楊其長：深耕顛覆性農業科技

全威帆

在非可耕地，在荒漠、戈壁甚至太空等特殊的空間，人工打造一個適宜農作物生長的環境，這不只是科幻電影里的想象——在設施農業科學家們看來，依靠植物工廠就能實現。

通過模擬植物所需的光照、溫度、營養等要素，擺脫自然的束縛，在完全工廠化的條件下進行植物生產……植物工廠這項顛覆性技術，一直是中國農業科學院都市農業研究所副所長楊其長的夢想。

這位設施農業領域學術帶頭人，不僅在國際上首次提出植物“光配方”思想，突破植物工廠核心技術，還革新溫室技術造福農民。如今，他扎根成都開拓都市農業新領域，在科技創新路上穩步前行。

目光鎖定智能植物工廠

楊其長出生在安徽農村，那時，農業機械化水平低，水稻收割的季節一來，要把大片大片的水稻割完，還要靠純手工打稻谷……改變傳統生產和收獲農作物方式的想法，在他年少的心里埋下了根。

上大學時，楊其長選擇了農業機械化專業;工作以后，他一直從事設施農業方面的研究，并將目光鎖定智能植物工廠。

智能植物工廠作為國際高技術競爭的重要領域，中國科協曾將其列為亟待突破的19項重大難題之一。楊其長介紹，智能植物工廠，是在一個完全工廠化的條件及可控的環境下，通過智能控制溫度、濕度、光照、二氧化碳、營養等環境要素，進行植物精細化生產的一種高效農業系統，“環境完全可控，就能實現工廠化流水線生產。”

植物工廠的概念在世界上提出的時間較早，“最早通過人造光代替太陽光，做一些種植植物的試驗。”楊其長說，由于當時的燈光耗能太大，推廣成了問題。上世紀90年代開始使用熒光燈作替代，漸漸有了推廣，但是耗能的問題始終沒有得到很好的解決。

2005年，楊其長到荷蘭瓦赫寧根大學留學，期間發現歐洲在用紅藍光LED光源做相關試驗，“我覺得這可能是未來重要的方向。”從那個時候開始，他就著手研究把LED光用于植物工廠。

日常照明用光和植物生長用光差別很大，最難的是找出適宜植物生長的光配方。“我們的很多試驗都失敗了，要么把菜種死了，燒掉了，或者就是長勢不行。”楊其長帶領團隊花了數年不斷摸索，首次在國際上提出植物“光配方”思想，成功突破多項核心技術，率先把光配方基礎找出來了。

致力回答國際前沿難題

在楊其長看來，智能植物工廠最大的優勢就是能夠解決耕地資源不足的問題，甚至可以實現在荒漠、戈壁、海島、水面等非可耕地，以及在城市的高樓里進行正常生產。

“它的土地利用效率很高，原來在陸地上只能種植一層農作物，在工廠化條件下可以種很多層，一畝地能頂幾十畝、幾百畝、幾千畝地。”楊其長說，由于在城市內部或者邊緣生產，智能植物工廠還減少了包括運輸在內的很多中間環節的碳排放。他還設想，有朝一日通過技術突破把城市里的二氧化碳收集起來，釋放到植物工廠用于光合作用。

楊其長發明的智能LED植物工廠光效、能效等技術指標優于國際同類水平，這個成果獲得了2017年度國家科技進步二等獎等榮譽。2017年，國家科技部支持組建了“國家智慧植物工廠創新聯盟”，楊其長擔任主席推動著國內植物工廠產業發展。如今，我國規模以上植物工廠已達200多座，單體超過10000m2的有兩家，植物工廠產品遠銷美國、英國、新加坡、中東歐等國際市場，相關技術成果也在十多個國家推廣應用。楊其長表示，未來，植物工廠還有望像高鐵等高科技一樣，成為中國的一張名片。

如今，楊其長帶領團隊正向更高目標邁進，希望在國際上率先突破“垂直智慧植物工廠”重大關鍵技術，攻克豎向栽培層超過20層、無人化操作、低能耗運行、智慧化管控等國際前沿難題，為新一代植物工廠發展做出積極貢獻。

真真切切為農民干實事

“現在中國最辛苦的還是農民，我們農業科研人員要真真切切地為農民干點實事。”身為共產黨員，這是楊其長從事農業科技創新時心底深藏的初心與情懷。

日光溫室作為我國北方地區冬季蔬菜供給的主要設施，面積已超過1000萬畝，但傳統以墻體被動式蓄放熱的結構，蓄熱能力有限，低溫冷害頻發，農民收入很難保證。

“原來的土墻很厚，不光建起來麻煩，也嚴重浪費了土地。”要解決這些問題，必須先解決蓄熱和保溫兩個功能。為此，楊其長進行了多年試驗研究和動態模擬，提出溫室主動蓄能調溫方法，創制太陽能主動截獲技術裝備及其輕簡裝配式溫室。這樣一來，原來幾米厚的墻體變成了25厘米左右，土地利用效率也提高到35%以上，夜晚溫室的溫度提高到5℃左右，極大推動了溫室產業增效發展。該技術得到國際同行廣泛認可，被譽為“溫室技術的重大革新”，相關技術產品已經在我國多個省市應用，同時向中東歐和“一帶一路”沿線國家推廣。

扎根成都開拓都市農業

2017年11月，楊其長受中國農業科學院黨組委派，到成都負責籌建都市農業研究所和國家成都農業科技中心。其后，他帶領籌備組11名同志來到成都，一切從零開始，“邊建設，邊科研，邊出成果”。如今，多支創新團隊先后入駐，并在都市農業、智慧農業與功能農業等方面取得了重要成果。

提到都市農業這個核心項目，楊其長講起自家陽臺上的無土栽培韭菜，“10天左右換一次水，十多天就可收割一次，培養桶里的營養就是關鍵技術。”不過，這只是都市農業一個小小的體現。作為全新的學科領域，“都市農業是以最少的土地、水肥、人力等資源，生產出更多食物產品，拓展農業多方面功能，滿足人們日益增長的美好生活需求。”比如利用城市里的屋頂、陽臺、社區空地等空間發展都市農業，就不單純是種東西賣東西的過程，也連帶著滿足城市居民的參與、體驗與休閑。說到農業形態的未來，楊其長充滿了信心。