저자: 야민 리, 허우청 류 외 (남중국농업대학교 원예학과)

기사 출처: Greenhouse Horticulture

시설형 원예 시설의 종류는 크게 비닐하우스, 태양열 온실, 다중 스팬 온실, 식물 공장 등으로 나뉩니다. 이러한 시설 건물들은 자연광을 어느 정도 차단하기 때문에 실내 조도가 부족하여 작물 수확량과 품질이 저하됩니다. 따라서 시설 내 고품질 고수확 작물 재배를 위해서는 보조 조명이 필수적이지만, 이는 시설 내 에너지 소비와 운영 비용 증가의 주요 원인이기도 합니다.

오랫동안 시설원예 분야에서 주로 사용되어 온 인공 조명은 고압 나트륨 램프, 형광등, 메탈 할로겐 램프, 백열등 등이었습니다. 이러한 조명들은 높은 발열량, 높은 에너지 소비량, 그리고 높은 운영비용이라는 두드러진 단점을 가지고 있었습니다. 차세대 발광 다이오드(LED)의 개발로 시설원예 분야에서 저에너지 인공 조명을 사용할 수 있게 되었습니다. LED는 높은 광전 변환 효율, 직류 전원, 소형 크기, 긴 수명, 낮은 에너지 소비량, 고정된 파장, 낮은 열 방출, 그리고 환경 친화성이라는 장점을 지니고 있습니다. 현재 일반적으로 사용되는 고압 나트륨 램프와 형광등과 비교했을 때, LED는 식물 생장에 필요한 빛의 양과 질(각 대역의 빛의 비율)을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 차가운 빛을 이용하여 식물에 근접한 거리까지 빛을 비출 수 있습니다. 따라서 재배층 수와 공간 활용률을 높일 수 있으며, 기존 조명으로는 불가능했던 에너지 절약, 환경 보호, 공간 효율성 등의 기능을 실현할 수 있습니다.

이러한 장점을 바탕으로 LED는 시설 원예 조명, 제어 환경 기초 연구, 식물 조직 배양, 식물 공장 묘목 및 항공우주 생태계 등 다양한 분야에서 성공적으로 활용되어 왔습니다. 최근 LED 식물 재배 조명의 성능이 향상되고 가격이 하락하는 한편, 특정 파장을 사용하는 다양한 제품들이 점차 개발되고 있어 농업 및 생물학 분야에서의 적용 범위가 더욱 확대될 전망입니다.

본 논문은 시설원예 분야에서 LED 연구 현황을 요약하고, 광생물학적 기초에 대한 LED 보조 조명의 적용, 식물의 광형성, 영양 품질 및 노화 지연 효과에 대한 LED 생장 조명의 영향, 조명 조성 및 적용에 초점을 맞추어 LED 보조 조명 기술의 현재 문제점과 전망을 분석하고 제시한다.

LED 보조 조명이 원예 작물의 생장에 미치는 영향

빛이 식물의 생장 및 발달에 미치는 조절 효과에는 종자 발아, 줄기 신장, 잎과 뿌리 발달, 굴광성, 엽록소 합성 및 분해, 개화 유도 등이 포함됩니다. 재배 시설의 조명 환경 요소에는 광도, 광주기, 스펙트럼 분포 등이 있으며, 이러한 요소들은 기상 조건에 구애받지 않고 인공 조명을 통해 조절할 수 있습니다.

현재 식물에는 적어도 세 가지 유형의 광수용체가 존재합니다. 피토크롬(적색광 및 원적외선 흡수), 크립토크롬(청색광 및 근자외선 흡수), 그리고 UV-A와 UV-B 수용체가 그것입니다. 특정 파장의 광원을 작물에 조사하면 식물의 광합성 효율을 향상시키고, 광형태발생을 촉진하며, 식물의 생장과 발달을 증진시킬 수 있습니다. 기존에는 적색광(610~720nm)과 청자색광(400~510nm)이 식물의 광합성에 이용되었습니다. LED 기술을 이용하면 단색광(예: 660nm 피크의 적색광, 450nm 피크의 청색광 등)을 엽록소의 가장 강한 흡수 대역에 맞춰 조사할 수 있으며, 스펙트럼 범위는 ±20nm에 불과합니다.

현재 적황색 빛은 식물 발달을 크게 촉진하고, 건조물 축적, 구근, 괴경, 잎뿌리 등의 식물 기관 형성을 촉진하며, 개화 및 결실 시기를 앞당기고, 식물 색깔을 더욱 선명하게 하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 청색과 보라색 빛은 식물 잎의 굴광성을 조절하고, 기공 개폐 및 엽록체 이동을 촉진하며, 줄기 신장을 억제하고, 식물 전체의 길이 증가를 막고, 개화를 지연시키며, 영양 기관의 성장을 촉진합니다. 적색과 청색 LED를 조합하면 두 가지 색상 중 하나만 사용할 때 부족한 빛을 보완하고 작물의 광합성 및 형태에 적합한 스펙트럼 흡수 피크를 형성하여 광에너지 이용률을 80~90%까지 높일 수 있으며, 에너지 절약 효과도 뛰어납니다.

시설원예에서 LED 보조 조명을 사용하면 생산량을 크게 늘릴 수 있습니다. 연구 결과에 따르면 300 μmol/(m²·s) LED 스트립과 LED 튜브를 12시간(8:00~20:00) 동안 보조 조명으로 사용했을 때 방울토마토의 열매 수, 총 생산량, 개당 무게가 유의미하게 증가했습니다. LED 스트립을 보조 조명으로 사용했을 때는 각각 42.67%, 66.89%, 16.97% 증가했고, LED 튜브를 보조 조명으로 사용했을 때는 각각 48.91%, 94.86%, 30.86% 증가했습니다. 전체 생육 기간 동안 LED 생장 조명 기구의 LED 보조 조명(적색광과 청색광 비율 3:2, 광도 300 μmol/(m²·s))을 사용하면 치화와 가지의 개별 열매 품질과 단위 면적당 수확량을 크게 향상시킬 수 있습니다. 치쿠취안은 5.3%와 15.6%, 가지는 7.6%와 7.8% 증가했다. LED 조명의 품질, 강도 및 생육 기간 전체에 걸친 지속 시간을 통해 식물 생장 주기를 단축하고, 농산물의 상품성, 영양 품질 및 형태적 가치를 향상시켜 고효율, 에너지 절약 및 지능형 시설 원예 작물 생산을 실현할 수 있다.

채소 모종 재배에 LED 보조 조명을 적용하는 것

LED 광원을 이용한 식물 형태 및 생장 발달 조절은 온실 재배 분야에서 중요한 기술입니다. 고등 식물은 피토크롬, 크립토크롬, 광수용체와 같은 광수용체 시스템을 통해 빛 신호를 감지하고 수용하며, 세포 내 신호 전달 물질을 통해 식물 조직과 기관의 형태 변화를 조절합니다. 광형태발생이란 식물이 빛을 이용하여 세포 분화, 구조적 및 기능적 변화, 조직 및 기관 형성을 조절하는 것을 의미하며, 여기에는 종자 발아, 정단 우세 촉진, 측아 생장 억제, 줄기 신장, 굴성 등이 포함됩니다.

시설농업에서 채소 모종 재배는 중요한 부분입니다. 지속적인 강우는 시설 내 일조량을 부족하게 만들고 모종의 키가 커지는 현상을 유발하여 채소의 생장, 꽃눈 분화, 과실 발달에 악영향을 미치고 궁극적으로 수확량과 품질 저하로 이어집니다. 생산 과정에서는 지베렐린, 옥신, 파클로부트라졸, 클로르메콰트 등의 식물생장조절제를 사용하여 모종의 생장을 조절합니다. 그러나 식물생장조절제를 부적절하게 사용하면 채소 재배 환경과 시설 내 환경을 오염시키고 인체 건강에도 악영향을 미칠 수 있습니다.

LED 보조광은 보조광으로서 여러 가지 고유한 장점을 가지고 있으며, 묘목 육성에 활용하기에 실현 가능한 방법이다. 저조도 조건[0~35 μmol/(m²·s)]에서 LED 보조광[25±5 μmol/(m²·s)]을 조사한 결과, 녹색광은 오이 묘목의 신장과 생장을 촉진하는 반면, 적색광과 청색광은 묘목의 생장을 억제하는 것으로 나타났다. 자연 저조도 조건과 비교했을 때, 적색광과 청색광을 보충한 묘목의 강한 묘목 지수는 각각 151.26%와 237.98% 증가했다. 단색광 조건과 비교했을 때, 적색광과 청색광 성분을 포함하는 복합 보조광을 처리한 묘목의 강한 묘목 지수는 304.46% 증가했다.

오이 묘목에 적색광을 추가하면 본잎 수, 잎 면적, 식물 높이, 줄기 직경, 건중량 및 생중량, 묘목 강건 지수, 뿌리 활력, SOD 활성 및 가용성 단백질 함량이 증가합니다. UV-B를 추가하면 오이 묘목 잎의 엽록소 a, 엽록소 b 및 카로티노이드 함량이 증가합니다. 자연광과 비교하여 적색 및 청색 LED 광을 추가하면 토마토 묘목의 잎 면적, 건조물 품질 및 묘목 강건 지수가 크게 증가합니다. LED 적색광과 녹색광을 추가하면 토마토 묘목의 높이와 줄기 굵기가 크게 증가합니다. LED 녹색광 추가 처리는 오이와 토마토 묘목의 바이오매스를 크게 증가시키며, 묘목의 생중량과 건중량은 녹색광 추가 광량이 증가함에 따라 증가하고, 토마토 묘목의 줄기 굵기와 묘목 강건 지수 또한 녹색광 추가 광량이 증가함에 따라 증가합니다. LED 적색광과 청색광의 조합은 가지의 줄기 굵기, 잎 면적, 전체 식물 건중량, 뿌리 대 줄기 비율, 그리고 묘목의 강건성을 향상시킬 수 있습니다. 백색광과 비교했을 때, LED 적색광은 양배추 묘목의 바이오매스를 증가시키고, 양배추 묘목의 신장 생장과 잎의 확장을 촉진합니다. LED 청색광은 양배추 묘목의 굵은 생장, 건물 축적, 그리고 강건성을 촉진하고, 양배추 묘목의 왜소화를 유도합니다. 위의 결과는 광 조절 기술을 이용하여 재배한 채소 묘목의 이점이 매우 뚜렷함을 보여줍니다.

LED 보조 조명이 과일과 채소의 영양 품질에 미치는 영향

과일과 채소에 함유된 단백질, 당류, 유기산, 비타민은 인체 건강에 유익한 영양소입니다. 빛의 질은 비타민 C 합성 및 분해 효소의 활성을 조절하여 식물의 비타민 C 함량에 영향을 미칠 수 있으며, 원예 작물의 단백질 대사와 탄수화물 축적에도 영향을 줄 수 있습니다. 적색광은 탄수화물 축적을 촉진하고, 청색광은 단백질 생성에 도움이 되며, 적색광과 청색광을 함께 사용하면 단색광만 사용할 때보다 식물의 영양가를 훨씬 높일 수 있습니다.

적색 또는 청색 LED 조명을 추가하면 상추의 질산염 함량을 줄일 수 있고, 청색 또는 녹색 LED 조명을 추가하면 상추의 가용성 당 축적을 촉진할 수 있으며, 적외선 LED 조명을 추가하면 상추의 비타민 C 축적에 도움이 됩니다. 연구 결과, 청색광을 추가하면 토마토의 비타민 C 함량과 가용성 단백질 함량이 향상되고, 적색광 및 적색-청색 복합광은 토마토 열매의 당과 산 함량을 증가시키며, 적색-청색 복합광 조건에서 당/산 비율이 가장 높게 나타났습니다. 또한, 적색-청색 복합광은 오이 열매의 비타민 C 함량을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다.

과일과 채소에 함유된 페놀, 플라보노이드, 안토시아닌 등의 물질은 과일과 채소의 색, 맛, 상품 가치에 중요한 영향을 미칠 뿐만 아니라 천연 항산화 작용을 통해 인체 내 활성산소를 효과적으로 억제하거나 제거할 수 있습니다.

LED 청색광을 보조광으로 사용하면 가지 껍질의 안토시아닌 함량이 73.6%까지 크게 증가할 수 있으며, LED 적색광과 적색광 및 청색광의 조합을 사용하면 플라보노이드와 총 페놀 함량이 증가합니다. 청색광은 토마토 열매의 리코펜, 플라보노이드, 안토시아닌 축적을 촉진합니다. 적색광과 청색광의 조합은 안토시아닌 생성을 어느 정도 촉진하지만 플라보노이드 합성은 억제합니다. 백색광 처리와 비교했을 때, 적색광 처리는 상추 새순의 안토시아닌 함량을 크게 증가시키지만, 청색광 처리에서는 안토시아닌 함량이 가장 낮았습니다. 녹색 잎, 자주색 잎, 붉은 잎 상추의 총 페놀 함량은 백색광, 적색-청색광 조합, 청색광 처리에서 높았지만, 적색광 처리에서 가장 낮았습니다. LED 자외선이나 주황색광을 보조광으로 사용하면 상추 잎의 페놀 화합물 함량이 증가하고, 녹색광을 보조광으로 사용하면 안토시아닌 함량이 증가합니다. 따라서 LED 생장등의 사용은 시설 원예 재배에서 과일과 채소의 영양 품질을 조절하는 효과적인 방법입니다.

LED 보조 조명이 식물의 노화 방지에 미치는 영향

식물 노화 과정에서 엽록소 분해, 급격한 단백질 손실, RNA 가수분해는 주로 잎 노화로 나타납니다. 엽록체는 외부 광 환경 변화에 매우 민감하며, 특히 광질에 큰 영향을 받습니다. 적색광, 청색광, 그리고 적색-청색 혼합광은 엽록체 형태 형성에 도움이 되고, 청색광은 엽록체 내 녹말 입자 축적을 촉진하는 반면, 적색광과 원적외선은 엽록체 발달에 부정적인 영향을 미칩니다. 청색광과 적색-청색 혼합광은 오이 묘목 잎의 엽록소 합성을 촉진하고, 적색-청색광 혼합광은 후기 잎 엽록소 함량 감소를 지연시키는 효과가 있습니다. 이러한 효과는 적색광 비율이 낮아지고 청색광 비율이 높아질수록 더욱 뚜렷해집니다. LED 적색-청색 혼합광 처리 시 오이 묘목 잎의 엽록소 함량은 형광등 대조군 및 단색 적색광과 청색광 처리 시보다 유의하게 높았습니다. LED 청색광은 우타차이와 녹색 마늘 묘목의 엽록소 a/b 값을 크게 증가시킬 수 있습니다.

노화 과정에서는 사이토키닌(CTK), 옥신(IAA), 앱시식산(ABA) 함량 변화 및 다양한 효소 활성 변화가 나타납니다. 식물 호르몬 함량은 빛 환경의 영향을 쉽게 받으며, 빛의 질에 따라 식물 호르몬 조절 효과가 달라지고, 빛 신호 전달 경로의 초기 단계에는 사이토키닌이 관여합니다.

CTK는 잎 세포의 확장을 촉진하고 잎의 광합성을 증진시키는 동시에 리보뉴클레아제, 디옥시리보뉴클레아제 및 프로테아제의 활성을 억제하고 핵산, 단백질 및 엽록소의 분해를 지연시켜 잎의 노화를 현저하게 지연시킵니다. 빛과 CTK 매개 발달 조절 사이에는 상호작용이 있으며, 빛은 내생 사이토키닌 수준의 증가를 자극할 수 있습니다. 식물 조직이 노화 상태에 이르면 내생 사이토키닌 함량이 감소합니다.

IAA는 주로 왕성하게 성장하는 부위에 집중되어 있으며, 노화된 조직이나 기관에는 함량이 매우 적습니다. 보라색 빛은 인돌아세트산 산화효소의 활성을 증가시키며, IAA 수치가 낮으면 식물의 신장과 성장을 저해할 수 있습니다.

ABA는 주로 노화된 잎 조직, 성숙한 열매, 씨앗, 줄기, 뿌리 및 기타 부위에서 생성됩니다. 오이와 양배추의 ABA 함량은 적색광과 청색광의 조합 조사 시 백색광과 청색광 조사 시보다 낮습니다.

과산화효소(POD), 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD), 아스코르브산 과산화효소(APX), 카탈라제(CAT)는 식물에서 중요한 광 관련 보호 효소입니다. 식물이 노화됨에 따라 이러한 효소의 활성은 급격히 감소합니다.

빛의 종류에 따라 식물 항산화 효소 활성에 상당한 영향을 미칩니다. 적색광 처리 9일 후, 유채 묘목의 APX 활성은 유의하게 증가한 반면, POD 활성은 감소했습니다. 토마토의 경우, 적색광과 청색광 처리 15일 후 POD 활성은 백색광 처리 시보다 각각 20.9%와 11.7% 높았습니다. 녹색광 처리 20일 후 토마토의 POD 활성은 백색광 처리 시의 55.4%로 가장 낮았습니다. 청색광을 4시간 추가 조사하면 오이 묘목 잎의 가용성 단백질 함량, POD, SOD, APX 및 CAT 효소 활성이 유의하게 증가합니다. 또한, SOD와 APX 활성은 광 조사 시간이 길어짐에 따라 점차 감소합니다. 청색광과 적색광 조건에서 SOD와 APX 활성은 천천히 감소하지만 백색광 조건보다 항상 높습니다. 적색광 조사는 토마토 잎의 퍼옥시다아제 및 IAA 퍼옥시다아제 활성과 가지 잎의 IAA 퍼옥시다아제 활성을 현저히 감소시켰지만, 가지 잎의 퍼옥시다아제 활성은 현저히 증가시켰다. 따라서 적절한 LED 보조광 전략을 채택하면 시설 재배 원예작물의 노화를 효과적으로 지연시키고 수확량과 품질을 향상시킬 수 있다.

LED 조명 공식의 구성 및 적용

식물의 생장과 발달은 빛의 질과 다양한 구성 비율에 의해 크게 영향을 받습니다. 빛의 조건은 주로 빛의 질 비율, 광도, 광 조사 시간 등의 여러 요소로 구성됩니다. 식물마다 빛에 대한 요구량이 다르고 생장 및 발달 단계도 다르기 때문에 재배 작물에 가장 적합한 빛의 질, 광도, 광 조사 시간의 조합을 찾아야 합니다.

 ◆광 스펙트럼 비율

백색광이나 적색광, 청색광 단일광과 비교했을 때, LED 적색광과 청색광의 조합은 오이와 양배추 묘목의 생장 및 발달에 있어 종합적인 이점을 제공합니다.

적색광과 청색광의 비율이 8:2일 때, 식물의 줄기 굵기, 높이, 건중량, 생중량, 묘목 생육 지수 등이 현저하게 증가하며, 엽록체 기질과 기저막 형성 및 동화물질 생성에도 도움이 된다.

붉은 콩나물 재배에 적색, 녹색, 청색광을 조합하여 사용하는 것은 건물 축적에 도움이 되며, 특히 녹색광은 콩나물의 건물 축적을 촉진한다. 적색, 녹색, 청색광의 비율이 6:2:1일 때 생장이 가장 뚜렷하게 나타난다. 콩나물 묘목의 자엽 신장 효과는 적색과 청색광의 비율이 8:1일 때 가장 좋았고, 6:3일 때는 자엽 신장이 현저히 억제되었지만 수용성 단백질 함량은 가장 높았다.

수세미 묘목의 경우 적색광과 청색광의 비율이 8:1일 때 묘목의 생육 지수와 가용성 당 함량이 가장 높았다. 적색광과 청색광의 비율이 6:3인 광질을 사용했을 때는 수세미 묘목의 엽록소 a 함량, 엽록소 a/b 비율, 가용성 단백질 함량이 가장 높았다.

셀러리에 적색광과 청색광을 3:1 비율로 비추면 셀러리의 키, 잎자루 길이, 잎 수, 건조물 품질, 비타민 C 함량, 가용성 단백질 함량, 가용성 당 함량 증가에 효과적입니다. 토마토 재배에서는 LED 청색광의 비율을 높이면 리코펜, 유리 아미노산, 플라보노이드 생성이 촉진되고, 적색광의 비율을 높이면 적정산 생성이 촉진됩니다. 상추 잎에 적색광과 청색광을 8:1 비율로 비추면 카로티노이드 축적에 도움이 되고, 질산염 함량을 효과적으로 감소시키고 비타민 C 함량을 증가시킵니다.

 ◆빛의 강도

약한 빛에서 자라는 식물은 강한 빛에서 자라는 식물보다 광저해에 더 취약하다. 토마토 묘목의 순 광합성률은 광도 증가에 따라 증가하며[50, 150, 200, 300, 450, 550μmol/(m²·s)], 처음에는 증가하다가 감소하는 경향을 보이며 300μmol/(m²·s)에서 최대값을 나타냈다. 상추의 경우, 식물 높이, 잎 면적, 수분 함량 및 비타민 C 함량은 150μmol/(m²·s) 광도 처리에서 유의하게 증가했다. 200μmol/(m²·s) 광도 처리에서는 생중량, 총중량 및 유리 아미노산 함량이 유의하게 증가했으며, 300μmol/(m²·s) 광도 처리에서는 잎 면적, 수분 함량, 엽록소 a, 엽록소 a+b 및 카로티노이드 함량이 모두 감소했다. 암조건과 비교했을 때, LED 생장광 강도가 증가함에 따라[3, 9, 15 μmol/(m²·s)], 검은콩나물의 엽록소 a, 엽록소 b, 엽록소 a+b 함량이 유의하게 증가했다. 비타민 C 함량은 3 μmol/(m²·s)에서 가장 높았고, 가용성 단백질, 가용성 당, 자당 함량은 9 μmol/(m²·s)에서 가장 높았다. 동일한 온도 조건에서, 광 강도가 증가함에 따라[(2~2.5) lx×10³ lx, (4~4.5) lx×10³ lx, (6~6.5) lx×10³ lx], 고추 모종의 발아 기간은 단축되었고, 가용성 당 함량은 증가했지만, 엽록소 a와 카로티노이드 함량은 점차 감소했다.

 ◆빛의 시간

광 조사 시간을 적절히 연장하면 광량 부족으로 인한 저조 스트레스를 어느 정도 완화하고, 원예 작물의 광합성 산물 축적을 촉진하여 수확량 증대 및 품질 향상 효과를 얻을 수 있습니다. 새싹의 비타민 C 함량은 광 조사 시간(0, 4, 8, 12, 16, 20시간/일)이 길어짐에 따라 점차 증가하는 경향을 보인 반면, 유리 아미노산 함량, SOD 및 CAT 활성은 모두 감소하는 경향을 보였습니다. 광 조사 시간이 길어짐에 따라(12, 15, 18시간) 배추 식물의 생중량은 유의하게 증가했습니다. 배추 잎과 줄기의 비타민 C 함량은 각각 15시간과 12시간에서 가장 높았습니다. 배추 잎의 가용성 단백질 함량은 점차 감소했지만, 줄기에서는 15시간 이후 가장 높았습니다. 배추 잎의 가용성 당 함량은 점차 증가했으며, 줄기에서는 12시간에서 가장 높았습니다. 적색광과 청색광의 비율이 1:2일 때, 12시간 광 조사와 비교하여 20시간 광 처리는 양상추의 총 페놀 및 플라보노이드 상대 함량을 감소시켰지만, 적색광과 청색광의 비율이 2:1일 때는 20시간 광 처리가 양상추의 총 페놀 및 플라보노이드 상대 함량을 유의하게 증가시켰다.

위에서 살펴본 바와 같이, 서로 다른 광 조성은 작물 종류에 따라 광합성, 광형태형성, 탄소 및 질소 대사에 각기 다른 영향을 미칩니다. 최적의 광 조성, 광원 배치 및 지능형 제어 전략을 수립하기 위해서는 작물 종류를 출발점으로 삼고, 원예 작물의 상품적 요구, 생산 목표, 생산 요소 등을 고려하여 적절히 조정해야 합니다. 이를 통해 에너지 절약 조건에서 고품질 고수확 원예 작물을 생산하고 광환경을 지능적으로 제어하는 ​​목표를 달성할 수 있습니다.

기존 문제점 및 전망

LED 생장등의 가장 큰 장점은 다양한 식물의 광합성 특성, 형태, 품질 및 수확량에 따라 요구되는 광량 스펙트럼을 지능적으로 조절할 수 있다는 점입니다. 작물의 종류와 동일 작물이라도 생육 단계에 따라 필요한 광질, 광도, 광주기가 모두 다르기 때문에 방대한 광량 공식 데이터베이스를 구축하기 위한 광량 공식 연구 개발 및 개선이 필수적입니다. 전문 조명 연구 개발과 결합하여 농업 분야에서 LED 보조 조명의 활용도를 극대화함으로써 에너지 절약, 생산 효율 향상 및 경제적 이익 증대를 이룰 수 있습니다. 시설 원예 분야에서 LED 생장등의 활용은 활발하게 진행되고 있지만, LED 조명 장비의 가격이 비교적 높고 초기 투자 비용이 많이 듭니다. 또한, 다양한 환경 조건에서 작물별 보조 조명 요구량이 명확하지 않고, 보조 조명 스펙트럼, 부적절한 광도 및 광주기는 생장등 산업 적용에 여러 가지 문제를 야기합니다.

하지만 기술의 발전과 LED 재배등의 생산 비용 절감으로 LED 보조 조명은 시설 원예 분야에서 더욱 널리 사용될 것입니다. 동시에 LED 보조 조명 기술 시스템의 발전과 신에너지와의 결합은 시설 농업, 가정 농업, 도시 농업, 우주 농업의 빠른 발전을 가능하게 하여 특수 환경에서의 원예 작물 수요를 충족시킬 것입니다.