“用于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的LED關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用示范” 項(xiàng)目簡介

項(xiàng)目背景：設(shè)施農(nóng)業(yè)是在環(huán)境相對可控條件下進(jìn)行作物周年連續(xù)生產(chǎn)的一種高效農(nóng)業(yè)。當(dāng)前，中國設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為重要的支柱產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)值超過10000億元，為“菜籃子”有效供給、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收做出了突出貢獻(xiàn)。人工光環(huán)境調(diào)控作為設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于植物光合補(bǔ)光、菌藻生產(chǎn)及病蟲害防控等領(lǐng)域。由于LED光譜精確可調(diào)、能耗低、壽命長，被公認(rèn)為是設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的理想光源。但設(shè)施農(nóng)業(yè)LED應(yīng)用仍面臨光質(zhì)生物學(xué)機(jī)理及影響效用規(guī)律不清、專用光源制備技術(shù)缺乏、行業(yè)規(guī)范缺失等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，亟待突破。

研究目標(biāo)：圍繞設(shè)施農(nóng)業(yè)LED應(yīng)用亟待突破的重大技術(shù)需求，闡明LED光照對設(shè)施種苗、葉菜、果菜、菌藻生長發(fā)育及產(chǎn)量形成、病蟲害防控的影響機(jī)制，明確提升LED效用的光質(zhì)生物學(xué)機(jī)理，創(chuàng)制出用于設(shè)施種苗、葉菜、果菜、菌藻生產(chǎn)及病蟲害防控的專用LED光源及光環(huán)境智能調(diào)控技術(shù)，構(gòu)建基于LED光照的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及病蟲害防控關(guān)鍵技術(shù)體系，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化示范應(yīng)用，為中國設(shè)施農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

研究內(nèi)容：該項(xiàng)目以設(shè)施種苗、葉菜、果菜、菌藻、病蟲害防治為對象，研究種苗生長光響應(yīng)機(jī)制、葉菜和果菜光合能效提升及品質(zhì)調(diào)控光需求規(guī)律、食用菌光響應(yīng)基因表達(dá)及營養(yǎng)物質(zhì)代謝通路、微藻生長光響應(yīng)機(jī)理、害蟲及天敵光譜偏好性規(guī)律，構(gòu)建設(shè)施農(nóng)業(yè)LED光配方數(shù)據(jù)庫；針對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及病蟲害防治特點(diǎn)及其技術(shù)需求，研究LED芯片、封裝、散熱等光源制備及光環(huán)境智能控制技術(shù)；研制基于光配方的光效高、能耗低、壽命長的專用LED光源產(chǎn)品及其配套裝備，并制定行業(yè)規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)；開展設(shè)施農(nóng)業(yè)LED綜合技術(shù)體系集成與示范推廣。

技術(shù)路線：根據(jù)申報(bào)指南內(nèi)容和考核指標(biāo)，以LED光質(zhì)生物學(xué)機(jī)理、影響效用規(guī)律與光配方研究為基礎(chǔ)，開展設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及病蟲害防治LED技術(shù)研發(fā)與專用LED光源產(chǎn)品創(chuàng)制，制定行業(yè)規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)；通過現(xiàn)有技術(shù)升級與創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)相結(jié)合、實(shí)用技術(shù)研究與前沿技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合，集成設(shè)施農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)及害蟲可持續(xù)防控的LED關(guān)鍵技術(shù)，開展產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范，形成適合中國設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及病蟲害防治特征的LED關(guān)鍵技術(shù)體系。

研究基礎(chǔ)和團(tuán)隊(duì)：項(xiàng)目牽頭單位中國農(nóng)科院環(huán)發(fā)所聯(lián)合了24家獨(dú)立法人單位，其中大學(xué)3家、科研院所5家、企業(yè)15家，形成了產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)依托國家和省部級平臺(tái)11個(gè)、國際合作平臺(tái)6個(gè)，先后主持國家和省部級農(nóng)業(yè)LED項(xiàng)目10多項(xiàng)，獲得國家及省部級獎(jiǎng)勵(lì)13項(xiàng)、授權(quán)專利100余件、發(fā)表相關(guān)論文100余篇、出版著作3部。牽頭單位是“十二五”863項(xiàng)目“智能化植物工廠生產(chǎn)技術(shù)研究”首席專家單位、科技部“重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)—農(nóng)業(yè)生物環(huán)境科學(xué)與工程”團(tuán)隊(duì)首席單位。

預(yù)期成果和效益：通過4年的創(chuàng)新研究，將開發(fā)用于設(shè)施種苗、葉菜、果菜、菌藻高效生產(chǎn)及病蟲害防治用LED燈具15種以上；實(shí)現(xiàn)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)光合促進(jìn)用LED光源發(fā)光效率≥3μmol/m2·s·W，壽命>20000 h，比傳統(tǒng)光源節(jié)能40%以上的目標(biāo)；開發(fā)基于LED光照的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)裝備5種以上；申請或獲得專利30項(xiàng)以上；制定行業(yè)規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)以上；發(fā)表論文30篇以上；建立示范點(diǎn)5個(gè)以上；專用LED光源應(yīng)用推廣數(shù)量大于50000套；實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及病蟲害防治LED關(guān)鍵技術(shù)突破及規(guī)?；痉锻茝V應(yīng)用。

該項(xiàng)目將有效促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)與LED產(chǎn)業(yè)跨界融合，一方面為中國設(shè)施農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)提供技術(shù)支撐，另一方面將為LED照明產(chǎn)業(yè)開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域和市場，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。