新闻资讯 更多+
(1)不同植物补光设备发展状况:植物补光设备一般可以分为HID植物补光设备、LED植物补光设备和其他植物补光设备如荧光灯等。HID植物补光设备是植物生长照明领域应用最为广泛的光源之一,非常适用于大型植物栽培和种植的照明。HID植物补光设备单价较低、不易光衰老化、技术工艺成熟可靠。此外,近几年随着LED技术的发展,越来越多的下游产业开始使用LED植物补光设备。LED可调整光谱,这将更好得为植物设计所需光谱,光谱的利用率较高且更加节能。
不同灯具的参数对比分析
A、HID植物补光灯:HID植物补光设备被广泛应用于植物生长补光领域,适用于大型植物栽培和种植。据中金企信国际咨询公布的《2021-2027年全球及中国植物补光设备行业全产业链市场深度调研及发展战略规划可行性报告》统计数据显示:2019年全球植物补光设备市场规模达37.9亿美元,其中HID植物补光设备占比为61.5%。由于HID补光灯高光效、照射范围广、高稳定性、单价低、环境适应性强等特点,HID植物补光设备目前是植物生长领域应用最为广泛的设备类型。
HID植物补光灯主要特点
2015年全球HID植物补光设备市场规模为12.4亿美元,到2019年增长到23.3亿美元,年复合增长率为17.1%。随着人们对植物产量需求的不断增长以及现代农业的发展,植物生长补光的需求也将持续提升。预计到2024年,全球HID植物补光设备市场规模将达到56.0亿美元,从2020年到2024年的年复合增长率约为20.8%。
2015-2024年全球HID植物补光设备市场规模及预测分析
数据统计:中金企信国际咨询
B、LED植物补光灯:LED植物补光设备给植物提供补充光源,促进植物生长,提高生产效率。近几年随着LED技术的发展,越来越多的下游产业开始使用LED植物补光设备。此外,相较于其他植物补光灯,LED可调整光谱,这将更好地为植物设计所需光谱,光谱的利用率较高且更加节能,因此其在现代化农业建设中,起到关键性作用。
LED植物补光灯主要特点
根据中金企信国际咨询统计数据,2015年全球LED植物补光设备市场规模为3.1亿美元。随着近几年LED技术的成熟发展,全球LED产品的渗透率逐年增加,2019年,全球LED植物补光设备市场规模达到12.2亿美元,年复合增长率为40.8%。预计未来LED植物补光灯设备将被进一步应用到现代农业生产中,到2024年市场规模将达到57.0亿美元,从2020年到2024年的年复合增长率约为34.0%。
2015-2024年全球LED植物补光设备市场规模及预测分析
数据统计:中金企信国际咨询
(2)植物补光设备市场在不同应用板块的发展情况
A、温室大棚:现代温室大棚是指主体骨架为钢构件,采用玻璃、塑料薄膜、硬质塑料、PC阳光板等透光材料覆盖,具备抗风雪等荷载能力,满足透光和保温性能要求的温室大棚。现代温室大棚一般还配备有遮阳、降温、加温、通风换气等配套设备以及栽培床、灌溉施肥、补光等栽培设施和环境调控设备等。现代温室大棚可以提高农业资源的利用率及农产品的产量和质量,使单产大幅度增高,保障蔬菜、瓜果等园艺产品的均衡供应,是解决现代农业发展、资源及环境三大基本问题的重要途径。高投入、高产出、高效益及可持续发展将成为未来全球温室大棚产业的特点。
目前,荷兰、日本、以色列、美国、加拿大等发达国家的温室大棚均已具有很高的现代化水平和生产力。以荷兰为例,荷兰拥有大规模的玻璃温室,自动化及智能化水平高,多数温室均配备植物补光灯等现代化农业设备。荷兰的温室主要用来种植鲜花和蔬菜,荷兰室内生产的蔬菜在全国蔬菜总产值中占比超过50%。中国的温室大棚面积居世界第一,但整体现代化水平低。中国的温室大棚以节能型日光温室(暖棚)为主,而高度自动化的现代温室发展却相对滞后。此外,我国温室农业生产现状还是以小型个体种植户为主,单个温室的面积较小且标准化程度低。发展适度规模化生产以及智能化温室大棚是我国现代温室正在发展的方向。
商业温室大棚因其可以大幅提高农业资源的利用率及农产品的产量和质量,目前在全球范围内被广泛应用。除了采用自然光,温室大棚中还会搭配HID植物补光设备以及LED植物补光设备,以补充植物所需的光源。尤其是在晚秋和冬季、多云和光照强度低的时间里,利用植物补光设备给予植物更充足的光源,达到增产、减少病害的效果。根据中金企信国际咨询统计数据,2019年全球植物补光设备应用于商业温室大棚板块的市场规模达到25.1亿美元,预计2024年将增长至60.6亿美元,年复合增长率为21.4%。
2015-2024年全球应用于商业温室大棚板块的植物补光设备市场规模及预测分析
数据统计:中金企信国际咨询
B、家庭园艺:花卉种植产业是植物补光设备重要的下游应用市场之一。2019年全球范围内,中国、印度等国家的鲜切花生产面积超过50,000公顷;鲜切花生产面积10,000至50,000公顷的国家有日本、泰国、墨西哥等;鲜切花生产面积5,000至10,000公顷的国家有美国、英国、波兰、澳大利亚等。
家庭园艺板块近几年的快速增长,主要是由于全球园艺种植的兴起和园艺消费的觉醒,许多家庭通过使用植物补光设备进行花卉以及其他植物的种植。根据中金企信国际咨询统计数据,2019年全球植物补光设备应用于家庭园艺板块的市场规模达到8.9亿美元,预计2024年将增长至35.9亿美元,年复合增长率27.9%。
2015-2024年全球应用于家庭园艺板块的植物补光设备市场规模及预测分析
数据统计:中金企信国际咨询
C、植物工厂:植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统,利用智能计算机和电子传感系统对植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制,使设施内植物的生长发育不受或很少受自然条件的制约。植物工厂被认为是未来解决资源紧缺、新生代劳动力不足、食物需求不断上升、化肥农药滥用等问题的重要途径,也是未来航天航空工程探索过程中实现食物自给的重要手段,因此受到各国的广泛重视。
植物工厂的主要特征
序号 |
主要特征 |
具体描述 |
1 |
可控环境因子 |
植物生长发育所需的环境因子内在可控(智能化管理环境因子),如光照、温度、湿度、CO2浓度等,可实现周年均衡生产 |
2 |
垂直农业 |
垂直农业,无土立体多层栽培模式,一般采用薄层营养液膜技术、深液流技术、雾培和半水培模式等水肥一体化供给模式 |
3 |
人造光源 |
电光源人造光源技术,为作物提高能量和光环境信号,植物生长光环境稳定 |
4 |
密闭结构 |
建筑结构全封闭、密闭性好、不透光、隔热性好 |
5 |
无污染 |
可以有效地抑制病原微生物侵入,不使用农药,安全无污染 |
6 |
高产量 |
单位面积产量高,生产效率可达到露地栽培的40至108倍 |
7 |
机械化、自动化 |
机械化、自动化程度高,劳动强度低,但设施建设与技术装备投入以及运行成本相对较高 |
全球的植物工厂开始于上世纪五十年代的一些欧美国家。目前,植物工厂主要分布在东亚和欧美,日本、荷兰、中国最具代表性。日本于上世纪70年代进入这一领域,在国家的大力支持下,日本的植物工厂研发与产业化进程较快,居全球领先水平。目前,日本大约有380多家人工光植物工厂在运营,并向中国等国家进行技术出口。随着生产销量的提升,日本植物工厂的蔬菜价格逐渐下降。疫情期间,凭借劳动力强度低的优势,植物工厂保持正常运营,安全新鲜的高品质果蔬受到了很多日本消费者的欢迎。
中国的植物工厂发展虽然起步较晚,却凭借较快的发展速度成为了全球植物工厂研发与产业化最活跃的国家之一,其发展阶段可以分为引进消化、自主研发和推广运用三个过程,目前主要处在研发和推广阶段。中国植物工厂的研究获得了国家层面的支持,代表性的有2013年国家“十二五”863计划项目——“智能化植物工厂生产技术研究”。此外,随着各类资本加速涌入这一新兴领域,国内植物工厂的规模不断提升,预计到2020年,中国的植物工厂数量将达到200家左右,并在未来远超其他国家。
由于LED植物补光设备发热少且体积小,因此非常适用于植物工厂中的多层立体化的栽培模组。另外LED因其频谱可设计的特性,可以按照需要组合调整适宜植物生长的“光配方”,这一特性正好契合全人工光利用型的植物工厂的发展需求。随着未来食物需求的紧缺和新生代劳动力不足等问题,植物工厂的出现将极大地改善这一状况,预计未来植物工厂板块的增长空间巨大,将持续带动全球植物补光设备市场增长。根据中金企信国际咨询统计数据,预计2024年全球植物补光设备应用于植物工厂板块的市场规模将达到14.7亿美元,2020年至2024年的年复合增长率达44.2%。
2015-2024年全球应用于植物工厂板块的植物补光设备市场规模及预测
数据统计:中金企信国际咨询
(3)全球植物补光设备市场驱动因素:
A、全球对果蔬的需求增长以及逐渐减少的人均耕地面积:新兴市场国家的人口继续保持强劲的增长率,世界总人口保持稳定增长的趋势,这也促进果蔬农产品的市场需求持续上涨。同时,人们生活水平的提高也促进健康科学饮食理念的推广和膳食结构的改善,人们对蔬菜、水果等农作物的消费比重逐渐上升,从而促进了果蔬产业以及植物补光产业的发展。
全球及中国的蔬菜产量在过去几年中保持稳定增长,分别从2015年的10.5亿吨及5.3亿吨逐渐增长至2019年的10.9亿吨及5.6亿吨,年复合增长率分别为0.9%及1.2%。未来随着全球人口的持续增长和居民生活水平的提高,全球及中国的果蔬生产及需求将继续保持稳定上涨趋势。然而,全球人均耕地面积呈持续下降趋势,由2015年的0.188公顷/人减少到了2019年的0.182公顷/人,预计未来将以-0.6%的年复合增长率降低至2024年的0.177公顷/人。
人口增长和耕地减少要求更高的亩产水平,从而对具有促进提速增产作用的植物补光设备的需求产生较强的拉动作用。植物补光设备可以帮助植物在少光或者无光的环境下促进植物光合作用,有效的加快植物的生长,缩短果蔬的种植周期,提高果蔬产品的质量、产量和风味,促进果蔬产业的发展,满足人们日益增长的消费需求,帮助解决食品供应和食品安全等多方面的问题。
B、家庭园艺种植的需求增长:随着居民收入的提升和生活水平的提高,家庭园艺逐步兴起,绿色生态正成为人们生活的有机组成部分。在园艺爱好者众多的美国,接近80%的家庭在家种植食物或者花草,平均每个家庭每年在园艺种植上的花费超过550美元,35岁以下的年轻人在该人群中的占比在逐渐上升,且超过了30%。除了在院子里种植各类植物以外,越来越多的美国人表示愿意花费更多的钱投资在室内种植设备上。
另一方面,2020年初爆发的新冠疫情也促进了家庭园艺种植市场的发展。受疫情影响,人们居家时间变长,也将更多的时间花费在家庭园艺等居家活动上,阳台、后院和楼顶成为了很多人种菜种绿植的地方。在家种植简单的蔬菜不只可以愉悦身心、享受田园生活乐趣,还可以一定程度上降低外出采购而带来的感染风险。对于种植爱好者来说,为促进植物更好的生长,往往需要配备合适的植物补光设备。尤其是在光照相对较弱的室内种植环境下,植物补光设备的作用就更加重要。LED补光灯具凭借功率小、光效高、发热量低、占空间小的特点在家庭园艺补光中已得到广泛应用,可应用于家用植物台灯、家庭植物种植架、家用蔬菜生长机等。随着全球家庭园艺的兴起和园艺消费意识的觉醒,家庭园艺补光应用前景广阔。
C、现代设施农业的快速发展:随着科学技术的迅速发展,设施农业的内涵越来越丰富,温室大棚、植物工厂、垂直农业、无土栽培等各种模式和理念正逐渐成熟。设施农业拥有较高的技术含量,具有集约经营、高效经济的特点,已成为现代农业的重要标志之一。全球温室蔬菜种植面积从2014年的41.5万公顷增长至2018年的49.7万公顷。另外,近几年植物工厂的快速发展为现代农业带来了新的动力。植物工厂被认为是未来解决资源紧缺、新生代劳动力不足、食物需求不断上升、化肥农药滥用等问题的重要途径,也是未来航天航空工程探索过程中实现食物自给的重要手段,受到世界各国的广泛重视。
现代设施农业体系中,光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一,通过光质调节,控制植株形态建成是设施栽培领域的一项重要技术。在二氧化碳、水分、养分与温湿度等环境条件固定之下,特定植物光饱和点与光补偿点之间的光合光通量密度大小直接决定植物的相对生长速度。随着对光谱研究的逐渐深入,研究发现了不同波段的光对植物各个生长阶段的作用也不相同。补光设备可以作为补充光照延长有效照明时间,在植物工厂内可完全替代自然光促进植物生长,并彻底解决育苗阶段看天吃饭的情况,可根据苗株交货期来合理安排时间。通过补光设备的运用,可以更好的掌握植物光合作用的速率与光源的效率,从而控制植物生长的速度与质量。因此,现代设施农业的快速发展离不开植物补光技术的支持,不断丰富的农业种植场景和持续提高的种植要求也促进了植物补光行业进一步发展。