Lo sviluppo di una pianta è un processo influenzato da fattori interni, come ad esempio l’orologio biologico e l’espressione genica, e da fattori esterni, tra cui la luce e la temperatura. 

La luce, è sicuramente il fattore ambientale più importante ed è percepita dalle piante mediante specifici fotorecettori. La pianta percepisce questi segnali e reagisce aumentando o diminuendo la produzione di ormoni.

Le piante mostrano risposte fisiologiche a lunghezze d’onda comprese tra 280 a 800 nm, questo intervallo di spettro  comprende la luce visibile ma anche le regioni UV-A e UV-B e l’infrarosso vicino invisibili all'occhio umano.

La luce blu e la luce rossa e quella UV sono in grado di attivare alcuni geni, tra cui quelli delle proteine degli apparati fotosintetici, del metabolismo dei flavonoidi e del trasporto di acqua attraverso il plasmalemma.

Alcuni semi non riescono a germinare al buio ma possono farlo dopo essere stati esposti ad una luce di bassa intensità anche per brevi periodi. La luce blu e quella rossa sono molto efficaci nella stimolazione della germinazione. La luce si suddivide nella luce nel rosso lontano, con una lunghezza d'onda di circa 730 nm, al confine con i limiti della percezione umana, e nella luce rossa normale, la cui lunghezza d'onda è di circa 660 nm. Si é notato come piante coltivate in sola luce rossa tendevano ad essere allungate mentre piante coltivate in sola luce blu rimangono più spesse e compatte.

Le lunghezze d'onda della luce rossa hanno un picco di utilizzo di circa 660-670 nm per la Clorofilla A e di circa 635-645 nm per la Clorofilla B. La luce Blu oltre che per la fotosintesi come quella rossa  serve per regolare correttamente il processo di crescita e di fioritura. Ecco perchè nei pannelli led per la coltura indoor i led sono principalmente rossi e blu. In rapporto variabile ma solitamente si compone un pannello con 75/80% di led rossi e 20/25% di led blu. Alcuni pannelli completano lo spettro con piccole percentuali di led verdi, gialli, bianco (caldo) e led IR.

Un esempio molto commercializzato di pannello led è composto da: 34led red 620-660nm, 6led blue 420-430nm, 5led 450-460nm, 1led orange 610nm, 3led warm white 3500K, 1led IR. Il costo per un pannello come questo di 30x30cm con 50leds (150watt) è di circa 100$

Lunghezze d'onda nello spettro della luce:

200-280nm - la gamma ultravioletti è dannosa per le piante .

280-315nm - luce ultravioletta nociva che scolorisce la pianta

315-380nm - Gamma di luce ultravioletta non utilizzata per la crescita delle piante .

400nm - primo spettro di luce visibile. Comincia processo di assorbimento clorofilla

400-520nm - E' la gamma che comprende luce viola, blu e verde. Favorisce l'assorbimento della clorofilla e influenza la fotosintesi (quindi la crescita vegetativa)

520-610nm - Questa gamma comprende il verde , giallo e arancione bande ed è meno assorbita da pigmenti .

720nm - Questa è la gamma rossa. Favorisce assorbimento clorofilla e influenza in maniaera significativa la fotosintesi (germinazione e fioritura)

720-1000nm - quasi infrarosso (calore). Anche se di poco questa fascia contribuisce all'assorbimento della clorofilla e influenza la fioritura e la germinazione.

Riassumendo: la fotosintesi clorofilliana ha bisogno principalmente di un fascio luminoso composto da temperature tra 350-480nm e i 650-700nm. É proprio per questo motivo che le lampade growled hanno colorazioni principalmente sul rosso e sul blu.

Temperatura del colore (espressa in Kelvin)

1500k - Luce di candela

2500k - lampada a incandescenza/tungsteno

3000k - Alba/tramonto

5500k - Sole di mezzogiorno

6500k - Cielo coperto/nuvoloso

8000k - Cielo con foschia

10000k - Cielo azzurro

Per chi volesse approfondire consiglio la lettura del libro "LED Penultima frontiera - PilloLED per Acquariofili Intraprendenti" 

In tabella lo spettro completo e le relative lunghezze d'onda:  

Blue: 430-460nm, Orange: 610-630nm, Red: 630-660nm