一束光照亮农业生产新路径
发布时间:2025-08-13 16:29 浏览量:2
光照,这本是作物生长最寻常的能量源泉,如今正被科技赋予全新的使命。当现代农业将光照技术与物联网、大数据、人工智能深度融合,光已不再是被动接受的自然馈赠,而成为可编程的语言、能解译的编码、可度量的养分。
在杨凌,这场关于“光”的农业革命正在上演:番茄在LED灯光下精准生长,组培苗在定制光谱中舒展枝叶,玉米借助光控技术实现一年五熟……一束束科技之光,正照亮农业从“看天吃饭”到“知光善用”的新路径。
可度量的养分:蔬菜生长实现加速度
没有阳光,蔬菜会怎样生长?7月25日,室外烈日灼灼,杨凌智慧农业示范园的集装箱植物工厂内却一片恒温恒湿的“清凉”。层层叠叠的种植架上,奶油生菜的叶片如翡翠般透亮,羽衣甘蓝、迷迭香在LED光幕下舒展——这里的植物,正享用着专家团队量身定制的“光餐”。
7月25日,杨凌智慧农业示范园植物工厂里,蔬菜在LED灯下悄然生长。
与传统农业截然不同,这里不见土壤,也无自然光,取而代之的是人工补光系统和精准调配的营养液。“我们利用智慧光照,为植物打造出稳定的室内生长环境,让它们尽享专属‘光餐’。”园区技术员洪朝阳介绍。
一粒种子从播种到收获仅需42天,在1469平方米的立体多层式栽培区里,奶油生菜每日可收获2500颗左右。
“就拿奶油生菜来说,传统种植方式下,它从播种到被端上餐桌,至少需要55天。但在杨凌智慧农业示范园的‘魔法’空间里,仅需42天,鲜嫩的奶油生菜就能新鲜上桌。”洪朝阳说,“这可不是普通的光,是给植物开的‘营养处方’。”
在LED光幕的笼罩下,青菜叶片舒展;羽衣甘蓝、迷迭香、金线莲等经济价值颇高的作物,也在这里安心扎根、茁壮成长。
“蓝光为主的光谱配方,能让生菜维生素C含量提升 20%,叶片更厚实;红光加速生长、提高产量;绿光穿透性强,能缓解下层叶片因光照不足导致的早衰。”洪朝阳告诉记者,就像厨师根据食客需求调配菜单,这里的每一种作物都有专属光谱:青菜要“脆嫩配方”,金线莲需“滋补光方”,通过精准调控光的波长、强度和时长,植物生长的每一步都被纳入“精准轨道”。
在植物工厂,全年365天不间断生产打破季节壁垒。植物生长不再受季节的束缚,不受环境和气候影响,无论外界是寒风凛冽还是烈日炎炎,温室里始终是植物生长的“温柔乡”。
“植物工厂能立体种植节约土地、产出高;能大量节约用水,比漫灌节水92%;能节省人力、机械。最关键的一点是植物工厂生产的果蔬安全、有营养,很受消费者的青睐。”洪朝阳说。
来自西安的客户宋可义,现场随手摘下一片生菜放进口中:“无农药、少虫害,口感和品质都经过‘光’的精细打磨,我们以5元左右的价格,每月在这里采购奶油生菜6000余颗。”
可编程的“语言”:玉米一年五熟的密码
7月28日,在杨凌的智能温室里流淌着特殊的“阳光”:柔和的LED光谱倾泻而下,紫色叶片层层叠叠,各阶段玉米植株生机勃勃。传统育种一年最多两代,在这里,中国中化先正达集团杨凌技术中心(以下简称“杨凌中心”)却实现了一年五代的“育种加速度”。
7月28日,杨炳鹏(左)正在智能温室查看玉米育种的各项数据。
“光环境的可编程性,是这套系统的核心竞争力。这里模拟了玉米生长的最佳条件,温室内的温控与光控系统智能且精准,与实验室相互配合,能实现快速、高效、精确育种目的。”杨凌中心杨炳鹏介绍,光控技术实现了从出苗到成熟的全链条精准把控:幼苗期缺光如饥饿孩童,茎秆细弱;拔节期光照不足则光合作用乏力,植株矮小;开花结实期光照更是关键,雄穗花粉活力与雌穗授粉能力全赖于此——“后期光弱,千粒重差几克,一亩地就少收几十斤。”
与传统田间育种相比,温室内智能光控与温控系统协同,打破四季壁垒效率提升2.5倍。LED光源的核心优势在于低能耗,并精准调控光谱、光照强度与光照时长:热带玉米在北方种植受自然光长周期影响,开花延迟或失败,育种周期拉长,在智能温室精准缩短光照时长即可破解;红光促生长、蓝光强抗性——实验室通过光谱配比定向筛选培育耐逆品种,提升作物的耐旱、抗病等特性,从而降低产量损失;特定光谱还能调控籽粒成分,如同开启“营养小灶”,优化淀粉,蛋白含量及其他营养元素合成和积累,实现品质精准育种。
技术落地并非坦途。“初期最大难题是成本和精准度(光谱配比适合研究目标)。”杨炳鹏坦言,团队最终选择LED方案:寿命达传统灯具5倍,能耗降低40%,长期效益显著。搭配物联网系统更实现光、温、水、肥的联动智能调控,传感器每30秒采集数据,能够实现自动优化参数,精度远超人工。
眼下,杨凌中心正运用高光谱技术及叶绿素成像系统快速扫描评估种质资源潜力。杨炳鹏告诉记者,下一步要破解光合作用的基因密码,让玉米更高效“驾驭”光能。
触手可及的增收:一盏灯照来“钱景”
7月30日,在位于杨凌示范区揉谷镇的杨凌雨露种植基地,一座座大棚错落有致。智能大棚里藏着新鲜事——番茄棵子悬在半空,不沾半点泥土,红艳艳的果子一串串垂着,像挂满架的小灯笼。工人们手持剪刀,“咔嚓咔嚓”,一会儿就是一筐果实。
“尝尝。”基地技术负责人王彩虹递过一颗樱桃番茄。咬下去,甜里裹着一点酸,很是可口。“这不是普通番茄,”她眼中笑意盈盈,“金贵着呢!”
7月30日,雨露现代化智能温室里,“补光灯”正在工作。
金贵的秘诀,藏在温室顶棚的高压钠灯阵列里。“寒冬日短,太阳‘下班’了,这些灯就成了番茄的‘夜餐’。”王彩虹点开棚内的智能控制系统,光照曲线、温湿度数据实时跳动,“光照不够,果子就青黄不接;有了‘定制光餐’,淡季每公斤能卖 20元,冬天反季时卖30元都抢手。”
“一分光照,一分产量。”王彩虹指着屏幕上的光照曲线,“冬天连阴雪,灯不歇着,番茄依然是口感好,风味足。”
西北农林科技大学李建明教授常来基地指导,他把植物对光的需求比作人的饮食:“幼苗期要‘柔光餐’强筋健骨,坐果期得‘饱食光餐’积累糖分,就连植物‘生病’时,光照都得调‘淡’些,不然‘消化’不了。”
这种模式还透着“绿色”底色:椰糠基质可循环利用,水肥通过管道精准输送,农药几乎“下岗”。“叶片清爽,果实干净,摘下来就能吃。”王彩虹笑着说,“一盏灯不仅照亮了棚子,更照亮了我们的‘钱袋子’。”
从给农作物“定制光餐”,到给育种按下“加速键“,再到给农户点亮“致富路”,杨凌的“光革命”正勾勒出农业的未来模样:这里没有“靠天吃饭”的无奈,只有科技调控下的高效与稳定;没有土地与气候的束缚,只有精准农业的可持续与高产出。当光成为可编程的生产要素,农业正从传统产业加速迈向“知光善用”的新征程,让每一寸土地都释放出科技赋能的无限可能。(记者 张恒 文/图)