Растения адаптированы только к спектру излучения, который им удается получить согласно их расположению в экологической нише. Вместе с тем спектр излучения Солнца (основного источника фотосинтеза) меняется в зависимости от географической широты, времени года и даже дня, поэтому не следует воспринимать солнечный свет как универсальный для всего многообразия растений [1].
Учитывая климатическую зону расположения, в сельском хозяйстве Казахстана все возрастающую роль играет искусственное освещение растений, которое используется для получения в холодное время года свежих высококачественных овощей. Правильно спроектированное искусственное освещение позволяет выращивать растения в закрытом грунте при любой окружающей обстановке [2].
Дополнительное электрическое освещение — обычно самый легкий и наименее дорогостоящий способ обеспечить достаточное количество света растениям, которые недополучают необходимого естественного освещения. Управление фотосинтезом — наиболее эффективный путь воздействия на продуктивность и урожайность растений.
В настоящее время в большинстве тепличных осветительных систем используются адаптированные для растениеводства натриевые лампы высокого давления — так называемые аграрные натриевые лампы. Однако у этих ламп только треть затраченной энергии преобразуется в излучение, эффективное для фотосинтеза, а это означает, что вырабатывается также много лишнего тепла. В пересчете на всю продуктивную площадь теплицы величина потребления электроэнергии лампами выливается в огромное значение, существенно влияющее на рост себестоимости продукции. Сравнение спектров солнечного излучения (рис. 1), спектра натриевой лампы (рис. 2) и относительной спектральной кривой фотосинтеза растений (рис. 3) показывает, что растениями используется только часть солнечного спектра, и тем более спектра натриевых ламп [3].
Как видно, для нормального роста и развития растений задействуется в основном красная часть спектра с максимумом 660 нм и синяя с максимумом 445 нм [4]. Таким образом, большая часть энергии спектра в зелено-желтой области спектра не используется. Поэтому с энергетической точки зрения было бы более выгодным для целей освещения использовать источники света с узким спектральным диапазоном. В частности, такими параметрами обладают выпускаемые промышленностью светодиоды. Их спектры излучения показаны на рисунке 4.