地球上的絕大多數(shù)動物與植物的生長都離不開太陽光的照射，但在不同區(qū)域和不同時間，太陽光的供應是有限及有區(qū)別的，避開光照的周期，仍然有很多光照不足的情況，因而人工光源在動植物的生長中的補光應運而生。在LED技術之前，主要依靠高壓鈉燈、熒光燈等光源進行，然而這類傳統(tǒng)光源在光譜與能量上很不靈活，且由于動植物的多樣性，不同的物種對人工補光要求可能不同，使得人工補光的應用發(fā)展緩慢。

LED是近年來快速發(fā)展的照明技術。除了光效、壽命等方面較傳統(tǒng)光源具有很大優(yōu)勢外，LED在光譜空間、時間、及尺度空間等的巨大靈活性，造就了LED在動植物補光上巨大的應用前景。同時，近年來LED技術不斷完善，光效等不斷提高，價格快速下降，推動了LED用于農(nóng)業(yè)照明的實質(zhì)性進展。但由于農(nóng)業(yè)照明涉及面的復雜性，使得目前LED用于農(nóng)業(yè)照明總體上是處于不斷的試驗摸索階段，有很多理論問題與實踐問題尚未解決，本文試圖在這些方面進行一些片面的闡述。

1、農(nóng)業(yè)照明的多學科性

如果把植物照明與動物照明納入農(nóng)業(yè)照明范圍內(nèi)，則其所涉及的學科包括植物學、動物學、生物統(tǒng)計學、照明技術、控制技術等。前三者是生物學的領域，后兩者是照明技術的領域，學科跨度很寬，在這幾門學科中，照明技術是技術手段，而生物學領域的內(nèi)容是實驗過程與結果評判。

總體來說，生物學領域的知識是進行農(nóng)業(yè)照明的最重要部分，但目前農(nóng)業(yè)照明主要指的是采用LED的照明技術，而LED的高度靈活性，使得進行農(nóng)業(yè)照明過程中，作為主體的農(nóng)業(yè)或者生物領域的科學家，需要照明學家的高度配合，以實現(xiàn)各種動植物物種的最佳照明條件，同時照明學科在視覺領域的成功完善，也是農(nóng)業(yè)照明值得借鑒的。因此，農(nóng)業(yè)照明的學科與技術進步，需要農(nóng)業(yè)及生物領域的科學家與照明領域的科學家密切配合。

2、農(nóng)業(yè)照明的復雜性

作為一項與農(nóng)業(yè)相關的科學與技術，農(nóng)業(yè)照明繼承了農(nóng)業(yè)科學的復雜性特點，如前所述，其中包括兩個方面：農(nóng)業(yè)與照明。

前者研究的物種非常多，且每一個物種，影響的條件因素也非常多。如植物生長的幾個基本要素，陽光、空氣、水，除此之外，種子、土壤、周邊環(huán)境如溫度、濕度、氣候的變化等，也影響植物的生長。而動物方面，由于是活動的，包括的因素更多，即使所有這些條件一致，各個動植物個體的生長情況也可能有差異，這就決定了進行農(nóng)業(yè)照明研究時必須以生物統(tǒng)計學的方法進行研究。

另外在照明方面，也存在多個變數(shù)，包括照明的光譜、強度、時間與周期、光形式(穩(wěn)態(tài)還是脈沖)等。

以上兩個方面，決定了農(nóng)業(yè)照明的復雜性，盡管通過調(diào)控光的強度優(yōu)化動植物的生長，可以保持其他條件相同的情況下進行，但可能存在的各種條件的相互影響將使研究問題更加復雜化。

3、農(nóng)業(yè)照明的試驗難度

農(nóng)業(yè)照明的復雜性決定了農(nóng)業(yè)照明研究的試驗難度，體現(xiàn)在具體實驗上就是試驗的變數(shù)太多。盡管主要試驗光照的情況，通過研究不同的光照條件，如照射強度、光譜、照射時間、照射周期、照射方式等情況下動植物的生長情況，并期望固定其他農(nóng)業(yè)條件如溫度、濕度、空氣、水分、營養(yǎng)成分、種子等，但是這兩類因素可能相互影響。

因而在實際的實驗研究中，要考慮的試驗變化條件非常多，同時每個條件，出于生物統(tǒng)計學的考慮，也要具有一定的樣本。這就使得試驗條件多、樣本多，再加上每個試驗條件需要一定的生長時間，最后造成農(nóng)業(yè)照明研究的情況是：試驗樣本非常多、試驗時間跨度很長，農(nóng)業(yè)照明成為了費時、費力、費空間的研究。

評價指標的多樣性

照明學科中，視覺科學是研究光作用于人眼的科學，主要評價指標是視覺的清楚與舒適，牽著包含照度、亮度等指標，后者是眩光、頻閃等指標。進入到農(nóng)業(yè)照明，關注的指標則更加復雜，包括植物的生長、某些成分的含量等，進一步細化可以是植物的葉子面積、根莖、總高、顏色等，成分方面包括糖分、葉綠素等多個指標。實際上，除此之外還有很多其他的指標，如可以通過補光實現(xiàn)增加植物的生長，也可以反過來抑制某些東西的生長，這就會有另一類評價指標。

動物照明的評價指標同樣復雜多樣，如用于肉雞的生長補光照明，評價指標可以是雞的生長速度，也可以是肉質(zhì)，蛋白質(zhì)含量等，可以考慮雞的銷售觀感與死亡率等，甚至雞的啄羽情況等。

評價指標上的復雜性，更增加了農(nóng)業(yè)照明的研究難度。值得一提的是，由于采用多個照明條件，且不同的生長階段可能需要不同的補光情況，因而農(nóng)業(yè)照明常與控制技術結合，即通過控制技術，實現(xiàn)整個照明的完全控制。

結語

隨著LED技術的進步，性能的提高與價格的進一步下降，相信LED在農(nóng)業(yè)照明上會具有很大的應用前景，但需要通過科學的研究，完成照明優(yōu)化條件的探索，鑒于以上分析的農(nóng)業(yè)照明的難度，需要農(nóng)業(yè)科學家與照明科學家的密切配合完成。