编者按：
光照在农业生产中扮演着举足轻重的角色,它不仅是作物生长的能量源泉,还直接影响作物的产量与品质。生物光照技术作为光照农业技术的核心,无疑是农业新质生产力的典型代表。近年来,随着LED等高效光源技术的快速发展,光照农业的应用前景更加广阔。当现代农业光照技术与物联网、大数据及人工智能等高效融合,并在多领域得到应用时,将为农业生产带来更多深刻的变革。 日前，农民日报刊发题为《“一束光”如何照亮农业生产？》的文章，介绍了农业照明在全国各地现代化农业发展中的成功案例和成果经验。我们将陆续整理刊发。
生物光照技术还有哪些农业应用场景
“育种是一个复杂且漫长的过程,育种本身是科学的,同时也是一种艺术。”记者在杨凌中心见到该中心负责人吴纯仁时,深耕育种行业数十载的他动容地说道。
在智慧农业发展过程中,生物光照作为智慧农业技术落地的重要硬件载体,正在智慧育种等领域不断拓展新的应用。在智能温控系统营造的环境中,玉米打破传统,从每年种植1代到四季可见,一年种植5代的“育种加速度”背后,藏着我国种业科技革命的密码。
“传统育种就像‘靠天吃饭’,而现在我们构建了数字化智能化的‘第二自然’。”在国内种业行业内首个大规模无极调光自动化温室,吴纯仁指着传感器介绍道。各类传感器像小触手般感知收集作物生长环境的光强、温湿度等环境信息,结合作物生长状态监测数据,大数据分析精准模拟作物在最佳生长状态下的环境参数组合,精准调控光温水肥。
当正午阳光炽烈时,自动补光灯收敛光芒;阴雨天气则增强补光强度,升级的新一代补光系统较传统LED节能近三分之一。经过光谱优化的灯光设计,既避免了工作人员视觉疲劳,又为不同育种阶段的作物提供定制专属的光配方。在这里,育种得以向数字化、智能化转变,缩短育种周期,加速新品种的培育与推广,为商业化生物育种高效运作提供了坚实保障。
育种的过程离不开光照的调控,而从遗传角度改良光合效率是光照育种的另一巧妙角度。“通过生物育种技术对作物光合相关基因的优化,提高作物对光能的利用效率,不仅能够增加作物产量,还能改善农产品的营养成分、口感等品质指标,生产出更符合市场需求的优质农产品,提升我国农产品在国际市场的竞争力。”吴纯仁介绍。
在关中平原中部的杨凌,LED补光灯持续为玉米生长加速;而相隔两千公里之外,海南湿热的椰林深处,另一场与光有关的农业探索正在进行,各类经济作物也因独特的生长习性与对光照的特殊需求,与光照调控技术产生紧密联系。
说起香草兰,人们不免陌生,但提起香草味冰激凌,大家便会恍然大悟,香草味就是从香草兰中提取出来的。虽说用途广泛,但天然的香草兰产量并不足以满足市场需求。香草兰喜阴,我国普遍采用设施荫棚种植方式,设置遮阴网,避免阳光长时间直射。“海南东部地区冬季有较长时间的阴雨天,而在光照不足的阴雨天,遮阴网依然会遮掉55%～75%的光照,这就可能影响香草兰植株的生长发育,在棚内加设补光灯成为调节光照的最优解。”中国热带农业科学研究院香料饮料研究所(以下简称“香饮所”)香草兰研究中心主任赵青云介绍说。“我们翻阅国内外文献,以期获得一些香草兰种植与光照条件关系的线索与灵感,但相较于其他常见经济作物,国际上针对香草兰种植光照的研究近乎空白。如今香饮所深入探寻香草兰在不同生长阶段对不同波长光的需求规律,是走在前列的业内创新。”赵青云坦言。
山西农业大学的教授们介绍，不同生物物种对于光线的感知存在显著差异,家禽的感光能力比人类更为敏锐,人工照明是现代畜禽养殖业环境控制的重要手段之一。非笼养蛋鸡养殖采用的是暖白光光谱,加入更多的红光,能够降低啄癖等不良行为。具有宽光谱的灯更接近太阳光谱,可以最大程度地提升家禽视野,有助于提高产蛋率和蛋壳质量。此外，在‘南鱼北养’的创新养殖模式中,光照调控也在保障鱼类健康生长、优化养殖效果发挥了关键作用。从畜禽到水产,光照在促进动物生长、调控繁殖周期、提升产品质量等方面颇有成效。
（综合整理自农民日报记者钟欣 庞博）