Autor: Yamin Li a Houcheng Liu atd. z Vysoké školy zahradnictví Jihočínské zemědělské univerzity

Zdroj článku: Skleníkové zahradnictví

Mezi typy zahradnických zařízení patří zejména plastové skleníky, solární skleníky, vícerozměrové skleníky a rostlinné továrny. Protože budovy zařízení do určité míry blokují přirozené zdroje světla, je uvnitř nedostatek světla, což následně snižuje výnosy a kvalitu plodin. Doplňkové osvětlení proto hraje nepostradatelnou roli pro vysoce kvalitní a výnosné plodiny zařízení, ale stalo se také hlavním faktorem zvyšujícím spotřebu energie a provozní náklady v zařízení.

Po dlouhou dobu se v oblasti zahradnictví používaly především vysokotlaké sodíkové výbojky, zářivky, halogenové výbojky, žárovky atd. Mezi hlavní nevýhody patří vysoká produkce tepla, vysoká spotřeba energie a vysoké provozní náklady. Vývoj nové generace světelných diod (LED) umožňuje použití nízkoenergetických umělých zdrojů světla v oblasti zahradnictví. LED má výhody vysoké účinnosti fotoelektrické konverze, stejnosměrného napájení, malého objemu, dlouhé životnosti, nízké spotřeby energie, pevné vlnové délky, nízkého tepelného záření a ochrany životního prostředí. Ve srovnání s vysokotlakými sodíkovými výbojkami a zářivkami běžně používanými v současnosti dokáží LED nejen upravovat množství a kvalitu světla (poměr různých světelných pásem) podle potřeb růstu rostlin, ale díky svému studenému světlu mohou ozařovat rostliny na krátkou vzdálenost. Tím lze zlepšit počet vrstev pěstování a míru využití prostoru a dosáhnout funkcí úspory energie, ochrany životního prostředí a efektivního využití prostoru, které nelze nahradit tradičními světelnými zdroji.

Díky těmto výhodám se LED osvětlení úspěšně používá v zahradnických zařízeních, základním výzkumu řízeného prostředí, tkáňových kulturách rostlin, sazenicích rostlinných továren a v leteckém ekosystému. V posledních letech se výkon LED pěstebního osvětlení zlepšuje, cena klesá a postupně se vyvíjejí všechny druhy produktů se specifickými vlnovými délkami, takže jeho uplatnění v oblasti zemědělství a biologie se bude rozšiřovat.

Tento článek shrnuje stav výzkumu LED v oblasti zahradnictví, zaměřuje se na aplikaci doplňkového LED osvětlení v základech světelné biologie, vliv LED pěstebních světel na tvorbu světla u rostlin, nutriční kvalitu a vliv zpomalení stárnutí, konstrukci a aplikaci světelného vzorce a analyzuje a vyhlídky současných problémů a perspektiv technologie doplňkového LED osvětlení.

Vliv doplňkového LED osvětlení na růst zahradnických plodin

Regulační účinky světla na růst a vývoj rostlin zahrnují klíčení semen, prodlužování stonku, vývoj listů a kořenů, fototropismus, syntézu a rozklad chlorofylu a indukci květenství. Mezi prvky světelného prostředí v zařízení patří intenzita světla, světelný cyklus a spektrální rozložení. Tyto prvky lze upravovat doplňkem umělého světla bez omezení povětrnostními podmínkami.

V současné době existují v rostlinách nejméně tři typy fotoreceptorů: fytochrom (absorbující červené a daleké červené světlo), kryptochrom (absorbující modré světlo a blízké ultrafialové světlo) a UV-A a UV-B. Použití světelného zdroje se specifickou vlnovou délkou k ozáření plodin může zlepšit fotosyntetickou účinnost rostlin, urychlit morfogenezi světla a podpořit růst a vývoj rostlin. Červenooranžové světlo (610 ~ 720 nm) a modrofialové světlo (400 ~ 510 nm) se používají při fotosyntéze rostlin. Pomocí LED technologie lze vyzařovat monochromatické světlo (například červené světlo s vrcholem 660 nm, modré světlo s vrcholem 450 nm atd.) v souladu s nejsilnějším absorpčním pásem chlorofylu a šířka spektrální domény je pouze ± 20 nm.

V současné době se předpokládá, že červenooranžové světlo výrazně urychluje vývoj rostlin, podporuje hromadění sušiny, tvorbu cibulí, hlíz, listových cibulí a dalších rostlinných orgánů, způsobuje, že rostliny dříve kvetou a plodí, a hraje hlavní roli ve zvýraznění barvy rostlin. Modré a fialové světlo může řídit fototropismus listů rostlin, podporovat otevírání průduchů a pohyb chloroplastů, inhibovat prodlužování stonku, zabránit prodlužování rostlin, zpozdit kvetení rostlin a podpořit růst vegetativních orgánů. Kombinace červených a modrých LED diod může kompenzovat nedostatečné světlo jedné barvy ze dvou a vytvořit spektrální absorpční vrchol, který je v podstatě v souladu s fotosyntézou a morfologií plodiny. Míra využití světelné energie může dosáhnout 80 % až 90 % a energeticky úsporný efekt je významný.

Vybavení zahradnických zařízení doplňkovým LED osvětlením může dosáhnout velmi významného zvýšení produkce. Studie ukázaly, že počet plodů, celkový výnos a hmotnost každého cherry rajčátka při doplňkovém osvětlení 300 μmol/(m²·s) LED pásků a LED trubic po dobu 12 hodin (8:00-20:00) se výrazně zvýšily. Doplňkové světlo LED pásku se zvýšilo o 42,67 %, 66,89 % a 16,97 % a doplňkové světlo LED trubice se zvýšilo o 48,91 %, 94,86 % a 30,86 %. Doplňkové LED světlo pěstebního svítidla po celou dobu růstu [poměr červeného a modrého světla je 3:2 a intenzita světla je 300 μmol/(m²·s)] může výrazně zvýšit kvalitu jednotlivých plodů a výnos na jednotku plochy chimónie a lilku. Výnosy Chikuquanu se zvýšily o 5,3 % a 15,6 % a lilku o 7,6 % a 7,8 %. Díky kvalitě LED světla, jeho intenzitě a délce trvání celého vegetačního období lze zkrátit růstový cyklus rostlin, zlepšit komerční výnos, nutriční kvalitu a morfologickou hodnotu zemědělských produktů a dosáhnout vysoce účinné, energeticky úsporné a inteligentní produkce zahradnických plodin.

Aplikace doplňkového LED osvětlení při pěstování sazenic zeleniny

Regulace morfologie, růstu a vývoje rostlin pomocí LED světelného zdroje je důležitou technologií v oblasti pěstování ve sklenících. Vyšší rostliny mohou vnímat a přijímat světelné signály prostřednictvím fotoreceptorových systémů, jako jsou fytochromy, kryptochromy a fotoreceptory, a provádět morfologické změny prostřednictvím intracelulárních poslů k regulaci rostlinných tkání a orgánů. Fotomorfogeneze znamená, že rostliny se spoléhají na světlo k řízení buněčné diferenciace, strukturálních a funkčních změn, jakož i k tvorbě tkání a orgánů, včetně vlivu na klíčení některých semen, podpory apikální dominance, inhibice růstu bočních pupenů, prodlužování stonku a tropismu.

Pěstování sazenic zeleniny je důležitou součástí zemědělské výroby. Neustálé deštivé počasí způsobuje nedostatek světla v zařízení a sazenice jsou náchylné k prodlužování, což ovlivňuje růst zeleniny, diferenciaci květních poupat a vývoj plodů a v konečném důsledku ovlivňuje jejich výnos a kvalitu. Při pěstování se k regulaci růstu sazenic používají některé regulátory růstu rostlin, jako je giberelin, auxin, paklobutrazol a chlormekvat. Nerozumné používání regulátorů růstu rostlin však může snadno znečistit životní prostředí zeleniny a zařízení, což je nepříznivé pro lidské zdraví.

Doplňkové LED osvětlení má mnoho jedinečných výhod a je proveditelným způsobem, jak jej využít k pěstování sazenic. V experimentu s doplňkovým LED osvětlením [25±5 μmol/(m²·s)] provedeném za podmínek slabého osvětlení [0~35 μmol/(m²·s)] bylo zjištěno, že zelené světlo podporuje prodlužování a růst sazenic okurek. Červené a modré světlo brzdí růst sazenic. Ve srovnání s přirozeným slabým světlem se index silných sazenic sazenic doplněných červeným a modrým světlem zvýšil o 151,26 %, respektive o 237,98 %. Ve srovnání s kvalitou monochromatického světla se index silných sazenic, které obsahují červenou a modrou složku, při ošetření doplňkovým světlem složeným ze dvou složek zvýšil o 304,46 %.

Přidání červeného světla k sazenicím okurek může zvýšit počet pravých listů, plochu listů, výšku rostliny, průměr stonku, kvalitu suché a čerstvé hmoty, silný index sazenic, vitalitu kořenů, aktivitu SOD a obsah rozpustných bílkovin u sazenic okurek. Doplnění UV-B záření může zvýšit obsah chlorofylu a, chlorofylu b a karotenoidů v listech sazenic okurek. Ve srovnání s přirozeným světlem může doplnění červeného a modrého LED světla výrazně zvýšit plochu listů, kvalitu sušiny a silný index sazenic sazenic rajčat. Doplnění červeného a zeleného LED světla výrazně zvyšuje výšku a tloušťku stonku sazenic rajčat. Doplňkové ošetření zeleným LED světlem může výrazně zvýšit biomasu sazenic okurek a rajčat a čerstvá a suchá hmotnost sazenic se zvyšuje se zvyšující se intenzitou doplňkového zeleného světla, zatímco tlustý stonek a silný index sazenic sazenic rajčat následují po doplňkovém světle zelené světlo. Zvýšení síly se zvyšuje. Kombinace červeného a modrého LED světla může zvýšit tloušťku stonku, plochu listů, suchou hmotnost celé rostliny, poměr kořenů k výhonkům a silný index sazenic lilku. Ve srovnání s bílým světlem může červené LED světlo zvýšit biomasu sazenic zelí a podpořit prodlužování růstu a rozšiřování listů sazenic zelí. Modré LED světlo podporuje hustý růst, akumulaci sušiny a silný index sazenic zelí a způsobuje, že sazenice zelí zakrsnou. Výše ​​uvedené výsledky ukazují, že výhody sazenic zeleniny pěstovaných s technologií regulace světla jsou velmi zřejmé.

Vliv doplňkového LED osvětlení na nutriční kvalitu ovoce a zeleniny

Bílkoviny, cukry, organické kyseliny a vitamíny obsažené v ovoci a zelenině jsou nutriční látky prospěšné pro lidské zdraví. Kvalita světla může ovlivnit obsah VC v rostlinách regulací aktivity enzymů pro syntézu a rozklad VC a může regulovat metabolismus bílkovin a akumulaci sacharidů v zahradnických rostlinách. Červené světlo podporuje akumulaci sacharidů, ošetření modrým světlem je prospěšné pro tvorbu bílkovin, zatímco kombinace červeného a modrého světla může výrazně zlepšit nutriční kvalitu rostlin ve srovnání s monochromatickým světlem.

Přidání červeného nebo modrého LED světla může snížit obsah dusičnanů v hlávkovém salátu, přidání modrého nebo zeleného LED světla může podpořit akumulaci rozpustného cukru v hlávkovém salátu a přidání infračerveného LED světla přispívá k akumulaci VC v hlávkovém salátu. Výsledky ukázaly, že doplněk modrého světla může zlepšit obsah VC a obsah rozpustných bílkovin v rajčatech; kombinované červené světlo a červenomodré světlo může podpořit obsah cukru a kyselin v plodech rajčat a poměr cukru k kyselinám byl nejvyšší při kombinovaném červenomodrém světle; kombinované červenomodré světlo může zlepšit obsah VC v plodech okurky.

Fenoly, flavonoidy, antokyany a další látky v ovoci a zelenině mají nejen důležitý vliv na barvu, chuť a komoditní hodnotu ovoce a zeleniny, ale mají také přirozenou antioxidační aktivitu a mohou účinně inhibovat nebo odstraňovat volné radikály v lidském těle.

Použití modrého LED světla jako doplněk světla může výrazně zvýšit obsah antokyanů ve slupce lilku o 73,6 %, zatímco použití červeného LED světla a kombinace červeného a modrého světla může zvýšit obsah flavonoidů a celkových fenolů. Modré světlo může podporovat akumulaci lykopenu, flavonoidů a antokyanů v plodech rajčat. Kombinace červeného a modrého světla do určité míry podporuje produkci antokyanů, ale inhibuje syntézu flavonoidů. Ve srovnání s ošetřením bílým světlem může ošetření červeným světlem výrazně zvýšit obsah antokyanů v kelímcích salátu, ale ošetření modrým světlem má nejnižší obsah antokyanů. Celkový obsah fenolů v zelených, fialových a červených listech salátu byl vyšší při ošetření bílým světlem, kombinovaným červeno-modrým světlem a modrým světlem, ale nejnižší při ošetření červeným světlem. Doplnění ultrafialového LED světla nebo oranžového světla může zvýšit obsah fenolických sloučenin v listech salátu, zatímco doplnění zeleného světla může zvýšit obsah antokyanů. Použití LED pěstebních světel je proto účinným způsobem, jak regulovat nutriční kvalitu ovoce a zeleniny v zahradnických zařízeních.

Vliv doplňkového LED osvětlení na stárnutí rostlin

Degradace chlorofylu, rychlá ztráta proteinů a hydrolýza RNA během stárnutí rostlin se projevují hlavně jako stárnutí listů. Chloroplasty jsou velmi citlivé na změny vnějšího světelného prostředí, zejména na jejich kvalitu. Červené světlo, modré světlo a kombinované červeno-modré světlo přispívají k morfogenezi chloroplastů, modré světlo přispívá k akumulaci škrobových zrn v chloroplastech a červené světlo a daleké červené světlo mají negativní vliv na vývoj chloroplastů. Kombinace modrého světla a červeného a modrého světla může podpořit syntézu chlorofylu v listech sazenic okurek a kombinace červeného a modrého světla může také zpozdit útlum obsahu chlorofylu v listech v pozdější fázi. Tento efekt je zřetelnější se snížením poměru červeného světla a zvýšením poměru modrého světla. Obsah chlorofylu v listech sazenic okurek při ošetření kombinovaným červeným a modrým LED světlem byl výrazně vyšší než při ošetření fluorescenčním světlem a monochromatickým červeným a modrým světlem. Modré LED světlo může významně zvýšit hodnotu chlorofylu a/b u sazenic česneku Wutacai a zeleného česneku.

Během stárnutí dochází k měnícím se hladinám cytokininů (CTK), auxinu (IAA), kyseliny abscisové (ABA) a řadě změn v aktivitě enzymů. Obsah rostlinných hormonů je snadno ovlivněn světelným prostředím. Různé kvality světla mají na rostlinné hormony různé regulační účinky a počáteční kroky dráhy přenosu světelného signálu zahrnují cytokininy.

CTK podporuje expanzi listových buněk, zvyšuje fotosyntézu listů a zároveň inhibuje aktivitu ribonukleázy, deoxyribonukleázy a proteázy. Zpomaluje degradaci nukleových kyselin, proteinů a chlorofylu, takže může významně oddálit stárnutí listů. Existuje interakce mezi světlem a regulací vývoje zprostředkovanou CTK a světlo může stimulovat zvýšení hladin endogenních cytokininů. Když jsou rostlinné tkáně ve stavu stárnutí, jejich obsah endogenních cytokininů klesá.

IAA se koncentruje hlavně v částech rostlin s bujným růstem a ve stárnoucích tkáních nebo orgánech je jí jen velmi málo. Fialové světlo může zvýšit aktivitu indolové kyseliny octové oxidázy a nízké hladiny IAA mohou inhibovat prodlužování a růst rostlin.

ABA se tvoří hlavně ve stárnoucí pletivě listů, zralých plodech, semenech, stoncích, kořenech a dalších částech. Obsah ABA v okurce a zelí je při kombinaci červeného a modrého světla nižší než v bílém a modrém světle.

Peroxidáza (POD), superoxiddismutáza (SOD), askorbátperoxidáza (APX) a kataláza (CAT) jsou důležitější ochranné enzymy v rostlinách související se světlem. S věkem rostlin aktivita těchto enzymů rapidně klesá.

Různé kvality světla mají významný vliv na aktivitu antioxidačních enzymů rostlin. Po 9 dnech ozáření červeným světlem se aktivita APX u sazenic řepky významně zvýšila a aktivita POD se snížila. Aktivita POD u rajčat byla po 15 dnech červeného a modrého světla o 20,9 % vyšší než u bílého světla o 11,7 %. Po 20 dnech ozáření zeleným světlem byla aktivita POD u rajčat nejnižší, pouze 55,4 % bílého světla. Doplnění 4hodinového modrého světla může významně zvýšit obsah rozpustných bílkovin a aktivitu enzymů POD, SOD, APX a CAT v listech okurky ve stádiu sazenic. Kromě toho aktivita SOD a APX postupně klesá s prodlužováním světla. Aktivita SOD a APX pod modrým a červeným světlem klesá pomalu, ale vždy je vyšší než pod bílým světlem. Ozáření červeným světlem významně snížilo aktivitu peroxidázy a IAA peroxidázy v listech rajčat a IAA peroxidázy v listech lilku, ale způsobilo významné zvýšení aktivity peroxidázy v listech lilku. Proto může přijetí rozumné strategie doplňkového LED osvětlení účinně oddálit stárnutí zahradnických plodin a zlepšit výnos a kvalitu.

Konstrukce a použití LED světelného vzorce

Růst a vývoj rostlin jsou významně ovlivněny kvalitou světla a jeho různými poměry ve složení. Světelný vzorec zahrnuje především několik prvků, jako je poměr kvality světla, intenzita světla a doba trvání osvětlení. Vzhledem k tomu, že různé rostliny mají různé požadavky na světlo a různé fáze růstu a vývoje, je pro pěstované plodiny nutná nejlepší kombinace kvality světla, intenzity světla a doby doplňování světla.

 ◆Poměr světelného spektra

Ve srovnání s bílým světlem a jednotlivým červeným a modrým světlem má kombinace červeného a modrého světla LED komplexní výhodu pro růst a vývoj sazenic okurek a zelí.

Pokud je poměr červeného a modrého světla 8:2, výrazně se zvýší tloušťka stonku rostliny, výška rostliny, suchá hmotnost rostliny, čerstvá hmotnost, index silné sazenice atd., což je také prospěšné pro tvorbu chloroplastové matrix a bazálních lamel a pro výstup asimilačních látek.

Použití kombinace červené, zelené a modré barvy pro klíčky červených fazolí je prospěšné pro akumulaci sušiny a zelené světlo může podpořit akumulaci sušiny v klíčcích červených fazolí. Růst je nejzřetelnější, když je poměr červeného, ​​zeleného a modrého světla 6:2:1. Efekt prodloužení hypokotylu sazenic zeleninových klíčků červených fazolí byl nejlepší při poměru červeného a modrého světla 8:1 a prodloužení hypokotylu klíčků červených fazolí bylo zjevně inhibováno při poměru červeného a modrého světla 6:3, ale obsah rozpustných bílkovin byl nejvyšší.

Pokud je poměr červeného a modrého světla 8:1 u sazenic lufy, je index silné sazenice a obsah rozpustných cukrů v sazenicích lufy nejvyšší. Při použití světla s poměrem červeného a modrého světla 6:3 byl obsah chlorofylu a, poměr chlorofylu a/b a obsah rozpustných bílkovin v sazenicích lufy nejvyšší.

Při použití poměru 3:1 červeného a modrého světla k celeru může účinně podpořit zvýšení výšky rostliny celeru, délky řapíku, počtu listů, kvality sušiny, obsahu VC, obsahu rozpustných bílkovin a obsahu rozpustných cukrů. Při pěstování rajčat podporuje zvýšení podílu modrého světla LED tvorbu lykopenu, volných aminokyselin a flavonoidů a zvýšení podílu červeného světla podporuje tvorbu titrovatelných kyselin. Pokud je poměr červeného a modrého světla k listům salátu 8:1, je to prospěšné pro akumulaci karotenoidů a účinně snižuje obsah dusičnanů a zvyšuje obsah VC.

 ◆Intenzita světla

Rostliny rostoucí za slabého světla jsou náchylnější k fotoinhibici než za silného světla. Čistá rychlost fotosyntézy sazenic rajčat se zvyšuje se zvyšující se intenzitou světla [50, 150, 200, 300, 450, 550 μmol/(m²·s)], přičemž vykazuje trend nejprve růstu a poté poklesu, přičemž při 300 μmol/(m²·s) dosahuje maxima. Výška rostliny, plocha listů, obsah vody a obsah VC u salátu se významně zvýšily při ošetření intenzitou světla 150 μmol/(m²·s). Při ošetření intenzitou světla 200 μmol/(m²·s) se významně zvýšila čerstvá hmotnost, celková hmotnost a obsah volných aminokyselin, zatímco při ošetření intenzitou světla 300 μmol/(m²·s) se snížila plocha listů, obsah vody, chlorofylu a, chlorofylu a+b a karotenoidů u salátu. Ve srovnání se tmou se se zvyšující se intenzitou LED pěstebního světla [3, 9, 15 μmol/(m²·s)] významně zvýšil obsah chlorofylu a, chlorofylu b a chlorofylu a+b v klíčcích černých fazolí. Obsah VC je nejvyšší při 3 μmol/(m²·s) a obsah rozpustných bílkovin, rozpustných cukrů a sacharózy je nejvyšší při 9 μmol/(m²·s). Za stejných teplotních podmínek se se zvyšující se intenzitou světla [(2~2,5)lx×10³ lx, (4~4,5)lx×10³ lx, (6~6,5)lx×10³ lx] zkrátila doba sazenic paprik, zvýšil se obsah rozpustného cukru, ale obsah chlorofylu a a karotenoidů se postupně snížil.

 ◆Světelný čas

Správné prodloužení doby osvětlení může do určité míry zmírnit stres z nedostatku světla způsobený nedostatečnou intenzitou světla, napomoci akumulaci fotosyntetických produktů zahradnických plodin a dosáhnout efektu zvýšení výnosu a zlepšení kvality. Obsah VC v klíčcích vykazoval postupně rostoucí trend s prodlužováním doby osvětlení (0, 4, 8, 12, 16, 20 h/den), zatímco obsah volných aminokyselin, aktivita SOD a CAT vykazovaly klesající trend. S prodlužováním doby osvětlení (12, 15, 18 h) se výrazně zvýšila čerstvá hmotnost rostlin čínského zelí. Obsah VC v listech a stoncích čínského zelí byl nejvyšší po 15, respektive 12 hodinách. Obsah rozpustných bílkovin v listech čínského zelí postupně klesal, ale ve stoncích byl nejvyšší po 15 hodinách. Obsah rozpustných cukrů v listech čínského zelí se postupně zvyšoval, zatímco ve stoncích byl nejvyšší po 12 hodinách. Pokud je poměr červeného a modrého světla 1:2, ve srovnání s 12hodinovým světelným ošetřením, 20hodinové ošetření světlem snižuje relativní obsah celkových fenolů a flavonoidů v zelenolistém salátu, ale pokud je poměr červeného a modrého světla 2:1, 20hodinové ošetření světlem významně zvyšuje relativní obsah celkových fenolů a flavonoidů v zelenolistém salátu.

Z výše uvedeného je patrné, že různé světelné vzorce mají u různých druhů plodin různý vliv na fotosyntézu, fotomorfogenezi a metabolismus uhlíku a dusíku. Získání nejlepšího světelného vzorce, konfigurace světelného zdroje a formulace inteligentních strategií řízení vyžaduje jako výchozí bod rostlinný druh a je třeba provést vhodné úpravy podle komoditních potřeb zahradnických plodin, produkčních cílů, produkčních faktorů atd., aby se dosáhlo cíle inteligentního řízení světelného prostředí a vysoce kvalitních a výnosných zahradnických plodin za energeticky úsporných podmínek.

Stávající problémy a perspektivy

Významnou výhodou LED pěstebních světel je, že mohou provádět inteligentní kombinace úprav podle spektra požadavků na fotosyntetické charakteristiky, morfologii, kvalitu a výnos různých rostlin. Různé druhy plodin a různá období růstu téže plodiny mají různé požadavky na kvalitu světla, intenzitu světla a fotoperiodu. To vyžaduje další rozvoj a zdokonalování výzkumu světelných vzorců s cílem vytvořit rozsáhlou databázi světelných vzorců. V kombinaci s výzkumem a vývojem profesionálních lamp lze dosáhnout maximální hodnoty doplňkového LED osvětlení v zemědělských aplikacích, aby se lépe šetřila energie, zlepšila efektivita výroby a dosáhly se ekonomických výhod. Aplikace LED pěstebních světel v zahradnictví prokázala silnou vitalitu, ale cena LED osvětlovacích zařízení je relativně vysoká a jednorázová investice je velká. Požadavky na doplňkové osvětlení různých plodin za různých podmínek prostředí nejsou jasné, spektrum doplňkového světla a nepřiměřená intenzita a doba pěstebního světla nevyhnutelně způsobí různé problémy v aplikaci pěstebního osvětlení.

S pokrokem a zdokonalováním technologií a snižováním výrobních nákladů na LED pěstební osvětlení se však doplňkové LED osvětlení bude v zahradnictví používat stále častěji. Zároveň vývoj a pokrok v technologii doplňkového LED osvětlení a kombinace nových energií umožní rychlý rozvoj zemědělských podniků, rodinného zemědělství, městského zemědělství a kosmického zemědělství, aby se uspokojila poptávka lidí po zahradnických plodinách ve specifických prostředích.