随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料的开发应用，LED的发展取得了突破性进展，价格也大幅度下降，其应用于植物设施栽培的研究逐渐被各国学者关注。尤其是在超高亮度LED开发成功后，被广泛应用于植物生理或栽培领域的研究，如光形态发生、光合作用及叶绿素合成研究等。

　　1、应用于植物设施栽培的LED特征

　　光是植物生长发育的基本因素之一。光质对植物的生长、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达均有调控作用。通过光质调节，控制植株形态建成和生长发育是设施栽培领域的一项重要技术。

　　传统植物设施栽培中使用的光源一般是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯。这些光源是依据人眼对光的适应性所选择的，其光谱有很多不必要的波长，对植物生长的促进作用少。而LED作为第四代新型照明光源，具有节能环保、安全可靠、使用寿命长、响应时间短、体积小、重量轻、发热量少、易于分散或组合控制等许多不同于其他电光源的重要特点。

　　随着光电技术革新和生产成本下降，LED因具备以下卓越性能成为植物设施栽培领域的首选光源：（1）光谱性能好，可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱，其波谱宽度小于±30nm，波长正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合；（2）光能有效利用率可达80%～90%，并能对不同光质和发光强度实现单独控制；（3）作为冷光源，可以近距离地照射植物，大大提高空间的利用效率，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化；（4）LED耐冲击，不易破碎，不含汞，无污染，废弃物可回收利用，使用寿命是普通光源的数十倍，特强的耐用性也降低了运行成本。

　　由于这些显著的特征，LED十分适合应用于可控设施环境中的植物栽培，如植物组织培养、设施园艺和闭锁式植物工厂以及航天生态生保系统等。不过，由于目前LED的价格较高，在植物设施栽培领域的推广应用还需要有一个过程。但随着LED向高亮度、低价格的方向飞速发展，LED一定会在不久的将来广泛应用于植物设施栽培领域。

　　2、LED应用于植物组织培养

　　在植物组织培养中，光合光量子通量密度（PPFD：PhotosyntheticPhotonFluxDensity）、光照周期和光谱分布对植物的光合作用和形态建成起重要作用。植物组培主要依靠电光源，传统电光源对植物的生物能效极低、发热量大，光照用电约占整个电费成本的65％，是植物组织培养中最高的非人力成本之一。因此在植物组织培养中采用LED提供照明，调控光质和PPFD，不仅能够调控组培植物的生长发育和形态建成、缩短培养周期、提高品质，而且能够大大减少能耗，降低成本。

　　（1）红光（620～660nm）和远红光（710～740nm）LED对组培植物生长的影响

　　光谱中红光与远红光光通量的比值(R/FR)对植物形态建成、调节植株高度具有重要影响。R/FR比值已成为控制植株形态的一个重要评价参数。

　　Fujiwara等研究发现，LED光源中，红光LED和远红光LED光源比荧光灯更易影响组培苗的光形态建成和生长发育。Tanaka等研究发现红光LED促进兰花组培苗叶片生长但降低了叶绿素含量、茎和根的干重。Lian等研究表明：在单独红光LED照射下，百合离体培养鳞茎的生长指标和干物质积累较低，这与单独红光导致的低CO2同化作用有关。这一结果印证了Goins等将红光LED应用于小麦光合产量的研究结果。

　　然而，有关红光或远红光LED对组培植物生长影响的报道并不一致。Miyashita等研究发现随着红光LED的PPFD增加，马铃薯组培苗茎伸长，叶绿素含量也增加，但叶面积和干重没有显著差异。Nhut等的研究表明，在红光LED照射下，草莓组培苗叶片伸展、叶柄伸长、茎明显伸长，但叶绿素含量降低。Kim等研究认为，单独红光LED或红光LED＋远红光LED处理下，菊花组培苗茎过分伸长导致茎杆脆弱，其它重要生长指标也降低了，总体上不利于植物的正常生长发育。Hahn等发现了红光LED对毛地黄组培苗茎生长的抑制作用。这些现象被认为是单色红光导致光系统Ⅰ和Ⅱ可利用的光能量分布不平衡，因此抑制茎的生长。

　　此外，在研究PPFD均为45μmol/(m2·s)的不同光质LED对兰花原球茎小块照射处理的实验结果中，发现红光LED处理对从原球茎片段中诱导愈伤组织是最有效的。