植物的生长生理影响,筛选出高效、节能的植物光谱配方,如:


瓜类
以黄瓜为例,黄瓜的光饱和点一般为5.5万~6万勒克斯,光补偿点为2000勒克斯,在此范围内,光的强度越高,生长越健壮,产量越高。国星光电生物光学LED通过有效光谱配比,可使黄瓜增加产能19%,成熟期提前15-20天,为客户带来更大的价值。


▲蓝光(460nm)比例同样条件下,白光加红光(660nm)方案的PPFD比蓝(460nm)加红光(660nm)方案高将近60%;同样PPFD情况下,蓝光(460nm)加红光(660nm)方案需增加较多数量的红光,灯珠成本节约25%左右。


果类
以草莓为例,根据草莓的植物特性:冠面高度PPFD宜为250~500μmol/m2/s,PPFD空间分布均匀度≥70%,光量子通量效率>1.9μmol/J 。国星光电生物光学LED通过添加1%光量子数比例的UVA,可明显提升草莓的颜色转红比率,增加花青素浓度

在大棚条件下种植草莓,有补光的总产量为178公斤,无补光的总产量为48公斤,产量增加了2.79倍。按照市场情况,假设春节期间,草莓的平均出售价格60元/公斤,补光大棚所多出的草莓产量可增加收入7860元,同时跟踪最终大棚草莓的总产量,提升了10-15%,增加收入10000元以上


叶菜类
国星光电生物光学LED适用于全人工光叶菜,具备高达3.0μmol/J光量子通量效率(PPE),可显著提高植物光源有效利用率和能源利用效率,同时覆盖一定比例的700-800nm远红光,植物产量可提升30%



特种植物类
国星光电生物光学LED可有效提升特种植物类生长速度、产出品质及产出数量,可根据客户的不同需求,提供经济、通用、高性能、超高PPF、唤醒生长等多款从光谱到技术解决方案的整体设计服务。


▲国星光电可为客户提供从光谱到技术解决方案的整体设计服务


目前,国星光电已携手终端客户共同开发具备空气环境控制、水循环控制、CO?专用控制的生态农业智能系统,企业可针对多层次垂直农场的场景应用方案,提供不同植物的光谱配置和可视化数据监测的技术支撑,根据客户需求,提供植物光生物智能控制系统配套解决方案。

下一步,国星光电将继续强化巩固在封装领域的优势地位,在生物光学创新技术上持续发力,以市场需求为导向,以先进的技术和产品,为智能农业高质量发展作更大贡献!


▎引用新华社文章链接:
[1]https://mp.weixin.qq.com/s/tijLXiEpTwdOWggADbUKrw

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