新型激光光源在水稻育苗中的應(yīng)用進(jìn)展.pdf

第 5 卷 第 3 期 2024 年 8 月 Vol 5 No 3 August 2024 智 能 化 農(nóng) 業(yè) 裝 備 學(xué) 報(bào) 中 英 文 Journal of Intelligent Agricultural Mechanization 新 型 激 光 光 源 在 水 稻 育 苗 中 的 應(yīng) 用 進(jìn) 展 楊 明 來 1 2 3 秦 莉 4 5 賈 鵬 4 5 梁 雪 梅 1 2 于 合 龍 1 2 卞 婷 3 馬 強(qiáng) 3 王 輝 3 李 成 龍 3 Sicheng TIAN 6 王 英 7 1 吉 林 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 信 息 技 術(shù) 學(xué) 院 吉 林 長(zhǎng) 春 130118 2 吉 林 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 智 慧 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 院 吉 林 長(zhǎng) 春 130118 3 浙 江 長(zhǎng) 芯 光 電 科 技 有 限 公 司 浙 江 杭 州 310017 4 中 國(guó) 科 學(xué) 院 長(zhǎng) 春 光 學(xué) 精 密 機(jī) 械 與 物 理 研 究 所 吉 林 長(zhǎng) 春 130033 5 國(guó) 家 特 種 發(fā) 光 科 學(xué) 與 技 術(shù) 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室 吉 林 長(zhǎng) 春 130033 6 阿 貝 光 子 學(xué) 院 耶 拿 07745 德 國(guó) 7 上 海 交 通 大 學(xué) 電 子 信 息 與 電 氣 工 程 學(xué) 院 上 海 市 200240 摘 要 水 稻 幼 苗 需 要 充 足 的 光 照 才 能 正 常 生 長(zhǎng) 早 春 育 苗 的 增 溫 需 求 推 動(dòng) 了 溫 室 大 棚 和 工 廠 化 設(shè) 施 育 苗 的 發(fā) 展 但 由 于 玻 璃 塑 料 等 棚 膜 材 質(zhì) 對(duì) 陽(yáng) 光 的 反 射 和 吸 收 設(shè) 施 育 苗 缺 光 問 題 凸 顯 補(bǔ) 充 光 照 可 以 較 好 解 決 設(shè) 施 育 苗 缺 光 問 題 以 LED 為 代 表 的 補(bǔ) 光 光 源 已 經(jīng) 在 設(shè) 施 育 苗 中 得 到 推 廣 應(yīng) 用 但 其 依 然 存 在 能 耗 居 高 不 下 的 問 題 激 光 是 人 工 光 源 中 唯 一 與 太 陽(yáng) 光 具 有 平 行 光 特 性 的 光 源 具 有 相 關(guān) 性 好 單 色 性 好 方 向 性 好 亮 度 高 能 量 大 光 電 轉(zhuǎn) 換 效 率 高 節(jié) 能 等 特 點(diǎn) 但 以 氦 氖 激 光 為 代 表 的 傳 統(tǒng) 激 光 光 源 體 積 大 成 本 高 難 以 在 作 物 生 長(zhǎng) 中 應(yīng) 用 和 普 及 采 用 半 導(dǎo) 體 激 光 器 結(jié) 合 勻 光 技 術(shù) 開 發(fā) 新 型 激 光 光 源 體 積 小 成 本 低 可 以 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 水 稻 秧 苗 的 大 面 積 均 勻 激 光 輻 照 其 單 燈 照 射 面 積 可 以 達(dá) 到 60 70 m 2 同 時(shí) 新 型 激 光 光 源 在 保 留 傳 統(tǒng) 激 光 相 關(guān) 性 單 色 性 方 向 性 的 同 時(shí) 還 具 有 高 效 節(jié) 能 的 特 點(diǎn) 能 耗 僅 為 傳 統(tǒng) LED 光 源 1 30 研 究 表 明 在 水 稻 育 苗 過 程 中 采 用 新 型 激 光 光 源 進(jìn) 行 合 理 輻 照 可 以 提 升 秧 苗 品 質(zhì) 插 秧 后 返 青 快 分 蘗 多 抽 穗 早 最 終 實(shí) 現(xiàn) 水 稻 的 穩(wěn) 產(chǎn) 增 產(chǎn) 自 2021 年 以 來 在 全 國(guó) 多 地 試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 明 采 用 新 型 激 光 光 源 在 插 秧 前 輻 照 水 稻 秧 苗 20 d 左 右 可 以 實(shí) 現(xiàn) 超 過 10 的 增 產(chǎn) 這 一 結(jié) 果 不 僅 為 我 國(guó) 水 稻 提 質(zhì) 增 效 提 供 了 重 要 的 技 術(shù) 支 撐 和 保 障 也 為 其 他 植 物 在 各 階 段 補(bǔ) 光 提 供 了 新 的 方 法 和 手 段 關(guān) 鍵 詞 激 光 光 源 植 物 補(bǔ) 光 水 稻 育 苗 弱 激 光 光 調(diào) 控 中 圖 分 類 號(hào) S24 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 A 文 章 編 號(hào) 2096 7217 2024 03 0022 11 楊 明 來 秦 莉 賈 鵬 梁 雪 梅 于 合 龍 卞 婷 馬 強(qiáng) 王 輝 李 成 龍 Sicheng TIAN 王 英 新 型 激 光 光 源 在 水 稻 育 苗 中 的 應(yīng) 用 進(jìn) 展 J 智 能 化 農(nóng) 業(yè) 裝 備 學(xué) 報(bào) 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 進(jìn) 農(nóng) 業(yè) 農(nóng) 村 現(xiàn) 代 化 規(guī) 劃 及 中 共 中 央 國(guó) 務(wù) 院 關(guān) 于 學(xué) 習(xí) 運(yùn) 用 千 村 示 范 萬(wàn) 村 整 治 工 程 經(jīng) 驗(yàn) 有 力 有 效 推 進(jìn) 鄉(xiāng) 村 全 面 振 興 的 意 見 進(jìn) 一 步 釋 放 重 農(nóng) 強(qiáng) 農(nóng) 的 強(qiáng) 烈 信 號(hào) 把 糧 食 增 產(chǎn) 的 重 心 放 到 大 面 積 提 高 單 產(chǎn) 上 以 確 保 糧 食 產(chǎn) 量 保 持 在 65 kt 以 上 這 為 科 技 和 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 人 員 提 出 了 目 標(biāo) 和 挑 戰(zhàn) 1 2 水 稻 是 我 國(guó) 主 糧 作 物 其 產(chǎn) 量 和 品 質(zhì) 直 接 關(guān) 系 到 國(guó) 家 的 糧 食 安 全 和 人 民 的 生 活 水 平 3 4 水 稻 育 苗 作 為 水 稻 種 植 的 關(guān) 鍵 環(huán) 節(jié) 對(duì) 于 提 高 水 稻 的 產(chǎn) 量 品 質(zhì) 以 及 整 體 種 植 效 益 具 有 至 關(guān) 重 要 的 作 用 大 田 育 秧 由 于 受 自 然 條 件 影 響 使 秧 苗 品 質(zhì) 不 穩(wěn) 定 隨 著 農(nóng) 業(yè) 科 技 的 發(fā) 展 為 了 提 高 秧 苗 品 質(zhì) 提 高 土 地 的 利 用 率 水 稻 育 苗 逐 漸 向 品 質(zhì) 可 控 的 集 中 育 苗 方 向 發(fā) 展 5 11 現(xiàn) 有 集 中 育 苗 方 式 主 要 采 用 溫 室 大 棚 育 苗 和 工 廠 化 育 苗 的 方 式 這 些 方 式 雖 然 可 以 保 障 秧 苗 在 合 適 的 溫 度 濕 度 及 水 肥 的 條 件 下 進(jìn) 行 生 長(zhǎng) 但 普 遍 存 在 光 照 不 足 的 問 題 光 是 植 物 進(jìn) 行 光 合 作 用 的 必 要 條 件 是 植 物 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 營(yíng) 養(yǎng) 積 累 的 關(guān) 鍵 要 素 然 而 現(xiàn) 有 溫 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 項(xiàng) 目 國(guó) 家 重 點(diǎn) 研 發(fā) 計(jì) 劃 項(xiàng) 目 2019YFC1710700 中 國(guó) 工 程 院 戰(zhàn) 略 研 究 與 咨 詢 項(xiàng) 目 重 點(diǎn) JL2022 04 吉 林 省 農(nóng) 業(yè) 重 大 技 術(shù) 協(xié) 同 推 廣 試 點(diǎn) 項(xiàng) 目 2024XT0708 第 一 作 者 楊 明 來 男 1970 年 生 吉 林 公 主 嶺 人 博 士 研 究 員 研 究 方 向 為 激 光 農(nóng) 業(yè) E mail yangminglai 通 信 作 者 王 英 女 1970 年 生 吉 林 長(zhǎng) 春 人 博 士 研 究 員 研 究 方 向 為 光 化 學(xué) E mail wangying