由于傳統植物工廠的照明系統會耗費大量能源，因此目前LED是農業照明應用中最具節能潛力的一項技術。PIDA指出，在螢光燈植物苗工廠中，照明能耗占運行能耗高達82%。而利用LED替代傳統的照明光源可以大幅減少這些農業生產的照明能耗。以荷蘭為例，在溫室中利用LED的補光實驗顯示，與傳統高壓鈉燈和金屬鹵素燈等相比，LED可節能50%-80%；在植物工廠中若使用傳統光源每平方公尺需要配備0.5kW的光源，而LED僅需要0.27kW，耗電量可減少50%。

　　LED農業照明熱度再上升

　　LED作為新一代光源，除了具有環保節能的特點外，還有眾多獨特優勢亦有很大的發展潛力。

　　從國際范圍來看，LED在植物組培、葉菜生產、溫室補光、植物育苗工廠、藥用植物栽培等方面的應用研究都已開展。伴隨研究的開展，也出現了箱體式、臺燈式微型家庭LED植物生產裝置，可用于家庭、公共場所等的多種蔬菜栽培，拓展了LED的應用空間。

　　雖然LED農業照明仍處于初級階段，但相關的標準制定也已被關注。比如近期，國標委發布了《半導體照明術語》等48項國標制修訂計劃，其中將制定《植物生長用LED照明術語和定義》推薦性標準列入其中，半導體照明聯合創新國家重點實驗室為起草單位，并計劃于2014年完成。國際上CIE的“光生物和光化學發展研究”分部中亦關注植物光生物學研究新進展。從國際技術轉化慣例來看，技術的研發促使標準的產生，而通過標準的實施，產品得以推廣并適應市場的需要，形成一個良好的循環。標準在科技成果轉化和產業發展之間發揮著支撐作用。通過好的標準，有科技含量的技術才能更好的帶動產業發展。由此，標準的制定也將在一定程度上帶動LED農業照明的發展。

　　農業是國民經濟的基礎，隨著現代化農業的不斷發展，農業照明的需求和能耗在不斷擴大，農業中的種植業比如設施園藝、養殖業比如設施養殖，水產捕撈中的養殖、誘魚，其他比如食用菌、微藻繁殖等領域都對人工照明有需求。同時，氣候變化，極端天氣增多，農業生產面臨的挑戰越來越大，在這種情況下，穩定的農業生產方式比如植物工廠等將成為關注的重點。也可以想見，未來LED農業照明市場的熱度會有增無減。

　　人工補光與照明是LED農業領域最重要的應用方式，根據動植物發育的不同需求，采用不同波長的單色光組合起來形成農用照明光源，并通過對光強、光質和光周期的靈活調整，實現節能與高效生產，已經成為現代農業的重要應用方向。目前，LED在農業上的應用已經擴展到植物照明、畜禽養殖照明、食用菌生產、微藻繁殖、害蟲誘捕、誘魚等眾多領域，前景極為誘人。

　　LED農業照明應用現狀

　　1.LED植物照明應用現狀

　　植物照明是LED農業應用最為廣闊的領域之一，溫室大棚、植物組培、植物工廠以及食用菌生產等眾多場合均可采用LED代替傳統光源。目前，LED植物照明光源主要應用場合包括：

　　（1）溫室補光

　　光是作物生長最重要的環境因子之一，溫室本身的光照比露地要低得多，尤其在冬春季節和連陰、雨、雪、霧等天氣條件下，光照不足的狀況會更加明顯，常常會限制溫室作物的產量和品質，人工補光已經成為溫室高效生產的重要手段。目前，溫室的人工補光光源主要有高壓鈉燈、低壓鈉燈、金屬鹵化物燈和熒光燈等，這些光源的紅外和綠光等光譜成分較大，作物光合作用所需的紅、藍光譜成分相對較少，光能利用率低，耗能大，運行成本高。

　　近年來，隨著LED光源的快速發展，尤其是大功率LED芯片產品的開發成功，為溫室補光提供了新的手段。常用的LED溫室補光光源主要有兩種，一種是垂直照射的LED點光源，燈具采用類似于高壓鈉燈的圓頭燈結構；一種是穿插于植株之間進行側面照射的LED帶光源，燈具常常采用柔性燈帶。目前，LED光源用于溫室人工補光仍處于小規模示范階段。

　　（2）植物工廠

　　植物工廠是通過計算機對設施內植物生育過程的溫度、濕度、光照、CO2濃度和營養等環境條件進行高精度控制，實現農作物周年連續生產的高效農業系統，被認為是21世紀農業取得革命性突破的重要技術手段之一。目前，植物工廠有兩種主要型式：一種是以溫室為主體的太陽光和人工光并用型植物工廠，其光源系統與溫室補光完全一致；另一種是以封閉的隔熱空間為主體的人工光完全控制型植物工廠，這種植物工廠是在完全人工環境下進行植物生產的方式，受外界氣候影響小，可周年連續生產，空間利用率和單位面積產量高，但空調和照明耗電大、運行成本高也是限制其發展的重要瓶頸。因此，節能降耗已經成為人工光完全控制型植物工廠的重要課題。

　　高效率人工光源的應用是解決植物工廠能耗問題的重要手段，目前植物工廠的人工照明光源主要有高壓鈉燈和熒光燈等，能耗高，散熱量大，空調運行成本高。LED的出現為解決植物工廠能耗問題提供了重要手段。1994年以來，日本開始試用LED作為植物工廠的照明光源，使用波長為660nm的紅色LED加上5%的藍色LED的組合光源進行人工植物工廠栽培生菜和水稻作物，獲得成功。1997年渡邊博之采用水冷模板LED光源在植物工廠內種植蔬菜，栽培方式為營養液膜法（NFT），作物選用生菜、芹菜等，蔬菜定植2周后即可收獲，在800m2（8m×10m×10層）的栽培面積上，每天生產蔬菜5900株，年產蔬菜150萬株。2009年2月，日本FairyAngel公司宣布，開始與LED照明廠商CCS聯手，開發出使用LED照明的蔬菜工廠“AngelFarm福井”。2009年9月，中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所成功研制出了國內第一例智能型LED植物工廠，建筑面積為200m2，采用LED進行人工光育苗生產，取得了良好的運行效果。

　　（3）植物組培育苗

　　植物組織培養是一項可以通過規模化生產，在短時間內獲得大量同品質種苗的快速繁育技術。由于組培育苗繁育速度快，不受外界氣候、地域和時間等條件的約束，目前已經成為遺傳育種、種質資源保護和脫毒快繁的重要手段。但傳統的組培光源多為熒光燈，光效低、發熱量大，能耗成本占其運行費用的40%-50%。應用新型節能光源、減少能耗一直是植物組培領域的一大熱點。20世紀90年代以來，世界各國都在積極應用LED作為組培光源。Nhut等（2000）開發出了光照強度可調，光質比例為80%紅光LED+20%藍光與90%紅光LED+10%藍光LED兩種香蕉組培光源，經過試驗，認為80%紅光LED+20%藍光LED的光源具有明顯的優勢；饒瑞佶、方煒等（2004）使用超高亮度紅光與藍光LED開發出可調整光量、光質、發光頻率與占空比的組培光源系統，可實現在不提高耗電成本條件下提高馬鈴薯組培苗的生長速率。徐志剛等（2008）針對組培的特殊需求，開發出了專門用于植物組培的“LED植物培育智能光控系統”。2010年，臺灣億光電子工業股份有限公司與中國農業科學院合作，開發出了直接采用市電驅動，并與T8或T5熒光燈管無縫對接的LED燈管，以替代目前在植物組培領域廣泛使用的熒光燈。

　　2.LED養殖照明應用現狀

　　現代養殖業普遍采用人工照明促進生產，尤其在規模化設施養殖場這種需求更加明顯。由于人工光源的顏色、強度、時長及間斷控制等都會對畜禽的行為習性、生理特性、生長發育等產生影響，最終會影響到畜禽的生產性能。因此，養殖業生產中的照明不僅要低能耗、壽命長，而且還應具備光環

　　境參數的可調控性能。目前，畜牧業養殖生產中的人工光源主要為白熾燈和節能熒光燈，這些光源的缺陷一方面是僅能為畜禽活動提供必需的可視光線，無法勝任對照明顏色、強度、時長及間斷控制的調控要求；另一方面，節能熒光燈還含有汞和其他一些有害物質，遺棄后會造成嚴重的環境污染，歐盟已對節能燈中所含有害物質提出了較嚴格的限制要求，實行誰生產誰負責的辦法。淘汰白熾燈和節能熒光燈已經成為必然趨勢，這就為LED在畜牧養殖上的應用提供了一個非常廣闊的空間。近年來，我國學者通過紅色、藍色和白色LED光源對家禽生產性能影響的研究，推出了智能化養雞LED光源系統，并在養雞場投入使用。2010年2月，在亞特蘭大國際家禽養殖設備展上，ONCE公司AGRISHIFT?推出了漸變式禽類養殖LED燈，采用定時器來實現對光周期的控制，比較簡易，但缺乏對光色、光強和光周期的實時控制，仍有待于進一步改進。