探访中科院植物工厂：“光配方”打造的蔬菜世界

没有阳光，植物仍然可以进行光合作用。没有土壤，植物营养可以很好地平衡...

在福建省泉州市安溪县，由中国科学院植物研究所和福建三安共同建设的植物工厂，在室内无阳光、无土壤的环境中，建成了无菌无毒的优质蔬菜“植物工厂”。在改变农业生产方式的同时，也将科研成果渗透到国民经济的主战场...

让植物“喜欢”的光

进入工厂厂房，6层楼高的植物栽培架出现在记者面前，它像超市的货架一样高。每个架子的顶部覆盖着不同光谱的发光二极管光源，包括蓝光和红光，由科学家精心定制。在灯光下，有10多种水培叶菜，如郁郁葱葱的莴苣、白菜和冷冻蔬菜，以及各种稀有的中草药，如金线莲和石斛。对于蔬菜的根部，研究人员专门配制了营养液而不是土壤来提供营养。

在这里，植物已经成为可以根据订单需求在大规模流水线上生产的产品，从而彻底改变了传统的依靠阳光和土壤在自然条件下提供营养的蔬菜种植模式。

中国科学院植物研究所研究员、植物研究所所长李少华在接受《中国科学日报》采访时表示，植物工厂是一个高效的植物生产系统，能够对生长环境(温度、湿度、光照、二氧化碳和营养条件等)进行全面智能控制。)，也被认为是设施农业发展的*阶段。

事实上，李少华植物工厂的发展源于他对植物生长所需的光谱、营养液和其他因素的长期研究。研究人员告诉记者，90%的植物生物量来自光合作用产物，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。然而，植物研究所已经通过科技手段用定制的光源取代了阳光，阳光是植物光合作用的关键因素。

“植物不会吸收所有的光。他们更喜欢可见光中的蓝光和红光，所以将红光和蓝光按一定比例制成光源可以满足植物生长的需要。”该工厂的科研主管裴克泉说，通过培育这种室内封闭空间，工厂实现了全年不受季节限制的连续周期性生产的目标。

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。

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。

蔬菜的“战略”价值

由工厂研究所和福建三安共同建造的万平方米工厂，现在是中国最大的10万级洁净度工厂和第一家商业工厂。

然而，工厂也一直面临着高成本和高能耗的发展桎梏。这项需要高投入、高技术和优良设备的科技成果的商业价值是什么？他们将如何为普通人的餐桌服务？有些问题仍然需要答案。

针对人们对工厂发展前景和可持续性的担忧，李少华从食品安全、缓解水土资源危机等方面对记者进行了分析。

他告诉记者，中国的蔬菜占地1600万公顷，使用了31.1万吨农药和5912万吨化肥。在相同的种植面积下，植物工厂使用的肥料是传统种植方法的25%，根本不使用农药，最大限度地保证了种植植物的食用安全。

在采访中，研究人员从栽培架上折下一片冰草，直接递给记者吃。“我们生产的产品不仅味道好，味道鲜美，更重要的是，安全。”李少华说。研究人员告诉记者，第三方检测发现，工厂种植的蔬菜产品检测不出杀虫剂和重金属等有害物质，而维生素、膳食纤维和矿物质等营养成分比传统蔬菜高出几倍。

从我国耕地资源短缺的角度来看，植物工厂技术也具有独特的战略意义。李少华告诉记者，工厂多层栽培架立体栽培模式的种植面积是同等规模耕地的几倍。除了种植密度高的特点外，其产量可达到常规栽培的几十倍甚至几百倍。

因此，尽管面临用10千瓦时电生产1公斤蔬菜的能源消耗，以及需要高科技人员维持植物的生长环境，如光照、营养液、温度和湿度，但生产效率“比传统农业高出100倍”的现代种植技术仍被李少华视为具有战略意义的“农业发展方向”之一。

“公式”背后的客户服务

在工厂厂区，记者看到一家太阳能工厂由废容器改造而成。据中国萨那总经理卓展介绍，这个造价约20万元的容器提供了一个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。

事实上，工厂的模块化栽培系统，在解决沙漠和岛屿等特殊环境对蔬菜的刚性需求的同时，更注重进入特大城市北上官的普通人的餐桌。

通过模块化的系统设计模式，他们还将在未来三年内推出家用电器式的小型植物工厂，让公众可以在家完成蔬菜和水果的种植，让更多人享受到健康、新鲜、优质的农产品。

记者走访了厦门当地的一家精品超市，工厂销售的生菜产品价格为150克11.8元，约40元一公斤。虽然价格偏高，但卓展表示，通过与精品超市和餐饮企业的合作，一个1.5吨的日产量工厂不担心销售其产品。

然而，随着光谱研究的深入以及光和营养液系统的巧妙应用，植物工厂的能耗也在不断降低。“与第一代产品相比，目前的产品降低了25%的耗电量，并且增长周期从最初的50天大幅缩短。”裴克泉说，在劳动力日益短缺的情况下，高度机械化工厂的成本与传统农业的成本之间的差距将继续缩小。

在不断降低成本的同时，工厂的研究人员也在不断寻找与普通人需求的契合点。

“例如，肾病患者严格控制他们的钾摄入量。我们可以为他们提供低钾配方的蔬菜。”例如，裴克泉说，对于不同需求的顾客，定制蔬菜将是工厂服务公众的方向之一。

自然，植物工厂也在开发更多种类的蔬菜、水果和经济作物，以满足人们多样化的需求。李少华告诉记者，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。

记者还了解到，由中国科学院植物研究所和福建三安集团共同组建的福建中科生物有限公司，目前拥有世界领先的栽培体系和技术，并已获得国际认可。自2016年以来，其自主开发的工厂设备已向海外市场销售了1000多台，创汇逾200万美元。中国科学院植物研究所的这一成就正从普通人的餐桌走向国外舞台，并在服务于国民经济的主战场上逐渐发挥着越来越重要的作用。