1、 光照是植物生长首要因素

    植物是地球上唯一能够把光能量转化为物质量的生物。植物依靠光作为驱动力进行光合作用，是地球上一切生命的基础。农业的基础功能就是农业生产。植物生产是地球上规模最大的把光能转变可贮藏的化学能过程，也是最大的将无机物合成有机物和释放氧气过程。

    目前人类面临食物、能源、资源、环境和人口五大问题，这些问题解决都与植物生产有密切关系，而光照是影响植物生长发育的首要因素。因此，深入研究植物生长发育对光的需求特性、规律和光控基准，研发适宜于植物的新型高效LED补光系统，为植物生长提供高效的光环境，是一项有意义的创新性工作。

    土地资源的紧缺和人口的增长性决定了植物栽培土地的稀缺性。同时，随着生活品质的不断提高，城镇居民对绿色、安全、健康食用植物的需求越来越迫切。用于农业植物工厂化生产精细化、设施化的栽培设备的装置技术，包括LED人工光照技术需求与日俱增。此外，采用LED光源促进植物生长可在较低能耗下满足偏远哨所、极地、地下防空洞、小岛驻防人员的蔬菜需求，可实现新鲜蔬菜的周年供应，节省大量的因远途运输造成的经济负担。这在现代农业领域中开辟了一条新的途径。

    2、LED光照是现代农业模式的标志

    农业生产方式经历了从露地栽培向设施栽培模式和无土栽培的重大变革。，正向工厂化栽培模式发展。植物工厂化栽培模式是基于无土栽培最新发展，是现代农业发展的高级阶段。基于LED照明的植物工厂化栽培模式能彻底摆脱自然条件的束缚，实现按计划的周期稳定生产，是现代农业模式的标志。

    尽管目前农业生产还是以土壤栽培为主，但是LED照明的植物工厂技术革命改变农业生产的传统观念，提高抵御自然灾害的能力。目前在美国、日本、德国等农业发达国家，开发出各种各样的植物工厂，为未来农业生产开辟了新的道路。

    光、温、水、气、肥是植物生长所需环境因子，光照条件的好坏直接影响作物的产量和品质。植物工厂的特征之一就是全人工光源并智能调控。近年来，随着大气污染日益加重，大气透明系数不断下降，致使达到地表的太阳辐射日趋减少，植物可接收的太阳光能越来越少，难以满足正常生长发育的需求。此外，全球天气变暖导致异常天气，植物遭遇连阴雨天雾气霾天的频度增加，农田作物稳定收成已变得不可靠。

    由于温室大棚作物是反季节种植，且冬季光照时间短，塑料薄膜及保温措施致使大棚内光照严重不足。如遇阴、雨、雪、雾天气，温室、大棚内缺光现象更加严重，光照强度和光照时间明显不足，很容易造成幼苗徒长。有研究报道番茄徒长苗表现出早期落花严重及早衰的现象，与健壮苗相比，总产量下降1/3左右。而且喜强光照的果菜类作物长期生长在弱光逆境中，导致植株营养体生长不健壮、落花落果严重、果实发育缓慢、含糖量降低、产量下降、品质变劣，表现为弱光胁迫，作物不能进行正常的光合作用，病虫害增加，从而导致减产，甚至绝收。如何提高作物的光合作用效率，促进作物生长，减少作物种植过程中农药激素的大量使用，发展高效无污染的绿色农业、也为温室大棚种植提出了新的课题。应用于蔬菜设施栽培中的光环境调控技术是一项节能环保、经济有效且简便易行的物理新方法，具有突出优势。因此，采用LED光照植物化工厂高产栽培是农业发展的一个方向。

    3、LED光照促进农业向绿色环保转变

    自二次世界大战结束以后，全球的食品生产基本满足人口激增的需求，这归功于现代生物技术和化学工业的迅速发展。高产量的农业严重依赖农药、化肥等化工产品的投入。这既引起了严重的环境保护问题，又带来食品危害健康问题，化学农业的负面影响日益引起人类的不安。

    随着人类对化学农业危害性的反思，物理农业的理念日益深入人心，实际应用越来越受到人们的欢迎。物理农业就是以物理方法和技术提高农产品的产量及品质，降低成本，提高效益。而LED光照对植物生长最直接有效。

    设施农业种植大都在冬季进行，主要目的是实施反季节生产，供应市场。在北方地区，春节前后这个时间白天光照尤为时间短，一般在7～10小时。有时还有雾霭连阴天。自然界中，太阳的光照度随地理纬度、季节和天气状况的不同而变化。温室内的光照度除与上述因素有关外，还与温室结构、管理措施及材料的透光性能等密切相关。由于温室覆盖材料、灰尘以及结构遮光等因素的影响，温室内的光照状况要比露地差得多，一般仅为露地的30%～70%,尤其是在冬季和早春季节，太阳高度角低，日照时间短，温室内光照度往往不能满足作物生长的需求。光照不足严重抑制温室的果蔬发育，植株生长迟缓，病害严重，不但大幅减产，而且品质下降。结果取不到预期收益。这种情况下，农民主要依赖激素和农药来抵御由光照不足所引起的种种问题，导致化学品的过量使用和残留，危害人体健康。采用LED植物补光，可以增加光照时数，改善室内光谱分布，促进植物植物生长，促进现代农业向绿色环保转变。