LED光源智慧补光技术科普策略研究——以中山市高价值花卉精准培育为例.pdf

2025 年 23 期智慧三农 智慧农业导刊 Journal of Smart Agriculture LED 光源智慧补光技术科普策略研究 以中山市高价值花卉精准培育为例 赖伟东 1 王晓君 1 雷 英 1 李鹏宇 1 李志炜 1 陈伟文 1 张有良 2 1 中山火炬职业技术学院 光电信息学院 广东 中山 528436 2 中山市光大光学仪器有限公司 广东 中山 528436 农业产品精细化是农村发展必由之路 高素质农 民队伍是农业新质生产力要素 国务院印发 全民科 学素质行动规划纲要 2021 2035 年 国发 2021 9 号 等文件 提出进一步加强科普供给侧改革 实施 农民科学素质提升行动 1 智慧农业技术深切呼应需 求 解放人力资源并提升生产效率 获得更高的农业 边际收益 朱静 祎 等 2 综述了智能传感器对土壤与微 气候的监测 农作物原位感知等技术进展 李嘉伟等 3 发现远红外光强直接影响生菜株高和菜叶面积 起到 了调控光合作用的效果 我国智慧农业技术已取得长 足进步 但横亘农业创新与农户应用的壁垒在于科技 普及尚未达到预期 安宏宇 4 研究了北京市科技教育 中心对北京农民的科普成效 总结出精准聚焦 多元 培训 提升素养等农业科普方式 也提出科普人才有 限 农业吸引力不足 务农人员对科普接受意识薄弱 等问题 科技普及与科技创新同等重要 相比于农业 科技创新专注于特定领域技术研发的专一性特征 农 业科技普及涉及到技术转化 市场供需 培训资源 沟 通渠道 从业群体等众多纬度 表现出系统性特征 本 文从科普推动农业新质生产力发展的理论内核出发 基金项目 广东省普通高校重点领域专项 2024ZDZX2099 中山市社会公益与基础研究专项资金 2024B2049 中山市社会科学规 划课题 自筹 202552 中山市社会科学普及项目 2025 32 第一作者简介 赖伟东 1979 男 博士 副教授 中山市农村科技特派员 研究方向为智能光电技术应用 通信作者 张有良 1971 男 工程师 研究方向为智能光电技术应用 摘 要 智慧农业技术对涉农群体素质提出更高要求 而科技普及是乡村全面振兴的抓手之一 该文首先论述科技普及与科 技创新在价值 路径 资源和目标诸维度的耦合关系 指出两者之间存在乡村全面振兴的价值耦合 相辅相成的路径耦合 政产学 研用的资源耦合 智慧农业的目标耦合 进而立足于中山市花卉特色农业 讨论 LED 光源智慧补光推动高价值花卉精准培育的农 业科普应用路径 进一步提出校企学农四维融合建设科普队伍 政校企生多方协同提升科普成效 科技部门引领社会加强科普投 入等实践策略 科技普及具有基础性 公益性 多元主体应遵循我国科学技术普及法 协同推进科普服务农业 支撑农业新质生产 力发展 关键词 科普 LED 智慧光源 补光 智慧农业 乡村全面振兴 中图分类号 S 1 文献标志码 A 文章编号 2096 9902 2025 23 0014 04 Abstract Smart agricultural technology puts forward higher requirements for the quality of agriculture related groups and popularization of science and technology is one of the starting points for comprehensive rural revitalization This paper first discusses the coupling relationship between scientific and technological popularization and scientific and technological innovation in the dimensions of value path resources and goals and points out that there are value coupling for comprehensive rural revitalization path coupling that complements each other resource coupling for government industry research and research and smart agriculture Based on the characteristic agriculture of flowers in Zhongshan City it discusses the agricultural science popularization application path of intelligent replenishment of LED light sources to promote the precise cultivation of high value flowers It further proposed practical strategies such as the four dimensional integration of school enterprise learning and agriculture to build a science popularization team the multi Party collaboration of government school and students to improve the effectiveness of science popularization and the science and technology department to lead the society to strengthen investment in science popularization The popularization of science and technology is fundamental and public welfare Multiple entities should follow China s Science and Technology Popularization Law coordinate to promote science popularization to serve agriculture and support the development of new agricultural productivity Keywords science popularization LED smart light source fill light smart agriculture comprehensive rural revitalization DOI 10 20028 j zhnydk 2025 23 004 14 2025 年 23 期 智慧农业导刊 Journal of Smart Agriculture 智慧三农 论述了农业科技普及与农业科技创新的耦合逻辑 在 此基础上 立足中山市 百千万工程 以中山高价值 花卉的精准培育为对象 讨论了 LED 光源智慧补光的 农业科普应用路径及发展策略 本文所得结果可为 LED 智慧照明补光及其科普实施提供支持 1 农业科技普及与农业科技创新的耦合逻辑 2025 年中央一号文件提出 因地制宜发展农业新 质生产力 这就要求以良种 良机 良技为科技突破 口 引领先进生产要素在农业领域集聚 农业新质生 产力事关乡村全面振兴 其关键之一在于持续提升农 业物质装备水平 并增强农业科技创新体系整体效 能 农业科技普及与农业科技创新在我国乡村全面振 兴战略中存在紧密耦合 1 1 科技普及与科技创新的价值耦合 从发展视角 技术人才诸要素在农业科技体系汇 集与运用 正推动传统农业绿色转型 服务乡村全面 振兴 建设农业强国 农业科技体系包含资源资金统 筹 核心技术攻关 产学研用融合 科技平台建设 科 技成果转化 知识产权保护和科技普及等关键模块 在农业科技体系中 狭义科技创新指核心技术攻 关 广义科技创新还包含产学研用融合与科技平台建 设 科技创新经由知识产权保护与成果转化应用 实 现新质技术要素与农业生产场景的结合 从现状来 看 我国农业科技体系存在技术进步与人员素质失衡 问题 而可持续发展的人力要素非常关键 科学技术 普及是逐步提升农民综合科技素质的重要举措 尤其 是全国各类返乡入乡创业人员超千万 为科学技术普 及提供了庞大的实施群体 故此 科技普及与科技创 新在共同服务乡村全面振兴方面实现价值耦合 1 2 科技普及与科技创新的路径耦合 中华人民共和国科学技术普及法 以下简称 科学技术普及法 明确 科普是国家创新体系的重 要组成部分 是实现创新发展的基础性工作 国家把 科普放在与科技创新同等重要的位置 在农业领域 科技普及为科技创新提供了群体素养支撑 科技创新 则推动科学普及具体应用 5 质言之 农业科技创新产出新技术 新知识 新理 论 为农业科技普及输送内容基础和普及手段 同时 科技发展催生虚拟现实 VR 大数据等信息呈现方 式 为科普活动提供了多元呈现渠道 科技创新始于 特定技术领域的专一研究 扩展于广泛农业领域应 用 推动科普供给侧改革 反之 农业科技普及有效提 升农民群体科学素质 提升科技创新的供需匹配 科 技普及坚持农民主体地位 推动公众具备较高素养 广泛的群体基础为进一步科技创新挖掘和储备潜在 人才 同时 科普工作传播科技知识并收集实际反馈 为科技创新指明方向 故此 科技普及与科技创新在法律上同等重要 在实施路径上紧密耦合 两者在乡村全面振兴中紧密 协同 高水平科技创新 高水平科技普成为农业新质 生产力的重要支撑 1 3 科技普及与科技创新的资源耦合 农业科技普及与农业科技创新在资源配置上均 有由上到下的明显特征 科学技术创新本身就具有动 力学性质 以技术为突破 牵引人才 资金等资源向农 村地区尤其是适合于集约化精细化的农产区聚集 政 府主导 企业牵头 学校参与 推动农业新质生产力进 一步优化 在保证粮食安全的前提下提升农业边际效 益 与之相比 科学技术普及的政策性 公益性 知识 性更为明显 政府主导 学校和科研机构为主体 企业 参与 各级政府在本级预算列入科普经费 农业科技 创新的产业化资源与农业科技普及的公益性资源通 过政府主导而耦合 产学研用融合将成为资源集聚的 主要方式 1 4 科技普及与科技创新的目标耦合 农业科技普及在于以人为本 提升农民素养 创 造更多的生产生活可能性 农业科技创新在于提升现 代农业技术的智慧水平 解放人力 发展生产力 两者 均锚定智慧农业 其载体是良种 良机 良技 通过联 通国民经济第一产业和第二 三产业 在智慧农业这 一目标上牢固耦合 缩小城乡技术鸿沟和收入差距 促进国民经济协调发展 综上 农业科技普及与农业科技创新两者以乡村 全面振兴为价值耦合纽带 通过相辅相成的路径耦合 实施方式 基于政府主导产学研用融合的资源耦合支 撑 锚定智慧农业的耦合目标 将市场经济导向与农民 主体地位汇为一体 双轮驱动农业新质生产力发展 2 LED 智慧照明的花卉补光科技普及应用 农业智慧光源的科技创新和科技普及是当前重 点之一 6 光合作用是植物生长的必要条件 农业光源 正专注专门化 精细化的补光用途 提升农民对 LED 智慧照明补光技术的认知和实践就成为重要科普举 措 面对广泛受众群体 本文基于科技创新与科技普 及的耦合关系 建立了光强可调的智慧照明补光科普 装置 进而探索了 LED 智慧照明在高价值花卉领域的 科普应用 2 1 LED 农业智慧补光科普装置 植物照明的主要目的是提升光合作用 次要目的 15 2025 年 23 期智慧三农 智慧农业导刊 Journal of Smart Agriculture 还可防御虫害等 太阳光谱并非全波段有用 部分波 段对于光合作用反而有害 叶绿素对蓝紫光及红光特 定波长较为敏感 而类胡萝卜素的强吸收则位于蓝紫 光特定波段 7 其他波段基本上不参与光合作用 农业补光光源应考虑节能耐用和发光调控 故此 科技研发的要点是设计合适光源 LED 光源作为半导 体电致发光二极管器件 其发射波长由半导体 PN 结 的能带带宽决定 可实现窄波段单色发光 本文设计 的 LED 农业智慧补光科普装置结构如图 1 所示 图 1 本文设计的 LED 农业智慧补光科普装置功能模块 该装置将 220 V 交流电转变为直流电 以驱动电 路作为核心控制模块 驱动 LED 贴片模组发光并实现 光强调节 该装置还可联用 ESP8266 等 WIFI 芯片 实 现光强远程可控 2 2 LED 智慧补光对涉农群体的科普应用 科技普及与科技创新具有地域性 中山市花木产 业因应南国地域优势而成为特色产业 花木种植面积 已达到 12 万亩 1 亩约等于 667 m 2 年产值超 20 亿 元 相关农户 1 5 万户 花卉企业 2 千余家 随着国内 外市场竞争日益加剧 中山花木经营正由小而散转变 为集约化规模化 中山市 百县千镇万村高质量发展 工程 百千万工程 提出到 2026 年形成花木等农 业产业集群 8 该市同时也是 LED 照明产品的重要生 产区域 有灯都之名 与 LED 相关的企业高达万家 随 着 LED 照明出口放缓 精准拓展国内应用场景 开发 新品类 LED 照明产品 是产业发展的必由之路 由此 可见 LED 智慧照明面向该市花卉产业 可实现科技 创新与科技普及有效耦合 面向花农群体和青年群体开展 LED 智慧照明科 普 LED 农业智慧补光装置科普场景如图 2 所示 不 同群体特征对科普活动具有差异化期待 花农群体关 注 LED 光照与真实太阳光培育花卉的相通性和经济 效益 青年学生群体对涉农装置如何实现远程智慧控 制感兴趣 而返乡创业青年则关注如何在科普技术的 基础上更加精准地面向花卉市场开发适用产品和商 业模式 以农民为主体 兼顾青年学生和返乡青年是 科普活动的受众基调 针对花农群体 须普及光照与花卉生长调控的关 系 通过精细划分群体 以享誉中外的中山菊花为科普 示例 菊花在观赏 药用 食用 茶饮等方面有广泛用 途 作为短日照植物 室内种植及适当补光成为可选途 径之一 补光有效促进母株生长 菊花培苗适宜红蓝光 混合照明 蓝光光质加速叶片和侧枝生长 红蓝光结合 红外光则可控制菊花花期 光强过高反而抑制菊花合 成花青苷素 降低菊花品质 在此基础上 面向花农展 示 LED 照明装置光色纯 光质好 功耗低 寿命长等特 性 在菊花生长波段可有效替代太阳光 从而精准控制 菊花品质并提升效益 该科普活动可结合中山 LED 照 明企业 以科普活动为契机 汇聚企业与农户 实现科 普活动与科技创新在涉农领域进行耦合 图 2 LED 的花卉智慧补光科普场景示意 在坚持农民主体地位 满足涉农需求的前提下 科普活动进一步兼顾其他群体 LED 智慧照明科普活 动可开发线上微课 结合公众号等传播途径 为青年 学生普及他们所感兴趣的物联网远程控制 大棚花卉 远程监控等技术 以科普活动调动学生对科技知识的 学习热情 引导学生理解 百千万工程 促进乡村全面 振兴的途径 对于返乡青年群体 该群体更加关注创 业契机 且群体的整体知识储备相对充分 科普活动 可强调花卉市场的现状及痛点 适当采用创新创业讨 论会等形式 用科普活动引导返乡青年凝练创业思 路 开发特色产品 例如 利用 LED 光照控制菊花花 期 对接广东早茶等餐饮行业 满足餐饮市场对菊花 的品质高 花色好 味道鲜等要求 实现菊花农产品从 供给侧对需求侧的精准回应 综上 农业科技普及的可行应用路径在于以区域 农民为主体 与区域农业科技创新充分耦合 针对精 准农业品类 将新技术转化为科普装置乃至涉农新设 备 依托科普活动提升花农等农民群体 青年学生群 体 返乡创业青年群体的综合素质 经由科普活动建 立企业 农户 青年联系纽带 为乡村全面振兴提供支 持 充分释放科普活动的公益属性 3 开展科技普及的实践对策分析 我国 科学技术普及法 作为上位法 与各级政府 相关政策结合 能够有效指引科普活动 实践也发现 科普活动赋能乡村全面振兴面临科普人才匮乏 主体 协同不畅 资源投入不足等现实问题 9 本文进一步在 人才储备 科普成效 资源保障 3 方面提出了科学技 术普及发展策略 AC DC 转换电源 驱动电路 光强调节 模块 LED 贴片模组 16 2025 年 23 期 智慧农业导刊 Journal of Smart Agriculture 智慧三农 3 1 校企学农四维融合建设科普队伍 科技普及的公益性和广泛性要求科普队伍既掌 握知识 又能够投身实践 学校具有天然的公益性和 人才储备池作用 以教师资源为主体 引导学生建立 涉农调研队伍 沟通企业加入专门技术人员形成科 普队伍核心 在科普中进一步筛选农民科普人才 该 人才队伍的组织方式一方面因教师的职业性质而具 有稳定性 另一方面又充分吸纳青年人才 产业人才 农民人才 从而形成有生命力的科普人才队伍结构 3 2 政校企生多方协同提升科普成效 科技普及活动中 教师学生偏于理论 对最新技 术缺乏充分了解 这无疑降低了科普效能 政府 学 校 企业等主体应充分协同 首先 政府引导学校与企 业联合建立产学研用的协同实体 引导产业资源向学 校汇聚 其次 企业参与学校的科技创新活动 引入最 新技术 享受政府适当优惠 进而 教师和学生组队进 入企业 调研企业产品 学习适用技术 政校企生在科 普层面协同 不仅将涉农技术转化为科普知识 而且 实现了涉农科普与科技创新的紧密耦合 3 3 科技部门引领社会加强科普投入 科技普及具有公益属性 虽可提升农民综合素质 并激发青年创业热情 但直接经济产出滞后并难以量 化 政府科技部门应遵循 科学技术普及法 和各级政 策 通过项目 平台等载体 采用竞争或非竞争的方 式 投入涉农科普专项经费 同时 政府应鼓励企业 学会投入科普资源 并给予相应主体以适当优惠 另 外 加强监管和服务也是资源合理运用的应有之义 综上 科技普及与科技创新进行耦合时 基础性 公益性特征不可忽视 政府 学校 企业 农民 青年学 生和返乡青年等多元主体应充分协同 在队伍 成效 投入等方面形成科普合力 推动科普工作与科技研发 的深度融合 拓宽科普渠道 赋能农业新质生产力的 发展 4 结论 科技普及是提升新时代农民及关联群体综合素 质的抓手 本文立足于农民主体地位 从农业科技普 及与农业科技创新存在的牢固耦合关系出发 聚焦 LED 智慧照明技术的科普应用 以区域农民为主体 以中山高价值花卉的精准培育为对象 将 LED 智慧照 明技术转化为花卉智能补光科普装置 分别针对花 农 青年学生 返乡创业青年等不同群体 响应了各群 体对科普活动的需求和对科普成效的预期 科普活动 提升花农群体对新技术的理解与实施新技术的认可 引导青年学生了解涉农行业并激发其学习热情 增强 青年创业群体精准创业的可行认知 农业科技普及可 有效的在知识 技术 人才诸方面将科技创新成果作 为要素汇聚于农业领域 从而服务中山市 百千万工 程 展望未来 科普活动须进一步将科技知识转化为 农户喜闻乐见的形式 尤其是应注重自媒体等载体的 信息传输 信息扩展作用 并应积极吸引农村基层组 织的参与 从而提高科普效能 服务农业新质生产力 的发展 参考文献 1 国务院关于印发全民科学素质行动规划纲要 2021 2035 年 的通知国发 2021 9 号 EB OL fb gwyxwbgsxwfbh wqfbh 2284 2022n 2285 49046 xgzc49052 202209 t20220922 438561 html 2 朱静 祎 夏 劼 应义斌 等 智能农业传感器 基于应用场景的 技术发展与挑战 J 农业工程学报 2025 41 16 1 12 3 李嘉伟 周小平 李源源 等 利用射线追踪模拟分析远红光 对生菜生长发育和光合作用的影响 J 农业工程学报 2025 41 15 246 253 4 安宏宇 乡村振兴战略下北京市农民科普教育新路径探索 J 智慧农业导刊 2022 2 10 88 91 5 李寅秋 管思佳 杨津津 等 中国农业科普现状及挑战 J 农 学学报 2023 13 11 88 94 6 王跃飞 吕天刚 吕鹤男 等 农业栽培用人工光源及控制系 统设计与应用 J 智慧农业导刊 2022 2 18 1 4 7 张晟齐 观赏性喜光植物的室内照明优化研究 D 北京 中国 建筑科学研究院 2023 8 中山市推动现代农业与食品产业发展行动方案 2024 2026 年 Z 9 丁明忠 张慧 梁秋屏 等 农业科普研学现状分析与对策研 究 J 四川农业科技 2025 6 185 188 17