隨著人們對半導體發光材料研究的不斷深入，LED制造工藝的不斷進步和新材料的開發應用，LED的發展取得了突破性進展，價格也大幅度下降，其應用于植物設施栽培的研究逐漸被各國學者關注。尤其是在超高亮度LED開發成功后，被廣泛應用于植物生理或栽培領域的研究，如光形態發生、光合作用及葉綠素合成研究等。

 

　　發展優勢

 

　　（1）高效無公害

 

　　21世紀將是生態農業的世紀，而物理農業是實現生態農業的主要途徑之一，在眾多的物理學科知識中，光學在其中起著至關重要的作用，因此，有學者認為“光的世紀”即將來臨。如何在太陽光照不足情況下調控特定人造光源對綠色植物實施不同“光肥”，不僅促進作物生長發育，還可以達到增產、高效、優質、抗病、無公害的目的，這對于促進中國現代農業的發展具有非常重要的現實意義。

 

　　（2）節約能源

 

　　LED以其固有的優越性正吸引著世界的目光，特別在全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下。將LED應用于植物設施栽培領域具有很多優勢：可提供多種純正單色光和復合光譜，可根據不同作物及不同生長發育時期提供相應的光譜組合；具有PPFD可調的特性，可以模擬太陽光強度的變化；發光頻率與占空比可調節的特性可以提供高頻間歇給光模式，有利于探討光合作用中明期和暗期的控制機理，并可以擴大節能空間。

 

　　全球努力

 

　　LED在植物生理與植物栽培領域的應用研究已經引起全世界的廣泛關注。

 

　　以日本和美國為代表的發達國家不僅深入研究LED對植物生長發育的調控機理，更注重積極研究將LED廣泛應用于植物設施栽培領域的技術和產品。（1）美國國家航空航天局把LED補光設施作為宇宙基地等閉鎖式生命維持系統的相關技術之一開展研究。（2）日本的閉鎖式LED植物工廠的研究已經進入實用化階段；CCS公司制作的植物生長系統通過生長控制軟件控制LED照明，能實現不同光質的自動控制；新型LED光源組培容器“Uni-PACK”也研制成功，具有提高組培空間利用率、有效波長利用率和照明效率，降低組培苗生產成本等優勢。

 

　　中國植物設施栽培領域的LED應用機理研究還處于起步階段。借鑒國外研究成果，進一步系統深入研究LED應用于中國設施栽培領域的基礎理論十分必要。值得注意的是，不同植物不同生長時期所需的光譜組合、PPFD及光照周期存在一定差異，雖有一些國外文獻報道應用紅藍LED等光譜組合對不同植物生長發育和形態建成影響的研究，但缺乏結合不同物種不同時期生長特性，分析植物對LED光質調控響應機理的研究，因此也未能給出不同植物在不同生育期中最佳LED光譜組成、PPFD及光照周期的可靠參數和系統資料。

 

　　此外，中國雖然是植物設施栽培面積大國，但在設施栽培領域具有自主知識產權的LED技術產品的研發基本還是空白，急需工程學科和植物學科的研究者共同合作，研制開發出符合中國生產實際的LED植物光源、照明自動控制系統、新型植物生長調控裝置和大型植物工廠化育苗設施等。隨著LED技術的發展與生產成本的逐年下降，特別是隨著中國半導體照明工程的啟動，相信在不久的將來，與LED相關的各種技術和產品將廣泛應用于植物設施栽培的生產實踐中。