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植物光源产业LED应用于组培育苗工厂的意义及其创新研究

组培育苗,是一项能获得大量同源母本基因幼苗的生物技术,已经形成了市场应用规模庞大的产业,广泛应用于农业和园艺生产、生态与经济林培育,是现代高效农业的支柱之一。国外正在加大LED在植物组培和工厂化组培育苗上的研究和应用推广力度,这是因为植物组培及其工厂化育苗产业完全依赖于电光源,这为电光源提供了巨大的消费市场,LED将首先在该产业领域获得突破性应用。

1.植物组培及其育苗产业迫切需要高生物能效的新型LED光源

电光源是组培之必需,目前普遍使用传统电光源。但传统电光源的植物能效仅为0.5%,电能浪费极大,电费成本约占组培苗总成本的30%~40%。因此,高生物能效的新型LED光源的应用,必将引起植物组培产业的深刻变革,推动组培育苗产业规模的扩大,并以此促进LED的应用规模不断扩展。

2.LED光源在植物组培中具有显著的节能效果和持久性消费市场

电光源是组培育苗的必需品和易耗品,所以LED组培专用光源具有广阔持久的消费市场。我国是全球工厂化植物组培育苗的生产基地和出口基地,也是全球最大的组培苗消费市场。自20世纪90年代中期以来,中国大陆承接了全球工厂化组培育苗的产业转移,现在这一产业转移过程已经完成。据农业部统计,截止2007年底,年产量大于1000万株的组培企业,全国有300多家,植物组培的总面积在2000万平方米以上,总产量大于30亿株,产值200亿元左右。组培每天的光照时间为16h/d,如果一年按300天的生产日、全国2000万平方米的组培总面积计算,则由荧光灯引起的年耗电总量在1075亿KW●h以上;采用LED后,其年耗电总量在518亿KW●h左右,年节电总量在560亿KW●h以上,节能效果显著。

在“十一五”期间,南京农业大学承担了国家863高技术研究计划“半导体照明工程”重大项目课题,通过实施“半导体照明光源在植物组培中的应用研究”(2006AA03A165)、国家自然科学基金项目“环境调控对无糖组培植物生长发育和光合特性的影响机理”(30800764)和江苏省自然科学基金课题“组培苗规模化繁育的微环境优化调控模型研究”(BK2004107)等课题研究,已经掌握了LED在植物组培育苗中的应用原理和关键技术,奠定了应用技术基础,3种组培专用光源样品已经研制出来,为进一步的推广应用做好了原理和技术储备。目前急需要做的工作就是要将成果应用到植物组培工厂及其整个产业,用LED专用组培光源装备1~2个组培育苗企业,形成具有显示度的应用示范,既可用于推广性的示范,又可供专家、领导考察和指导,为完全市场化奠定发展的基础。

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