植物工厂打开“任意门”

　　大棚外是茫茫戈壁，大棚内却绿意盎然。

　　近日，在新疆和田经济新区万亩设施农业基地的大棚里，几名工作人员正在忙着收割水稻。在戈壁沙漠上种植水稻，这似乎是难以想象的事情。

　　据悉，这背后所支撑的植物种植环境正是植物工厂，它不仅能让作物在沙漠、戈壁等极端环境生长，还能通过人工控光让作物实现二倍速生长。

　　继4月2 6日第一次收割成熟的水稻后，目前，大棚迎来了第二次水稻收割，这也是国际首次在沙漠温室条件下通过多层立体栽培实现水稻快速繁育试种成功。而目前伴随着AI技术的融合，我国植物工厂技术正在不断走向成熟。

　　水稻在戈壁“超级生长”

　　植物工厂，听起来带些科幻色彩的名字。它是通过温度控制、人工LED光源智能补光及营养调控等技术手段进行垂直立体无土栽培的实验环境。可以说，植物工厂提供了一种路径，就是种地不再用“靠天吃饭”。作物生长需要光，植物工厂内的LED光源可以控制光谱、亮度和时长，作物需要照多久的光，就可以照多久，相当于人工为其定制了“营养大餐”。 除此之外，在施肥方面，通过植物工厂培养的作物可以在不同的生长阶段精确地获得所需的营养。比如在草莓开花结果的时候需要磷，科研人员就可以多给它添加磷。其实，早在20 2 1年，中国农业科学院都市农业研究所就通过上述技术成功在植物工厂环境下实现水稻生育期减半，周年化连续繁育的突破。

　　而此次水稻快速繁育的地点选在新疆和田，是因为和田位于北纬37度左右，拥有十分优越的光热资源，光照时间一年大约可达到3500小时，可以有效缓解植物工厂的高运行成本。目前，在传统大田环境下平均生长周期在120天以上的水稻，在植物工厂的技术加持下，缩短了近一半生长周期。随后，科研团队又在沙漠温室里相继探索了大豆、玉米、小麦等主粮作物，以及油菜、苜蓿等作物的快速繁育关键技术。

　　20层“高楼”里种蔬菜

　　“此次在和田地区探索的高效节能沙漠连栋温室，其成本仅为荷兰玻璃温室的三分之一，能耗成本仅为荷兰玻璃温室25%左右，未来，这种温室可以结合新能源、智能化、机械化等技术，进一步大幅度降低成本，增强国际竞争力。”都市农业研究所智能园艺装备创新团队首席科学家杨其长介绍说。目前，该技术已在我国黑龙江、石家庄、珠海等地区推广应用。

　　说起我国的植物工厂技术，上一个值得一提的里程碑，是2023年12月在四川成都投入使用的全球首座无人化垂直植物工厂。该植物工厂由中国农业科学院都市农业研究所自主研发，高接近10米、栽培层数达20层，为全球最高。

　　“加速”是植物工厂的标签。在植物工厂的环境下，三大主粮作物（玉米、小麦、水稻）的生长周期都能够缩短50%以上，而且不受季节影响，可以全年种植，一年可以收5-6茬。除了三大主粮之外的十几种作物，从种到收，也都可以实现二倍速。

　　植物工厂未来应用场景十分丰富。中国农业科学院都市农业研究所研究员王森认为，“在人口密集的城市，通过植物工厂就能保障城市的日常蔬菜供应，如遇城市交通封闭等特殊情况也能保证蔬菜供应自给自足。”此外在边防哨所、远航科考、岛礁生存等场景中，植物工厂也有望发挥重要作用。

　　保障口感成下一步目标

　　“植物工厂要摆脱农业生产对自然环境的依赖，但倘若建设、运营成本昂贵，所产蔬果依然无法走入寻常百姓家。”拼多多高级副总裁、首席发展官朱政表示。对比植物工厂技术发达的日本、荷兰等国家，我国植物工厂技术起步较晚，大多数仍处于试验阶段，但依然代表着农业领域前沿的科技水平。

　　例如，在上海的植物工厂内，科研人员正在通过AI技术将作物生长的过程“数字化”。上海市农科院信息所副研究员钱婷婷表示，植物工厂实验室实时采集农作物产量、品质与能耗关系的大数据，让AI技术成为作物生长的“成长参谋”。

　　未来，保障口感和无人化操作是植物工厂发展的趋势。相关科研人员表示，目前正着手提高作物中酶类物质含量，以保障口感更好，色泽更鲜亮。此外，工厂中的很多步骤都是可以程序化操作的，植物工厂出品的农产品的竞争优势将更上一个台阶。