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植物工厂“逆天改命”?

2024/4/10 14:40:56   中国环境APP      人气:3732

万物生长靠太阳,然而在这里,植物正在“逆天改命”,住进厂房,无需阳光、 无需土壤,无论春夏,一年四季都不间断收成新鲜蔬菜,这里就是位于北京市通州区北京一轻科技集团的植物工厂。

当前已经出现的植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段,是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统,是利用智能计算机和电子传感系统对植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制,使设施内植物的生长发育完全不受制约的科幻但已产业化生产方式。

那么,植物工厂究竟长什么样?又有哪些绿色低碳理念?

精准供给:为植物“定配方”

走进一轻科技集团植物工厂,在全封闭的洁净车间里,利用垂直空间,新鲜嫩绿的蔬菜一层层地睡着“上下铺”,叠放排列。室内显示屏上,温度、湿度、二氧化碳浓度等数据尽在掌握。

仔细一看,这些蔬菜的根部都飘浮在空中,需要的氮磷钾钙镁等营养物质和水分则通过立体种植架上的喷嘴精准供给。植物需要的光源则通过“脑袋”上的LED灯进行专门设定。

指着玻璃箱,北京一轻科技集团植物工厂负责人李原告诉记者:“在植物的冠层,我们设定的风速是0.3米每秒。在这里,温、光、水、肥、气,植物生长所需要的每一个环境因子完全由人工调控,全部都以最精准的方式供给。”

植物生长环境高度可控,产能自然也倍增。“比如最常见的奶油生菜,大田农业每年大概只有半年的时间可以种植,在这里,一颗生菜达到采收克重只需要42天,能做到周年稳定生产,且无论春夏秋冬,每天都有采收。”李原向记者介绍植物工厂的优点。

据了解,目前,这所植物工厂里有各类植物30多种,主要以叶菜类为主,还包括番茄、辣椒、小黄瓜等果菜类,同时还有香料菜类,如罗勒、迷迭香、紫苏等,以及食用花卉等。

值得一提的是,植物工厂内环境为封闭式十万级洁净间,无任何农药使用,已达到“三零”标准:零农残、零重金属、零表面有害微生物。

“我们把植物工厂做成农业+食品的概念,这里的菜不再像是一棵菜,而更像一包薯片,是一个可即食的食品。” 北京一轻科技集团副总经理邢凌燕表示,植物工厂以工业化、自动化、信息化、规模化的方式进行农业生产,代表着我国设施农业的最高科技。

绿色低碳:节约土地,用水零排放

除了智能化、精准化,植物工厂另一重要特点就是绿色环保。

植物工厂技术的突破可以实现在荒漠、戈壁、海岛、水面等非可耕地以及在城市的摩天大楼里进行正常生产。“因为不挑地理位置,不挑气候条件,因此植物工厂节省土地,可以充分利用一些废旧不可用的设施场地,比如废旧工厂、地下车库等。 ”李原介绍,除了不挑土地,植物工厂用地也仅使用大田农业的4%—5%。

同时,垂直种植方式可将储存在水箱的营养液通过水泵和管道泵入每层栽培架,再通过回水管道回流至水箱循环利用,大大提高了水肥利用效率。“在这里,用水量只有大田农业的1%—2%,所有的水在系统里面进行循环,可以做到零排放,只有一点蒸发的水。”李原说。

邢凌燕表示,因为不受自然环境影响,能够周年连续生产,植物工厂模式可保障一线城市就近蔬菜供应。“改变了基本物流生态,也减少了生鲜物流过程的损耗,这方面也是一种节约。”下一步,北京一轻科技集团拟在大兴区建造一座新的植物工厂,工厂占地面积1300平方米,届时,蔬菜日产量将达到400—450公斤左右。

这方面,有专家表示,以北京为例,如建一栋30层楼的植物工厂,年产蔬菜约1.08万吨,可供周围4万名居民食用一年。

公开数据显示,目前,我国设施农业面积达4270万亩,占世界设施农业总面积的80%以上,是设施农业第一国。

虽然植物工厂拥有众多优势和广泛的社会需求,但仍面临一些挑战,高成本是植物工厂亟须解决的问题。植物工厂的前期投入与运营经费都是不小的开支,例如人造光等,且有很高的技术门槛。李原告诉记者,成本中用电量占35%—40%,这也是植物工厂蔬菜比普通蔬菜贵的原因,更是下一步需要集中攻克解决的问题之一。