Обеспечение оптимального спектрального состава создаваемого потока оптического излучения (ОИ) является важнейшей задачей при выращивании растений в светокультуре, поскольку ее экономические показатели непосредственно зависят от соответствия спектрального состава излучения требуемым значениям [1].
Спектральный состав излучения оказывает глубокое воздействие на рост, развитие и физиологию растений, влияя 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 современных технологиях растениеводства, т. к. возможность изменения спектра излучения позволяет целенаправленно управлять ростом и развитием растений, их пищевой ценностью. В то время как частные реакции растений по отношению к отдельным спектральным воздействиям иногда могут быть предсказаны на основании опубликованных исследований, общую реакцию растений, выражаемую в показателях их роста и развития, как правило, трудно прогнозировать из-за сложного заимодействия многих частных реакций [2].
В различных исследованиях использовались светодиоды для выращивания овощей, в том числе томата (Solanum Esculentum) и огурца (Cucumis Sativus).
В зависимости от спектра излучения были обнаружены положительные физиологические, морфологические эффекты, выявлено повышенное содержание питательных веществ.
Влияние спектра существенным образом зависит от вида растения. Саженцы томатов под светодиодными модулями с дополнительным зеленым излучением 520 нм не вытягивались, но площадь листьев, сырая масса и содержание сухого вещества, особенно корневой системы, были небольшими. Исследования показали положительный эффект от дополнительного освещения зеленым светом на рост и развитие саженцев огурца.
Были проведены многочисленные эксперименты для оценки действия синих светодиодов, дополнительных к натриевым лампам, а также в сочетании с красными светодиодами в различных соотношениях на рост и развитие растений томатов, огурцов и перца в теплицах или климатических камерах.