农业科技新动力从大棚到植物工厂



农业科技新动力从大棚到植物工厂

离开了阳光、雨露、土壤，在钢筋混凝土搭建起的厂房里，植物可以生长吗，产量有保证吗？借助植物工厂，这些都不是问题。

去年12月下旬，北京市环境保护监测中心发布的空气质量指数显示，11天里有9天为污染天气，其中中度以上的严重污染和重度污染就占到了8天。受雾霾天气影响，北京昌平区温室大棚光照普遍不足，草莓生长发育受寡照影响，上市时间比原计划推迟了半个月左右。而在植物工厂里种植草莓的莓农，完全不用苦苦“等风来”。通过光传感器的光照监测，植物工厂的物联网系统可以自动调节光照，在雾霾天气里依然“艳阳高照”。

同样，位于广东佛山南海罗村的广东现代农业（植物工厂）应用示范基地内，一个150平方米的房间里，4层立体栽培架上一片绿油油的青菜苗正茁壮生长，每一层架子顶层都安装了一排红色的LED灯，下方则是无土栽培的营养液。示范基地负责人介绍说，植物工厂的特点，是由半导体照明（LED）为植物生长提供光照，与无土栽培技术和水肥一体化的智能管控相结合。该基地目前一次最多可培育叶菜2万棵。

大棚在我国也仅有几十年的历史。起初，冬天的蔬菜就是白菜、萝卜。为了满足人们冬日菜品的多样性，农民们开始建设大棚，一开始就是用塑料薄膜罩在土坑上，这样就可以起到保温的效果，实现冬天也能长蔬菜。随着人们对食物种类多样性要求的增加，科学技术也在突飞猛进地进步，种植设施也在升级换代。从最简易的薄膜覆盖，发展到小拱棚和大拱棚，之后大棚也有了厚厚的墙，被称为暖棚，再发展就出现了形形色色的玻璃温室、球形温室等等。这就像我们人类的居住环境，从洞穴居住、到土房、到砖瓦房再到楼房一直在进步。

农民常说，植物生长离不开土地。事实上，植物生长真正离不开的并非土地，而是土壤中的养料。在植物工厂里，农作物种植在营养液或者砾石、蛭石、椰糠、秸秆等做成的基质材料里。植物生长所需养分由调配好的营养液补给，食品安全变得更可控，同时还避免了重茬，节约了土地。作为一种新兴的生产方式，植物工厂在荷兰、日本、美国等发达国家被普遍使用。

外部设备进步的同时，内部的环境控制条件也在不断地发生变化。薄膜透光还保温，用各式各样的栽培基质就可以实现不用土壤，采用通过特定的发生装置增加二氧化碳浓度给植物补充碳营养，可以用智能化控制设备按植物所需提供营养，采用LED灯等补光设备应对雾霾等低光照天气，采用物联网设备和大数据的应用实现智能化的控制。

植物工厂就是把这些内外部的先进技术集合起来，为植物提供最适宜的生长环境。植物工厂是农业科技发展的集中体现之一，相较于传统农业生产方式有很多优点，一是少受外界气候影响，生产能力比较稳定。二是土地和空间资源的利用效率较高。三是生产自动化程度高，产量也比较高。四是可以有效避免重金属等污染。

植物工厂与自然环境最大的不同是，需要通过把电能转化为光能、热能等，而电能是需要由燃煤、水流等提供的热能或动能转化而来的，这些都是大自然的能量。如何在实现人工智能控制环境的基础上，降低能耗，真正实现植物工厂的绿色节能，仍是重要的研究方向。

我国植物工厂的发展起步相对较晚，与国际上相比还有差距。我国植物工厂规模小，单品规模小，处于示范型、展示型阶段的比较多。尽管如此，植物工厂仍代表着今后农业科技的发展方向，将来植物工厂技术标准化后，就能实现规模化发展，向普通家庭提供产品。这将进一步推动农业科技的进步，为我国科技兴农作出贡献。

（本刊综合）