国内首例以智能控制为核心的植物工厂近日研发成功，使我国成为世界上少数几个掌握植物工厂核心技术的国家之一。植物工厂啥模样？会给人们生活带来些什么？

　　在中国农业科学院的巨大温室内，各种绿植遍布四周，仿佛置身林中。植物工厂，便在这“密林”深处。

　　在中国农科院农业环境与可持续发展研究所程瑞锋博士的引导下，笔者一直走到温室最里面。可能是顶部有植物覆盖的缘故，这里光线较暗。程瑞锋转动门把手，植物工厂的大门打开了……

　　收获快且产量高

　　走进植物工厂，室内布满栽培架，上面种满生菜、小白菜等蔬菜植物。墙上的显示屏正报告着温度、湿度等数据。

　　项目负责人、中国农科院农业环境与可持续发展研究所的杨其长研究员介绍说，植物工厂是给植物提供合适生长环境的系统设备，分为植物苗工厂和蔬菜工厂两部分。植物工厂是国际上公认的设施农业最高级发展阶段，是一种技术高度密集、不受或很少受自然条件制约的全新生产方式。目前，仅有日本、美国等少数发达国家掌握这项技术。

　　植物工厂以节能植物生长灯和LED为人工光源，采用制冷—加热双向调温控湿、光照—二氧化碳耦联光合与气肥调控、营养液在线检测与控制等13个相互关联的控制子系统，可实时对植物工厂的温度、湿度、光照、气流、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行自动监控，实现智能化管理。

　　通过对工厂内环境的高精度控制，植物的生长在这里几乎不受自然条件的制约，生长周期加快。现在工厂内种植的生菜、小白菜等，20天左右就能收获，而在普通的大田里，则需要一个月到40天的时间。

　　除了收获快，空间利用率高也是植物工厂的重要特点。在工厂内看到的都是三层的栽培架，从面积上就相当于同样大小露天耕地的三倍，加上其种植密度大，因此，植物工厂的产量可以达到常规栽培的几十甚至上百倍。

　　蔬菜种植之外，植物工厂在育苗上也有应用。程瑞锋介绍说，他们在黄瓜和番茄的育苗方面都做了实验。相比蔬菜生产，育苗的周期更短，一般为一周左右。虽然常规栽培的周期也不是很长，但在育苗的整齐和健壮度上不如工厂的产品。“毕竟大田的不可控因素太多，今天光照也许很好，但明天可能阴天，后天有可能降温，而这些在工厂里都可以得到控制。”

　　正当笔者在植物工厂里听取专家的介绍时，墙上的管道中突然发出一阵蜂鸣声，打破了小屋原本的安静……

　　不靠太阳不用土

　　“这是营养液在循环”，程瑞锋解释道。说着，他把用来固定植株的塑料泡沫板掀起，原来，植物的根系根本不是生长在土壤里，而是完全浸泡在营养液中。

　　程瑞锋介绍说，土壤的作用是提供营养元素和水分，而营养液除了提供水分，也提供了植物生长所需的各种元素，包括氮磷钾等大量元素及锌铁锰等微量元素，因此没有必要使用土壤栽培。无土栽培的技术现在已经非常成熟，而且水栽比土栽的生长周期要快很多，也是使用水栽的重要原因。

　　墙上显示器上有营养液监控的数据，程瑞锋说那是对营养液温度控制的参数。在寒冷的天气中，系统会对营养液进行加热，如果温度很低，会对植物的根系造成伤害。

　　植物工厂的小屋没有窗户，外界的光线几乎无法进入，“万物生长靠太阳”这句俗语人人皆知，但工厂内的植物却不见天日，难道它们生长不靠阳光？

　　“完全不用阳光”。程瑞锋的回答令人吃惊。在每个栽培架上，都装有一块灯板。不同的是左侧是LED(发光二极管)灯，右侧是荧光灯。两种灯光都能满足植物生长的需要，只是LED比荧光灯更加节能。

　　LED灯板以红灯为主，中间按一定距离均匀分布着蓝灯，比例大概为8∶1到9∶1。杨其长说，太阳光对于植物而言是全波段的，红光、蓝光、紫外线、红外线等都包括，但实验显示，植物吸收的光线波段主要是红光和蓝光，比例超过60%。因此将红光和蓝光按照一定配比制成光源，就能满足植物生长需求。红外和远红外等成分主要以热量的形式出现，而且耗能严重。去掉那些部分，不会影响植物品质。他们做过实验，这种环境下成长起来的植物，维生素和糖的含量几乎没有变化。

　　另外，由于植物工厂内环境可控性强，栽培环境的二氧化碳浓度可以得到大幅增加，使植物的光合效率提高，植物生物量的形成和营养物质的积累，都是常规栽培的几倍。

　　技术成本需降低

　　尽管植物工厂在产量和效率方面优点突出，但存在的问题也同样明显，那就是高昂的成本，在一定程度上影响了它的推广。一个一般规模的植物工厂，建成需要十几万元的投入，后期的运行和维护也是一笔花销，因此，如何降低成本是下一步所要面对的问题。

　　杨其长说，在降低建设成本方面，他们将主要致力于新材料的研发，制作出成本低、隔热保温性能好、便于安装的新材料。而在运营方面，除了尽可能减少动力方面的消耗外，新能源的利用也是重要的手段。如果能使用太阳能、风能等清洁能源，虽然会增加前期投入，但运营费用也会大大降低。

　　那么，植物工厂这种生产方式，将来是否有可能成为人类粮食和蔬菜供应的主要手段？杨其长表示，植物工厂将来肯定会走向普及，但由于其需要一定的投入，因此全部使用它来供应粮食蔬菜并不现实，但在一些特殊环境下，比如极地或太空中，它作为主要供应方式还是有可能的。

　　当走到环发所的办公楼下时，程瑞锋指着楼顶的一栋板房说，看，那是我们刚刚新建的植物工厂。新建工厂的位置和他们的设想很一致：高楼大厦的顶端或地下室。随着城市的发展，土地紧张的问题已经开始显现，而植物工厂的做法，大大提高了土地和空间的利用效率。随着技术的发展普及，也许不远的将来，钢筋水泥的都市丛林就会成为各种植物生长的温床。