習近平總書記指出：“向設施農業(yè)要食物”。

作為在封閉環(huán)境下通過高精度控制實現作物周年連續(xù)生產的高效農業(yè)系統(tǒng)，植物工廠能夠根據不同作物對光照、溫度,、濕度、營養(yǎng)等要素的需求，實時調控環(huán)境,，精準供給，實現高效生產,。

植物工廠如何通過精準調控實現植物生產,？產量和安全性如何保證？建設和運維成本如何控制,？記者在四川成都進行了探訪,。

無需土壤，不靠太陽,，廠房之中,，也能生長植物？在四川成都國家現代農業(yè)產業(yè)科技創(chuàng)新中心的無人化垂直植物工廠里,，或許可以找到答案,。

面前是多層鋼架，抬頭望,，架子頂部裝著燈珠,，紅藍光線照在水靈靈的生菜葉上。隔著玻璃,，整個工廠泛著粉光,，仿佛置身科幻片片場?！胺N菜也有流水線,。播種、育苗,，佐以養(yǎng)分,、光照、適宜溫度,，一棵生菜僅用35天就能長成,。這要在外邊大田，時間至少翻倍,?！笔忠粨P，指著高達20層的垂直植物工廠,，楊其長介紹,。作為中國農業(yè)科學院都市農業(yè)研究所首席科學家，他帶著團隊一道,，投身植物工廠研究近20年,。

從蔬果栽培到水稻育種,，全流程智能調控，在這座無人化工廠里,，植物正循光向上,、拔節(jié)生長。

“加速”是植物工廠的標簽

隨著電腦發(fā)出指令,，機械臂靈活地把一盤盤生菜苗定植到栽培板上,，再由機器人將其送到指定“樓層”。隨后,，調試LED光源,，輸送營養(yǎng)液。待到生菜成熟,，再從“樓層”取出,，進行切根、包裝,。依靠智慧管控和輔助機器人技術,，從栽種到培育，從收獲到包裝,，植物工廠中,，已然能夠實現無人化作業(yè)。

自然農耕,，看天吃飯,，須得遵循自然規(guī)律?！帮L調雨順還好,，若是遇上氣象災害、病蟲害等,，常會減產,。”楊其長介紹,，種植條件難以保障是一個長期存在的問題,，從自然到可控，溫室大棚是一種探索,，能夠種植反季節(jié)蔬菜,，但也會受到高溫、冰雪等不良天氣影響,。

植物工廠的出現,，則打破了自然條件制約。作為在封閉環(huán)境下通過高精度控制實現作物周年連續(xù)生產的高效農業(yè)系統(tǒng),，植物工廠能夠根據不同作物對光照,、溫度,、濕度、營養(yǎng)等要素的需求,，實時調控環(huán)境,，精準供給,，實現高效生產,。在植物工廠中，還可誘導作物開花,、促進快速生長,，大幅縮短作物生育周期。

“‘加速’是植物工廠的標簽,?！倍际修r業(yè)研究所研究員王森說。一棵生菜,，生長周期可以從70天縮短到35天,；一株水稻，生育期可由120天縮短至63天,。這套不受土地,、空間和氣候條件約束的技術，依據植物工廠光—營養(yǎng)耦合技術調控作物快速生長,，可以實現水稻,、小麥、玉米,、大豆,、棉花、油菜等作物生育期縮短一半以上,，為作物育種加速提供有效支撐,。

1238種“光配方”構建數據庫

一次訪學，讓楊其長推開了植物工廠研究的“大門”,。

2005年,，在荷蘭瓦赫寧根大學的一間實驗室中，揭開黑布,，紅藍光照耀之下,，生菜長勢喜人。自那時起,，好奇的種子便在楊其長心中扎了根：LED光源如何影響植物生長,？如何利用LED照明解決植物工廠光源的能耗難題？

一回國,，就行動,。一邊緊鑼密鼓搭建實驗室,，一邊東奔西走尋找光源?！澳菚篖ED照明剛起步,，國內少有廠家生產。我們甚至嘗試用紅色激光代替,，結果由于能量太強,，植物難以承受?！睏钇溟L回憶,。

幾經周折，團隊終于找到了4塊LED光源板,。不斷調試,、反復實驗，優(yōu)化配比,、降低能耗,，歷時多年，楊其長帶領團隊在成都打造出了一個無人化垂直植物工廠,，一年能產10茬以上蔬菜,。

走進植物工廠，架子頂部的LED燈珠顏色各異,，在種植過程中,，會將紅光、藍光,、綠光,、近紫外光和紅外光等依照作物品種和生長環(huán)節(jié)按需進行調配?！敖ㄔO植物工廠,，首先要攻克‘光效低、能耗高’難關,?！蓖跎寡裕皥F隊已經構建了五大類植物‘光配方’數據庫,，涵蓋72種作物,、1238種‘光配方’，大幅提升系統(tǒng)光效,。同時輔助光—溫耦合節(jié)能調控技術,，實現植物工廠綜合能耗降低56%以上。”

為了解決平面栽培土地與空間利用率低的問題,，團隊采用了垂直立體栽培技術,，實現向立體空間拓展的技術突破?！斑@座栽培層達20層的垂直植物工廠,，能將土地利用率提升120倍以上?！睏钇溟L算了筆賬,。

眼下，200平方米左右的植物工廠里,，蔬菜年產量可達60噸以上,。通過采用自主培育的作物新品種,、垂直立體栽培系統(tǒng),、營養(yǎng)液自動供給系統(tǒng)、人工模擬節(jié)能光源以及基于AI的智慧管控系統(tǒng),，在垂直空間內,，能實現食物的周年穩(wěn)定生產。

大規(guī)模推廣仍需降本增效

單位面積產量高,、作物生產穩(wěn)定性強,、節(jié)省土地資源……在楊其長看來，植物工廠優(yōu)點很多,，“對我們這樣的農業(yè)大國來說,，發(fā)展植物工廠非常重要，有助于提高農作物生產效率,，彰顯農業(yè)技術水平的進步,。”

雖然采取技術手段,，能耗已經有所下降,，但要推廣普及，高耗能仍是橫在團隊面前的一道坎,。此外,，與露地栽培、溫室大棚相比,，存在初期建設成本高,、后期運維投入大等問題?！翱傮w來說,，植物工廠單位生產成本相對偏高。”談及植物工廠面臨的瓶頸,，楊其長坦言,，未來若要大規(guī)模推廣，還得想辦法降本增效,，讓科技成果為更多人所及所享,。

目前，團隊正在摸索植物工廠的盈利模式,。據介紹,，植物工廠高端葉菜生產聚焦京津冀、長三角,、珠三角,、成渝等人口密集的都市圈及本地蔬菜自給率低于10%的地區(qū)，消費市場廣闊,。此外,，植物工廠還可用于集約化育苗，不僅能夠降低生產成本,，種苗品質也有保障,。

從跟跑到領跑，令人振奮的是,，我國的植物工廠開始走向國際,。植物工廠技術國際培訓班上，來自20多個國家的學員接受系統(tǒng)的植物工廠培訓,；基于“光配方”的植物LED光源產品,，已推廣到100多個國家和地區(qū)；有關無人化垂直植物工廠的落地項目,，已與英國,、沙特阿拉伯、智利,、卡塔爾等國達成合作……

從沙漠到荒地,，從島礁到高原，楊其長盼望植物工廠能在更多非耕地上大顯身手,。他相信,，這一天，并不遙遠,。

《 人民日報 》（ 2024年04月17日 07 版）

(編輯:月兒)