近日，首届“包头稀土杯”科技创新邀请赛启动仪式在中国科学院包头稀土研发中心举行。作为本次启动仪式的项目路演项目代表——智能蔬菜工厂的宝宝果蔬现场与记者们来了个面对面。

走进中科院包头稀土研发中心2号基地人工气候试验室，映入眼帘的是一排排拉着遮光帘的植物培养架。“这个实验室所有光源都是人工光源，排除自然光，我们在纯人工光源下进行极值试验，用来观察不同植物在各种光源下的生长状况。”中科院包头稀土研发中心“稀土农用光源”项目负责人张彤说，张彤一边说一边将植物培养架四周的遮光帘拉开，一排排高矮不一的果蔬幼苗出现在眼前，果蔬幼苗上方，一盏盏稀土补光灯正在“关照”着这些可爱的果蔬幼苗。这些果蔬，因为在种植过程中使用了稀土农用光源，其外形与口感都非同一般，广受好评。

加点稀土光 吸收更高效

光在实验室里做实验，数据也没有代表性。张彤又给记者讲述了另一个事例。就在今年1月初，包头市现代农业固阳示范基地与中科院包头稀土研发中心“稀土农用光源”项目组合作，在大棚内安装了LED农用光源补光系统，对时令果蔬番茄、黄瓜实施人工补光。经过近两个月的精心培育和适时补光，3月1日，合作双方均收获了一份可预知但却仍然令人兴奋的大大惊喜：实施补光的番茄、黄瓜较未补光的植株竟分别高出15cm、12cm，开花期分别提前了约10天、8天，且补光的植株茎秆粗壮，长势茂盛，座果率提高了50%。

众所周知，光是植物生长的核心要素之一。光作为环境信号，通过光量子密度（光强度）、光质（光谱）和光照时间（光周期），对植物生长发育的各个阶段都有着极其重要的影响，营造满足作物光合需求的小气候环境，是提高光合效率、加速物质积累、提高产量和品质的关键，对设施园艺产业转型升级和提质增效具有重要作用。

LED光源具有光效高、耗电少、智能化和寿命长等特点，将稀土元素加入LED光源中，可根据不同作物光合需求组合不同光质光源形成补光阵列，使针对作物光合作用所需多个特征波段的按需调控成为可能。

中科院“稀土农用光源”主要是让稀土发光材料在不同的发光材料及化合物的作用下，通过电激发，会产生不同波段的光谱，和其他普通灯的区别在于，稀土发光材料的光谱更准确。“比如我想要红光，但因为它的光谱比较宽，可能会把橙光、甚至黄光也包括进来，对于植物来说，可能不需要这么多的黄光或橙光。而稀土发出来的光谱是非常准确的，我想要哪个波段的光谱，它就能定位到哪个波段；另外，稀土发光材料还有一个优点，它的光电转化效率很高，能把近90%的电能转化成光能，植物又能将大部分光能吸收，整个过程就实现了非常高的效率。”张彤给记者讲解道。

补光不补光 结果大不同

北方的冬季，早晨亮得晚，晚上天黑得早，整个光照时长不足7小时，这对于植物来说是远远不够的，只能靠人工补光灯进行补充。据张彤介绍，固阳示范基地的成功实验，他们就是建立一个补光系统，根据植物所需的时长，限定一个补光时间范围。以番茄为例，24小时为一个周期，14个小时昼，10个小时夜，在这个基础上再加一个光感探头，如果阴天没有太阳，有效光照降低，这时候灯会自动开启，也就是说太阳光不够的时候，人工光来补，太阳光够，人工光自然就灭了。

普通番茄如果不补光、只照7个小时的自然光，苗期会很长，可能60天以上才能开花，生育期就拉得很长，自然也会影响产量。“如果一天保证14个小时（加上人工光源）的光照，它在40天到50天就可以开花。经过人工补光的番茄与未补光的番茄相比，花期提前，果期也会提前。果实还有一个转色期，由青变红，如果光照时间不足，植物转色期也会拉长。补光的番茄在90天就能上市销售，而没有补光的番茄可能得120天以上才能上市，甚至停止生长。”张彤认为，对于农业来说，打一个合理的时间差，是有效提升经济收入的很好手段。

（原载于《中国有色金属报》2019-06-25 04版）