李明

超过95%的日本农户仅在每年的5～12月生产草莓。尽管目前可实现草莓的周年生产，但由于塑料温室的温度管理比较困难，草莓产量较低。另外，周年生产草莓中夏季和冬季的温度控制，无毒种苗和农药的购买等也会给农户带来一定的负担。人工光植物工厂可避免室外环境变化的影响，使室内环境终年保持在最佳水平，进而可实现草莓的周年生产。若使用种子繁育草莓，则可进一步实现农药零使用，提高草莓的安全生产水平。随着近年来草莓市场的发展，草莓成为一种较普通叶菜更有附加值的农作物，使用人工光植物工厂生产草莓也获得了越来越多的关注。但荧光灯、LED等人工光植物工厂内的人工光源仅包含植物生长所必须的光，缺少与蜜蜂授粉活动相关的紫外线。紫外线是蜜蜂的导航光波，缺乏紫外线会造成蜜蜂采蜜的活跃性降低，使得蜜蜂授粉效率低下。由于目前还没有草莓专用的人工授粉激素，多使用毛刷等物理方法进行人工授粉，授粉效率不高。为解决该问题，该研究开发了一种超声波授粉装置，来实现植物工厂内草莓的高效人工授粉。

当有物体阻挡超声波时，与超声波传播方向相对应的物体表面就会产生压力。超声波可由超声波换能器产生。但是单个超声波换能器所产生的声波辐射压强较小。因此，需要将几百个超声波换能器组合在一起，构成相控阵，通过合理控制每个换能器的相位，将所有换能器产生的超声波聚焦于空间上的某一点，即可产生数十毫牛的力。……