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【未来农业】植物工厂:探索农业生产新模式

时间:2022-10-08   访问量:37

【未来农业】植物工厂:探索农业生产新模式


    洗手、穿分体防护衣,再洗手、穿连体防护衣,穿上高筒胶鞋、戴上手套、再在手套外均匀喷酒精,踩过两道消毒液,进入风淋室除尘……走过这些程序,滑动门缓缓开启,另外一个世界展现在眼前——这就是植物工厂。

 

    植物工厂,是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的一种高效农业系统。在有限的空间里,科学家们利用计算机精确控制植物生长发育所需的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、营养液等环境条件,获得高质量、高产量的农产品。



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    不受自然条件限制成亮点




    和我们熟知的农业生产不同,植物工厂中既没有土壤、也不见阳光——植物在配置的营养液中生长,整齐地排列在多层立体栽培架上,每一层都设置LED光源,空气经过净化处理、连水都是经过反渗透膜处理的纯水。

 

    光合作用为植物生长提供了90%以上的生物量,是植物生长发育所需的最基础要素。研究表明,植物并不吸收所有的光,可见光中的蓝光、红光和少量绿光对植物生长最重要,因此只需提供给植物特定光源即可。针对不同植物的偏好,设定不同的“光配方”,以加速它们的生长。以生菜为例,自然条件下需要40天左右成熟,但在植物工厂只需要约20天。同时,因为多层栽培,在同样面积的土地上,植物工厂的产量能够达到常规栽培的几十倍、甚至上百倍。

 

    植物工厂最大的优势并不是速度和产量,而是质量。这里没有污染、也不会生虫,蔬菜绝不用任何农药。通过精确的调控,植物工厂里的蔬菜质量更有保障,也更稳定。未来,植物工厂不受自然条件限制,将为沙漠、海岛等不适合植物生长的地方提供解决方案,甚至太空也可以。

  



    植物工厂依然面临诸多问题



 

    成本是目前植物工厂发展的瓶颈问题之一。除了设备投入外,植物工厂所需的用电量远超常规农业生产方式,而蔬菜保质期短、易腐坏,异地冷链运输的成本也比较高。

    另一个面临的主要问题是,不是所有植物都能够在植物工厂中生产。目前选出十几种草本叶菜植物,包括生菜、小白菜、冰菜等,还有金线莲、石斛等多种中草药材。

 

    尽管还存在很多待解决的问题,但植物工厂作为未来农业的一个极具潜力的发展方向,是目前国际学术界和企业界关注的高技术新兴领域之一。植物工厂不受自然环境制约,能实现全天候高效生产,不仅能提高土地利用率,还能解决日益突出的食品安全问题。植物工厂发展还面临很多困难,未来继续努力攻关。 


来源:光明日报