LED作为第四代新型半导体光源,其高光效、长寿命、体积小、响应快、环保及冷光源的特点奠定了在通用照明和农业照明等领域的广阔应用前景。单色LED光源比传统光源的色纯度更好、光谱更窄,更利于植物照明的研究。随着LED技术的发展,LED光效不断提高、成本不断降低,及其在智能控制方面相对于传统光源的优势,使其在设施农业中的应用具有光明的前景。本论文分析了植物对光照强度的衡量方式与传统光度学衡量方式的不同之处,针对现今植物光照特性研究的不足,采用两套LED光源控制系统,以模式植物拟南芥为研究材料,根据植物叶片中叶绿素α和b对可见光的吸收曲线设计了两组拟南芥生长实验。研究了拟南芥中叶绿素含量、根长、外观特性等参数在不同光照条件下的变化趋势。并在叶绿素α和b的吸收谱的基础上提出了有效光合光功率的概念,为未来开发高效、节能、环保的LED灯具提供科学依据。第一期拟南芥生长实验,采用电阻分压产生调光控制信号的方式对LED光源进行调光处理。选取主波长为450nm和655nm单色红蓝光LED光源和6500K荧光灯作为照明光源。将拟南芥播种到培养皿中后,在4℃下春化两天后放置在荧光灯光照环境和红蓝LED光源与荧光灯的混合光照环境下培养21d。结果表明两种类型光环境下拟南芥的萌发率没有差异均为0.94；在荧光灯光环境下生长的拟南芥的叶绿素含量约为在LED光照环境下的拟南芥叶绿素含量的一半,分别为0.15mg·g-1和0.32mg·g-1。在LED光照环境下,拟南芥的叶绿素含量随着红蓝光质比的增大而有微小降低,除此之外其莲座和根系长度也表现出明显的差异。在第一期实验基础之上,设计了第二期拟南芥生长实验。主要研究拟南芥生长的叶绿素含量、主根长度等方面在不同光照条件下的变化。本次实验采用RS485控制系统,可通过电脑上的用户端对LED光源进行智能调光。实验中选取主波长为445nm和638nm单色红蓝LED作为培养光源,观察了拟南芥在荧光灯或LED灯下的生长特性。结果显示：当光量子通量密度在64μmol·m-2·s-1附近时,荧光灯和LED灯下的叶绿素α+b平均含量分别为1.45mg·g-1和1.52mg·g-1,它们之间无明显差异；在LED光照环境下,叶绿素α、b的含量随红蓝光比例的增高有降低趋势；LED光照下的拟南芥主根长度比在荧光灯条件下约长20mm,且其侧根数量多于在荧光灯下的侧根数量。根据实测数据点所绘制的趋势曲线表明,在LED光照环境下,当光量子通量密度从14μmol·m-2·s-1到375μmol·m-2·s-1变化时,拟南芥根系长度在200μmol·m-2·s-1左右达到最高,并随着光量子通量密度增高而逐渐降低,而侧根的数量则随着光量子通量密度的增高而增高。在本论文中根据叶绿素α和b的吸收光谱提出了光合有效光功率系数(ψα、ψb)用以衡量光源输出光功率对叶绿素α和b光合作用的贡献程度。并比较了两次拟南芥生长实验中所用灯具的ψα、ψb与光通量之间的区别。该概念的提出对设计植物照明灯具及其控制系统据有参考意义,其推导方法对寻找植物光效能指标也具有参考意义。