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叶青看财经:农业激光的故事
2022-12-19 15:51:32   来源:今日湖北   分享:
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周一下午,参加“光谷十佳集群公共服务平台”评审工作,了解了光谷地区21家服务平台的情况,高校的平台具有明显的优势。

对于激光协会,我提了一个问题,大棚激光照明系统,有何研究。

会长做了很好的回答。

激光是20世纪的伟大发明之一,作为一种人造光源,它在各行各业发光发热。

人们最熟悉的是它在医学上和工业上的应用,例如激光切割,激光脱毛等等。

激光在农业领域上的应用,相当广泛。

激光育种有着异曲同工之妙,中国的激光育种技术从1972年开始发展,至今已经非常成熟,常用的激光有co2和he-ne。

激光育种是突变育种的一种,主要原理是选用适当波段剂量的激光对植物种子或其他器官进行照射,以诱发突变,进而在其后代中,选择优良变异个体,有可能培育成新品种。我国试验激光育种的植物品种包括水稻、小麦、大豆、玉米等200多种植物种子。

激光育种的方式完全可行,种子经过激光照射后,可以大大提高产量。一个最有名的事件是激光治好的桃子的雄蕊不育症,使桃子增产四倍以上。

激光可以用于检测病害, 450到500纳米的激光也可以杀死害虫的虫卵,幼虫等,起到防控病虫害的作用。

激光光照,不同颜色的激光可以互相帮助,互相配合,使植物进行高效的光合作用,从而达到增产的效果。这就是什么是新一代激光光照。

新加坡土地资源稀缺,是高架种菜。

一横排的种植架可以种植48颗蔬菜,一个立体架横着40个单元的种植架子,一个单元的立体架能够种菜1920颗,一个单体架子占地仅有5.1平米,15-20天收割一次蔬菜,一年能够实现20地轮种,5.1平米种出了38400颗蔬菜。

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新加坡的垂直农场完美地绕开了无LED照明辅助,如果采用人工LED 照明无疑意味着电力成本的增加,农作物一旦种植成本不具有经济性,就会很难与传统农业竞争,而随着新一代激光光照的出现,亮度达到了LED的两倍,光电转换效率高,在一亩地的温室大棚,一个月耗三度电。

把水培种植做到极致要数日本,一个占地4400平米的蔬菜工厂,高端蔬菜流水线1天生产3万棵,采用循环水种菜,生菜生长只需1%的水,所需养分也只占到四分之一,相比较之前的生菜工厂成本降低了30%。

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日本的旋转水培生菜农场从外形采用了一种圆形穹顶式的结构,内部安装了水培种菜系统、智能旋转系统、智能采光系统、空气循环系统、营养液供给系统、育苗培育系统等,生菜农场中心位置的圆形水培种植系统大约有30米宽,工作人员在中心位置种植蔬菜,系统自动化旋转,每天旋转一个小时,它会将种植的蔬菜由内到外推出,农民们每天都会播种生菜的菜苗,经过30天后,种植的生菜就会自动化地旋转到外部边缘,工作人员只需推着小车收割生菜。

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因此,蔬菜的生长离不开光照,智能化的采光系统和空气循环系统会根据蔬菜的大数据,自动调节圆形穹顶的光照强度和通风时间,为了解决光照不足,这里还安装了特制的激光植物生长灯,相比较传统的照明技术,激光植物补光灯光效率高,能耗小,成本上要比农业大棚常用的LED灯便宜四分之一。

激光光谱是以激光为光源的光谱技术。与普通光源相比,激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点,是用来用来植物光照的理想光源。

在温室大棚使用激光光照,效果十分显著,植物成长速度比一般自然生长之植物快了近乎3倍。激光植物光照,一个大棚一盏灯,一个月耗电3度电,在经常没有太阳光的冬季,利用激光植物生长灯和温室大棚,可以种出绿油油的蔬菜,促进植物光合作用中所需要的叶绿素、花青素及胡萝卜素,使蔬果提早20%时间采收,增加3至5成的产量,更提高蔬果的甜度且减少病虫害。

案例:

内蒙冬季恶劣天气时常发生,为了让大棚内的蔬菜提前上市,减少病害,从棚内光照不足入手,光照不足棚内的蔬菜会出现落花、落蕾和坐果困难的问题,当地的蔬菜站站长介绍了一种激光光照装置,相比较以前大棚内安装的蔬菜荧光灯,激光补光装置能够照射70米长,宽度12米,每天下午放棉被时,激光补光装置就会自动打开,一晚上给蔬菜补充光照8小时。

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经过2个多月的试验,一个棚的小西红柿种植160垄,通过红蓝色的激光照射,每垄增产大约在40斤,亩产增收4000斤,每斤按照批发价1.4元,一个棚下来增收了5000多元,这个期间不使用农药,经测糖仪检测糖度增加了1.5度,小西红柿吃起来酸甜可口。

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激光平整土地。激光平地机主要适用于在荒地、坡地的平整作业,减少灌溉沟渠,提高土地利用率,为机械化作业创造条件。整机主要由激光发射接收器、控制箱、液压系统和平地铲组成,通过平整作业可以使地面平整度达到误差±2公分,比普通灌溉可以节水30%以上。利用激光技术平地,配合相应措施,可减少田埂占地面积3%-5%,可使土地平整度提高,肥料分部均匀,减少肥料流失和脱肥现象,提高作物品质。

还有激光除草机。位于西雅图的农业智能机器人公司Carbon Robotics推出了其2022年新型LaserWeeder机具,这是一种经济高效的杂草控制解决方案,适用于大型专业行作物。

它由一个自主的激光除草拉动机器人组成,该机器人无缝连接到拖拉机的后部,使用改良激光能在一小时除掉 200,000 根杂草。这比 2021 年首次推出时多了 100,000 个,效率提高一倍。

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如果激光广泛普及应用到农业中,对推动农业的发展一定会起到决定性的作用。

光谷大有作为。

附录:中国重要激光巨头:

大族激光:亚洲最大、世界排名前三的工业激光加工设备生产厂商,世界著名的激光加工设备生产厂商。从2004年在深圳上市到今天,大族市值已经突破450亿,全球员工已经超过10000人。

华工激光:华工激光工程有限公司是激光设备和等离子切割设备的制造商。华工激光是国家重点高新技术企业,国际标准制定参与单位,国家标准制定领导机构和承担单位。公司拥有企业技术中心和激光先进制造技术省级重点实验室。同时依托国家激光加工工程研究中心、国家激光技术重点实验室、激光加工展示中心三大智能平台,承担激光行业重点项目和重大科技研究项目。

楚天激光:武汉中谷联创光电科技有限公司是一家规模庞大、产品多样、市场网络健全的专业激光设备制造商。武汉楚天激光集团有限公司成立于1985年,拥有工业激光、医用激光和文化创意激光三大品牌,为全球客户提供完整的激光应用解决方案。


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