探尋智慧農業(yè)與生物光學的融合之道

近年來，物聯(lián)網、大數據、云計算等信息技術及智能農業(yè)裝備在農業(yè)生產領域廣泛應用，智慧農業(yè)已成為助力農業(yè)高質量發(fā)展的重要抓手。與此同時，生物光照作為智慧農業(yè)技術落地的重要硬件載體，也迎來了前所未有的發(fā)展機遇和產業(yè)轉型挑戰(zhàn)。

在智慧農業(yè)發(fā)展的風口上，生物光照產業(yè)如何實現轉型升級、為智慧農業(yè)高質量發(fā)展賦能？近日，中國農業(yè)機械化協(xié)會聯(lián)合中國農業(yè)大學、廣州光亞法蘭克福有限公司共同主辦2023年生物光學與智慧農業(yè)產業(yè)國際論壇，來自國內外的專家、學者和企業(yè)代表共聚一堂，圍繞“智慧農業(yè)發(fā)展”“植物工廠與智能溫室”“生物光學技術”“智能農業(yè)應用”等主題分享、交流各地智慧農業(yè)發(fā)展理念和經驗，共同探尋智慧農業(yè)與生物光學的融合之道。

智慧農業(yè)作為全新的現代農業(yè)生產方式之一，是推動我國農業(yè)高質量發(fā)展、實現鄉(xiāng)村振興的關鍵一環(huán)?！爸腔坜r業(yè)技術通過智能裝備技術、信息技術與農業(yè)深度融合、集成創(chuàng)新，對提高農作物的生產潛力，特別是適應全球氣候變化、土壤保護、水質保護、減少農藥使用、維護農業(yè)生態(tài)多樣性等方面很有好處?！敝袊こ淘涸菏?、國家農業(yè)信息化技術研究中心和國家農業(yè)智能裝備工程研究中心首席科學家趙春江在論壇中表示。

近年來，我國不斷探索智慧農業(yè)技術研發(fā)與產業(yè)化，智慧農業(yè)技術在育種、種植、養(yǎng)殖、水產、農機裝備等領域得到廣泛應用。論壇上，中國農業(yè)大學生物學院的王喜慶教授以玉米育種為例，分享了智慧農業(yè)技術在育種方面的應用與成效。中國農業(yè)大學水利與土木工程學院的李保明教授在以“智能化技術賦能設施養(yǎng)殖產業(yè)高質量發(fā)展”為主題的專題報告中強調，我國設施養(yǎng)殖產業(yè)養(yǎng)殖場對智能化的需求十分迫切。

在智慧農業(yè)發(fā)展過程中，生物光照作為智慧農業(yè)技術落地的重要硬件載體，不僅可應用于植物生長燈或溫室補光燈等設備，還可以在遠程種植、智慧育種等領域不斷拓展新的創(chuàng)新應用。湖南農業(yè)大學化學與材料科學學院的周智教授以茶樹生長、茶葉加工過程為例，介紹了生物光照技術在影響植物生長方面的研究進展。研究表明，光和發(fā)光器件（燈具）可以運用到以茶樹為代表的植物的生長環(huán)境中，是一種重要的環(huán)境因子調控手段。

在生物光照技術與智慧農業(yè)融合方面，植物工廠和智能溫室領域的技術研發(fā)和產業(yè)化是關鍵一環(huán)。植物工廠和智能溫室主要通過利用人工光源和太陽輻射作為植物光合能源，利用設施環(huán)境控制技術為植物提供適宜的環(huán)境條件。

近年來，日本和荷蘭等國家大力推動植物工廠和智能溫室領域的技術研發(fā)和產業(yè)化。日本植物工廠研究會的古在豐樹教授以“智慧植物工廠的未來”為主題作專題報告。古在豐樹教授指出，生物環(huán)境控制在農業(yè)生產中的作用非常重要，特別是智慧農業(yè)領域。在植物工廠中，能源利用效率不斷提高，人工光照、植物工廠輻射能源利用效率及光能利用效率都要高于普通溫室。未來，在智能LED光照技術發(fā)展下，植物工廠的能源利用效率可以進一步提升，用電量也會得到降低。生物光照技術的應用，有望以更低的生產成本助力農業(yè)增產提質，同時降低資源消耗和環(huán)境污染。

在我國植物工廠與智能溫室的探索方面，山西農業(yè)大學園藝學院的李靈芝教授分享了番茄種植的相關研究實踐。大同市陽高縣人民政府與山西農業(yè)大學共建山西農業(yè)大學番茄產業(yè)研究院，探索設施蔬菜尤其是番茄的全程數字化管理?！皩嵺`表明，盡管陽高縣冬季光照充足，也需要通過補光燈調解光質，實現果樹增產、品質提升。為此，我們與植物燈企業(yè)合作籌建光譜實驗室，研發(fā)在生產上可以應用的燈，助力老百姓增收?！崩铎`芝說。

中國農業(yè)大學水利與土木工程學院教授、國家中藥材產業(yè)技術體系崗位科學家賀冬仙認為，對于中國生物光照類企業(yè)而言，想要擁抱智慧農業(yè)的風口，仍面臨不小的挑戰(zhàn)。她表示，未來，企業(yè)需要提升智慧農業(yè)的投入產出比，逐步實現植物工廠的高產高效。同時，行業(yè)還需要在政府引導、市場驅動下進一步推動技術領域與農業(yè)領域的跨界融合，整合優(yōu)勢領域資源，推動農業(yè)產業(yè)化、標準化、智慧化發(fā)展。

值得一提的是，為加強智慧農業(yè)領域的技術研究和融合，本次論壇期間同步舉辦中國農業(yè)機械化協(xié)會智慧農業(yè)發(fā)展分會成立大會。中國農業(yè)機械化協(xié)會相關負責人介紹，分會將通過光電、能源、人工智能等技術領域與農業(yè)領域的跨界融合，整合優(yōu)勢領域資源，在未來，希望能進一步推動我國農業(yè)產業(yè)化、農業(yè)標準化、農業(yè)智慧化發(fā)展，為推進全國智慧農業(yè)綜合技術水平提升發(fā)揮積極作用。（劉云）