農業科技新動力從大棚到植物工廠

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農業科技新動力從大棚到植物工廠

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，產量有保證嗎？借助植物工廠，這些都不是問題。

去年12月下旬，北京市環境保護監測中心發布的空氣質量指數顯示，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，北京昌平區溫室大棚光照普遍不足，草莓生長發育受寡照影響，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，完全不用苦苦“等風來”。通過光傳感器的光照監測，植物工廠的物聯網系統可以自動調節光照，在霧霾天氣里依然“艷陽高照”。

同樣，位于廣東佛山南海羅村的廣東現代農業（植物工廠）應用示范基地內，一個150平方米的房間里，4層立體栽培架上一片綠油油的青菜苗正茁壯生長，每一層架子頂層都安裝了一排紅色的LED燈，下方則是無土栽培的營養液。示范基地負責人介紹說，植物工廠的特點，是由半導體照明（LED）為植物生長提供光照，與無土栽培技術和水肥一體化的智能管控相結合。該基地目前一次最多可培育葉菜2萬棵。

大棚在我國也僅有幾十年的歷史。起初，冬天的蔬菜就是白菜、蘿卜。為了滿足人們冬日菜品的多樣性，農民們開始建設大棚，一開始就是用塑料薄膜罩在土坑上，這樣就可以起到保溫的效果，實現冬天也能長蔬菜。隨著人們對食物種類多樣性要求的增加，科學技術也在突飛猛進地進步，種植設施也在升級換代。從最簡易的薄膜覆蓋，發展到小拱棚和大拱棚，之后大棚也有了厚厚的墻，被稱為暖棚，再發展就出現了形形色色的玻璃溫室、球形溫室等等。這就像我們人類的居住環境，從洞穴居住、到土房、到磚瓦房再到樓房一直在進步。

農民常說，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，而是土壤中的養料。在植物工廠里，農作物種植在營養液或者礫石、蛭石、椰糠、秸稈等做成的基質材料里。植物生長所需養分由調配好的營養液補給，食品安全變得更可控，同時還避免了重茬，節約了土地。作為一種新興的生產方式，植物工廠在荷蘭、日本、美國等發達國家被普遍使用。

外部設備進步的同時，內部的環境控制條件也在不斷地發生變化。薄膜透光還保溫，用各式各樣的栽培基質就可以實現不用土壤，采用通過特定的發生裝置增加二氧化碳濃度給植物補充碳營養，可以用智能化控制設備按植物所需提供營養，采用LED燈等補光設備應對霧霾等低光照天氣，采用物聯網設備和大數據的應用實現智能化的控制。

植物工廠就是把這些內外部的先進技術集合起來，為植物提供最適宜的生長環境。植物工廠是農業科技發展的集中體現之一，相較于傳統農業生產方式有很多優點，一是少受外界氣候影響，生產能力比較穩定。二是土地和空間資源的利用效率較高。三是生產自動化程度高，產量也比較高。四是可以有效避免重金屬等污染。

植物工廠與自然環境最大的不同是，需要通過把電能轉化為光能、熱能等，而電能是需要由燃煤、水流等提供的熱能或動能轉化而來的，這些都是大自然的能量。如何在實現人工智能控制環境的基礎上，降低能耗，真正實現植物工廠的綠色節能，仍是重要的研究方向。

我國植物工廠的發展起步相對較晚，與國際上相比還有差距。我國植物工廠規模小，單品規模小，處于示范型、展示型階段的比較多。盡管如此，植物工廠仍代表著今后農業科技的發展方向，將來植物工廠技術標準化后，就能實現規模化發展，向普通家庭提供產品。這將進一步推動農業科技的進步，為我國科技興農作出貢獻。

（本刊綜合）