激光除草机东海岸试验成功,或成农民除草新利器
2025-06-26 10:06
来源:康奈尔大学
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商用激光除草机是一种大型机器,它会在作物行间飞行并拍摄照片,借助深度学习计算机程序分析图像,精准区分杂草和作物,随后激光会击中杂草将其杀死。该机器的计算机程序还能助力农民确定优先处理的杂草类型,如靠近作物、难以发现和清除的小型植物,以便激光更精准瞄准。

此前,激光除草机主要应用于西海岸,鉴于东海岸土壤、作物、降雨模式和杂草情况有所不同,一项新研究对其在东海岸的工作效率展开测试。

研究结果显示,在东海岸的豌豆、甜菜和菠菜试验田中,激光除草机的效果与常见除草剂相当。康奈尔大学农业与生命科学学院综合植物科学学院园艺系助理教授林恩·索斯诺斯基(Lynn Sosnoskie)表示,研究证实激光除草机在东海岸同样有效,她是该论文第一作者,合作者罗格斯大学植物生物学家蒂埃里·贝桑松(Thierry Besançon)为通讯作者,研究发表于《害虫管理科学》杂志。

总部位于西雅图的Carbon Robotics公司已售出约100台激光除草机,其机器参与了此次研究测试,每台价格高达150万美元。索斯诺斯基称,测试这些机器对种植者至关重要,他们承担着技术风险并投入大量资金,且公司可能倒闭,农民需要保障。目前,纽约有三个洋葱农场正在使用激光除草机。

传统农民多依赖昂贵除草剂控制杂草,但这可能损害作物、降低产量;有机和传统农民也可能雇佣工人手工除草,费时费力。

本研究在新泽西州和纽约州针对豌豆、菠菜和甜菜作物开展三项试验,设置四种处理方式:对照组(杂草自由生长)、施用常用除草剂、单独使用激光除草机、激光与除草剂联合使用。研究人员监测了田块作物出苗、生长发育情况,以及杂草出苗、覆盖度、密度和总生物量。研究期间,使用激光除草机进行两到三次除草,每次间隔约10天。

结果表明,激光除草在控制一年生杂草方面,效果与三种常见除草剂(精异丙甲草胺、苯达松和苯甲敌草)相当甚至更优。不过,激光除草在清除藜和豚草等杂草方面效果良好,但在控制马齿苋和一年生禾本科植物方面效果欠佳,原因是激光瞄准植物生长点(分生组织),而有些杂草分生组织隐藏,如禾本科杂草生长点在地下。除草机对体型较小的杂草更有效,因其所需能量更少。

论文指出,与未经处理的对照组相比,激光除草使地块杂草覆盖率降低45%,杂草密度降低66%,季节结束时杂草生物量减少97%。此外,激光除草机还有其他优势,研究中评估的除草剂会延迟作物出苗或导致作物发育不良,而使用激光除草后,作物发育不良率不到1%,作物生物量增加30%。

下一步,研究人员将优化不同环境和杂草种类的激光除草,并评估具有改进激光器和更快处理速度的商业单位。

更多信息: Lynn M Sosnoskie 等人,基于深度学习的激光除草与三种蔬菜生产系统中传统除草剂应用的比较, 《害虫管理科学》 (2025)。

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