文|王永戰
走進中國農科院都市農業研究所的植物工廠,立架上,一棵棵奶油生菜生長旺盛;一旁,育種加速器實驗室里,一株株水稻顆粒飽滿……
“在大田環境下,水稻從種到收要經歷120 天;在植物工廠,僅需不到60 天就可以成熟收割?!敝袊r科院都市農業研究所首席科學家楊其長一邊介紹,一邊叮囑助手,“要注意觀察水稻生長狀況,詳實記錄實驗數據?!惫S內,通過自動化播種、定植、栽培,各種植物拔節生長……
作為我國植物工廠技術體系研究的倡導者,楊其長自2002 年以來率領團隊先后攻克植物工廠光配方及LED 光源創制、光—溫耦合節能環境控制、溫室主動蓄能調溫與空間立體栽培等關鍵技術,形成了具有我國自主知識產權的植物工廠技術體系。
每天一早,楊其長就會來到植物工廠,查看植物生長情況,“植物工廠已經實現了植物智能化生產?!睏钇溟L說。
不靠陽光、不靠土壤,植物工廠是如何種出蔬菜的?楊其長介紹,“植物工廠是由計算機對植物生長過程的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營養液等環境要素進行全天候控制的工廠?!边@里面需要用到植物光配方、環境—營養協同調控、空間立體栽培等理論和技術支撐。
提及為何要攻克植物工廠技術體系,楊其長坦言:“讓植物像工業品一樣在工廠里生產,是我們的研究目標。”

楊其長
出生于安徽農村的楊其長,記憶最深刻的就是小時候在農田里干活的場景:盛夏,水稻金黃。凌晨時分,孩子們跟著大人一同到水田里,手持鐮刀,一茬茬地割稻子,直到清晨,經常忙得一身汗水一身泥。周而復始、日復一日的田間勞作,讓楊其長深深感受到了其中的艱辛。那時,他就夢想有一天,可以研究出一種新的糧食種植方式……
1981年,楊其長考上華中農業大學,選擇了農業機械化專業?!白霎厴I設計時,我選擇了設計適合水稻田耕作的機器?!睏钇溟L回憶,盡管當時設計的機器比較粗糙,但通過機械設備改造服務農業生產的意識已在他心中牢牢扎根……
大學畢業后,楊其長來到中國農業大學攻讀碩士研究生,學習生物環境工程專業?!斑@是農學、生物學和工程學的交叉學科,主要研究的還是設施農業方向。在當時,相關專業人才較少,之所以選擇這個研究方向,就是希望給農業現代化插上科技的翅膀?!睏钇溟L說。
畢業后進入中國農科院,楊其長從事起設施農業工程領域的相關研究工作。2002年,他接觸到了水耕栽培,即利用營養液培植生菜、水稻等農作物。其間,他曾獲得科技部的項目支持,著手研究密閉式人工光植物系統。經過幾年攻關,2005年,植物工廠著作《植物工廠概論》出版,這是楊其長根據前期探索形成的理論成果。
同年,一次訪學期間的經歷讓楊其長關注到了智能LED光源在植物工廠中應用的前景。當時,楊其長正在荷蘭訪學。一天,在同事帶領下,他看到國外的實驗室用紅藍LED光源培植出了綠油油的生菜。受此啟發,楊其長立即聯系國內同事,僅用不到兩個月的時間,就搭建了一座LED植物工廠實驗室。
可合適的LED光源十分難尋。2006年4月,楊其長回國后,開始尋求中國科學院半導體研究所的幫助。經過團隊不懈努力,終于形成了植物工廠的光配方理論,研發出LED光源創制技術,讓植物在工廠內生長成為可能。2009年9月,我國第一座智能型植物工廠研制成功。
楊其長嘴邊常掛的一句話是:“創立一個新的研究所,就是要邊建設、邊科研、邊出成果?!?018年3月,楊其長受中國農業科學院黨組委派,到成都籌建都市農業研究所和成都農業科技中心。
白手起家,從零做起。沒有辦公和實驗條件,楊其長就積極爭取中國農科院和四川省成都市委的支持,四處尋求辦公樓和實驗樓;缺乏實驗條件,他又爭取到成都市農林科學院、成都大學等單位支持,搭建聯合實驗室。每天上下班,楊其長都和團隊成員一起,來回坐近兩個小時的地鐵,一邊關注新所的建設進展,一邊保證科研工作不落后。
2022年3月,都市農業研究所的實驗樓和辦公樓相繼建成,楊其長和團隊正式入駐。隨后,10余支創新團隊陸續入駐都市農業研究所,聚焦植物工廠和智慧農業研究。
在成都溫江國際數字設施農業中心產研園,一個個紫紅色的集裝箱在園區整齊擺放;在監控平臺,溫度、濕度等各類數據實時顯示,智慧系統智能調節LED光亮度和水肥資源供給植物生長?!斑@是我們打造的移動智慧植物工廠,未來可以放在城市社區甚至任何角落,為都市提供食物產能,同時還可以用于科普、教育、休閑體驗等。”楊其長說,研究所已經研究出葉菜工廠、果菜工廠、草莓工廠、育種加速器等植物工廠建設路徑,目前,團隊已在成都等地探索建設多形態植物工廠,生產各類果蔬……