不需陽(yáng)光沒(méi)有土壤 植物工廠顛覆傳統(tǒng)農(nóng)作方式

 　　近日，2017國(guó)際設(shè)施園藝大會(huì)在北京召開(kāi)，這是被稱為設(shè)施園藝界的奧林匹克盛會(huì)首次來(lái)到中國(guó)。大會(huì)吸引了30多個(gè)和地區(qū)的500多位專家學(xué)者、企業(yè)來(lái)賓與會(huì)，也讓植物工廠、溫室智能管控等設(shè)施園藝的研究成果在此次大會(huì)亮相。作為大會(huì)的重要內(nèi)容之一，會(huì)議還同期進(jìn)行了植物工廠與溫室技術(shù)成果展覽，不同參展商都把體現(xiàn)自家科技含量的產(chǎn)品進(jìn)行展出，尤其是智能管控、立體種植、LED光源以及新型營(yíng)養(yǎng)液栽培系統(tǒng)等植物工廠成果，將在精準(zhǔn)化、智能化上帶領(lǐng)設(shè)施農(nóng)業(yè)向更高級(jí)邁進(jìn)。

 

　　植物工廠是設(shè)施農(nóng)業(yè)的高級(jí)階段

 

　　植物工廠是典型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高科技成果，是一種通過(guò)設(shè)施內(nèi)高精度的環(huán)境控制實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是由計(jì)算機(jī)對(duì)植物生育過(guò)程的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營(yíng)養(yǎng)液等環(huán)境條件進(jìn)行自動(dòng)控制，不受或很少受自然條件制約的全新生產(chǎn)方式。植物工廠脫離的天（太陽(yáng)），由人工光源代替；也脫離了地（土壤），由營(yíng)養(yǎng)液代替，實(shí)現(xiàn)了可控環(huán)境下的生產(chǎn)。

 

　　由于植物工廠實(shí)現(xiàn)了全程人工控制，作物生產(chǎn)計(jì)劃性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)周年均衡生產(chǎn)，生產(chǎn)者完全可以按照市場(chǎng)需求，制定出周年的生產(chǎn)計(jì)劃，可以有效地避免了市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。由于光照、溫濕度精準(zhǔn)可控，植物的生長(zhǎng)速度加快，葉菜類作物的生長(zhǎng)速度快、周期短，單位面積產(chǎn)量高，效益好。作物生長(zhǎng)的機(jī)械化、自動(dòng)化程度高。運(yùn)營(yíng)人工少，節(jié)省人工成本。在封閉或半封閉的環(huán)境中，配有防蟲(chóng)網(wǎng)和衛(wèi)生管理體系，可以有效防止昆蟲(chóng)和病原菌的侵入，不施農(nóng)藥，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。植物工廠作為一種全新的生產(chǎn)方式，人工控制植物生產(chǎn)所需要的環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了作物生長(zhǎng)不受外界自然氣候影響的技術(shù)突破，單位面積產(chǎn)量可達(dá)露地的幾十倍甚至上百倍，因此又被認(rèn)為是21世紀(jì)解決人口、資源、環(huán)境問(wèn)題的重要途徑，甚至可以在荒漠、戈壁、海島、水面、樓房等非可耕地實(shí)現(xiàn)作物生產(chǎn)，也是未來(lái)航天工程、月球和其它星球探索過(guò)程中實(shí)現(xiàn)食物自給的重要手段。

 

　　植物工廠生產(chǎn)效益高

 

　　植物工廠的出現(xiàn)與兩項(xiàng)技術(shù)的突破有密切關(guān)系，一是營(yíng)養(yǎng)液栽培技術(shù)，另一是環(huán)境控制技術(shù)。發(fā)達(dá)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始持續(xù)進(jìn)行植物工廠的探索，并取得了重要進(jìn)展。

 

　　植物工廠作為技術(shù)高度集成的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，就像航天工程、磁懸浮、大飛機(jī)等技術(shù)一樣，是體現(xiàn)一個(gè)高技術(shù)水平的的重要標(biāo)志，也是農(nóng)業(yè)智能裝備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域，中國(guó)作為具有重要影響的農(nóng)業(yè)大國(guó)，在植物工廠高技術(shù)領(lǐng)域必須實(shí)現(xiàn)自主突破。

 

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所（環(huán)發(fā)所）研究員楊其長(zhǎng)告訴記者，十五年前，環(huán)發(fā)所就將植物工廠作為科研選題的重要方向之一，收集了大量的有關(guān)植物工廠的研究資料，并成立了專門(mén)的科研團(tuán)隊(duì)。“2005年我在留學(xué)荷蘭瓦赫寧根大學(xué)期間，發(fā)現(xiàn)歐洲人已經(jīng)在進(jìn)行有關(guān)LED光源在植物栽培系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，通過(guò)查閱資料，我了解到LED是一種非常好的節(jié)能光源，紅藍(lán)光LED組合可為植物光合作用提供理想的光譜，是未來(lái)農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域重要的人工光源。我馬上與植物工廠聯(lián)系起來(lái)，如果將LED用于植物工廠代替目前的熒光燈，將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。”楊其長(zhǎng)說(shuō)。

 

　　2009年9月，中國(guó)農(nóng)科院環(huán)發(fā)所植物工廠研發(fā)團(tuán)隊(duì)與北京中環(huán)易達(dá)設(shè)施園藝科技有限公司建設(shè)的國(guó)內(nèi)例智能型植物工廠終于宣告研制成功。標(biāo)志著我國(guó)在植物工廠領(lǐng)域已經(jīng)取得重大技術(shù)突破，成為上少數(shù)掌握植物工廠高技術(shù)的。

 

　　2010年，國(guó)內(nèi)首例家庭版植物工廠在京誕生，這意味著植物工廠技術(shù)正式步入家庭生活。如果你嫌天氣冷不愿出門(mén)買(mǎi)菜，或者擔(dān)憂蔬菜和品質(zhì)，不妨在自家陽(yáng)臺(tái)或者客廳里放置一臺(tái)冰箱大小的“家庭植物工廠”，種植自己喜歡的葉類蔬菜，現(xiàn)吃現(xiàn)摘，完全不用擔(dān)心有農(nóng)殘問(wèn)題。

 

　　在去年的“十二五”科技創(chuàng)新成就展上，中國(guó)農(nóng)科院“設(shè)施植物環(huán)境工程團(tuán)隊(duì)”自主研發(fā)的“智能LED植物工廠”成果亮相，受到了黨和領(lǐng)以及社會(huì)各界的高度贊譽(yù)和關(guān)注。

 

　　楊其長(zhǎng)還告訴記者，發(fā)達(dá)在植物工廠技術(shù)應(yīng)用上走的是高投入、高產(chǎn)出的路子，而我國(guó)的發(fā)展方向是低能耗、低運(yùn)行成本基礎(chǔ)上的生產(chǎn)，“產(chǎn)量上我們不追求，但生產(chǎn)效益上不比人家差。”楊其長(zhǎng)說(shuō)。

 

　　未來(lái)要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)化

 

　　在這次國(guó)際設(shè)施園藝大會(huì)上，有很多開(kāi)發(fā)和應(yīng)用植物工廠技術(shù)的企業(yè)，上海芯智儂實(shí)業(yè)有限公司的負(fù)責(zé)人張誼文告訴記者，他們公司通過(guò)引進(jìn)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)在上海落地，整套設(shè)備運(yùn)用天然氣，對(duì)植物生產(chǎn)進(jìn)行環(huán)境控制，在光照少的時(shí)候?qū)χ参镞M(jìn)行補(bǔ)光，也可調(diào)節(jié)溫濕度環(huán)境。不同的植物所需的生長(zhǎng)環(huán)境不同，而一臺(tái)設(shè)備通過(guò)在軟件中設(shè)置不同參數(shù)就能實(shí)現(xiàn)。“歐洲在設(shè)施園藝上的技術(shù)運(yùn)用領(lǐng)先，但中國(guó)的移動(dòng)終端有很好的社會(huì)基礎(chǔ)，將來(lái)通過(guò)在手機(jī)的APP上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作，我看好中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展前景。在將來(lái)，中國(guó)的高端農(nóng)業(yè)將是純工業(yè)化式的生產(chǎn)。”張誼文說(shuō)。

 

　　楊其長(zhǎng)認(rèn)為，我國(guó)的植物工廠發(fā)展很快，技術(shù)水平處于前列，但與發(fā)達(dá)相比，仍有一定差距。因此，他建議未來(lái)我國(guó)植物工廠研發(fā)與產(chǎn)業(yè)：一是加強(qiáng)新材料、新裝備、新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究，進(jìn)一步降低裝備建設(shè)成本與運(yùn)行成本；二是基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的植物工廠智能化管理技術(shù)亟待提高，顯著提升精細(xì)化與流程工廠化管理水平；三是專用品種選育亟待開(kāi)展，盡快培育出適宜于植物工廠的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)蔬菜以及功能性植物新品種；四是加強(qiáng)專業(yè)人才培育。植物工廠對(duì)運(yùn)營(yíng)管理要求高，未來(lái)我們需要大量的專業(yè)化、技術(shù)層次高的管理工人。對(duì)于植物工廠整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，他建議植物工廠的發(fā)展應(yīng)該上升到戰(zhàn)略，出臺(tái)相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)扶持政策，并給予資金上的補(bǔ)貼，這樣也有利于技術(shù)的推廣。

 

　　最近30年，我國(guó)的設(shè)施園藝面積已經(jīng)達(dá)到370萬(wàn)公頃，成為上設(shè)施園藝面積的，設(shè)施園藝有效保證了我國(guó)四季果蔬供應(yīng)和菜籃子，也為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收做出了積極貢獻(xiàn)。