探訪“植物工廠”

11月10日，北京下起了2009年入冬的第二場雪，在中國農業科學院實驗室型的“植物工廠”里，一些綠油油的奶油生菜和小白菜卻無憂無慮地生長著，外界的寒冷似乎與它們無關。

當天下午4點半，室外溫度足有零下2℃，記者專門趕到位于中國農業科學院內實驗室型的“植物工廠”進行參觀。一個20平方米左右的房子里，分布著4個栽培架，每個栽培架有3層，每層上都種滿生菜或者小白菜等蔬菜。它們有的在白色的光源下生長，有的在藍色的和紅色的光源下生長。墻上的顯示屏正報告著室內的環境數據:溫度25.5℃、環境相對濕度52.1%、二氧化碳濃度1290PPm。在室內正前方的角落里還并排安置著三四條黑色的細管子，它們的末端直接連接到栽培架。這些管子時不時地發出嘩嘩的聲音。

“這是營養液在實現自動循環。”中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所程瑞鋒博士解釋道。說話間，他把用來固定植株的塑料泡沫板掀起。記者看到，這些植物的根系根本不是生長在土壤里，而是完全浸泡在營養液中。

程瑞鋒介紹說，營養液除了能提供水分外，還能提供植物生長所需的各種元素。這些水培的植物比土栽的生長周期要快很多。現在“植物工廠”內種植的生菜、小白菜等，20天左右就能收獲，而在普通的大田里，則需要40多天的時間。

“植物工廠”里各種因素都可以得到控制

“‘植物工廠’除了具有收獲快的特點外，還具有空間利用率高的優點。一般在‘植物工廠’里看到的都是多層的立體栽培架，這樣從面積上就相當于同樣大小露天耕地的數倍，加上其種植密度大、生長周期短，因此‘植物工廠’的產量可以達到常規栽培的幾十甚至上百倍。”程瑞鋒告訴記者，一般在大田里種植作物，不可控制的因素太多。比如:光照、氣溫、濕度、二氧化碳濃度等，而這些在“植物工廠”里都可以得到控制。

“比如，今天陰天，外界陽光強度很弱，可是這些奶油生菜卻可以在這里怡然自得地生長。”程瑞鋒說，萬物生長靠太陽，在這個見不到陽光的“植物工廠”里，植物生長秘訣就在每個栽培架上所安裝的人工光源上。不過記者現場看到，有的植物是在白色的熒光燈下生長，而有的是在紅色與藍色交替的LED(發光二極管)燈下生長，這兩種燈光都能滿足植物生長的需要。

“與熒光燈相比較，LED燈光能轉化率高、耗費的能源少，使用起來更為高效節能。”程瑞鋒說。

中國“植物工廠”研究的創始人——中國農科院農業環境與可持續發展研究所楊其長研究員對記者表示，他們農科院這個只有20平方米的“植物工廠”只是實驗型的。目前，規模大一些的要數他們和長春市人民政府合作研制成功并在長春農博園投入使用的建筑面積為200平方米的“植物工廠”，這也是中國大陸第一例以智能控制為核心的LED“植物工廠”。

該“植物工廠”有植物苗工廠和蔬菜工廠兩部分，以節能植物生長燈和LED為人工光源，并采用計算機對植物生長過程中的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營養液等環境條件進行自動控制。

記者了解到，早在1957年，丹麥就已經誕生了世界上第一家“植物工廠”，20世紀六七十年代，美國、奧地利、日本等一些國家也開始“植物工廠”的相關研究和實驗，并取得了很大的研究成果。其中，日本在“植物工廠”的市場化方面走得最遠，而這種大規模市場化也得到了日本政府的積極支持。

日本的“植物工廠”每年可提供300萬株蔬菜

截至目前，日本的許多“植物工廠” 能夠每周7天、每天24小時生產外觀完美的萵苣以及其他綠葉蔬菜，一些面積較大的“植物工廠”每年可提供300萬株蔬菜，滿足一部分消費者的需求。

楊其長透露，早在10年前，他就把“植物工廠”作為科研選題的重要方向之一，并收集了大量的有關“植物工廠”的研究資料，可是一直以來都沒有相關的研究課題支持。

然而，就在楊其長赴荷蘭瓦赫寧根大學留學的2005年，一次偶然的發現使得國內的首例智能型“植物工廠”的誕生有了眉目。當時，他發現，歐洲人已經在悄悄地進行LED光源在密閉式植物栽培系統的試驗研究。楊其長通過查閱資料，發現LED是一種非常好的節能光源，紅藍光組合可為植物光合作用提供理想的光譜。他發現這一敏銳的信息后，馬上與“植物工廠”聯系起來。他想，如果將LED用于“植物工廠”代替目前使用的熒光燈等人工光源，這將是一個重要的發展方向。于是，他馬上告知國內的助手趕快試制。不到半年的時間，一座20平方米的小型“植物工廠”試驗系統就在中國農業科學院內建成了，經過4年的研究和摸索之后，目前他們已經在LED節能光源的智能控制方面取得了重要突破。

“植物工廠”的蔬菜價格昂貴，很少人能夠享用

楊其長表示，多年來，“植物工廠”一直被公認為設施農業發展的最高階段，是衡量一個國家農業高技術水平的重要標志之一。但是 “植物工廠”就像航天工程、磁懸浮、大飛機等技術一樣，發達國家不會輕易讓其對手掌握。這些年來，他曾多次訪問歐洲和日本，但在參觀“植物工廠”時，無論是研究單位還是生產廠商基本都不許拍照，對于一些核心技術更是避而不談，有時甚至有意把顯示屏上的參數遮擋起來。因此，國內研究“植物工廠”只能依靠自主研發。近些年來，在國內農業專家的努力下，我國已經開發出了“植物工廠”中的硬件系統及其相應的控制技術。

記者了解到，“植物工廠”的蔬菜在種植過程中不需要使用殺蟲劑，因此不存在農藥、病菌污染帶來的風險。此外，由于這些蔬菜幾乎都是在無菌的條件下進行生產的，衛生程度高，幾乎在不用清洗的情況下就可以安全食用。

也正是因為“植物工廠”蔬菜的這些特點，它們目前在日本受到廣泛歡迎。不過由于生產成本的關系，“植物工廠”蔬菜的價格都在普通蔬菜的好幾倍以上，因此不少人還是無法享用。當前，日本有關技術專家正在想方設法不斷降低“植物工廠”蔬菜的生產成本，以便被更多的人接受。

楊其長說，現在他們的“植物工廠”蔬菜還正處于研發完善階段，因此還沒有大量走向市場。不過他預言，在不久的將來，越來越多的中國人肯定能吃到“植物工廠”里培育出來的蔬菜。