生物光照技术还有哪些农业应用场景?“一束光”如何照亮农业生产?

“育种是一个复杂且漫长的过程，育种本身是科学的，同时也是一种艺术。”深耕育种行业数十载的杨凌中心负责人吴纯仁动容地说道。

在智慧农业的发展进程中，生物光照正逐渐成为智慧农业技术落地的关键硬件载体之一，并在智慧育种等领域不断拓展新的应用场景。以玉米育种为例，借助智能温控系统营造的适宜环境，玉米的种植周期从传统的每年1代突破至一年5代，实现了“四季可见”的“育种加速度”，这背后蕴含着我国种业科技革命的密码。

“传统育种方式很大程度上依赖自然条件，可以说是‘靠天吃饭’。如今，我们通过构建数字化智能化的‘第二自然’环境，打破了这种限制。”国内种业行业内首个大规模无极调光自动化温室的负责人吴纯仁介绍道。在这个温室中，各类传感器如同灵敏的触手，实时感知并收集作物生长环境中的光强、温湿度等信息，同时结合作物生长状态的监测数据，通过大数据分析精准模拟出作物在最佳生长状态下所需的环境参数组合，进而精准调控光、温、水、肥等要素。

当正午阳光强烈时，自动补光灯会自动收敛光芒;而在阴雨天气，补光强度则会相应增强。新一代补光系统经过升级，相比传统LED节能近三分之一。经过光谱优化的灯光设计，不仅避免了工作人员的视觉疲劳，还能根据不同育种阶段作物的需求，提供定制化的专属光配方。在这里，育种过程实现了向数字化、智能化的转变，有效缩短了育种周期，加速了新品种的培育与推广，为商业化生物育种的高效运作提供了有力保障。

育种过程离不开光照调控，而从遗传角度改良光合效率则是光照育种的另一巧妙途径。“通过生物育种技术对作物光合相关基因进行优化，可以提高作物对光能的利用效率。这不仅能增加作物产量，还能改善农产品的营养成分和口感等品质指标，从而生产出更符合市场需求的优质农产品，提升我国农产品在国际市场上的竞争力。”吴纯仁解释道。

在关中平原中部的杨凌，LED补光灯正助力玉米生长加速;而在两千公里之外的海南湿热椰林深处，另一场与光相关的农业探索也在悄然展开。各类经济作物因独特的生长习性和对光照的特殊需求，与光照调控技术紧密相连。

提到香草兰，可能很多人会感到陌生，但说到香草味冰激凌，大家就会立刻明白。香草味正是从香草兰中提取而来的。尽管香草兰的用途十分广泛，但其天然产量却远远无法满足市场需求。

香草兰喜阴，我国普遍采用设施荫棚种植方式，设置遮阴网，避免阳光长时间直射。“海南东部地区冬季有较长时间的阴雨天，而在光照不足的阴雨天，遮阴网依然会遮掉55%～75%的光照，这就可能影响香草兰植株的生长发育，在棚内加设补光灯成为调节光照的最优解。”中国热带农业科学研究院香料饮料研究所(以下简称“香饮所”)香草兰研究中心主任赵青云介绍说。

“我们翻阅国内外文献，以期获得一些香草兰种植与光照条件关系的线索与灵感，但相较于其他常见经济作物，国际上针对香草兰种植光照的研究近乎空白。如今香饮所深入探寻香草兰在不同生长阶段对不同波长光的需求规律，是走在前列的业内创新。”赵青云坦言。

“不同生物物种对于光线的感知存在显著差异，家禽的感光能力比人类更为敏锐，人工照明是现代畜禽养殖业环境控制的重要手段之一。”山西农业大学教授李建慧介绍道，“非笼养蛋鸡养殖采用的是暖白光光谱，加入更多的红光，能够降低啄癖等不良行为。具有宽光谱的灯更接近太阳光谱，可以最大程度地提升家禽视野，有助于提高产蛋率和蛋壳质量。”

光照对畜牧养殖的影响，不仅局限于家禽领域。在水产养殖中，光照调控同样发挥着重要作用。以“南鱼北养”这一创新养殖模式为例，光照调控是保障鱼类健康生长、优化养殖效果的关键因素。山西农业大学动物科学学院副院长刘青指出，无论是畜禽还是水产，光照在促进动物生长、调控繁殖周期、提升产品质量等方面都具有显著成效。

文章来源：广州光亚展

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