近日，由中國科學院上海交叉學科研究中心主辦的第112期交叉學科論壇“先進光電儀器與應用研討會”在滬召開。來自中科院上海技物所、遺傳發育所、長春光機所、上海光機所、南京農業大學等單位的院士、專家代表60余人齊聚一堂，梳理了光電儀器在精準農林、環境監測等領域亟需解決的難題和發展方向。

中科院院士、中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所所長韓斌坦言，在水稻表型與基因測序方面，我國使用的高端光電儀器主要靠進口，價格高昂，且維護成本高。“期待國內能夠自主研發相關光電儀器，為水稻的基因精確測序、關聯分析、水稻雜種優勢遺傳機制研究提供技術支撐。”

中科院遺傳與發育生物學研究所研究員降雨強認為，精準獲取高分辨率時空表型是后基因組時代的瓶頸，我國雖已經逐步開展了表型組學設備的引進和研發工作，但主流超分辨顯微成像技術及其裝備都被國外進口產品壟斷，急需自主可控的高端光電儀器。

湖南省農業科學院研究員朱明東則表示，進口儀器難以適應中國水稻產業發展的實際需求，已成為我國水稻產業精細化、規模化發展的阻礙。

據了解，光電儀器是以光電子學為基礎，綜合利用光學、精密機械、電子學和計算機技術解決各種工程應用問題的裝備。不僅能夠應用于基因測序，在物質監測方面也發揮著重要作用。

當前，我國雖已逐步開展了表型組學設備的引進和研發工作，但主流超分辨顯微成像技術及光電裝備都被國外進口產品壟斷。

事實上，進口設備依然無法徹底解決我國的科研問題。與會專家介紹，進口的光電儀器難以適應我國基因監測的實際需求，這已經成為產業精細化、規模化發展的阻礙，我國急需研發自主可控的高端光電儀器。

值得注意的是，不同領域和應用細分對光電儀器的需求不同。

在育種方面，植株表型和生長環境監測對科學高效育種十分重要。研究發現，基于光譜、紅外、激光等技術，能夠實現植株生長各要素的全面監測，但該類高端光電儀器的研發在國內仍是空白。

一直以來，霉菌毒素的污染對農業和畜牧業生產造成了巨大的經濟損失，亟需研發霉菌類污染物在位檢測及脫毒處理一體化裝備，解決我國小麥赤霉病檢測技術難題。“該裝備應該具備覆蓋已知霉菌毒素的90%以上的能力，并且能夠完成分級處理任務。”中科院長春光機所研究員譚鑫說。

近年來，生態養殖領域迫切需要實現對重金屬、懸浮物、抗生素等有毒有害物質的在線高精度監測，企業等應用方提出了同時監測多種危害物質的新要求，相關的監測裝備研發需盡快提上日程。

除了農業、畜牧業，光電設備在壞境保護方面也表現出應用潛質。

在對比了現有監測技術的優缺點后，中科院上海技物所研究員顧明劍發現，對有害氣體遠程實時監測預警仍存在盲點。他認為，應該充分發揮紅外高光譜成像技術的優勢，研發相關光電儀器。

水體污染監測也能用到光電儀器。中科院安徽光機所研究員謝品華介紹，水體放射性核素在線監測預警裝備將是光電儀器的又一應用。

事實上，光電儀器想在環境監測領域遍地開花并不容易。中科院上海光機所研究員黃立華認為，先進激光技術在該類儀器中發揮著重要作用，應該重視并開展激光浮游菌粒子計數器和飛秒激光技術的研究。

通過用戶和研制單位的思想碰撞，與會專家認為，農業、畜牧業、生態環境監測等領域對光電儀器裝備具有迫切需求，亟需研制高精度植株表型光電裝備、保障糧食安全的先進光電裝備、危害氣體實時監測預警裝備和多元多模態危害物質在線高通量監測裝備等，解決“卡脖子”難題。

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