21世紀(jì)，世界人口持續(xù)膨脹，在農(nóng)業(yè)資源短缺、環(huán)境污染、能源緊缺、氣候變化導(dǎo)致極端天氣災(zāi)害頻發(fā)的地球條件下維持提升大田露地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效生產(chǎn)功能，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)是一個世界性難題，潛力已經(jīng)十分有限。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)能萎縮與食物需求劇增間的矛盾逐年突出。設(shè)施農(nóng)業(yè)是替代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，解決上述問題的有效途徑。設(shè)施農(nóng)業(yè)可通過精準(zhǔn)管控農(nóng)業(yè)資源與能源投入，精確調(diào)控環(huán)境因素和生產(chǎn)要素，通過工程技術(shù)裝備大幅度提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量品質(zhì)。設(shè)施園藝已經(jīng)成為設(shè)施農(nóng)業(yè)以及農(nóng)業(yè)中的支柱產(chǎn)業(yè)，在蔬菜、花卉、食用菌等生產(chǎn)中占重要地位。

設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明（LED植物生長燈在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用）是半導(dǎo)體照明非視覺應(yīng)用的重要領(lǐng)域，是設(shè)施園藝工程學(xué)科的新興硏究分支，是農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明的最重要組成部分。LED的發(fā)明與技術(shù)進步成就了設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明以及農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明，徹底實現(xiàn)了設(shè)施農(nóng)業(yè)光環(huán)境的智能按需調(diào)控，徹底完成了設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全要素智能按需控制，具有里程碑式的意義。但是，設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)的多樣性和生物形態(tài)的復(fù)雜性使得設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明體系十分龐雜，其內(nèi)涵與外延極其豐富，需要深入了解農(nóng)業(yè)生物生理代謝過程的光環(huán)境響應(yīng)特性與生長發(fā)育調(diào)控機制，有針對性地研制出對應(yīng)的光環(huán)境調(diào)控策略及軟硬件產(chǎn)品。

俗話說，國以民為本，民以食為天(漢書酈食其傳)。古人云，洪范八政，食政為首。可見，農(nóng)業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位是不言而喻。根據(jù)聯(lián)合國預(yù)測，世界人口在21世紀(jì)將持續(xù)增長，2050年達到96億人，而到2100年可達110億人( Gerland等，2014)，而非2001年《 Nature》雜志刊文預(yù)測的84億人(Lutz等，2001)?？梢悦鞔_，遞增的人口將對糧食等農(nóng)產(chǎn)品、燃料、纖維、飼料類農(nóng)產(chǎn)品及功能化合物需求逐年增加，而土地等農(nóng)業(yè)資源卻在不斷減少，環(huán)境污染日益惡化，農(nóng)田土壤退化加速，氣候變化導(dǎo)致的極端天氣和自然災(zāi)害日趨頻繁，大田露地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的穩(wěn)定性降低，產(chǎn)能受自然條件的束縛很難持續(xù)增長，已逐漸無法滿足人類未來發(fā)展的生產(chǎn)和生活材料的迫切需求。如何保障糧食安全與農(nóng)產(chǎn)品的有效供應(yīng)已成為21世紀(jì)必須解決的重大現(xiàn)實問題。當(dāng)前，在人口膨脹、資源短缺、環(huán)境污染、能源緊缺、氣候變化導(dǎo)致災(zāi)害頻發(fā)的地球條件下如何持續(xù)提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)是一個世界性難題。

就我國而言，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)(大田露地生產(chǎn)系統(tǒng)和簡陋設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)）因抗自然災(zāi)害能力弱，人工調(diào)控生產(chǎn)要素的技術(shù)裝備水平低，產(chǎn)能呈不斷下降的趨勢，而人口增加對食物需求的增加，供給端與消費端間矛盾日益突出。

自2004年的促進農(nóng)民增收到如今的加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，中共中央、國務(wù)院每年的一號文件連續(xù)13年鎖定“三農(nóng)”主題(2004-2016)。黨的十八大提出、堅持走中國特色新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路，推動信息化和工業(yè)化深度融合、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化良性互動、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化相互協(xié)調(diào)，促進工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展。中央農(nóng)工作會議進一步強調(diào)，依靠改革創(chuàng)新推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。農(nóng)業(yè)科技是確保國家糧食安全的基礎(chǔ)支撐，是突破資源環(huán)境約束的必然選擇，是加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的決定力量。更加依靠農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的時代特征。

中共中央、國務(wù)院2013年《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進一步增強農(nóng)村發(fā)展活力的若干意見》，2014年《關(guān)于全面深化農(nóng)村改革加快推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的若干意見》，提出把飯碗牢牢端在自己手上，是治國理政必須長期堅持的基本方針。2015年中共中央、國務(wù)院一號文件《關(guān)于加大改革創(chuàng)新力度加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的若干意見》發(fā)布。發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)成為主題，核心是按照穩(wěn)糧增收、提質(zhì)增效、創(chuàng)新驅(qū)動的總要求，繼續(xù)全面深化農(nóng)村改革，全面推進農(nóng)村法治建設(shè)，推動新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展，努力在提高糧食生產(chǎn)能力上挖掘新潛力，在優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)上開辟新途徑，在轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式上尋求新突破。盡快從主要追求產(chǎn)量和依賴資源消耗的粗放經(jīng)營轉(zhuǎn)到數(shù)量質(zhì)量效益并重、注重提高競爭力、注重農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、注重可持續(xù)的集約發(fā)展上來，走產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展道路。

當(dāng)前，大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，保障糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品的有效供給已成為國家的長期發(fā)展戰(zhàn)略。2013年和2014年中共中央、國務(wù)院一號文件指出，加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，堅持用現(xiàn)代物質(zhì)條件裝備農(nóng)業(yè)，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造農(nóng)業(yè)，探索農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化之路。2015年7月的國務(wù)院常務(wù)會議上，李克強總理指出，要用工業(yè)理念發(fā)展農(nóng)業(yè)。要推進多種形式的適度規(guī)模經(jīng)營，培育新型經(jīng)營主體，引導(dǎo)農(nóng)民依法有序流轉(zhuǎn)承包地。應(yīng)大力發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，要規(guī)模效益。2016年中共中央、國務(wù)院一號文件題為《關(guān)于落實發(fā)展新理念加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，實現(xiàn)全面小康的若干意見》。總之，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展最根本的保障途徑是立足科技創(chuàng)新，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，甚至是周年生產(chǎn)。