Практическая необходимость в повышении эффективности производства продукции растениеводства требует создания энергоэффективных агротехнологий с минимальным негативным воздействием на окружающую среду (Свентицкий, 2009). Одними из наиболее энергоемких являются технологии, связанные с использованием оптического излучения (ОИ), в частности светокультура, то есть выращивание растений при искусственном облучении. Светокультура является характерным примером искусственной биоэнергетической системы (ИБЭС), представляющей собой совокупность энергетических средств и биологических объектов и созданной с целью получения хозяйственного эффекта (Ракутько, 2009). В светокультуре достаточно существенные затраты энергии связаны с обеспечением условий для фотосинтеза, интенсивность которого определяет рост и развитие растений (Клешнин, 1954). Значительная доля энергетических потерь в данном процессе связана с низкой степенью преобразования энергии потока ОИ в сухое вещество тканей растения.
Спектральный состав излучения в области фотосинтетически активной радиации (ФАР) оказывает сильное воздействие на рост, развитие и физиологию растений, влияет на фоторецепторы (фито-, криптохромы и фототропины), которые изменяют экспрессию большого числа генов.
Изменения спектра вызывают морфогенетические и фотосинтетические реакции, которые различаются у разных видов растений. Такие фотореакции имеют практическое значение в светокультуре, так как возможность изменения спектра излучения позволяет целенаправленно управлять ростом и развитием растений, а также их пищевой ценностью. В то время как частные реакции растений на отдельные спектральные воздействия часто могут быть предсказаны на основании опубликованных исследований, их общую реакцию, выраженную в показателях роста и развития, как правило, трудно прогнозировать изза сложного взаимодействия многих частных реакций (Mortensen, 1987).
Контроль спектрального состава создаваемого потока оптического излучения является актуальной задачей для светокультуры (Ракутько, 2008).