11月10日,北京下起了2009年入冬的第二場雪,在中國農業科學院實驗室型的“植物工廠”里,一些綠油油的奶油生菜和小白菜卻無憂無慮地生長著,外界的寒冷似乎與它們無關。
當天下午4點半,室外溫度足有零下2℃,記者專 門趕到位于中國農業科學院內實驗室型的“植物工廠”進行參觀。一個20平方米左右的房子里,分布著4個栽培架,每個栽培架有3層,每層上都種滿生菜或者小白菜等蔬菜。它們有的在白色的光源下生長,有的在藍色的和紅色的光源下生長。墻上的顯示屏正報告著室內的環境數據:溫度25.5℃、環境相對濕度52.1%、二氧化碳濃度1290PPm。在室內正前方的角落里還并排安置著三四條黑色的細管子,它們的末端直接連接到栽培架。這些管子時不時地發出嘩嘩的聲音。
“這是營養液在實現自動循環。”中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所程瑞鋒博士解釋道。說話間,他把用來固定植株的塑料泡沫板掀起。記者看到,這些植物的根系根本不是生長在土壤里,而是完全浸泡在營養液中。
程瑞鋒介紹說,營養液除了能提供水分外,還能提供植物生長所需的各種元素。這些水培的植物比土栽的生長周期要快很多。現在“植物工廠”內種植的生菜、小白菜等,20天左右就能收獲,而在普通的大田里,則需要40多天的時間。
■“植物工廠”里各種因素都可以得到控制
“‘植物工廠’除了具有收獲快的特點外,還具有空間利用率高的優點。一般在‘植物工廠’里看到的都是多層的立體栽培架,這樣從面積上就相當于同樣大小露天耕地的數倍,加上其種植密度大、生長周期短,因此‘植物工廠’的產量可以達到常規栽培的幾十甚至上百倍。”程瑞鋒告訴記者,一般在大田里種植作物,不可控制的因素太多。比如:光照、氣溫、濕度、二氧化碳濃度等,而這些在“植物工廠”里都可以得到控制。
“比如,今天陰天,外界陽光強度很弱,可是這些奶油生菜卻可以在這里怡然自得地生長。”程瑞鋒說,萬物生長靠太陽,在這個見不到陽光的“植物工廠”里,植物生長秘訣就在每個栽培架上所安裝的人工光源上。不過記者現場看到,有的植物是在白色的熒光燈下生長,而有的是在紅色與藍色交替的LED(發光二極管)燈下生長,這兩種燈光都能滿足植物生長的需要。
“與熒光燈相比較,LED燈光能轉化率高、耗費的能源少,使用起來更為高效節能。”程瑞鋒說。
中國“植物工廠”研究的創始人——中國農科院農業環境與可持續發展研究所楊其長研究員對《北京科技報》表示,他們農科院這個只有20平方米的“植物工廠”只是實驗型的。目前,規模大一些的要數他們和長春市人民政府合作研制成功并在長春農博園投入使用的建筑面積為200平方米的“植物工廠”,這也是中國大陸第一例以智能控制為核心的LED“植物工廠”。
該“植物工廠”有植物苗工廠和蔬菜工廠兩部分,以節能植物生長燈和LED為人工光源,并采用計算機對植物生長過程中的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營養液等環境條件進行自動控制。
記者了解到,早在1957年,丹麥就已經誕生了世界上第一家“植物工廠”,20世紀六七十年代,美國、奧地利、日本等一些國家也開始“植物工廠”的相關研究和實驗,并取得了很大的研究成果。其中,日本在“植物工廠”的市場化方面走得最遠,而這種大規模市場化也得到了日本政府的積極支持。
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