新型激光光源在水稻育苗中的应用进展.pdf

第 5 卷 第 3 期 2024 年 8 月 Vol 5 No 3 August 2024 智 能 化 农 业 装 备 学 报 中 英 文 Journal of Intelligent Agricultural Mechanization 新 型 激 光 光 源 在 水 稻 育 苗 中 的 应 用 进 展 杨 明 来 1 2 3 秦 莉 4 5 贾 鹏 4 5 梁 雪 梅 1 2 于 合 龙 1 2 卞 婷 3 马 强 3 王 辉 3 李 成 龙 3 Sicheng TIAN 6 王 英 7 1 吉 林 农 业 大 学 信 息 技 术 学 院 吉 林 长 春 130118 2 吉 林 农 业 大 学 智 慧 农 业 学 院 吉 林 长 春 130118 3 浙 江 长 芯 光 电 科 技 有 限 公 司 浙 江 杭 州 310017 4 中 国 科 学 院 长 春 光 学 精 密 机 械 与 物 理 研 究 所 吉 林 长 春 130033 5 国 家 特 种 发 光 科 学 与 技 术 重 点 实 验 室 吉 林 长 春 130033 6 阿 贝 光 子 学 院 耶 拿 07745 德 国 7 上 海 交 通 大 学 电 子 信 息 与 电 气 工 程 学 院 上 海 市 200240 摘 要 水 稻 幼 苗 需 要 充 足 的 光 照 才 能 正 常 生 长 早 春 育 苗 的 增 温 需 求 推 动 了 温 室 大 棚 和 工 厂 化 设 施 育 苗 的 发 展 但 由 于 玻 璃 塑 料 等 棚 膜 材 质 对 阳 光 的 反 射 和 吸 收 设 施 育 苗 缺 光 问 题 凸 显 补 充 光 照 可 以 较 好 解 决 设 施 育 苗 缺 光 问 题 以 LED 为 代 表 的 补 光 光 源 已 经 在 设 施 育 苗 中 得 到 推 广 应 用 但 其 依 然 存 在 能 耗 居 高 不 下 的 问 题 激 光 是 人 工 光 源 中 唯 一 与 太 阳 光 具 有 平 行 光 特 性 的 光 源 具 有 相 关 性 好 单 色 性 好 方 向 性 好 亮 度 高 能 量 大 光 电 转 换 效 率 高 节 能 等 特 点 但 以 氦 氖 激 光 为 代 表 的 传 统 激 光 光 源 体 积 大 成 本 高 难 以 在 作 物 生 长 中 应 用 和 普 及 采 用 半 导 体 激 光 器 结 合 匀 光 技 术 开 发 新 型 激 光 光 源 体 积 小 成 本 低 可 以 实 现 对 水 稻 秧 苗 的 大 面 积 均 匀 激 光 辐 照 其 单 灯 照 射 面 积 可 以 达 到 60 70 m 2 同 时 新 型 激 光 光 源 在 保 留 传 统 激 光 相 关 性 单 色 性 方 向 性 的 同 时 还 具 有 高 效 节 能 的 特 点 能 耗 仅 为 传 统 LED 光 源 1 30 研 究 表 明 在 水 稻 育 苗 过 程 中 采 用 新 型 激 光 光 源 进 行 合 理 辐 照 可 以 提 升 秧 苗 品 质 插 秧 后 返 青 快 分 蘖 多 抽 穗 早 最 终 实 现 水 稻 的 稳 产 增 产 自 2021 年 以 来 在 全 国 多 地 试 验 结 果 表 明 采 用 新 型 激 光 光 源 在 插 秧 前 辐 照 水 稻 秧 苗 20 d 左 右 可 以 实 现 超 过 10 的 增 产 这 一 结 果 不 仅 为 我 国 水 稻 提 质 增 效 提 供 了 重 要 的 技 术 支 撑 和 保 障 也 为 其 他 植 物 在 各 阶 段 补 光 提 供 了 新 的 方 法 和 手 段 关 键 词 激 光 光 源 植 物 补 光 水 稻 育 苗 弱 激 光 光 调 控 中 图 分 类 号 S24 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 2096 7217 2024 03 0022 11 杨 明 来 秦 莉 贾 鹏 梁 雪 梅 于 合 龙 卞 婷 马 强 王 辉 李 成 龙 Sicheng TIAN 王 英 新 型 激 光 光 源 在 水 稻 育 苗 中 的 应 用 进 展 J 智 能 化 农 业 装 备 学 报 中 英 文 2024 5 3 22 32 YANG Minglai QIN Li JIA Peng LIANG Xuemei YU Helong BIAN Ting MA Qiang WANG Hui LI Chenglong Sicheng TIAN WANG Ying Progress in the application of new laser light source in rice seedling production J Journal of Intelligent Agricultural Mechanization 2024 5 3 22 32 0 引 言 十 四 五 推 进 农 业 农 村 现 代 化 规 划 及 中 共 中 央 国 务 院 关 于 学 习 运 用 千 村 示 范 万 村 整 治 工 程 经 验 有 力 有 效 推 进 乡 村 全 面 振 兴 的 意 见 进 一 步 释 放 重 农 强 农 的 强 烈 信 号 把 粮 食 增 产 的 重 心 放 到 大 面 积 提 高 单 产 上 以 确 保 粮 食 产 量 保 持 在 65 kt 以 上 这 为 科 技 和 农 业 领 域 人 员 提 出 了 目 标 和 挑 战 1 2 水 稻 是 我 国 主 粮 作 物 其 产 量 和 品 质 直 接 关 系 到 国 家 的 粮 食 安 全 和 人 民 的 生 活 水 平 3 4 水 稻 育 苗 作 为 水 稻 种 植 的 关 键 环 节 对 于 提 高 水 稻 的 产 量 品 质 以 及 整 体 种 植 效 益 具 有 至 关 重 要 的 作 用 大 田 育 秧 由 于 受 自 然 条 件 影 响 使 秧 苗 品 质 不 稳 定 随 着 农 业 科 技 的 发 展 为 了 提 高 秧 苗 品 质 提 高 土 地 的 利 用 率 水 稻 育 苗 逐 渐 向 品 质 可 控 的 集 中 育 苗 方 向 发 展 5 11 现 有 集 中 育 苗 方 式 主 要 采 用 温 室 大 棚 育 苗 和 工 厂 化 育 苗 的 方 式 这 些 方 式 虽 然 可 以 保 障 秧 苗 在 合 适 的 温 度 湿 度 及 水 肥 的 条 件 下 进 行 生 长 但 普 遍 存 在 光 照 不 足 的 问 题 光 是 植 物 进 行 光 合 作 用 的 必 要 条 件 是 植 物 生 长 发 育 营 养 积 累 的 关 键 要 素 然 而 现 有 温 室 DOI 10 12398 j issn 2096 7217 2024 03 003 收 稿 日 期 2024 06 20 修 回 日 期 2024 08 01 基 金 项 目 国 家 重 点 研 发 计 划 项 目 2019YFC1710700 中 国 工 程 院 战 略 研 究 与 咨 询 项 目 重 点 JL2022 04 吉 林 省 农 业 重 大 技 术 协 同 推 广 试 点 项 目 2024XT0708 第 一 作 者 杨 明 来 男 1970 年 生 吉 林 公 主 岭 人 博 士 研 究 员 研 究 方 向 为 激 光 农 业 E mail yangminglai 通 信 作 者 王 英 女 1970 年 生 吉 林 长 春 人 博 士 研 究 员 研 究 方 向 为 光 化 学 E mail wangying