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探访植物工厂:没有阳光植物如何生长?

来源:中国新闻网2019-03-12 08:25

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  位于安徽合肥的中国科学技术大学先进技术研究院外的一块草坪上,一个写着“植物工厂”的密闭集装箱,就是没有阳光的植物生活的“地下城”。

  中新社合肥3月11日电 题:探访植物工厂:没有阳光植物如何生长?

  中新社记者 吴兰

  “万物生长靠太阳”,《流浪地球》热映,让民众对没有阳光的“地下城”充满好奇。

  那么,在没有阳光的“地下城”里,植物如何生长?

  位于安徽合肥的中国科学技术大学先进技术研究院外的一块草坪上,一个写着“植物工厂”的密闭集装箱,就是没有阳光的植物生活的“地下城”。

  11日,中新社记者在科研人员的带领下,换上无菌服装,走进这个没有阳光的植物工厂集装箱。生菜、樱桃萝卜、芹菜、苋菜等常见的叶类蔬菜,在一排排栽培架上有序排列,长势喜人,在它们的上方是肉眼可见的红、蓝、黄三色光。

  “这里虽然没有阳光,完全利用人工光源替代太阳光,给植物光合作用需要的光源。”安徽昂科丰光电科技有限公司总经理张放心博士介绍,这个集装箱主要进行环境温湿度、光照等智能环境控制和光营养及水肥体系的营养控制。

  他说,肉眼可见的光来自全营养植物生长灯,这种植物照明灯是模拟植物需要太阳光进行光合作用的原理,对植物进行补光或者完全替代太阳光。因此,即便是“地下城”,植物照样可以生长得很好。

  他说,这些植物的生长,可以与四季无关、与地域无关、与太阳无关。无需传统的种植条件和环境,通过调节光的配方,在一栋大楼里就可以种植蔬菜,甚至可以定制栽培,改变植物的“口感”,植物工厂可以让西红柿的原味更足,但还不能让西红柿长出西瓜的味道。

  张放心介绍说,植物工厂能够大规模量产在于智能LED的应用。2014年,日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二获得诺贝尔物理学奖,源于蓝色发光二极管(LED)方面做出巨大贡献。他说,这些研究成果是基础性研究,解决了零到一的问题,而植物照明技术的发展,解决的是一到一百的植物工厂化问题。

  走近一看,从幼苗到大型菜,分布空间不一。张放心说,刚开始小的育苗种子比较密,到后期长大会根据大小,适时分盆移栽。

  在一个约0.6平方米铁架上的泡沫盘里,种着30颗小型生菜,上方亮着红、蓝、黄三种灯,掀开泡沫板,根须很长,生长在约两厘米深的营养液里。张放心介绍,在这个生长空间里,通过对营养液配方、LED人工光配方和光照时间的科学调控以及对CO2浓度、温度和湿度环境条件的控制,一般叶类菜生长周期可缩短至35天,单棵产量高达130克。

  初步核算,目前生菜的种植电费成本约人民币两到三元,加上人工等各种要素成本,综合成本约为七到八元,虽然比传统的地生菜贵,但他相信随着LED技术的成熟和规模化的发展,成本会逐步降低。

  他说,不同的作物,不同的生长阶段,在植物工厂里可通过光营养和水肥体系精准控制。例如,在植物生长期,红光多一些让它们生长速度快一些,但前期绿光会多一些,控制形态让其矮壮一些。

  但植物本身也有呼吸,也要休息,如何让光的频率和作用恰到好处,满足吸收是关键。他以生菜为例,每日的日照时间以16小时为宜。

  张放心介绍,国际上普遍认为设施农业最高级发展阶段是采用人工光源的植物工厂,但由于采用人工光源照明,植物工厂仍没有摆脱能耗高的瓶颈,种植成本较高,在一定程度上限制了其大规模商业化发展。解决这个行业痛点的一个可行方案是发展智能化的植物光环境调控技术,即通过精准控制植物工厂的光环境来降低能耗并实现生产效率最大化。

  据了解,目前,该公司不仅在安徽、甘肃等地有合作基地,还推出多款“科研版”植物工厂解决方案,但普及到每个家庭的“家庭版”还处于注重科普阶段,需要开发更精细化的“傻瓜式”功能。

  据张放心介绍,专家预测2020年全球植物工厂培育的植物产值将高达约290亿美元。他说,这是一个值得期待的产业。(完)

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