近年来，植物工厂受到了前所未有的关注。据联合国预测，到2050 年全球人口将达95亿，人类的食物需求也将要比现在增加70%-100%，而人均耕地面积最近30年来却从 0.33hm?2;下降至0.22hm?2;，降幅达31.7%。

　　在影响植物生长的诸多环境因素中，光是最重要的因素之一。所谓“万物生长靠太阳”，植物对于光的要求，主要为光照颜色、光谱、光照强度和光照时间。所以通过人工开发特定光谱照明产品的光照可以极大地提高植物生长。

　　据了解，植物工厂生产成本中的电费占比约30%，若无廉价电源与效率高的人工灯光降低生产成本，植物工厂对农民的吸引力并不大。因此，发展节省资源的光源是建设植物工厂的必要需求。

　　另外，近几年随着农业生产力的提高，温室大棚发展迅速，传统温室大棚一般使用普通电光源补充光照和应用不同覆盖材料等农业技术措施，这些措施存在着不同程度的问题：缺乏对具体光谱成分的分析导致光质处理不纯，光强不一致、低于植物光补偿点，照射光源能效低等。日本、美国、荷兰等发达国家相继研发的植物栽培灯，主要以LED光源为主，但 LED照明产品的上游技术及核心专利被国外大公司垄断，造成目前市场上的LED植物照明产品成本过高、技术垄断、手工操作开关，难以推广和普及。
　　

试验开发和过程

　　太阳光是由许多不同波长的光波所组成，而在太阳辐射光谱中只有极小部分对光合作用产生影响，约占太阳光比例的5%。通过研究得出620-680nm的红光和400-500nm的蓝紫光最佳配比，从而成功研制出了LED植物灯。

　植物工厂是一种通过设施内高精度环境控制，实现作物周年连续生产的高效农业系统，基于B/S 架构，通过操控对作物生育过程的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境因素进行自动控制，不受外界条件制约的生产方式。

下面是室内无土栽培生菜的LED植物灯配光方法研究配比参数：

定植光源采用红蓝光 6∶1的LED光源最适合其生长

育苗光源采用红蓝7∶1 的LED光源最适合其生长。

　　在实验室中，生菜在 2014 年 7 月 8 日由育苗下种种植。种植环境：

　　●植物上方照度：2600-2900lx(纯红蓝光谱照度数值，非白光照度数值)，无自然光照，完全人工照明系统，前期照射周期6h开，2h关，每天循环3次;后期14h开，10h 关，每天循环2次;

　　●环境温度：28-30℃(后期空调开始添加，维持 28℃)

　　●相对湿度：50%-70%(后期空调打开降至 60%左右)

　　在三周左右时间后，单颗生菜从最初4个叶瓣长到11个，宽度9~10cm。生长高度较为良好，高度增长 80%左右。生菜基本上茎的发育较为良好，高度涨势迅猛。该生长速度相比较常规日光照明环境下生长的生菜组群，加快植物生长达50%以上(基于叶片面积及重量得出)。

　　改善农民靠天吃饭的窘况，帮助农民改善生产条件，可提高植物的质量、产量，同时果实类作物可缩短结果期，使其增加收入，产生显著的经济效益和社会效益。

　　LED植物灯广泛应用于植物栽培、温室补光、植物组培、植物工厂，具有促进植物生长，调节植物形态建成，节能环保等多方面优势，不仅可发出光波较窄的单色光，如红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、红外等，并能根据植物不同需要任意组合，而且还是低发热特性的冷光源，可以近距离照射植物，提高空间利用率，不仅能够为农业植物的生长提供合理的光环境条件，减少农药、激素等化学品的使用，确保食品安全，而且还是低能耗的绿色光源，具有广阔的应用前景，是未来植物照明光源的重要发展趋势。