隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)照明的需求正在不斷擴(kuò)大，LED作為新一代光源，除了環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)外，還具有傳統(tǒng)照明不具備的光量可調(diào)整、光質(zhì)可調(diào)整、冷卻負(fù)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，如植物組織培養(yǎng)室等來說，這是一種非常適合的人工光源，既節(jié)能環(huán)保，同時又能促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。對于轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、提高農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和推廣能力來而言，具有十分重要的意義。
人工補(bǔ)光和照明是LED農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最重要的應(yīng)用方式，根據(jù)動植物發(fā)育的不同需求，采用不同波長的單色光組合起來作為人工光源，并具有光照強(qiáng)度、照射頻率以及不同時間間隔靈活可調(diào)的特性，這一特性已經(jīng)在生產(chǎn)中得到一定的推廣應(yīng)用。與傳統(tǒng)人工光源相比，LED不僅節(jié)能效果顯著，而且還可進(jìn)行光量、光質(zhì)(紅/藍(lán)光比例或紅/遠(yuǎn)紅光比例等)的任意調(diào)整，以滿足動植物生產(chǎn)的各種生理需求，實(shí)現(xiàn)高效化生產(chǎn)。因此，LED被認(rèn)為是21世紀(jì)農(nóng)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年時中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的研發(fā)團(tuán)隊已成功研制出了國內(nèi)第一例智能型植物工廠，采用LED和熒光燈為人工光源，進(jìn)行蔬菜種植和種苗繁育，并在長春投入運(yùn)行。近幾年LED 在育苗、蔬菜栽培和溫室補(bǔ)光方面的應(yīng)用效果也做了一些研究和報道，節(jié)能效果顯著。到目前為止，LED 已成功用于植物的栽培，并在植物補(bǔ)光、組培、植物工廠領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。2010年時日韓兩國也相繼投資建立植物工廠，使用LED為植物提供光合作用以及其生長所需的特定波長光源，并通過控制營養(yǎng)成分的攝取來控制植物的生長速度，目前已經(jīng)在國內(nèi)推廣并大面積使用。
可以預(yù)見，LED的應(yīng)用將會給農(nóng)業(yè)帶來一場全新的“革命”。比如植物工廠被認(rèn)為是設(shè)施農(nóng)業(yè)高級發(fā)展階段，集現(xiàn)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(rèn)為是未來解決人口、資源、環(huán)境等問題有效技術(shù)手段。
隨著LED應(yīng)用逐漸向生物、醫(yī)療、健康等領(lǐng)域發(fā)展，LED在植物生長領(lǐng)域應(yīng)用的巨大市場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(nóng)業(yè)照明應(yīng)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)開始涉足LED植物照明領(lǐng)域，農(nóng)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(dǎo)體、昭和電工、日本鍋清等知名企業(yè)。業(yè)內(nèi)人士表示，這些廠家的共同特點(diǎn)是資金和技術(shù)實(shí)力強(qiáng)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(quán)并同時具有植物照明領(lǐng)域核心自主知識產(chǎn)權(quán)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、客戶市場和銷售渠道的傳統(tǒng)植物生長光源廠家，并且在LED領(lǐng)域也具有強(qiáng)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)也加大了研究開發(fā)的力度，增加研發(fā)資金投入，加強(qiáng)示范應(yīng)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(yáng)子電器、歐琳集團(tuán)等數(shù)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(diào)環(huán)境控制、營養(yǎng)液制劑等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新共同簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，并參與了中國LED植物工廠研發(fā)戰(zhàn)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訂單。
其中，飛利浦公司近年來加大了在中國的研發(fā)力度，建立了相應(yīng)的研發(fā)機(jī)構(gòu)，并且在中國積極開展調(diào)研工作，為后續(xù)的研發(fā)和推廣工作積累基礎(chǔ)。
日本期望通過綠色創(chuàng)新成為環(huán)境能源大國，并承諾到2020年為止目標(biāo)為減少溫室效應(yīng)氣體13億噸以上，該國100％普及LED等節(jié)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(jié)能省電的政策：如：“家電環(huán)保點(diǎn)數(shù)制度延長”項目、針對生產(chǎn)LED照明等有削減CO2排放量效果制品的廠商的低碳素產(chǎn)業(yè)立地補(bǔ)助金等等。
除了日本、荷蘭等植物照明市場發(fā)展較快的市場外，我國市場也是關(guān)注重點(diǎn)。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)一直被置于非常重要的地位，再加上政府對農(nóng)業(yè)發(fā)展的支持，中國LED農(nóng)業(yè)照明市場，也會成為各企業(yè)爭奪的焦點(diǎn)。
與之相較，中國早就開啟了LED在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)程。對此我國政府一方面通過對科研項目的支持加快LED在農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用步伐，如“十一五”期間，通過863計劃設(shè)立了1項課題，“十二五”期間亦將有數(shù)個LED農(nóng)業(yè)科研項目的立項支持。一些地方政府也通過建立農(nóng)業(yè)科技示范園等形式，鼓勵引入節(jié)能高效的LED農(nóng)業(yè)照明應(yīng)用項目在園區(qū)使用。
在研發(fā)方面，2010年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院承擔(dān)的863計劃項目“半導(dǎo)體照明光源在植物組培中的應(yīng)用研究”，南京農(nóng)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(dá)了合作研發(fā)意愿。
在企業(yè)方面，雖然國內(nèi)進(jìn)軍農(nóng)業(yè)照明應(yīng)用領(lǐng)域的廠家很多，但絕大部分為小企業(yè)和私營企業(yè)，主要分布在深圳市和我國華南地區(qū)，如2013年8月份開始開拓LED農(nóng)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(nóng)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(qiáng)、成本偏高等問題。目前國內(nèi)的LED農(nóng)用照明燈具存在著產(chǎn)品雜亂，生產(chǎn)設(shè)計不規(guī)范，缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量管理等問題。以目前應(yīng)用市場最大的植物照明燈具為例，盡管都根據(jù)植物的需求選擇了以紅光和藍(lán)光為主的LED燈珠配置，但是在光質(zhì)調(diào)節(jié)、光照強(qiáng)度設(shè)計方面缺乏科學(xué)統(tǒng)一的規(guī)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(shè)計，從而造成了一些植物生長燈產(chǎn)品存在安全隱患，使用壽命也不長。另外國家對LED農(nóng)業(yè)應(yīng)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(nóng)業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。
我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)在我國的地位十分重要，高技術(shù)、低耗、高效的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)將會成為農(nóng)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(nóng)業(yè)照明中充分應(yīng)用是具有非常重要的意義。從另一個角度來講，這也為LED企業(yè)提供了新的發(fā)展領(lǐng)域和機(jī)遇。
如今氣候變化，極端天氣增多，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)越來越大，在這種情況下，穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式比如植物工廠等將成為關(guān)注的重點(diǎn)。未來LED農(nóng)業(yè)照明市場的熱度會有增無減，這對于LED照明行業(yè)來說既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，以當(dāng)前形勢來看，LED農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域需要更多的技術(shù)成熟和比較專業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)，同時也需要政府宏觀調(diào)控，幫助市場完善各種機(jī)制，對行業(yè)進(jìn)行規(guī)范，引導(dǎo)LED農(nóng)業(yè)照明行業(yè)健康高速發(fā)展。
