四、植物照明用户的技术需求

图 3 全球在 LED 植物照明应用领域申请的前 5 位专利类型

（5）A01G7／04：用电或磁处理植物促进其生长。专利布局上来看，微型光源的改良、照明系统改良、系统种植方案、结构模块化、装置智能化、系统傻瓜化会是专利的布局的趋势，很大程度上也反映植物照明用户的技术需求和趋势。

2．从用户的角度看技术需求

植物照明用户对于行业的接受程度，很大程度上影响了行业的发展。而对于植物照明用户来讲，投资成本和使用成本是其重点关注的问题。

2．1 从LED植物灯灯具成本看技术需求

LED灯具成本直接关系到用户的投资成本。虽然，LED灯具的节能优势，光谱优势明显，但相比于其他植物照明灯具的价格，LED灯具价格偏高。以大麻灯为例，同样600w的灯，高压钠灯植物灯整套售价约300元，而LED植物灯大概在2000元左右。以广东绿爱从2016年至今的植物灯销售数据分析，从不同功率的灯具销售数量比例来看，50w以下的灯具销售数量占了总数量的68％。大部分新生客户更愿意从小功率的灯具小规模入手试用。

在灯具成本中，除了灯的外壳、驱动成本外，灯珠的成本相比于普通灯珠，价格偏贵。以0．2wd的2835灯珠为例，植物照明灯珠的价格大概为通用照明灯珠的4－7倍。当然，LED灯珠价格趋势逐年下降，衬底材料、荧光粉等原料以及外延片的价格逐年降低，芯片制造成本随着生产效率的提升（2英寸片到4英寸片的升级）也有所降低。据智研咨询发布的报告，如图4所示，2020年的灯珠成本将降至2015年的40％左右。

2．2从LED植物灯的使用成本看技术需求

电力成本与电力绩效，基本上是每个植物灯用户都关心的问题。电力绩效是指单位用量的电力投入与产出比。这里的产出是指产量和质量两个方面。

2．2．1光

光作为影响植物生长发育的主要因素之一，光谱、光强、光周期等影响植物的生长发育。而光效则与电力绩效密切相关。

（1）光谱

波长范围为300～800nm的辐射称为植物的生理有效辐射（physiologically active radiation），但UVB（280－320nm）和UVc（220－280nm）波段对植物的生长发育（次生代谢产物的产生）有影响。在植物灯灯珠的波长类型上，欧司朗推出了450nm、660nm、730nm、617nm、623nm、6000k白光灯珠。EDIson推出了390－410nm、415－435nm、450－460nm、520－535nm、585－600nm、620－630nm、660nm和725－745nm波长的灯珠。在单色灯珠上，植物的生理有效辐射波长基本涵盖，植物灯厂家通过不同灯珠的组合生成不同的适用光谱。但在UV波段的灯珠产品，或基于工艺的原因，或基于成本的原因，还未能像其他波长的灯珠一样，在植物照明产品中被大量运用。

来源：智研咨询图4 LED原材料和工艺的成本趋势图

虽然光谱可以通过单色灯珠的阵列组合，或者是芯片激发荧光粉来实现光谱的多样化。但是不同的植物种类、不同阶段（育苗、营养生长、生殖生长、花期诱导）、不同的运用场景，其需求的光谱都有差异。以绿爱的客户要求举例：花期灯的光谱，除了红蓝区域外，在730nm远红光波段的含量在光谱的设计范围内，而且客户对于节能效果有明确的要求，而这对于光谱的精准性和灯珠的高效性的要求就非常高；组培灯的光谱，在需要保证生长效果的前提下，为了方便及时干净的处理污染苗，对于组培灯的显色指数（Ra≥80）有要求；同样是生长灯，室内用植物灯和大棚补光灯在光质种类和含量有所差异；育苗灯相比于生长灯，光谱设计上则更加注重苗的壮苗指数。

植物照明用户的植物种类很多，就绿爱的客户所提供的作物信息就有红藜、沙拉生菜类、冰菜、火龙果、百香果、草莓、番茄、青瓜、玫瑰、秋葵、石斛、金线莲、组培苗类、烟草苗、番薯育苗、秋葵、大麻、多肉植物等。他们对于光谱的区分与认知并不一定是都是专业的，但他们对于种植效果数据都是首要关注的。部分用户对仿太阳光的植物照明产品很感兴趣，认为和太阳光相近的光谱的适用对象会更广。而这是在光谱的多样性和精准性未能满足客户需求的情况下，客户以加大能耗做出的妥协。

（2）光强

光强对植物生长的影响有两个点，光的补偿点和光的饱和点。对于用户来说，光的饱和点在生产应用上来讲并非一定是最佳的光强，需要考虑植物生长速度，还需要平衡生产的成本。不同的作物，不同的阶段对于光强的需求亦有所差别。赵静，周增产，卜云龙等指出：从植物工厂补光光照强度来说，苗期光照强度应略低，在60～200μmol／（m2·s），随后逐渐增大。叶菜最高可至100～200μmol／（m2·s），果菜可达300～500μmol／（m2·s）。

表2几家植物灯灯珠生产商的灯珠光效

用户需要植物照明厂家提供一个最佳的光强以及达到这个光强所需要的组合方式和悬挂方式，而这大部分植物照明生产厂家是不具备提供这些技术参考的。

在光强上，作为信号类的植物灯对于光强的需求明显低于作为能量的生长灯。作为信号灯，其最适光强远远低于生长灯的光强，其作用光强（PPFD）在3－30μmol／m2．s。