“用于設施農業生產的LED關鍵技術研發與應用示范” 項目簡介

項目背景：設施農業是在環境相對可控條件下進行作物周年連續生產的一種高效農業。當前，中國設施農業已經成為重要的支柱產業，產值超過10000億元，為“菜籃子”有效供給、農業增效、農民增收做出了突出貢獻。人工光環境調控作為設施農業生產的重要組成部分，廣泛應用于植物光合補光、菌藻生產及病蟲害防控等領域。由于LED光譜精確可調、能耗低、壽命長，被公認為是設施農業生產應用的理想光源。但設施農業LED應用仍面臨光質生物學機理及影響效用規律不清、專用光源制備技術缺乏、行業規范缺失等關鍵技術瓶頸，亟待突破。

研究目標：圍繞設施農業LED應用亟待突破的重大技術需求，闡明LED光照對設施種苗、葉菜、果菜、菌藻生長發育及產量形成、病蟲害防控的影響機制，明確提升LED效用的光質生物學機理，創制出用于設施種苗、葉菜、果菜、菌藻生產及病蟲害防控的專用LED光源及光環境智能調控技術，構建基于LED光照的設施農業生產及病蟲害防控關鍵技術體系，并實現產業化示范應用，為中國設施農業提質增效與產業發展提供技術支撐。

研究內容：該項目以設施種苗、葉菜、果菜、菌藻、病蟲害防治為對象，研究種苗生長光響應機制、葉菜和果菜光合能效提升及品質調控光需求規律、食用菌光響應基因表達及營養物質代謝通路、微藻生長光響應機理、害蟲及天敵光譜偏好性規律，構建設施農業LED光配方數據庫；針對設施農業生產及病蟲害防治特點及其技術需求，研究LED芯片、封裝、散熱等光源制備及光環境智能控制技術；研制基于光配方的光效高、能耗低、壽命長的專用LED光源產品及其配套裝備，并制定行業規范/標準；開展設施農業LED綜合技術體系集成與示范推廣。

技術路線：根據申報指南內容和考核指標，以LED光質生物學機理、影響效用規律與光配方研究為基礎，開展設施農業生產及病蟲害防治LED技術研發與專用LED光源產品創制，制定行業規范/標準；通過現有技術升級與創新技術開發相結合、實用技術研究與前沿技術創新相結合，集成設施農業高效生產及害蟲可持續防控的LED關鍵技術，開展產業化應用示范，形成適合中國設施農業生產及病蟲害防治特征的LED關鍵技術體系。

研究基礎和團隊：項目牽頭單位中國農科院環發所聯合了24家獨立法人單位，其中大學3家、科研院所5家、企業15家，形成了產學研緊密結合的團隊。團隊依托國家和省部級平臺11個、國際合作平臺6個，先后主持國家和省部級農業LED項目10多項，獲得國家及省部級獎勵13項、授權專利100余件、發表相關論文100余篇、出版著作3部。牽頭單位是“十二五”863項目“智能化植物工廠生產技術研究”首席專家單位、科技部“重點領域創新團隊—農業生物環境科學與工程”團隊首席單位。

預期成果和效益：通過4年的創新研究，將開發用于設施種苗、葉菜、果菜、菌藻高效生產及病蟲害防治用LED燈具15種以上；實現用于設施農業生產光合促進用LED光源發光效率≥3μmol/m2·s·W，壽命>20000 h，比傳統光源節能40%以上的目標；開發基于LED光照的設施農業生產系統裝備5種以上；申請或獲得專利30項以上；制定行業規范/標準5項以上；發表論文30篇以上；建立示范點5個以上；專用LED光源應用推廣數量大于50000套；實現設施農業生產及病蟲害防治LED關鍵技術突破及規模化示范推廣應用。

該項目將有效促進設施農業與LED產業跨界融合，一方面為中國設施農業高效生產提供技術支撐，另一方面將為LED照明產業開辟新的應用領域和市場，創造就業機會，促進產業發展，將產生良好的經濟、社會和生態效益。