給作物定制舒服的“家”

離開了陽光、雨露、土壤，在鋼筋混凝土搭建起的廠房里，植物可以生長嗎？產(chǎn)量有保證嗎？

“植物工廠采用了溫濕光的自動補償系統(tǒng)，以互聯(lián)網(wǎng)智能控制，經(jīng)過人工馴化的多種高附加值農(nóng)產(chǎn)品可以在植物工廠實現(xiàn)量產(chǎn)。”中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所研究員賀超興答道。

循著這個回答，記者來到北京、西安等地的植物工廠，看一看廠房里的植物，到底是如何生長，又如何走進尋常百姓家的，這一新興的生產(chǎn)方式在我國應用和推廣的情況如何。

廠房里，植物是如何生長的

植物的生長離不開光照、水分、養(yǎng)料、適宜的溫度等。作為植物生長的車間，植物工廠本質(zhì)上是對這些要素的集成控制。

去年12月下旬，北京市環(huán)境保護監(jiān)測中心發(fā)布的空氣質(zhì)量指數(shù)顯示，11天里有9天為污染天氣，其中中度以上的嚴重污染和重度污染就占到了8天。受霧霾天氣影響，昌平區(qū)溫室大棚光照普遍不足，草莓生長發(fā)育受寡照影響，上市時間比原計劃推遲了半個月左右。

而在植物工廠里種植草莓的莓農(nóng)，完全不用苦苦“等風來”。通過光傳感器的光照監(jiān)測，植物工廠的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)光照，在霧霾天氣里依然“艷陽高照”。

取代“太陽”的光照系統(tǒng)，是不是需要大量耗電呢？

“光照的確占了植物工廠能耗的相當部分，為了節(jié)約這部分能源，我們一直在研究LED植物光效照明技術(shù)。”陜西西安旭田光電植物工廠負責人王琦介紹說，通過對光的波長、光質(zhì)比、光合光子通量等的研究，找到適合不同植物品種、不同生長期的最佳照明光譜，可以實現(xiàn)高效利用“每一束光”。

北京是世界上最缺水的大城市之一，在水資源制約下，北京都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)一直在尋找一條節(jié)水高效之路。

過了臘八，時至大寒。北京市平谷區(qū)馬坊鎮(zhèn)農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠里，魚腥草、香椿芽、薄荷葉等新鮮蔬菜層層疊高，旺盛地生長著，透著一股子水潤勁兒。

“這些菜生長在營養(yǎng)液中，除了植物生長正常吸收的損耗外，環(huán)境蒸發(fā)損耗幾乎為零。”該植物工廠負責人姚旭介紹說，在密閉環(huán)境下進行水肥一體化循環(huán)，相對于大田種植，水資源節(jié)約率可以達到93%以上。

農(nóng)民常說，植物生長離不開土地。事實上，植物生長真正離不開的并非土地，而是土壤中的養(yǎng)料。在植物工廠里，農(nóng)作物種植在營養(yǎng)液或者礫石、蛭石、椰糠、秸稈等做成的基質(zhì)材料里。植物生長所需養(yǎng)分由調(diào)配好的營養(yǎng)液補給，食品安全變得更可控，同時還避免了重茬，節(jié)約了土地。

國家發(fā)改委有關(guān)負責人介紹：“按目前情況，我國完全實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品消費自給需要30億畝土地，全國播種面積常年在23億畝左右，也就是說，大概有7億畝的土地要靠國外資源支撐。而植物工廠可以在同樣的土地上產(chǎn)出數(shù)倍農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，值得探索。”

農(nóng)眾物聯(lián)占地不足10畝的植物工廠，共有上下三層，一層栽培高端食用菌，二層種植山野菜，三層則主要種植茄果類蔬菜。滿負荷運轉(zhuǎn)下，能年產(chǎn)蔬菌茄果1400萬斤。

擺脫了對土地的依賴，植物工廠變得“上天入地、無孔不入”。去年12月，旭田光電利用西安市一處地下人防工程，建起了一座640平方米的植物工廠，將原本暗無生機的地下空間變成了充滿綠色的植物世界。

工作人員展示蔬菜生長所需的營養(yǎng)液

降成本，先進設備也需本土化

作為一種新興的生產(chǎn)方式，植物工廠在荷蘭、日本、美國等發(fā)達國家被普遍使用。“國外植物工廠發(fā)展相對成熟一些，但是也存在一個問題，就是投入成本太高，不利于推廣。”姚旭介紹說，植物具有極強的適應性，光溫濕等變量只要控制在合適的區(qū)間，就可以保證正常生長。如進口溫控制導系統(tǒng)，雖然能調(diào)節(jié)溫度變量在0.01℃，相當于太空艙種植的控制程度，但其對產(chǎn)量的貢獻卻微乎其微，而投入成本比起國內(nèi)本土設備卻增加了幾十倍。

在農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠，記者看到，各種各樣的綠色蔬菜一層一層地摞了六七層。“每層的層高不同，植物生長的不同階段需要調(diào)整層高，國外進口設備可以自動調(diào)整層高，我們自主研發(fā)的設備則是半自動調(diào)整。”從自動到半自動，并非本土設備技術(shù)水平的不足，而是更了解市場的選擇。

工作人員在查看植物生長情況

多數(shù)食用菌的生產(chǎn)在秋冬季節(jié)，因為食用菌正常生長環(huán)境通常溫度較低、濕度較大，因此在周年化生產(chǎn)過程中，大部分食用菌生產(chǎn)須降溫通風，所需能耗成為運營過程中主體成本之一。

農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠在設計上采用依托食用菌、綠葉菜、茄果類蔬菜等所需條件的有效循環(huán)：使用食用菌吸收氧氣釋放二氧化碳并使室內(nèi)溫濕度增加的條件，協(xié)調(diào)互補綠葉菜、茄果類蔬菜的自然生長；再由綠葉菜、茄果類蔬菜吸收二氧化碳并降低室內(nèi)溫濕度，協(xié)調(diào)食用菌的正常生長。另外，利用食用菌在不同過程中所代謝的無機營養(yǎng)物質(zhì)對蔬菜生長進行補充，用蔬菜生長過程中淘汰的部分有機物質(zhì)對食用菌生產(chǎn)進行補充，大幅度降低運營過程中的能耗、物料消耗，使植物工廠進入一種綜合態(tài)、互補式生產(chǎn)模式中。

種種看，把植物工廠帶回家

近一兩年，越來越多的人走進植物工廠，參觀、休閑，或者買些新鮮蔬菜。要推進植物工廠的民用化，首先要讓民眾認識它。從去年12月下旬開始，農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠開始了一輪密集的科普推廣活動，舉辦都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)科普展，開展社區(qū)科普巡展，讓老百姓可以親自動手體驗蔬菜種植。

與農(nóng)眾物聯(lián)的線下科普活動不同，旭田光電植物工廠負責人王琦則將更多的精力放在了線上。每天，由王琦組建的微信群里，很多植物工廠的擁躉和“王琦菜”的粉絲們頻繁互動。

認識、了解植物工廠畢竟只是第一步，大型的植物工廠，對老百姓而言只可“遠觀”，無法親身種植。為此，旭田光電研發(fā)了集裝箱型植物生長箱和透明生長柜，不僅適合餐飲商超、居民社區(qū)陽臺和地下室，而且能解決邊防哨所、雷達站、遠洋艦船、油田甚至沙漠等地的吃菜難問題。如今，在古城西安的不少餐飲場所，食客們已經(jīng)可以在酒店大堂的微型植物工廠里點菜了。4月在北京舉辦的第三屆全國都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)現(xiàn)場交流會上，植物工廠作為重點觀摩對象，被推介給廣大市民。