植物工厂
①我们知道,植物利用太阳光进行光合作用,把空气中的二氧化碳和水转变成葡萄糖、淀粉等有机物,这样就可以长高、长大,直到开花结果,繁育后代。在适宜的条件下,只要给植物足够的光和必需的营养,就可以把庄稼“种”到空中去,把一幢幢高楼大厦变成一座座农场,用车间生产的办法来生产粮食和瓜果。这种生产植物产品的工厂化农业系统,就是“植物工厂”。
②植物工厂是对光、温、湿、二氧化碳及营养等生长环境条件进行全智能控制的植物高效稳定生产系统。研究发现,只要对生长环境进行控制,就可以对植物的生长周期进行调控。通过增加光照、改变“光配方”、改善营养液成分等,就可以实现对植物生长周期和生长状态的控制。比如,生菜和小白菜在农田里栽培需要30-40天才能收获,但是在植物工厂中种植,仅需20天左右就能收获。因此,在植物工厂里,只要有足够的光照(能量)和营养(水分、空气、矿物质等),水果、蔬菜乃至粮食就可以“长了一茬又一茬”,几乎不受外界的天气、光照和土壤环境的影响。
③植物工厂要求固定的设施,它需要计算机和多种传感器对环境进行精确控制、测量和反馈,简单说来,就是根据不同的植物来设置温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等,还要实时测量植物的生长和生理状态,生成数据并反馈至控制系统,对环境进行动态调节,因此,植物工厂依赖的是对设施的高精度智能化控制。研究发现,如果想让石竹花的花青苷含量增加,花色红艳,建议增加680nm的光;而要想长出又大又肥厚的绿油油的生菜,就需要多用蓝光和红光
④植物工厂采用循环流动的营养液来为植物提供营养。我们常说,萝卜青菜,各有所爱,不同的植物也有不同的“口味”和“取食偏好”。比如,叶菜类、茄瓜类、花菜类的蔬菜,对营养液的要求各不相同,食用类和药用类的植物对营养液的成分、酸碱性、温度等也有不同的“挑剔”程度。这就要求植物工厂内对营养液进行个性化配制、灭菌、输送和回收,实时监控营养液发生的变化并自动补充和校正,确保植物时刻处于一个稳定优良的营养液环境中。
⑤由此看来,只要做到精准的人工控制,就可以在植物工厂里实现万物生长的梦想。植物工厂技术的突破,使高楼农场、荒漠农场、太空农场、航海农场、极地农场等成为可能。植物工厂被视为未来农业的发展方向。
(选自《光明日报》,有删改)