向敌人发射激光是科幻小说中的内容，但现在，一些农民正在用一种新技术——激光除草机来对抗他们最大的敌人之一。
商用激光除草机是经过作物行并拍照的大型机器。深度学习计算机程序分析图像以区分杂草和农作物。然后，激光会击碎杂草以杀死它们。该机器的计算机程序还允许农民优先考虑杂草的类型，例如靠近作物的小型植物，这些植物可能难以被人类看到和消除，以便激光瞄准。
这些机器主要在西海岸使用，但现在一项新的研究测试了它们在东海岸的工作效率如何，那里的土壤、作物、降雨模式和杂草可能不同。
研究发现，在东海岸豌豆、甜菜和菠菜的试验田中，激光和普通除草剂的效果一样好。
“我们想知道激光除草机是否会在东海岸像往常一样表现良好，事实证明，它们可以，”康奈尔农业与生命科学学院园艺系综合植物科学学院助理教授 Lynn Sosnoskie 说。Sosnoskie 是该论文的第一作者，而合作者、罗格斯大学植物生物学家 Thierry Besan?on 是该研究的通讯作者，该研究于 6 月 24 日发表在《害虫管理科学》上。
总部位于西雅图的 Carbon Robotics 公司的机器在这项研究中进行了测试，已经售出了大约 100 台激光除草机。它们的价格高达 150 万美元。“对我们来说，测试它们很重要，因为种植者承担了很大的技术风险，并将大量资本投资投入到他们可能不知道会奏效的东西上，”Sosnoskie 说。此外，她说，公司可能很快就会倒闭，因此农民现在需要保证。目前纽约有三个洋葱农场使用激光除草机。
大多数传统农民使用昂贵的除草剂来控制杂草，这可能对作物有害，导致产量降低。有机和传统农民可能会雇用工人手工除草，这是时间和劳动密集型的。
在这项研究中，研究人员在新泽西州和纽约州对豌豆、菠菜和甜菜作物进行了三项研究试验，进行了四种处理：允许杂草自由生长的对照;常见除草剂的应用;单独的激光除草机;以及激光和除草剂的组合。对作物出苗、作物生长和发育、杂草出苗、杂草覆盖率和密度以及产生的杂草总生物量进行了监测。该研究包括使用激光除草机进行两到三次作，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与三种常见除草剂（S-异丙甲草胺、bentazon 和 phenmedipham）一样有效或更好。虽然激光在消除羊羔草和豚草等杂草方面做得很好，但它们在控制马齿苋和一年生草方面效果较差。那是因为激光瞄准植物的生长点，称为分生组织，而一些杂草有隐藏的分生组织;例如，在草中，生长点在地下。Sosnoskie 说，除草剂通常对较小的物种效果更好，这些物种需要较少的能量来杀死。
与未处理的对照相比，激光除草将杂草覆盖的地块百分比降低了 45%;根据该论文，杂草密度（每平方米中存在的杂草数量）降低了 66%，导致到季节结束时杂草生物量减少了 97%。
激光除草机还有其他好处。作者报告说，研究中评估的除草剂延迟了作物的出苗和/或使作物发育迟缓，但当激光除草取代除草剂的使用时，激光除草时，作物发育迟缓率低于 1%，作物生物量增加了 30%。
下一步将包括优化不同环境和杂草种类的激光除草，以及评估具有改进激光器和更快处理速度的商业装置。
