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解读LED照明植物工厂的生长秘方

2016-02-22 00:25
科技那回事
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  生长秘方

  给作物定制舒服的“家”

  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?

  “植物工厂采用了温湿光的自动补偿系统,以互联网智能控制,经过人工驯化的多种高附加值农产品可以在植物工厂实现量产。”中国农科院蔬菜花卉研究所研究员贺超兴答道。

  循着这个回答,笔者来到北京、西安等地的植物工厂,看一看厂房里的植物,到底是如何生长,又如何走进寻常百姓家的,这一新兴的生产方式在我国应用和推广的情况如何。

  厂房里,植物是如何生长的

  植物的生长离不开光照、水分、养料、适宜的温度等。作为植物生长的车间,植物工厂本质上是对这些要素的集成控制。

  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,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”。

  取代“太阳”的光照系统,是不是需要大量耗电呢?

  “光照的确占了植物工厂能耗的相当部分,为了节约这部分能源,我们一直在研究LED植物光效照明技术。”陕西西安旭田光电植物工厂负责人王琦介绍说,通过对光的波长、光质比、光合光子通量等的研究,找到适合不同植物品种、不同生长期的最佳照明光谱,可以实现高效利用“每一束光”。

  北京是世界上最缺水的大城市之一,全市人均水资源量为100立方米左右,仅为全国的1/21,世界的1/77,缺水程度甚至低于“沙漠国家”以色列的365立方米。水资源天花板制约下,北京都市现代农业一直在寻找一条节水高效之路。

  过了腊八,时至大寒。北京市平谷区马坊镇农众物联植物工厂里,鱼腥草、香椿芽、薄荷叶等新鲜蔬菜层层叠高,旺盛地生长着,透着一股子水润劲儿。

  “这些菜生长在营养液中,除了植物生长正常吸收的损耗外,环境蒸发损耗几乎为零。”该植物工厂负责人姚旭介绍说,在密闭环境下进行水肥一体化循环,相对于大田种植,水资源节约率可以达到93%以上。

  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。

  据国家发改委农村经济司巡视员胡恒阳介绍,按目前情况,我国完全实现农产品消费自给需要30亿亩土地,全国播种面积常年在23亿亩左右,也就是说,大概有7亿亩的土地要靠国外资源支撑。“而植物工厂可以在同样的土地上产出数倍农业产品,值得探索。”胡恒阳说。

  农众物联占地不足10亩的植物工厂,共有上下三层,一层栽培高端食用菌,二层种植山野菜,三层则主要种植茄果类蔬菜。满负荷运转下,能年产蔬菌茄果700万公斤。去年11月,北京市委书记郭金龙、市长王安顺到农众物联植物工厂调研时,对植物工厂在节水节能、高效利用土地方面给予充分肯定。

  摆脱了对土地的依赖,植物工厂变得“上天入地、无孔不入”。去年12月,旭田光电利用西安市一处地下人防工程,建起了一座640平米的植物工厂,将原本暗无生机的地下空间变成了充满绿色的植物世界。

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