走进全球最大植物工厂：没有土壤阳光也能种菜

工厂的工作人员调节生产车间的温度。张素微扰

蔬菜能在没有阳光、雨水和土壤的完全封闭的空间里健康生长吗？

工厂的回答是肯定的。

那么，什么是工厂？它看起来像什么？这里的蔬菜是怎么生长的？它们和传统蔬菜有什么不同？带着这些疑虑，记者最近走进了世界上最大的全人工照明工厂，想了解一下。

进入工厂时，你应该穿两层防护服，戴口罩和消毒手套，然后经过多重消毒程序。

工厂位于福建省泉州市安溪县虎头光电工业园。由中国科学院植物研究所和福建三安集团共同建设，于2016年6月竣工。项目占地300亩，总建筑面积70万平方米。

进入工厂的生产车间并不容易。因为这里的蔬菜生长在无菌无尘的环境中，人们必须经过严格的消毒和隔离才能接近它们。

记者被要求穿两层防护服，然后戴口罩和消毒手套。几乎他们所有的身体都被盖住了，然后他们必须在进入前经历多重消毒程序，如空气淋浴和酒精消毒。

“这也是这里工作人员的日常工作，主要是防止引起蔬菜病虫害的病原体的引入。在这样一个密封和无菌的环境中，在作物的整个生长周期中不需要喷洒农药。”中国科学院植物研究所研究员、中国生物研究所所长李少华说。

进入工厂的生产车间，一排排6层楼高的植物栽培架像超市货架一样跃出视线。每个架子上都“种植”了10多种水培叶菜，如莴苣、白菜和冰菜，以及各种中草药，如金线莲和石斛。蔬菜的根浸泡在研究人员特别配制的营养液中。

中国科学院植物研究所植物工厂研发中心主任、中国科学院生物研究所研发中心主任裴克泉告诉记者:“植物工厂是一个高效的农业系统，通过设施内的高精度环境控制，实现作物的年度连续生产。其生产车间是一个10万级无尘无菌净化空间，科学家利用发光二极管光谱技术和自动化设备，通过计算机智能控制温度、湿度、光照、二氧化碳浓度和营养液等因素，从而克服作物对生产季节和气候等自然条件的依赖，实现正常生长。”

裴克泉说，车间里的温度和湿度是根据最适合蔬菜的条件来调节的，并引入了更多的二氧化碳来促进光合作用。

一般来说，大气中二氧化碳的浓度不会超过400ppm (g/m3)，但车间中的浓度高达1000ppm。因此，必须保持风扇运转以保持空气流通。高浓度的二氧化碳可以提高植物的光合效率，植物生物量的形成和养分的积累是常规栽培的几倍。

植物工厂种植的蔬菜不能检测出农药、重金属等有害物质，但其营养成分比传统蔬菜高几倍

90%的植物生物量来自光合作用的产物，因此光合作用也被认为是影响植物生长和产量的最基本因素。工厂是一个完全没有阳光的封闭空间。植物的生长依赖于哪里？

李少华说:“我们植物研究所的研究人员已经通过科技手段用定制的人工光源取代了阳光。”

研究人员对植物光合作用的原理进行了长期而详细的研究，发现植物更喜欢可见光的蓝色和红色部分，比例超过60%。因此，红光和蓝光可以按一定比例制成光源，满足植物生长的需要。

“植物几乎不吸收绿光，也不需要红外线、远红外线和其他部件。移除它们根本不会影响植物的生长，还可以避免大量的能源消耗。”李少华说。

发光二极管红、蓝光谱的波长调节范围很大，可以手动控制，可以针对不同种类的植物调节到合适的光谱波长，使植物可以根据发光二极管设定的光源生长。

“定制‘光配方’意味着植物可以长得更快，获得更高的产量和更好的质量，”裴克泉说。

此外，通过对影响植物生长环境的温度、湿度、二氧化碳浓度、营养液等因素的高精度控制，研究人员为植物工厂提供了最适合植物生长的环境，从而大大提高了植物的生长效率。

播种、采苗、育苗、移栽、生长管理和收获是植物工厂中蔬菜的完整生长过程。

李少华告诉记者，工厂种植的莴苣蔬菜可以在幼苗移栽后20天左右收获，而在普通田地，需要一个月到40天。同时，植物工厂多层栽培架的立体栽培模式，其种植面积相当于几倍相同大小的耕地，具有种植密度高的特点，其产量可达到常规栽培的几十倍甚至几百倍。

“此外，我们生产的蔬菜不仅味道好、味道鲜美，更重要的是安全。”

据了解，在同一种植面积下，工厂使用的肥料是传统种植方法的1/25，根本不用农药，最大限度地保证了作物的食用安全。

经第三方机构检测，发现工厂种植的蔬菜产品检测不出农药、重金属等有害物质，而维生素、膳食纤维、矿物质等营养成分比传统蔬菜高出数倍。

在工厂里，水和营养的利用效率可以达到90%以上。在田间，超过90%的水分被排到空气中，超过60%的肥料没有被植物吸收。随着时间的推移，它可能会导致土壤板结、微生物灭绝和地下水污染。

在接下来的三年里，小型工厂将以小型家用电器的形式启动，这样人们就可以在家种植蔬菜和水果了。

在工厂厂区，记者看到一家太阳能工厂由废容器改造而成。据科研人员介绍，该容器造价约为20万元，提供了一套完整的植物工厂生产系统，包括照明系统和营养液系统，可满足20多人的日常蔬菜消费。

李少华说:“植物工厂的模块化栽培系统可以为在沙漠、岛屿和太空等特殊环境中种植蔬菜、水果和谷物提供解决方案。”

自成立以来的一年多时间里，这家蔬菜工厂每天生产1.5吨蔬菜，并被送到福建省厦门、福州和泉州的130多个销售终端，为普通百姓服务。

国学生物总经理卓展表示:“接下来，我们将陆续在北京、上海等地设立工厂，让更多地方的人们享受到健康、新鲜、优质的农产品。此外，通过模块化系统设计模式，我们还将在未来3年推出一个小型家用电器工厂，让每个人都能在家种植蔬菜和水果。”

然而，工厂也一直面临着高成本和高能耗的发展桎梏。这种需要高投入、高技术和尖端设备的科技成果，怎么可能真正飞进普通人的家庭呢？

李少华对此并不担心，并坚信这种生产效率“比传统农业高出100倍”的现代种植技术是农业的发展方向之一。

“随着对光谱的深入研究以及光和营养液系统的巧妙应用，工厂的能耗也在不断下降。与第一代产品相比，目前的产品降低了25%的电能消耗，并且增长周期从最初的50天大幅缩短。”李少华说。

裴克泉说:“将来，工厂还可以为不同需求的顾客定制蔬菜。例如，肾病患者需要严格控制钾的摄入量，我们可以为他们提供低钾配方的蔬菜。”

植物工厂也在探索更多的蔬菜、瓜果、经济作物和中药品种的种植方法，以满足人们多样化的需求。“研究人员正在研究桃树的小型化，并有望在不久的将来实现工厂生产桃子、草莓和其他水果。”李少华说。