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探訪植物工廠﹕沒有陽光植物如何生長﹖

來源﹕中國新聞網2019-03-12 08:25

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  位於安徽合肥的中國科學技術大學先進技術研究院外的一塊草坪上﹐一個寫著“植物工廠”的密閉集裝箱﹐就是沒有陽光的植物生活的“地下城”。

  中新社合肥3月11日電 題﹕探訪植物工廠﹕沒有陽光植物如何生長﹖

  中新社記者 吳蘭

  “萬物生長靠太陽”﹐《流浪地球》熱映﹐讓民眾對沒有陽光的“地下城”充滿好奇。

  那麼﹐在沒有陽光的“地下城”裡﹐植物如何生長﹖

  位於安徽合肥的中國科學技術大學先進技術研究院外的一塊草坪上﹐一個寫著“植物工廠”的密閉集裝箱﹐就是沒有陽光的植物生活的“地下城”。

  11日﹐中新社記者在科研人員的帶領下﹐換上無菌服裝﹐走進這個沒有陽光的植物工廠集裝箱。生菜﹑櫻桃蘿卜﹑芹菜﹑莧菜等常見的葉類蔬菜﹐在一排排栽培架上有序排列﹐長勢喜人﹐在它們的上方是肉眼可見的紅﹑藍﹑黃三色光。

  “這裡雖然沒有陽光﹐完全利用人工光源替代太陽光﹐給植物光合作用需要的光源。”安徽昂科豐光電科技有限公司總經理張放心博士介紹﹐這個集裝箱主要進行環境溫濕度﹑光照等智能環境控制和光營養及水肥體系的營養控制。

  他說﹐肉眼可見的光來自全營養植物生長燈﹐這種植物照明燈是模擬植物需要太陽光進行光合作用的原理﹐對植物進行補光或者完全替代太陽光。因此﹐即便是“地下城”﹐植物照樣可以生長得很好。

  他說﹐這些植物的生長﹐可以與四季無關﹑與地域無關﹑與太陽無關。無需傳統的種植條件和環境﹐通過調節光的配方﹐在一棟大樓裡就可以種植蔬菜﹐甚至可以定製栽培﹐改變植物的“口感”﹐植物工廠可以讓西紅柿的原味更足﹐但還不能讓西紅柿長出西瓜的味道。

  張放心介紹說﹐植物工廠能夠大規模量產在於智能LED的應用。2014年﹐日本科學家赤崎勇﹑天野浩和美籍日裔科學家中村修二獲得諾貝爾物理學獎﹐源於藍色發光二極管(LED)方面做出巨大貢獻。他說﹐這些研究成果是基礎性研究﹐解決了零到一的問題﹐而植物照明技術的發展﹐解決的是一到一百的植物工廠化問題。

  走近一看﹐從幼苗到大型菜﹐分佈空間不一。張放心說﹐剛開始小的育苗種子比較密﹐到後期長大會根據大小﹐適時分盆移栽。

  在一個約0.6平方米鐵架上的泡沫盤裡﹐種著30顆小型生菜﹐上方亮著紅﹑藍﹑黃三種燈﹐掀開泡沫板﹐根須很長﹐生長在約兩厘米深的營養液裡。張放心介紹﹐在這個生長空間裡﹐通過對營養液配方﹑LED人工光配方和光照時間的科學調控以及對CO2濃度﹑溫度和濕度環境條件的控制﹐一般葉類菜生長周期可縮短至35天﹐單棵產量高達130克。

  初步核算﹐目前生菜的種植電費成本約人民幣兩到三元﹐加上人工等各種要素成本﹐綜合成本約為七到八元﹐雖然比傳統的地生菜貴﹐但他相信隨著LED技術的成熟和規模化的發展﹐成本會逐步降低。

  他說﹐不同的作物﹐不同的生長階段﹐在植物工廠裡可通過光營養和水肥體系精准控制。例如﹐在植物生長期﹐紅光多一些讓它們生長速度快一些﹐但前期綠光會多一些﹐控制形態讓其矮壯一些。

  但植物本身也有呼吸﹐也要休息﹐如何讓光的頻率和作用恰到好處﹐滿足吸收是關鍵。他以生菜為例﹐每日的日照時間以16小時為宜。

  張放心介紹﹐國際上普遍認為設施農業最高級發展階段是採用人工光源的植物工廠﹐但由於採用人工光源照明﹐植物工廠仍沒有擺脫能耗高的瓶頸﹐種植成本較高﹐在一定程度上限制了其大規模商業化發展。解決這個行業痛點的一個可行方案是發展智能化的植物光環境調控技術﹐即通過精准控制植物工廠的光環境來降低能耗並實現生產效率最大化。

  據瞭解﹐目前﹐該公司不僅在安徽﹑甘肅等地有合作基地﹐還推出多款“科研版”植物工廠解決方案﹐但普及到每個家庭的“家庭版”還處於注重科普階段﹐需要開發更精細化的“傻瓜式”功能。

  據張放心介紹﹐專家預測2020年全球植物工廠培育的植物產值將高達約290億美元。他說﹐這是一個值得期待的產業。(完)

[ 責編﹕曾震宇 ]
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