光照,這本是作物生長(zhǎng)最尋常的能量源泉,如今正被科技賦予全新的使命。當(dāng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)將光照技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能深度融合,光已不再是被動(dòng)接受的自然饋贈(zèng),而成為可編程的語言、能解譯的編碼、可度量的養(yǎng)分。
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在陜西楊凌,這場(chǎng)關(guān)于“光”的農(nóng)業(yè)革命正在上演:番茄在LED燈光下精準(zhǔn)生長(zhǎng),組培苗在定制光譜中舒展枝葉,玉米借助光控技術(shù)實(shí)現(xiàn)一年五熟……一束束科技之光,正照亮農(nóng)業(yè)從“看天吃飯”到“知光善用”的新路徑。
可度量的養(yǎng)分:蔬菜生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)加速度
沒有陽光,蔬菜會(huì)怎樣生長(zhǎng)?7月25日,室外烈日灼灼,楊凌智慧農(nóng)業(yè)示范園的集裝箱植物工廠內(nèi)卻一片恒溫恒濕的“清涼”。層層疊疊的種植架上,奶油生菜的葉片如翡翠般透亮,羽衣甘藍(lán)、迷迭香在LED光幕下舒展——這里的植物,正享用著專家團(tuán)隊(duì)量身定制的“光餐”。
與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)截然不同,這里不見土壤,也無自然光,取而代之的是人工補(bǔ)光系統(tǒng)和精準(zhǔn)調(diào)配的營(yíng)養(yǎng)液。“我們利用智慧光照,為植物打造出穩(wěn)定的室內(nèi)生長(zhǎng)環(huán)境,讓它們盡享專屬‘光餐’。”園區(qū)技術(shù)員洪朝陽介紹。
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7月25日,楊凌智慧農(nóng)業(yè)示范園植物工廠里,蔬菜在LED燈下悄然生長(zhǎng)。
一粒種子從播種到收獲僅需42天,在1469平方米的立體多層式栽培區(qū)里,奶油生菜每日可收獲2500顆左右。
“就拿奶油生菜來說,傳統(tǒng)種植方式下,它從播種到被端上餐桌,至少需要55天。但在楊凌智慧農(nóng)業(yè)示范園的‘魔法’空間里,僅需42天,鮮嫩的奶油生菜就能新鮮上桌。”洪朝陽說,“這可不是普通的光,是給植物開的‘營(yíng)養(yǎng)處方’。”
在LED光幕的籠罩下,青菜葉片舒展;羽衣甘藍(lán)、迷迭香、金線蓮等經(jīng)濟(jì)價(jià)值頗高的作物,也在這里安心扎根、茁壯成長(zhǎng)。
“藍(lán)光為主的光譜配方,能讓生菜維生素C含量提升20%,葉片更厚實(shí);紅光加速生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量;綠光穿透性強(qiáng),能緩解下層葉片因光照不足導(dǎo)致的早衰。”洪朝陽告訴記者,就像廚師根據(jù)食客需求調(diào)配菜單,這里的每一種作物都有專屬光譜:青菜要“脆嫩配方”,金線蓮需“滋補(bǔ)光方”,通過精準(zhǔn)調(diào)控光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度和時(shí)長(zhǎng),植物生長(zhǎng)的每一步都被納入“精準(zhǔn)軌道”。
在植物工廠,全年365天不間斷生產(chǎn)打破季節(jié)壁壘。植物生長(zhǎng)不再受季節(jié)的束縛,不受環(huán)境和氣候影響,無論外界是寒風(fēng)凜冽還是烈日炎炎,溫室里始終是植物生長(zhǎng)的“溫柔鄉(xiāng)”。
“植物工廠能立體種植節(jié)約土地、產(chǎn)出高;能大量節(jié)約用水,比漫灌節(jié)水92%;能節(jié)省人力、機(jī)械。最關(guān)鍵的一點(diǎn)是植物工廠生產(chǎn)的果蔬安全、有營(yíng)養(yǎng),很受消費(fèi)者的青睞。”洪朝陽說。
來自西安的客戶宋可義,現(xiàn)場(chǎng)隨手摘下一片生菜放進(jìn)口中:“無農(nóng)藥、少蟲害,口感和品質(zhì)都經(jīng)過‘光’的精細(xì)打磨,我們以5元左右的價(jià)格,每月在這里采購(gòu)奶油生菜6000余顆。”
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可編程的“語言”:玉米一年五熟的密碼
7月28日,在楊凌的智能溫室里流淌著特殊的“陽光”:柔和的LED光譜傾瀉而下,紫色葉片層層疊疊,各階段玉米植株生機(jī)勃勃。傳統(tǒng)育種一年最多兩代,在這里,中國(guó)中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌技術(shù)中心(以下簡(jiǎn)稱“楊凌中心”)卻實(shí)現(xiàn)了一年五代的“育種加速度”。
“光環(huán)境的可編程性,是這套系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。這里模擬了玉米生長(zhǎng)的最佳條件,溫室內(nèi)的溫控與光控系統(tǒng)智能且精準(zhǔn),與實(shí)驗(yàn)室相互配合,能實(shí)現(xiàn)快速、高效、精確育種目的。”楊凌中心楊炳鵬介紹,光控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從出苗到成熟的全鏈條精準(zhǔn)把控:幼苗期缺光如饑餓孩童,莖稈細(xì)弱;拔節(jié)期光照不足則光合作用乏力,植株矮小;開花結(jié)實(shí)期光照更是關(guān)鍵,雄穗花粉活力與雌穗授粉能力全賴于此——“后期光弱,千粒重差幾克,一畝地就少收幾十斤。”
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7月28日,楊炳鵬(左)正在智能溫室查看玉米育種的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
與傳統(tǒng)田間育種相比,溫室內(nèi)智能光控與溫控系統(tǒng)協(xié)同,打破四季壁壘效率提升2.5倍。LED光源的核心優(yōu)勢(shì)在于低能耗,并精準(zhǔn)調(diào)控光譜、光照強(qiáng)度與光照時(shí)長(zhǎng):熱帶玉米在北方種植受自然光長(zhǎng)周期影響,開花延遲或失敗,育種周期拉長(zhǎng),在智能溫室精準(zhǔn)縮短光照時(shí)長(zhǎng)即可破解;紅光促生長(zhǎng)、藍(lán)光強(qiáng)抗性——實(shí)驗(yàn)室通過光譜配比定向篩選培育耐逆品種,提升作物的耐旱、抗病等特性,從而降低產(chǎn)量損失;特定光譜還能調(diào)控籽粒成分,如同開啟“營(yíng)養(yǎng)小灶”,優(yōu)化淀粉,蛋白含量及其他營(yíng)養(yǎng)元素合成和積累,實(shí)現(xiàn)品質(zhì)精準(zhǔn)育種。
技術(shù)落地并非坦途。“初期最大難題是成本和精準(zhǔn)度(光譜配比適合研究目標(biāo))。”楊炳鵬坦言,團(tuán)隊(duì)最終選擇LED方案:壽命達(dá)傳統(tǒng)燈具5倍,能耗降低40%,長(zhǎng)期效益顯著。搭配物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)更實(shí)現(xiàn)光、溫、水、肥的聯(lián)動(dòng)智能調(diào)控,傳感器每30秒采集數(shù)據(jù),能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化參數(shù),精度遠(yuǎn)超人工。
眼下,楊凌中心正運(yùn)用高光譜技術(shù)及葉綠素成像系統(tǒng)快速掃描評(píng)估種質(zhì)資源潛力。楊炳鵬告訴記者,下一步要破解光合作用的基因密碼,讓玉米更高效“駕馭”光能。
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觸手可及的增收:一盞燈照來“錢景”
7月30日,在位于楊凌示范區(qū)揉谷鎮(zhèn)的楊凌雨露種植基地,一座座大棚錯(cuò)落有致。智能大棚里藏著新鮮事——番茄棵子懸在半空,不沾半點(diǎn)泥土,紅艷艷的果子一串串垂著,像掛滿架的小燈籠。工人們手持剪刀,“咔嚓咔嚓”,一會(huì)兒就是一筐果實(shí)。
“嘗嘗。”基地技術(shù)負(fù)責(zé)人王彩虹遞過一顆櫻桃番茄。咬下去,甜里裹著一點(diǎn)酸,很是可口。“這不是普通番茄,”她眼中笑意盈盈,“金貴著呢!”
金貴的秘訣,藏在溫室頂棚的高壓鈉燈陣列里。“寒冬日短,太陽‘下班’了,這些燈就成了番茄的‘夜餐’。”王彩虹點(diǎn)開棚內(nèi)的智能控制系統(tǒng),光照曲線、溫濕度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跳動(dòng),“光照不夠,果子就青黃不接;有了‘定制光餐’,淡季每公斤能賣20元,冬天反季時(shí)賣30元都搶手。”
“一分光照,一分產(chǎn)量。”王彩虹指著屏幕上的光照曲線,“冬天連陰雪,燈不歇著,番茄依然是口感好,風(fēng)味足。”
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雨露現(xiàn)代化智能溫室里,“補(bǔ)光燈”正在工作。
西北農(nóng)林科技大學(xué)李建明教授常來基地指導(dǎo),他把植物對(duì)光的需求比作人的飲食:“幼苗期要‘柔光餐’強(qiáng)筋健骨,坐果期得‘飽食光餐’積累糖分,就連植物‘生病’時(shí),光照都得調(diào)‘淡’些,不然‘消化’不了。”
這種模式還透著“綠色”底色:椰糠基質(zhì)可循環(huán)利用,水肥通過管道精準(zhǔn)輸送,農(nóng)藥幾乎“下崗”。“葉片清爽,果實(shí)干凈,摘下來就能吃。”王彩虹笑著說,“一盞燈不僅照亮了棚子,更照亮了我們的‘錢袋子’。”
從給農(nóng)作物“定制光餐”,到給育種按下“加速鍵”,再到給農(nóng)戶點(diǎn)亮“致富路”,楊凌的“光革命”正勾勒出農(nóng)業(yè)的未來模樣:這里沒有“靠天吃飯”的無奈,只有科技調(diào)控下的高效與穩(wěn)定;沒有土地與氣候的束縛,只有精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)與高產(chǎn)出。當(dāng)光成為可編程的生產(chǎn)要素,農(nóng)業(yè)正從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速邁向“知光善用”的新征程,讓每一寸土地都釋放出科技賦能的無限可能。
榆林網(wǎng)
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