植物工廠：更具風(fēng)味的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

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　　除了提高農(nóng)業(yè)種植效率之外，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)也在努力往穩(wěn)產(chǎn)量、保風(fēng)味的方向發(fā)展進步。其中，已取得一定成效的當(dāng)屬與LED光照科技結(jié)合的「植物工廠」。
　　植物工廠指的是通過全智能控制作物生長環(huán)境的高效生產(chǎn)系統(tǒng)。植物工廠主要利用LED光譜技術(shù)及自動化設(shè)備，通過計算機對空間內(nèi)溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度及營養(yǎng)液等因素進行智能控制，以實現(xiàn)全天候的、高效的植物生產(chǎn)。目前，大型的植物工廠內(nèi)基本可以實現(xiàn)日產(chǎn)蔬菜1.5噸。

　　事實上，植物工廠并不是LED在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的首次應(yīng)用。最早，照明領(lǐng)軍企業(yè)飛利浦將LED農(nóng)業(yè)實踐首次應(yīng)用于溫室園藝補光。
　　2008年，飛利浦推出的第一代園藝Green Power LED解決方案可以幫助選擇適合植物生長的光譜，從而進一步穩(wěn)定溫室內(nèi)植物所需的生長環(huán)境。
　　但以上的LED實踐主要專注于光照與溫度，在溫室果蔬生產(chǎn)補光、葉菜及育苗補光、花卉補光等方面得到廣泛應(yīng)用，并沒有像植物工廠那樣實現(xiàn)對生長環(huán)境多因素的控制。

　　隸屬于垂直農(nóng)業(yè)，植物工廠這種農(nóng)業(yè)形態(tài)從上世紀(jì)90年代末就常被提起。只是當(dāng)時的「植物工廠」常被認(rèn)為過分奢華，成本太高。但事實上，在過去的十年內(nèi)，率先開展「植物工廠」應(yīng)用的日本已經(jīng)嘗到了不少甜頭。
　　據(jù)植物工廠倡導(dǎo)者紐約哥倫比亞大學(xué)生物系退休教授Dickson Despommier博士介紹，日本有半數(shù)以上的食物來自于「植物工廠」。
　　日本最大的蔬菜公司Spread Co.每年在無窗廠房中種植730萬根萵苣。這些廠房內(nèi)的作物見不到陽光，也不需要土壤，被直接種植在浮床上，由營養(yǎng)液提供養(yǎng)分，藍(lán)色LED燈提供光線。但1公頃「植物工廠」可以完成室外10公頃種植地的產(chǎn)量，同時不會受到四季變化、病蟲害或干旱的影響，用水量和施肥量分別只需要室外的三分之一和四分之一。
　　從數(shù)據(jù)上看，「植物工廠」所實現(xiàn)的農(nóng)業(yè)種植對于解決食物危機而言有著巨大的作用。

　　在我國，像中科三安這樣的「植物工廠」也已經(jīng)成為了市面上蔬菜供應(yīng)商的主要角色。中科三安植物工廠創(chuàng)立于2015年，是中科院植物所與福建三安集團共同發(fā)起的專注于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的企業(yè)。
　　2016年6月，首棟中科三安植物工廠在福建省安溪縣湖頭鎮(zhèn)落成，占地1萬平方米。該工廠的車間可生產(chǎn)幾十余種蔬菜，主栽品種8個。從播種到采收，以上品種的植物生產(chǎn)只需要35天，并完成1.8~2.0噸的日常量。
　　目前，其蔬菜產(chǎn)品已在福建廈門、福州和泉州等地200多家銷售終端陸續(xù)上市，還完成了2017年金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人廈門會晤餐宴保障。

　　據(jù)中科生物光生物產(chǎn)業(yè)研究院院長李紹華介紹，中科三安植物工廠內(nèi)的生產(chǎn)車間均采取了十萬級凈化，其生產(chǎn)效率是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的幾十倍甚至上百倍：可年產(chǎn)20余茬。車間內(nèi)通過對光照、溫度、濕度、CO2及營養(yǎng)液等因素進行智能控制，可進行高效、優(yōu)質(zhì)和安全的蔬菜生產(chǎn)，實現(xiàn)全年穩(wěn)定、連續(xù)的蔬菜供應(yīng)。
　　除了產(chǎn)量可控之外，中科三安之類的植物共產(chǎn)還能從質(zhì)量、風(fēng)味、營養(yǎng)等方面進行更嚴(yán)格、可控的管理與培植。對于「植物工廠」在產(chǎn)物風(fēng)味上的效用，麻省理工學(xué)院曾做過相關(guān)的科研，表示「植物工廠」使用計算機算法來確定最佳生長條件，可以更準(zhǔn)確地創(chuàng)造使風(fēng)味分子等化合物濃度最大化的生長環(huán)境。
　　在對羅勒植物的研究中，麻省理工學(xué)院的研究人員就發(fā)現(xiàn)，將植物全天暴露于24小時光照下可產(chǎn)生最佳風(fēng)味。而這是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)永遠(yuǎn)無法實現(xiàn)的。

　　目前，在在中國科學(xué)院「弘光專項」的支持下，中科生物已經(jīng)投資建立了多家直營植物工廠。其標(biāo)準(zhǔn)化廠房總面積已經(jīng)達(dá)到了8萬平方米。
　　隨著中科生物的發(fā)展，其「植物工廠」已經(jīng)與新加坡企業(yè)達(dá)成合作，將在新加坡共建目前世界最大的、占地2萬平方米的垂直植物工廠，為新加坡提供先進的室內(nèi)植物工廠設(shè)備和種植技術(shù)。
　　對于新加坡一類的土地資源稀缺國家，「植物工廠」的時間將能幫助他們解決農(nóng)業(yè)發(fā)展難題，降低新加坡對進口食品的依賴性。德國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學(xué)家Harald von Witzke曾明確表示，要為快速增長的人口提供充足的食物，高效的「植物工廠」是一個不容錯過的選擇。按照他的計算，歐洲「植物工廠」生產(chǎn)的食物每增加1%，就能幫助其他國家節(jié)約120萬公頃耕地，轉(zhuǎn)而被用于滿足其自身的食物需求。

　　從無到有，人類在這片土地上耕種收割。社會的進步過程中，有聲音在說「再也沒有人種田了」，但或許，田只是換了另一種方式存在于我們的社會中。
　　今天，我們將耕種的任務(wù)交給了植物工廠的科學(xué)、交給了無人機的勞動，但收割的依舊是人類，收割的是更美好的未來。



參考資料：
1.高科技解決方案對抗饑餓，巴斯夫
2.植物工廠的“光”輝歲月，中國科學(xué)報