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探访北京"植物工厂"航母:农业脱离自然束缚

时间:2010-06-24 14:06 来源:北京科技报
只需事先设定好温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等信息，自动培养箱就可以给种子提供它最适宜的发芽条件。
　　

你能想象只要轻轻地按一下按钮，刚从藤蔓上摘下的西红柿就能出现在眼前吗？如今，这仿佛科幻电影般的画面却出现在北京通州的“植物工厂”。
走近这所占地1289平方米的植物工厂，远远看去，它的外形就像一艘由钢架和玻璃构成的大船。“根据国际分类，超过1000平方米的就可以算作大型植物工厂了。”北京市农业机械化研究所副所长程存仁亲自参与了植物工厂的设计工作，他告诉《北京科技报》，“我们这家可算作植物工厂中的‘航母’了”。
进入植物工厂，记者眼前看到的是一片神奇的世界。植物工厂的生产过程遵循了植物的自然生长过程，记者首先来到植物的“孵化室”——组培播种区。在这个区域内，能够看到生菜、辣椒、西红柿等植物还是一粒粒被分类培养的种子，它们被分类放在培养箱中培养。
程存仁说，植物工厂有一间总控制室，那里的电脑内储存着每种植物生长所需条件的相关数据，工作人员只需事先设定好温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等信息，自动培养箱就可以给种子提供它最适宜的发芽条件。
在组培播种区的一侧，有一间小型研究实验室。来到这里，正好碰见几名科研人员正在对显微镜下的植物组织进行研究。“我们只需要取出原材料植物上的一小块组织或器官，比如辣椒的根茎，就能在短期内在实验室条件下培养生产出大量苗木。通过这项技术繁殖的后代不仅整齐一致，而且能够保持原有品种的优良性状。”工作人员告诉记者。
“孵化室”内，已经有一小部分油菜“破壳而出”，工作人员将它们转移到“生产车间”。这里温热潮湿，记者看到，偌大的车间内整齐地放置着一排排高近 3米的不锈钢架，这些钢架被上下分隔出3~4个培养池。
在培养池前，能看到培养池上盖着一层白色的塑料板，上面被挖出一个个圆形的小孔，一棵棵高度、大小几乎相同的油菜从小孔中钻出来，它们在白色、红色、蓝色等不同颜色的灯光下向记者“招手”。在油菜的身后，有一排送风系统，每一层培养池的前端还都安装了一排管道。虽说这里生长着大量植物，但是记者怎么也没有找到一块土地，仔细听，却似乎听到一阵阵细微的流水声。
程存仁说，植物工厂的全部生产过程都采用了无土栽培技术。比如这些油菜，科研人员根据这种植物的需求，配比合适的营养液，并在不锈钢架上安装了营养液成分检测循环补充系统，它可以实时监测并自动补充营养要素。“用营养液代替土壤，不仅可以防止病虫害的传播，还可以节约耕地”。
在这里，植物最需要的光源由LED人工光型、太阳光、太阳人工光并用三种组成，每一个培养池都配备了监测叶片温度、茎流速率、茎杆微变化、果实生长等信息的传感器，这些数据会被直接传送到控制室的电脑上，供科研人员随时监测。
“除了油菜，我们这儿还有西红柿、生菜等果蔬，以及一些花卉也在不同的钢架上被分类放置。植物工厂的生产面积可达到温室的3~5倍以上。同时，由于拥有最为适宜的生长条件，植物工厂生长的植物比土壤栽培的植物生长周期要短很多”，程存仁举例说，植物工厂栽培的莴苣从种植到采收仅用16~18天时间，比常规栽培周期缩短40%。通常，普通温室植物50~60天一茬，而植物工厂只要30~40天就能长一茬。而且，“植物工厂内的果蔬在成长过程中无需杀虫剂，因此成为了真正的绿色食品。”
在植物车间生长成熟的植物紧接着就会进入收获区。在这里，自动收获设备可以根据客户的不同需求直接将果蔬打包分装，并运送进冷藏库保存等待随时出厂上市。
“植物工厂的神奇之处不仅仅是你看到的这些。”程存仁说，通州植物工厂的能源供给，来源于浅层地源热泵、光伏发电等新能源新技术，减少了对于煤炭石油等高碳能源的消耗和温室气体的排放。
植物工厂还拥有15千瓦的太阳能独立光伏发电系统，可以将清洁无污染的太阳能转化为电能供植物工厂使用。由于这应用的都是全自动控制系统，从生产种植到包装出品，偌大的一座植物工厂，仅需几名科研人员就能够管理。
“植物工厂是现代农业的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系。”程存仁告诉记者，在这里，“日出而作，日落而息”的传统的农业概念已不复存在。它可以使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，因此，它也代表着未来农业的发展方向。
日本是植物工厂应用最为成熟的国家，现拥有用于研究展示、生产的植物工厂近40个。“我们在日本考察时看到，日本的超市基本都能购买到植物工厂生产的果蔬和花卉。它的价格比普通植物产品要高，但每天都被抢购一空。因为植物工厂生产的植物类产品不但外观更加干净、整齐、漂亮，而且是无公害食品。”程存仁说。
“全国各地的农户对工厂化的优质种苗需求越来越大，而农民一家一户也无法实现工厂化育苗。因此，对单独育苗的植物工厂的建设需求也很大。”程存仁表示，未来他们会根据不同地区和人群的不同需求，设计不同类型的植物工厂。
农业部规划设计研究院设施农业研究所所长齐飞认为，植物工厂中使用的“智能化管理系统”设施虽然是未来农业的发展方向，但是，现今国内基础研究、人才和生产装备的因素会制约设施农业工厂化培育的发展。未来，植物工厂在中国的发展还将受到多种复杂因素的制约，实现商业化运用的道路也会十分漫长。
(作者：孙燕燕)

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