隨著(zhù)現代化農業(yè)的不斷發(fā)展，農業(yè)照明的需求正在不斷擴大，LED作為新一代光源，除了環(huán)保節能的特點(diǎn)外，還具有傳統照明不具備的光量可調整、光質(zhì)可調整、冷卻負荷低與允許提高單位面積栽培量等特點(diǎn)。對于對封閉有環(huán)控的農業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，如植物組織培養室等來(lái)說(shuō)，這是一種非常適合的人工光源，既節能環(huán)保，同時(shí)又能促進(jìn)農業(yè)的發(fā)展。對于轉變農業(yè)發(fā)展方式、提高農業(yè)科技創(chuàng )新和推廣能力來(lái)而言，具有十分重要的意義。
人工補光和照明是LED農業(yè)領(lǐng)域最重要的應用方式，根據動(dòng)植物發(fā)育的不同需求，采用不同波長(cháng)的單色光組合起來(lái)作為人工光源，并具有光照強度、照射頻率以及不同時(shí)間間隔靈活可調的特性，這一特性已經(jīng)在生產(chǎn)中得到一定的推廣應用。與傳統人工光源相比，LED不僅節能效果顯著(zhù)，而且還可進(jìn)行光量、光質(zhì)(紅/藍光比例或紅/遠紅光比例等)的任意調整，以滿(mǎn)足動(dòng)植物生產(chǎn)的各種生理需求，實(shí)現高效化生產(chǎn)。因此，LED被認為是21世紀農業(yè)領(lǐng)域最有前途的人工光源，具有良好的發(fā)展前景。
早在2009年時(shí)中國農業(yè)科學(xué)院的研發(fā)團隊已成功研制出了國內第一例智能型植物工廠(chǎng)，采用LED和熒光燈為人工光源，進(jìn)行蔬菜種植和種苗繁育，并在長(cháng)春投入運行。近幾年LED 在育苗、蔬菜栽培和溫室補光方面的應用效果也做了一些研究和報道，節能效果顯著(zhù)。到目前為止，LED 已成功用于植物的栽培，并在植物補光、組培、植物工廠(chǎng)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。2010年時(shí)日韓兩國也相繼投資建立植物工廠(chǎng)，使用LED為植物提供光合作用以及其生長(cháng)所需的特定波長(cháng)光源，并通過(guò)控制營(yíng)養成分的攝取來(lái)控制植物的生長(cháng)速度，目前已經(jīng)在國內推廣并大面積使用。
可以預見(jiàn)，LED的應用將會(huì )給農業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)全新的“革命”。比如植物工廠(chǎng)被認為是設施農業(yè)高級發(fā)展階段，集現代生物技術(shù)、信息技術(shù)、人工環(huán)境控制等多種高技術(shù)于一體，不僅產(chǎn)量高于露地栽培多倍，而且還可以在非可耕地上如戈壁、荒漠、海島、水面甚至城市大樓里進(jìn)行生產(chǎn)，也被認為是未來(lái)解決人口、資源、環(huán)境等問(wèn)題有效技術(shù)手段。
隨著(zhù)LED應用逐漸向生物、醫療、健康等領(lǐng)域發(fā)展，LED在植物生長(cháng)領(lǐng)域應用的巨大市場(chǎng)潛力已逐步得到重視，諸如美國、日本、韓國等國紛紛也將LED農業(yè)照明應用作為重要的發(fā)展方向，積極布局。
國際上一些公司已經(jīng)開(kāi)始涉足LED植物照明領(lǐng)域，農業(yè)照明產(chǎn)品質(zhì)量也正在逐步提升，其中比較典型的有飛利浦、三菱化學(xué)、首爾半導體、昭和電工、日本鍋清等知名企業(yè)。業(yè)內人士表示，這些廠(chǎng)家的共同特點(diǎn)是資金和技術(shù)實(shí)力強大。其中一部分是自身具有芯片生產(chǎn)、封裝領(lǐng)域知識產(chǎn)權并同時(shí)具有植物照明領(lǐng)域核心自主知識產(chǎn)權的合作者，正計劃向LED植物照明光源方向發(fā)展的公司；另一部分是具有良好的品牌、客戶(hù)市場(chǎng)和銷(xiāo)售渠道的傳統植物生長(cháng)光源廠(chǎng)家，并且在LED領(lǐng)域也具有強大實(shí)力，有潛力向LED植物照明光源方向發(fā)展的公司。
另一方面各相關(guān)企業(yè)也加大了研究開(kāi)發(fā)的力度，增加研發(fā)資金投入，加強示范應用與宣傳，提高行業(yè)的自主創(chuàng )新能力，全方位提升企業(yè)整體素質(zhì)和行業(yè)整體競爭力。如臺灣億光，在2011年億光與荷蘭飛利浦照明、日本三菱化學(xué)、松下(中國)電工、揚子電器、歐琳集團等數十家國際知名企業(yè)就 LED 植物燈照明光源、工業(yè)控制、空調環(huán)境控制、營(yíng)養液制劑等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng )新共同簽署了戰略合作協(xié)議，并參與了中國LED植物工廠(chǎng)研發(fā)戰略聯(lián)盟，目前億光已以自身技術(shù)和質(zhì)量獲得了歐美的客戶(hù)訂單。
其中，飛利浦公司近年來(lái)加大了在中國的研發(fā)力度，建立了相應的研發(fā)機構，并且在中國積極開(kāi)展調研工作，為后續的研發(fā)和推廣工作積累基礎。
日本期望通過(guò)綠色創(chuàng )新成為環(huán)境能源大國，并承諾到2020年為止目標為減少溫室效應氣體13億噸以上，該國100％普及LED等節能產(chǎn)品成為其主要手段之一，為此，日本實(shí)施多項鼓勵節能省電的政策：如：“家電環(huán)保點(diǎn)數制度延長(cháng)”項目、針對生產(chǎn)LED照明等有削減CO2排放量效果制品的廠(chǎng)商的低碳素產(chǎn)業(yè)立地補助金等等。
除了日本、荷蘭等植物照明市場(chǎng)發(fā)展較快的市場(chǎng)外，我國市場(chǎng)也是關(guān)注重點(diǎn)。我國是農業(yè)大國，農業(yè)一直被置于非常重要的地位，再加上政府對農業(yè)發(fā)展的支持，中國LED農業(yè)照明市場(chǎng)，也會(huì )成為各企業(yè)爭奪的焦點(diǎn)。
與之相較，中國早就開(kāi)啟了LED在農業(yè)領(lǐng)域應用的研究進(jìn)程。對此我國政府一方面通過(guò)對科研項目的支持加快LED在農業(yè)應用領(lǐng)域的應用步伐，如“十一五”期間，通過(guò)863計劃設立了1項課題，“十二五”期間亦將有數個(gè)LED農業(yè)科研項目的立項支持。一些地方政府也通過(guò)建立農業(yè)科技示范園等形式，鼓勵引入節能高效的LED農業(yè)照明應用項目在園區使用。
在研發(fā)方面，2010年南京農業(yè)大學(xué)農學(xué)院承擔的863計劃項目“半導體照明光源在植物組培中的應用研究”，南京農業(yè)大學(xué)展示的“LED植物組培燈”、“LED植物燈”等系列研究成果受到產(chǎn)業(yè)界廣泛關(guān)注，多家上市公司表達了合作研發(fā)意愿。
在企業(yè)方面，雖然國內進(jìn)軍農業(yè)照明應用領(lǐng)域的廠(chǎng)家很多，但絕大部分為小企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)，主要分布在深圳市和我國華南地區，如2013年8月份開(kāi)始開(kāi)拓LED農業(yè)照明的東莞優(yōu)能科技，以及深萊特、彪俊光電等。
總之，LED光源目前在農業(yè)領(lǐng)域的研究還屬起步階段，且存在技術(shù)不夠成熟、研究投入不足、生產(chǎn)企業(yè)競爭力不強、成本偏高等問(wèn)題。目前國內的LED農用照明燈具存在著(zhù)產(chǎn)品雜亂，生產(chǎn)設計不規范，缺乏統一的產(chǎn)品標準和質(zhì)量管理等問(wèn)題。以目前應用市場(chǎng)最大的植物照明燈具為例，盡管都根據植物的需求選擇了以紅光和藍光為主的LED燈珠配置，但是在光質(zhì)調節、光照強度設計方面缺乏科學(xué)統一的規范，更缺乏針對植物照明特殊的高溫、高濕環(huán)境所進(jìn)行的防水、防電及耐腐蝕設計，從而造成了一些植物生長(cháng)燈產(chǎn)品存在安全隱患，使用壽命也不長(cháng)。另外國家對LED農業(yè)應用方面的政策支持及研發(fā)投入相對偏少，在一定程度上影響了LED在農業(yè)領(lǐng)域的推廣應用。
我國是農業(yè)大國，農業(yè)在我國的地位十分重要，高技術(shù)、低耗、高效的現代化農業(yè)將會(huì )成為農業(yè)發(fā)展的重要方向，LED光源作為新一代的綠色環(huán)保光源，能夠在農業(yè)照明中充分應用是具有非常重要的意義。從另一個(gè)角度來(lái)講，這也為L(cháng)ED企業(yè)提供了新的發(fā)展領(lǐng)域和機遇。
如今氣候變化，極端天氣增多，農業(yè)生產(chǎn)面臨的挑戰越來(lái)越大，在這種情況下，穩定的農業(yè)生產(chǎn)方式比如植物工廠(chǎng)等將成為關(guān)注的重點(diǎn)。未來(lái)LED農業(yè)照明市場(chǎng)的熱度會(huì )有增無(wú)減，這對于LED照明行業(yè)來(lái)說(shuō)既是機遇又是挑戰，以當前形勢來(lái)看，LED農業(yè)照明領(lǐng)域需要更多的技術(shù)成熟和比較專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)，同時(shí)也需要政府宏觀(guān)調控，幫助市場(chǎng)完善各種機制，對行業(yè)進(jìn)行規范，引導LED農業(yè)照明行業(yè)健康高速發(fā)展。
