植物工廠是國(guó)際上公認(rèn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)最高級(jí)發(fā)展階段，是一種技術(shù)高度密集、不受或很少受自然條件制約的全新生產(chǎn)方式。目前，僅有日本、美國(guó)、荷蘭等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家掌握這項(xiàng)技術(shù)。日前，中國(guó)大陸第一例以智能控制為核心的LED植物工廠由中國(guó)農(nóng)科院環(huán)發(fā)所也研發(fā)成功，并在吉林省長(zhǎng)春農(nóng)博園投入運(yùn)行。

　　談到植物工廠的概念，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國(guó)農(nóng)科院環(huán)發(fā)所的楊其長(zhǎng)研究員介紹說(shuō)，植物工廠是給植物提供合適生長(zhǎng)環(huán)境的系統(tǒng)設(shè)備，以節(jié)能植物生長(zhǎng)燈和LED為人工光源，采用制冷—加熱雙向調(diào)溫控濕、光照—二氧化碳耦聯(lián)光合與氣肥調(diào)控、營(yíng)養(yǎng)液在線檢測(cè)與控制等13個(gè)相互關(guān)聯(lián)的控制子系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)對(duì)植物工廠的溫度、濕度、光照、氣流、二氧化碳濃度以及營(yíng)養(yǎng)液等環(huán)境要素進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)智能化管理。通過(guò)對(duì)工廠內(nèi)環(huán)境的高精度控制，植物的生長(zhǎng)在這里幾乎不受自然條件的制約，生長(zhǎng)周期加快。

　　中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所程瑞鋒表示，工廠中植物的根系不是生長(zhǎng)在土壤里，而是完全浸泡在營(yíng)養(yǎng)液中。同時(shí)植物的成長(zhǎng)“完全不用陽(yáng)光”。在每個(gè)栽培架上，都裝有一塊燈板。不同的是左側(cè)是LED燈，右側(cè)是螢光燈。程瑞鋒說(shuō)，兩種燈光都能滿足植物生長(zhǎng)的需要，只是LED比螢光燈更加節(jié)能。LED燈板以紅燈為主，中間按一定距離均勻分布著藍(lán)燈，比例大概為8∶1到9∶1。楊其長(zhǎng)說(shuō)，太陽(yáng)光對(duì)于植物而言是全波段的，紅光、藍(lán)光、紫外線、紅外線等都包括，但實(shí)驗(yàn)顯示，植物吸收的光線波段主要是紅光和藍(lán)光，比例超過(guò)60%。因此將紅光和藍(lán)光按照一定配比制成光源，就能滿足植物生長(zhǎng)需求，不會(huì)影響植物品質(zhì)。

　　盡管植物工廠在產(chǎn)量和效率方面具有優(yōu)點(diǎn)突出，但存在的問(wèn)題也同樣明顯，那就是高昂的成本，在一定程度上影響了它的推廣。一個(gè)小屋的建成就需要十幾萬(wàn)元RMB的投入，另外后期的運(yùn)行和維護(hù)也是一筆花銷，因此，如何降低成本是下一步研究人員所要面對(duì)的問(wèn)題。楊其長(zhǎng)說(shuō)，在降低建設(shè)成本方面，他們將主要致力于新材料的研發(fā)，制作出成本低、隔熱保溫性能好、便于安裝的新材料。而在運(yùn)營(yíng)方面，除了盡可能減少動(dòng)力方面的消耗外，新能源的利用也是重要的手段。如果能使用太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源，雖然會(huì)增加前期投入，但運(yùn)營(yíng)費(fèi)用也會(huì)大大降低。

　　那么，植物工廠這種生產(chǎn)方式，將來(lái)是否有可能成為人類糧食和蔬菜供應(yīng)的主要手段?

　　楊其長(zhǎng)表示，植物工廠將來(lái)肯定會(huì)走向普及，但由于其需要一定的投入，因此全部使用它來(lái)供應(yīng)糧食蔬菜并不現(xiàn)實(shí)，但在一些特殊環(huán)境下，比如極地或太空中，它作為主要供應(yīng)方式還是有可能的。另外，由于植物工廠的成本原因，它的主要培育對(duì)象是以經(jīng)濟(jì)和園藝作物等附加值高的植物為主體。水稻、小麥等糧食作物由于產(chǎn)值低、周期長(zhǎng)等原因，一般不會(huì)成為植物工廠的主要生產(chǎn)對(duì)象，但可以利用其生產(chǎn)周期短的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)育種方面的研究。畢竟植物工廠內(nèi)50天收一茬水稻的速度比大田的120天要快一倍還多。（編輯：PCL）