日前，中國農(nóng)業(yè)科學院傳來好消息：由該院都市農(nóng)業(yè)研究所植物工廠創(chuàng)新團隊與中國水稻研究所錢前院士團隊合作的水稻栽培項目取得重大進展，水稻定植后僅60天左右就可以收獲，比大田環(huán)境下120天左右的生長周期縮短了近一半, 單層栽培架的綜合產(chǎn)量為每平方米0.98公斤，相當于畝產(chǎn)652公斤。這一成果對于推動糧食作物快速育種，促進都市農(nóng)業(yè)發(fā)展以及保障我國糧食安全有著怎樣的意義？記者采訪了中國農(nóng)科院都市農(nóng)業(yè)研究所植物工廠創(chuàng)新團隊的相關負責人。

“養(yǎng)”出來的作物

眾所周知，陽光、土壤、水分是作物生長不可或缺的因素。然而與傳統(tǒng)大田農(nóng)業(yè)種植生長出來的作物不同，植物工廠內的作物，更像是被“養(yǎng)”出來的。在這里，不需要天然的光照也不需要來自大自然的土壤和水分，通過人工技術提供適宜的環(huán)境條件和養(yǎng)分供給，促進作物快速生長與營養(yǎng)成分積累，實現(xiàn)全年高效生產(chǎn)各種高品質作物。植物工廠內的“陽光”來自于定制的光譜多光譜智能LED（發(fā)光二極管）光源，五顏六色的燈光為水稻在不同生長周期提供最佳的光源環(huán)境；水稻生長所必需的營養(yǎng)元素和水分則是通過深液流水耕栽培技術提供的。

除了光照、水分和養(yǎng)分供給，還有很多因素影響著水稻的生長，比如溫度、濕度、二氧化碳濃度等。在植物工廠內的控制室里，科研工作者可監(jiān)控工廠內的任何一項指標，通過控制器進行實時調控。傳統(tǒng)的大田作物栽培過程容易受到環(huán)境和極端天氣的影響，導致生長發(fā)育滯后，生育周期長。而植物工廠就完全避免了這些因素的困擾，為作物的生長創(chuàng)造優(yōu)良的生長環(huán)境條件，促進快速生長與結實，這也是為什么植物工廠的水稻生長周期能夠縮短一半。

“植物工廠還有一個優(yōu)勢，就是它與外界相對隔絕，空氣都是經(jīng)過凈化的，人員進出也都需要穿戴防護服，可有效阻斷蟲害和病毒侵襲。所以，植物工廠內的作物基本處于無菌、無蟲的環(huán)境中，避免使用農(nóng)藥，真正實現(xiàn)綠色生長?！眲?chuàng)新團隊成員卞中華告訴記者。

實現(xiàn)快速育種

都市農(nóng)業(yè)研究所所長、植物工廠創(chuàng)新團隊首席科學家楊其長告訴記者，實現(xiàn)水稻定植后60天左右收獲這一重要突破的最大意義是為加快育種速度、保障國家糧食安全提供了全新解決途徑。

對于大多數(shù)作物來說，要想培育出新的優(yōu)良種質，需要經(jīng)過若干代的培育繁殖。而且新品種出來以后，其性狀是否穩(wěn)定，是否適宜大規(guī)模種植，還需要數(shù)代的驗證。這通常要花費幾年甚至數(shù)十年時間。

“傳統(tǒng)的育種方法，一年只能產(chǎn)生1代至2代，即使在溫室環(huán)境下或在熱帶地區(qū)，一年也只能產(chǎn)生2代至3代。而在植物工廠按60天左右收獲一代來計算，一年可以產(chǎn)出5代至6代，這大大縮短了作物育種時間，打破了制約作物生長的時間瓶頸?！睏钇溟L告訴記者。

植物工廠內通過精準調控植物生長的環(huán)境和營養(yǎng)要素，從而大大提升作物的光合作用速率，誘導早期開花和促進作物快速生長，大幅縮短作物生育周期，實現(xiàn)快速育種。而且，植物工廠育種加速系統(tǒng)不受土地、空間和氣候條件的約束，大大節(jié)省了育種工作者的時間和人力成本。

楊其長表示，未來植物工廠栽培層數(shù)可以達到10層以上，育種工作也將更加高效便捷，這對保障糧食安全具有重要的現(xiàn)實意義。據(jù)介紹，創(chuàng)新團隊目前正在研發(fā)適用于植物工廠所需要的機械化設備，相信在不久的將來，植物工廠也可以像無人車間一樣，僅需一兩位科研人員定期檢查設備，而其他工作就可以交由機械去完成了。

都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向

近年來，我國也出現(xiàn)了不少植物工廠項目。有些植物工廠生產(chǎn)的菠菜、生菜、小番茄、小白菜、小黃瓜以及金線蓮等正逐漸走上居民的餐桌。

未來的某一天，我們是否可以在市場上見到植物工廠生產(chǎn)的其他農(nóng)產(chǎn)品呢？

卞中華認為，這是完全有可能的。他說，5年前，歐洲一些國家也對植物工廠持懷疑態(tài)度。但是，由于近年來極端天氣頻發(fā)，加上全球疫情導致食物供應鏈受到?jīng)_擊，進一步加劇了食物短缺的風險，植物工廠的產(chǎn)品越來越受到歐洲各國和相關企業(yè)的歡迎。目前，英國將垂直農(nóng)業(yè)、植物工廠等作為農(nóng)業(yè)重點項目進行推廣，歐洲其他一些國家也開始了植物工廠的研發(fā)工作。但是在農(nóng)業(yè)實際生產(chǎn)中，植物工廠需要較多的設施成本和能耗，以及更高的技術要求，有些問題目前尚待解決。

不過，隨著相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及關鍵技術的突破，植物工廠的造價和運行成本也會隨之降低。卞中華舉了一個例子，多光譜LED光源一平方米的造價5年前大約是3000元至4000元，而現(xiàn)在僅有200元至300元。

“水稻價值相對較低，大規(guī)模推廣有一定的難度，但這種模式為今后解決食物安全問題提供了一種新的方式與途徑。未來都市農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及低成本能源的廣泛使用，采用工廠化方式生產(chǎn)糧食也是有可能的。”楊其長認為，隨著相關技術的逐漸成熟，以及消費者認知程度的提升，植物工廠將是都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。

來源：中國經(jīng)濟網(wǎng)-《經(jīng)濟日報》