杨其长：深耕颠覆性农业科技

全威帆

在非可耕地，在荒漠、戈壁甚至太空等特殊的空间，人工打造一个适宜农作物生长的环境，这不只是科幻电影里的想象——在设施农业科学家们看来，依靠植物工厂就能实现。

通过模拟植物所需的光照、温度、营养等要素，摆脱自然的束缚，在完全工厂化的条件下进行植物生产……植物工厂这项颠覆性技术，一直是中国农业科学院都市农业研究所副所长杨其长的梦想。

这位设施农业领域学术带头人，不仅在国际上首次提出植物“光配方”思想，突破植物工厂核心技术，还革新温室技术造福农民。如今，他扎根成都开拓都市农业新领域，在科技创新路上稳步前行。

目光锁定智能植物工厂

杨其长出生在安徽农村，那时，农业机械化水平低，水稻收割的季节一来，要把大片大片的水稻割完，还要靠纯手工打稻谷……改变传统生产和收获农作物方式的想法，在他年少的心里埋下了根。

上大学时，杨其长选择了农业机械化专业;工作以后，他一直从事设施农业方面的研究，并将目光锁定智能植物工厂。

智能植物工厂作为国际高技术竞争的重要领域，中国科协曾将其列为亟待突破的19项重大难题之一。杨其长介绍，智能植物工厂，是在一个完全工厂化的条件及可控的环境下，通过智能控制温度、湿度、光照、二氧化碳、营养等环境要素，进行植物精细化生产的一种高效农业系统，“环境完全可控，就能实现工厂化流水线生产。”

植物工厂的概念在世界上提出的时间较早，“最早通过人造光代替太阳光，做一些种植植物的试验。”杨其长说，由于当时的灯光耗能太大，推广成了问题。上世纪90年代开始使用荧光灯作替代，渐渐有了推广，但是耗能的问题始终没有得到很好的解决。

2005年，杨其长到荷兰瓦赫宁根大学留学，期间发现欧洲在用红蓝光LED光源做相关试验，“我觉得这可能是未来重要的方向。”从那个时候开始，他就着手研究把LED光用于植物工厂。

日常照明用光和植物生长用光差别很大，最难的是找出适宜植物生长的光配方。“我们的很多试验都失败了，要么把菜种死了，烧掉了，或者就是长势不行。”杨其长带领团队花了数年不断摸索，首次在国际上提出植物“光配方”思想，成功突破多项核心技术，率先把光配方基础找出来了。

致力回答国际前沿难题

在杨其长看来，智能植物工厂最大的优势就是能够解决耕地资源不足的问题，甚至可以实现在荒漠、戈壁、海岛、水面等非可耕地，以及在城市的高楼里进行正常生产。

“它的土地利用效率很高，原来在陆地上只能种植一层农作物，在工厂化条件下可以种很多层，一亩地能顶几十亩、几百亩、几千亩地。”杨其长说，由于在城市内部或者边缘生产，智能植物工厂还减少了包括运输在内的很多中间环节的碳排放。他还设想，有朝一日通过技术突破把城市里的二氧化碳收集起来，释放到植物工厂用于光合作用。

杨其长发明的智能LED植物工厂光效、能效等技术指标优于国际同类水平，这个成果获得了2017年度国家科技进步二等奖等荣誉。2017年，国家科技部支持组建了“国家智慧植物工厂创新联盟”，杨其长担任主席推动着国内植物工厂产业发展。如今，我国规模以上植物工厂已达200多座，单体超过10000m2的有两家，植物工厂产品远销美国、英国、新加坡、中东欧等国际市场，相关技术成果也在十多个国家推广应用。杨其长表示，未来，植物工厂还有望像高铁等高科技一样，成为中国的一张名片。

如今，杨其长带领团队正向更高目标迈进，希望在国际上率先突破“垂直智慧植物工厂”重大关键技术，攻克竖向栽培层超过20层、无人化操作、低能耗运行、智慧化管控等国际前沿难题，为新一代植物工厂发展做出积极贡献。

真真切切为农民干实事

“現在中国最辛苦的还是农民，我们农业科研人员要真真切切地为农民干点实事。”身为共产党员，这是杨其长从事农业科技创新时心底深藏的初心与情怀。

日光温室作为我国北方地区冬季蔬菜供给的主要设施，面积已超过1000万亩，但传统以墙体被动式蓄放热的结构，蓄热能力有限，低温冷害频发，农民收入很难保证。

“原来的土墙很厚，不光建起来麻烦，也严重浪费了土地。”要解决这些问题，必须先解决蓄热和保温两个功能。为此，杨其长进行了多年试验研究和动态模拟，提出温室主动蓄能调温方法，创制太阳能主动截获技术装备及其轻简装配式温室。这样一来，原来几米厚的墙体变成了25厘米左右，土地利用效率也提高到35%以上，夜晚温室的温度提高到5℃左右，极大推动了温室产业增效发展。该技术得到国际同行广泛认可，被誉为“温室技术的重大革新”，相关技术产品已经在我国多个省市应用，同时向中东欧和“一带一路”沿线国家推广。

扎根成都开拓都市农业

2017年11月，杨其长受中国农业科学院党组委派，到成都负责筹建都市农业研究所和国家成都农业科技中心。其后，他带领筹备组11名同志来到成都，一切从零开始，“边建设，边科研，边出成果”。如今，多支创新团队先后入驻，并在都市农业、智慧农业与功能农业等方面取得了重要成果。

提到都市农业这个核心项目，杨其长讲起自家阳台上的无土栽培韭菜，“10天左右换一次水，十多天就可收割一次，培养桶里的营养就是关键技术。”不过，这只是都市农业一个小小的体现。作为全新的学科领域，“都市农业是以最少的土地、水肥、人力等资源，生产出更多食物产品，拓展农业多方面功能，满足人们日益增长的美好生活需求。”比如利用城市里的屋顶、阳台、社区空地等空间发展都市农业，就不单纯是种东西卖东西的过程，也连带着满足城市居民的参与、体验与休闲。说到农业形态的未来，杨其长充满了信心。