随着社会发展,资源不断消耗,人类越来越需要新的作物种植技术来改善目前的农业生产。人工环境下的植物种植(室内种植)作为一种新兴的种植技术,引起了人们的关注。室内种植采用高量子效率的光源如LED,在室内如大楼,地下室封闭或半封地种植作物。这样作物可以快速度并且高质量地生产,节约土地、运输等资源。但是作物生长过程是高度复杂的,在LED光下的室内种植作物的生产能力极限还没有清楚的被研究过,并且室内种植的一个巨大挑战就是照明的能源耗消耗太大,能源的经济性有待研究。本文将从能量转换和能源利用的角度出发讨论大规模室内种植的可行性。　　本文研究室内种植最优化情况下作物产量,以及经济性,为未来的室内种植技术提供参考。根据光合作用的原理,以单个光量子在光合作用过程中每一步的效能为出发点,分析从LED产生光子开始,直到到达叶片,同化碳原子的量子效率,分析整个室内种植的最优产量和能源消耗。本文避免了复杂的作物生长细节,通过单叶片的作物光合作用模型,结合作物群落的生长模式,计算出了不同光强下室内种植的最优产量曲线。由于室内种植不同于室外的一点是作物的生长参数可以非常精确地控制,本文假设作物叶面积指数和消光系数可以随意调节。在这个情况下,本文给出了LED光源下作物最优产量公式,并且利用该公式计算了不同类型作物的产出和生产成本。另外本文也推导出了室内种植最优的经济效益公式,在给定参数的情况下进行了计算,并对结果进行了一定的分析。