我国已掌握植物工厂的五大核心技术

作者: 发布时间:2017-12-09 13:55:36 点击数:

 

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右上图 农众物联的全人工光植物工厂培养的铁皮石斛。本报记者 乔金亮摄
下图 北京农众物联的自然光植物工厂车间。 本报记者 乔金亮摄
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相片均由本报记者 乔金亮摄

 

离开了阳光、土壤、雨露,在钢筋混凝土的厂房里,植物还能成长吗?冬日里,居然能置办一台冰箱巨细的“家用电器”——微型植物工厂,在家种喜欢的叶菜。这些主意不是幻想,已成实践。现在,记者走进植物工厂,一探奥妙。

国内最大植物工厂的纪录被不断改写着。现在,各类本钱正加快进入这一新式范畴,不只中粮、宝钢在布局植物工厂园区,菲利普、三菱等企业也纷繁介入植物工厂的技能研制与工业推行。福建光电企业三安集团甚至投入70亿元“跨界”打造大型植物工厂。日前,记者走访了植物工厂企业和相关专家,探求植物工厂里的蔬菜是怎样成长的,这一技能在我国的研讨和运用状况,以及怎样推进我国植物工厂的工业化进程。

不靠太阳,植物工厂长啥样

在植物工厂里,蔬菜的头顶没有太阳、脚下没有土壤,却仍然充溢绿意——这得益于头顶的五颜六色LED灯和脚下的营养液。在北京市平谷区马坊镇,农众物联占地缺乏10亩的植物工厂里,新鲜蔬菜层层叠叠,旺盛地长着。该植物工厂共分三层,一层培养高端食用菌,二层培养山野菜,三层则首要培养茄果类蔬菜。满负荷运转下,能年产蔬菌茄果1400万斤。

“植物工厂环境全部是智能调控、立体培养,因而出产不受自然环境的束缚,能周年出产,叶菜类18至20天能出产一茬,总产值是自然环境下的几十倍。我们现在的首要产品是药食同源的高端食材,去年的订单额有1.1亿元。”农众物联负责人姚旭说。

我国农科院农业环境与可继续开展研讨所研讨员杨其长是我国植物工厂最早的研讨人之一。谈到植物工厂的优势,他粉饰不住振奋:叶菜一年可收获15至18茬,产值是露地培养的40倍以上;不施用农药,产品安全无污染;多层立体培养,LED植物工厂培养层数可达15层以上,明显进步土地运用功率;可在非可犁地上出产,例如沙漠、戈壁、岛礁,甚至建筑物房顶或地下室。

提到地下室,陕西的植物工厂企业旭田光电就运用西安一处地下人防工程,建起了一座640平方米的植物工厂,将本来暗无活力的地下室变成了绿意盎然的植物世界。企业负责人王琦说,不占用犁地,又不运用农药,无论是经济远景仍是社会效益,植物工厂都值得投资。“不只在都市农业,在国防配备、远洋舰船、沙漠荒岛、航空航天等范畴,都有重要的战略含义。”王琦说。

此前,许多人忧虑植物工厂出产出的蔬菜在口感方面与土壤培养有距离。杨其长说,现在,植物工厂的蔬菜在口感方面与普通培养的几乎没有不同。因为不施用农药,更契合绿色的农业开展理念。此前,相关专家已经过操控硝态氮的运用、采前短期接连光照以及添加一些微量元素等办法,成功处理了进步植物工厂蔬菜口感风味与营养质量的办法。

近年来,在相关项目的支持下,我国在植物工厂LED节能光源创制、光温耦合节能环境操控、营养液培养、蔬菜质量调控以及智能化管控等关键范畴不断获得重要开展。有关课题组开宣布遍及型植物工厂、大厦型植物工厂、岛礁植物工厂、家庭植物工厂等多系列产品。

现在,我国已把握了植物工厂的五大中心技能,成为少量几个彻底把握植物工厂中心技能的国家之一。其间,LED人工光源技能更是中心技能的中心,在这方面我国已处于全球领先地位。杨其长以为,随着“一带一路”战略的推进,未来植物工厂有望像我国高铁等高技能一样,完成技能配备的出口。

本钱较高,工业瓶颈咋破解

事实上,我国是植物工厂工业化开展最快的国家,几年时间即走过了发达国家几十年的开展路途。现在,我国人工光植物工厂总数已达100座左右,成为数量仅次于日本的植物工厂开展大国。单体规划一般为几百平方米,上千平方米的有10多家,其间最大的有6万平方米。许多当地建起了展示型、演示型植物工厂。

记者了解到,植物工厂尽管拥有很多优势以及广泛的社会需求,但实践开展也面对许多瓶颈,尤其是初期建造本钱过高、能耗较大以及怎样完成优质优价等,突破本钱和效益的瓶颈是完成植物工厂继续健康开展的要点。

比方,植物工厂需要在关闭环境下进行出产,因而要投入包含保护结构、空调体系、人工光源、多层培养架、营养液循环、计算机体系等在内的工程与配备,本钱比露地、温室大棚等高,在我国一般建造费用为每平方米4000元至1万元。美国和日本的建造费用是我国的2至3倍。杨其长说,下降初期建造本钱,尽可能选用标准化民用资料和配备,已经成为植物工厂开展的重要方向。

“国外植物工厂开展存在一个问题,就是投入本钱太高,不利于推行。”姚旭对此也深有体会,植物具有极强的适应性,光温湿等变量只需操控在适宜的区间,就能够确保正常成长。如进口温操控导体系,尽管能调节温度变量在0.01摄氏度,相当于太空舱培养的操控程度,但其对产值的奉献却微乎其微,而投入本钱比起国内本乡设备却添加了几十倍。

此外,能耗是影响植物工厂运转的瓶颈,尤其是照明。近年来,LED节能光源及其节能办法在植物工厂推行运用,可削减人工光能耗50%以上;选用空调与光温耦合操控形式可削减降温能耗;一起,活跃探索清洁动力的运用,如太阳能光伏发电体系、风能或生物质动力等,已经成为植物工厂研讨的热门。据介绍,LED人工光源本钱在过去的几年里继续下降。10年前,每平方米的LED本钱是几万元,现在只需要几百元。

杨其长以为,植物工厂的遍及推行与经济效益密不可分,一方面要尽可能下降设备投入及折旧的本钱,另一方面要完成高附加值作物能以高价格卖出,让消费者认可并情愿以较高价格购买无农药污染、新鲜洁净的植物工厂产品。一起,植物工厂产品还需要有关部门的认证、评估和检测,让更多的消费者了解其长处,从而到达优质优价。

产能落地,政府怎样来扶持

“植物工厂作为技能高度集成的农业体系,就像航天工程、大飞机等技能一样,发达国家不会容易让其他国家把握中心技能。”杨其长说,植物工厂能进步资源运用功率,对于我国这样一个人多地少的大国来说,含义严重。因而,必须采纳活跃办法,加大植物工厂研讨和开发力度,并从方针、资金等方面扶持植物工厂,使其构成工业和产能。

应从战略高度加大植物工厂的研讨与开发力度。植物工厂是现代农业的重要窗口,是未来世界农业高技能竞赛的重要方向。植物工厂触及多个学科的整合,应学习发达国家的先进经验,从战略的高度,尽早发动相关科研项目,进行多学科协同攻关。

植物工厂是一项高投入、高产出的出产方式,在开展初期离不开国家的方针扶持。以日本为例,多年来,日本政府采纳补助50%的手法,推进植物工厂开展。如日本东京电力初期建造的植物工厂,其建造费用比例为国库补助50%、当地政府补助7%、企业本身出资43%。因而,我国应将植物工厂列入国家要点扶持的工业项目中。一起,引导机械、电子、精密仪器等大型企业与科研教育部门联手,加快完成植物工厂的工业化。

专家表明,能够按按部就班的准则,经过实验演示,稳步推进植物工厂的开展。在建造区域上,应先从经济发达地区和城市开始,在消费水平高的大都市建造若干个植物工厂演示基地,进而向全国推行;在优先开展范畴上,农业科技园区、高质量蔬菜出产企业、城市社区等对植物工厂需求最火急,应列入优先考虑规模。

推进植物工厂的民用化也是一个重要途径。近两年,越来越多的人走进植物工厂,或观赏或购买。农众物联在北京的单个公园进行了科普巡展,在单个小学承建了植物工厂实验室,把技能带到了百姓身边。旭田光电则研制了集装箱型植物成长箱,成为合适餐饮商超、居民社区的家用植物工厂。现在,在西安的一些餐饮场所,消费者已能在大堂的微型植物工厂里点菜了。

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