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1、LED作为植物光合作用补充照明的研究 传统人工光源产生太多热量，如采用LED补充照明和水培系统，空气能够被循环使用，过多的热量和水份可以被移除，电能能够被高效地转变为有效光合辐射，最终转化为植物物质。研究表明：采用LED照明，生菜的生长速率、光合速率都提高20%以上，将LED用于植物工厂是可行的。
研究发现，与荧光灯相比，混合波长的LED光源能够显著促进菠菜、萝卜和生菜的生长发育，提高形态指标；能够使甜菜生物积累量最大，毛根中甜菜素积累最显著，并在毛根中产生最高的糖分和淀粉积累。
与金属卤化灯相比，生长在符合波长LED下的胡椒、紫苏植株，其茎、叶的解剖学形态发生显著的变化，并且随着光密度提高，植株的光合速率提高。复合波长的LED可引起万寿菊和鼠尾草两种植物的气孔数目增多。
2、LED作为植物光周期、光形态建成的诱导照明
特定波长的LED可影响植物的开花时间、品质和花期持续时间。某些波长的LED能够提高植物的花芽数和开花数；某些波长的LED能够降低成花反应，调控了花梗长度和花期，有利于切花生产和上市。由此可见通过LED调控可以调控植物的开花和随后的生长。
3、 LED应用于航天生态生保系统的研究
建立受控生态生保系统(Controlled Ecological Life Support System,CELSS)是解决长期载人航天生命保障问题的根本途径，高等植物的栽培是CELSS的重要元件，其关键之一光照。
基于空间环境的特殊要求，空间高等植物栽培中使用的光源必须具有发光效率高、输出的光波适合于植物光合作用和形态建成、体积小、重量轻、寿命长、高安全可靠性记录和无环境污染等特点。与冷白荧光灯、高压钠灯和金属卤素灯等其它光源相比较，LED更能有效地将光能转化成光合有效辐射；此外,它具有寿命长、体积小、重量轻和呈固态等特点，因此，近年来在地面和空间植物栽培中倍受重视。研究表明LED照明系统能提供光谱能量分布均匀的照明，其电能转换为植物所需光的效率超过金卤灯的520倍。