“用于设施农业生产的LED关键技术研发与应用示范” 项目简介

项目背景：设施农业是在环境相对可控条件下进行作物周年连续生产的一种高效农业。当前，中国设施农业已经成为重要的支柱产业，产值超过10000亿元，为“菜篮子”有效供给、农业增效、农民增收做出了突出贡献。人工光环境调控作为设施农业生产的重要组成部分，广泛应用于植物光合补光、菌藻生产及病虫害防控等领域。由于LED光谱精确可调、能耗低、寿命长，被公认为是设施农业生产应用的理想光源。但设施农业LED应用仍面临光质生物学机理及影响效用规律不清、专用光源制备技术缺乏、行业规范缺失等关键技术瓶颈，亟待突破。

研究目标：围绕设施农业LED应用亟待突破的重大技术需求，阐明LED光照对设施种苗、叶菜、果菜、菌藻生长发育及产量形成、病虫害防控的影响机制，明确提升LED效用的光质生物学机理，创制出用于设施种苗、叶菜、果菜、菌藻生产及病虫害防控的专用LED光源及光环境智能调控技术，构建基于LED光照的设施农业生产及病虫害防控关键技术体系，并实现产业化示范应用，为中国设施农业提质增效与产业发展提供技术支撑。

研究内容：该项目以设施种苗、叶菜、果菜、菌藻、病虫害防治为对象，研究种苗生长光响应机制、叶菜和果菜光合能效提升及品质调控光需求规律、食用菌光响应基因表达及营养物质代谢通路、微藻生长光响应机理、害虫及天敌光谱偏好性规律，构建设施农业LED光配方数据库；针对设施农业生产及病虫害防治特点及其技术需求，研究LED芯片、封裝、散热等光源制备及光环境智能控制技术；研制基于光配方的光效高、能耗低、寿命长的专用LED光源产品及其配套装备，并制定行业规范/标准；开展设施农业LED综合技术体系集成与示范推广。

技术路线：根据申报指南内容和考核指标，以LED光质生物学机理、影响效用规律与光配方研究为基础，开展设施农业生产及病虫害防治LED技术研发与专用LED光源产品创制，制定行业规范/标准；通过现有技术升级与创新技术开发相结合、实用技术研究与前沿技术创新相结合，集成设施农业高效生产及害虫可持续防控的LED关键技术，开展产业化应用示范，形成适合中国设施农业生产及病虫害防治特征的LED关键技术体系。

研究基础和团队：项目牵头单位中国农科院环发所联合了24家独立法人单位，其中大学3家、科研院所5家、企业15家，形成了产学研紧密结合的团队。团队依托国家和省部级平台11个、国际合作平台6个，先后主持国家和省部级农业LED项目10多项，获得国家及省部级奖励13项、授权专利100余件、发表相关论文100余篇、出版著作3部。牵头单位是“十二五”863项目“智能化植物工厂生产技术研究”首席专家单位、科技部“重点领域创新团队—农业生物环境科学与工程”团队首席单位。

预期成果和效益：通过4年的创新研究，将开发用于设施种苗、叶菜、果菜、菌藻高效生产及病虫害防治用LED灯具15种以上；实现用于设施农业生产光合促进用LED光源发光效率≥3μmol/m2·s·W，寿命>20000 h，比传统光源节能40%以上的目标；开发基于LED光照的设施农业生产系统装备5种以上；申请或获得专利30项以上；制定行业规范/标准5项以上；发表论文30篇以上；建立示范点5个以上；专用LED光源应用推广数量大于50000套；实现设施农业生产及病虫害防治LED关键技术突破及规模化示范推广应用。

该项目将有效促进设施农业与LED产业跨界融合，一方面为中国设施农业高效生产提供技术支撑，另一方面将为LED照明产业开辟新的应用领域和市场，创造就业机会，促进产业发展，将产生良好的经济、社会和生态效益。