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中國(guó)植物照明工廠發(fā)展概況及應(yīng)用案例分析

瀏覽數(shù)量： 38 作者：本站編輯發(fā)布時(shí)間： 2016-01-26 來源：農(nóng)民日?qǐng)?bào)

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光源從太陽(yáng)到自動(dòng)調(diào)節(jié)光照的LED燈

，高效利用“每一束光”；從依靠土壤吸取養(yǎng)料到種植在營(yíng)養(yǎng)液或者基質(zhì)材料里，生產(chǎn)環(huán)境全密閉，“暗無天日”的地下空間也能種植

。

　　給作物定制舒服的“家”

　　離開了陽(yáng)光

、雨露

、土壤，在鋼筋混凝土搭建起的廠房里

，植物可以生長(zhǎng)嗎

？產(chǎn)量有保證嗎？

　　“植物工廠采用了溫濕光的自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)

，以互聯(lián)網(wǎng)智能控制

，經(jīng)過人工馴化的多種高附加值農(nóng)產(chǎn)品可以在植物工廠實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。”中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉研究所研究員賀超興答道

。

　　循著這個(gè)回答

，筆者來到北京、西安等地的植物工廠

，看一看廠房里的植物

，到底是如何生長(zhǎng)，又如何走進(jìn)尋常百姓家的

，這一新興的生產(chǎn)方式在我國(guó)應(yīng)用和推廣的情況如何

。

　　廠房里，植物是如何生長(zhǎng)的

　　植物的生長(zhǎng)離不開光照

、水分

、養(yǎng)料、適宜的溫度等

。作為植物生長(zhǎng)的車間

，植物工廠本質(zhì)上是對(duì)這些要素的集成控制。

　　去年12月下旬

，北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心發(fā)布的空氣質(zhì)量指數(shù)顯示

，11天里有9天為污染天氣，其中中度以上的嚴(yán)重污染和重度污染就占到了8天

。受霧霾天氣影響

，昌平區(qū)溫室大棚光照普遍不足，草莓生長(zhǎng)發(fā)育受寡照影響

，上市時(shí)間比原計(jì)劃推遲了半個(gè)月左右

。

　　而在植物工廠里種植草莓的莓農(nóng)，完全不用苦苦“等風(fēng)來”

。通過光傳感器的光照監(jiān)測(cè)

，植物工廠的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)光照，在霧霾天氣里依然“艷陽(yáng)高照”

。

　　取代“太陽(yáng)”的光照系統(tǒng)

，是不是需要大量耗電呢？

　　“光照的確占了植物工廠能耗的相當(dāng)部分

，為了節(jié)約這部分能源

，我們一直在研究LED植物光效照明技術(shù)。”陜西西安旭田光電植物工廠負(fù)責(zé)人王琦介紹說

，通過對(duì)光的波長(zhǎng)

、光質(zhì)比、光合光子通量等的研究

，找到適合不同植物品種

、不同生長(zhǎng)期的最佳照明光譜，可以實(shí)現(xiàn)高效利用“每一束光”

。

　　北京是世界上最缺水的大城市之一

，全市人均水資源量為100立方米左右，僅為全國(guó)的1/21

，世界的1/77

，缺水程度甚至低于“沙漠國(guó)家”以色列的365立方米。水資源天花板制約下

，北京都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)一直在尋找一條節(jié)水高效之路

。

　　過了臘八，時(shí)至大寒

。北京市平谷區(qū)馬坊鎮(zhèn)農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠里

，魚腥草、香椿芽

、薄荷葉等新鮮蔬菜層層疊高

，旺盛地生長(zhǎng)著，透著一股子水潤(rùn)勁兒

。

　　“這些菜生長(zhǎng)在營(yíng)養(yǎng)液中

，除了植物生長(zhǎng)正常吸收的損耗外，環(huán)境蒸發(fā)損耗幾乎為零

。”該植物工廠負(fù)責(zé)人姚旭介紹說

，在密閉環(huán)境下進(jìn)行水肥一體化循環(huán)，相對(duì)于大田種植

，水資源節(jié)約率可以達(dá)到93%以上

。

　　農(nóng)民常說，植物生長(zhǎng)離不開土地

。事實(shí)上

，植物生長(zhǎng)真正離不開的并非土地，而是土壤中的養(yǎng)料

。在植物工廠里

，農(nóng)作物種植在營(yíng)養(yǎng)液或者礫石、蛭石、椰糠

、秸稈等做成的基質(zhì)材料里

。植物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分由調(diào)配好的營(yíng)養(yǎng)液補(bǔ)給，食品安全變得更可控

，同時(shí)還避免了重茬

，節(jié)約了土地。

　　據(jù)國(guó)家發(fā)改委農(nóng)村經(jīng)濟(jì)司巡視員胡恒陽(yáng)介紹

，按目前情況

，我國(guó)完全實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)自給需要30億畝土地，全國(guó)播種面積常年在23億畝左右

，也就是說

，大概有7億畝的土地要靠國(guó)外資源支撐。“而植物工廠可以在同樣的土地上產(chǎn)出數(shù)倍農(nóng)業(yè)產(chǎn)品

，值得探索

。”胡恒陽(yáng)說。

　　農(nóng)眾物聯(lián)占地不足10畝的植物工廠

，共有上下三層

，一層栽培高端食用菌，二層種植山野菜

，三層則主要種植茄果類蔬菜

。滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下，能年產(chǎn)蔬菌茄果 700萬公斤

。去年11月

，北京市委書記郭金龍、市長(zhǎng)王安順到農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠調(diào)研時(shí)

，對(duì)植物工廠在節(jié)水節(jié)能

、高效利用土地方面給予充分肯定。

　　擺脫了對(duì)土地的依賴

，植物工廠變得“上天入地

、無孔不入”。去年12月

，旭田光電利用西安市一處地下人防工程

，建起了一座640平米的植物工廠，將原本暗無生機(jī)的地下空間變成了充滿綠色的植物世界

。

　　降成本

，先進(jìn)設(shè)備也需本土化

　　作為一種新興的生產(chǎn)方式，植物工廠在荷蘭

、日本

、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家被普遍使用

。“國(guó)外植物工廠發(fā)展相對(duì)成熟一些，但是也存在一個(gè)問題

，就是投入成本太高

，不利于推廣。”姚旭介紹說

，植物具有極強(qiáng)的適應(yīng)性

，光溫濕等變量只要控制在合適的區(qū)間

，就可以保證正常生長(zhǎng)

。如進(jìn)口溫控制導(dǎo)系統(tǒng)，雖然能調(diào)節(jié)溫度變量在 0.01℃

，相當(dāng)于太空艙種植的控制程度

，但其對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)卻微乎其微，而投入成本比起國(guó)內(nèi)本土設(shè)備卻增加了幾十倍

。

　　在農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠

，記者看到，各色各樣的綠色蔬菜一層一層地摞了六七層

。“每層的層高不同

，植物生長(zhǎng)的不同階段需要調(diào)整層高，國(guó)外進(jìn)口設(shè)備可以自動(dòng)調(diào)整層高

，我們自主研發(fā)的設(shè)備則是半自動(dòng)調(diào)整

。”從自動(dòng)到半自動(dòng)，并非本土設(shè)備技術(shù)水平的不足

，而是更了解市場(chǎng)的選擇

。

　　多數(shù)食用菌的生產(chǎn)在秋冬季節(jié)，因?yàn)槭秤镁ＩL(zhǎng)環(huán)境通常溫度較低

、濕度較大

，因此在周年化生產(chǎn)過程中，大部分食用菌生產(chǎn)須降溫通風(fēng)

，所需能耗成為運(yùn)營(yíng)過程中主體成本之一

。

　　農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠在設(shè)計(jì)上采用依托食用菌、綠葉菜

、茄果類蔬菜等所需條件的有效循環(huán)：使用食用菌吸收氧氣釋放二氧化碳并使室內(nèi)溫濕度增加的條件

，協(xié)調(diào)互補(bǔ)綠葉菜、茄果類蔬菜的自然生長(zhǎng)

；再由綠葉菜

、茄果類蔬菜吸收二氧化碳并降低室內(nèi)溫濕度，協(xié)調(diào)食用菌的正常生長(zhǎng)

。另外

，利用食用菌在不同過程中所代謝的無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)蔬菜生長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)充，用蔬菜生長(zhǎng)過程中淘汰的部分有機(jī)物質(zhì)對(duì)食用菌生產(chǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，大幅度降低運(yùn)營(yíng)過程中的能耗

、物料消耗

，使植物工廠進(jìn)入一種綜合態(tài)、互補(bǔ)式生產(chǎn)模式中

。