離開(kāi)了陽(yáng)光、土壤、雨露，在鋼筋混凝土的廠(chǎng)房里，植物還能生長(cháng)嗎？冬日里，居然能購置一臺冰箱大小的“家用電器”——微型植物工廠(chǎng)，在家種喜歡的葉菜。這些想法不是幻想，已成現實(shí)。目前，記者走進(jìn)植物工廠(chǎng)，一探奧秘。

　　國內最大植物工廠(chǎng)的紀錄被不停刷新著(zhù)。目前，各類(lèi)資本正加速進(jìn)入這一新興領(lǐng)域，不僅中糧、寶鋼在布局植物工廠(chǎng)園區，菲利普、三菱等企業(yè)也紛紛介入植物工廠(chǎng)的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)推廣。福建光電企業(yè)三安集團甚至投入70億元“跨界”打造大型植物工廠(chǎng)。日前，記者走訪(fǎng)了植物工廠(chǎng)企業(yè)和相關(guān)專(zhuān)家，探究植物工廠(chǎng)里的蔬菜是如何生長(cháng)的，這一技術(shù)在我國的研究和應用情況，以及如何推動(dòng)我國植物工廠(chǎng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

　　不靠太陽(yáng)，植物工廠(chǎng)長(cháng)啥樣

　　在植物工廠(chǎng)里，蔬菜的頭頂沒(méi)有太陽(yáng)、腳下沒(méi)有土壤，卻依然充滿(mǎn)綠意——這得益于頭頂的彩色LED燈和腳下的營(yíng)養液。在北京市平谷區馬坊鎮，農眾物聯(lián)占地不足10畝的植物工廠(chǎng)里，新鮮蔬菜層層疊疊，旺盛地長(cháng)著(zhù)。該植物工廠(chǎng)共分三層，一層栽培高端食用菌，二層種植山野菜，三層則主要種植茄果類(lèi)蔬菜。滿(mǎn)負荷運轉下，能年產(chǎn)蔬菌茄果1400萬(wàn)斤。

　　“植物工廠(chǎng)環(huán)境全部是智能調控、立體種植，因此生產(chǎn)不受自然環(huán)境的束縛，能周年生產(chǎn)，葉菜類(lèi)18至20天能生產(chǎn)一茬，總產(chǎn)量是自然環(huán)境下的幾十倍。我們目前的主要產(chǎn)品是藥食同源的高端食材，去年的訂單額有1.1億元。”農眾物聯(lián)負責人姚旭說(shuō)。

　　中國農科院農業(yè)環(huán)境與可持續發(fā)展研究所研究員楊其長(cháng)是我國植物工廠(chǎng)最早的研究人之一。談到植物工廠(chǎng)的優(yōu)勢，他掩飾不住興奮：葉菜一年可收獲15至18茬，產(chǎn)量是露地栽培的40倍以上；不施用農藥，產(chǎn)品安全無(wú)污染；多層立體栽培，LED植物工廠(chǎng)栽培層數可達15層以上，顯著(zhù)提升土地利用效率；可在非可耕地上生產(chǎn)，例如沙漠、戈壁、島礁，乃至建筑物屋頂或地下室。

　　提到地下室，陜西的植物工廠(chǎng)企業(yè)旭田光電就利用西安一處地下人防工程，建起了一座640平方米的植物工廠(chǎng)，將原本暗無(wú)生機的地下室變成了綠意盎然的植物世界。企業(yè)負責人王琦說(shuō)，不占用耕地，又不使用農藥，無(wú)論是經(jīng)濟前景還是社會(huì )效益，植物工廠(chǎng)都值得投資。“不僅在都市農業(yè)，在國防裝備、遠洋艦船、沙漠荒島、航空航天等領(lǐng)域，都有重要的戰略意義。”王琦說(shuō)。

　　此前，很多人擔心植物工廠(chǎng)生產(chǎn)出的蔬菜在口感方面與土壤栽培有差距。楊其長(cháng)說(shuō)，目前，植物工廠(chǎng)的蔬菜在口感方面與普通栽培的幾乎沒(méi)有差別。由于不施用農藥，更符合綠色的農業(yè)發(fā)展理念。此前，相關(guān)專(zhuān)家已通過(guò)控制硝態(tài)氮的使用、采前短期連續光照以及增加一些微量元素等方法，成功解決了提高植物工廠(chǎng)蔬菜口感風(fēng)味與營(yíng)養品質(zhì)的方法。

　　近年來(lái)，在相關(guān)項目的支持下，我國在植物工廠(chǎng)LED節能光源創(chuàng )制、光溫耦合節能環(huán)境控制、營(yíng)養液栽培、蔬菜品質(zhì)調控以及智能化管控等關(guān)鍵領(lǐng)域不斷取得重要進(jìn)展。有關(guān)課題組開(kāi)發(fā)出普及型植物工廠(chǎng)、大廈型植物工廠(chǎng)、島礁植物工廠(chǎng)、家庭植物工廠(chǎng)等多系列產(chǎn)品。

　　目前，我國已掌握了植物工廠(chǎng)的五大核心技術(shù)，成為少數幾個(gè)完全掌握植物工廠(chǎng)核心技術(shù)的國家之一。其中，LED人工光源技術(shù)更是核心技術(shù)的核心，在這方面中國已處于全球領(lǐng)先地位。楊其長(cháng)認為，隨著(zhù)“一帶一路”戰略的推進(jìn)，未來(lái)植物工廠(chǎng)有望像中國高鐵等高技術(shù)一樣，實(shí)現技術(shù)裝備的出口。

　　成本較高，產(chǎn)業(yè)瓶頸咋破解

　　事實(shí)上，我國是植物工廠(chǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的國家，幾年時(shí)間即走過(guò)了發(fā)達國家幾十年的發(fā)展道路。目前，我國人工光植物工廠(chǎng)總數已達100座左右，成為數量?jì)H次于日本的植物工廠(chǎng)發(fā)展大國。單體規模一般為幾百平方米，上千平方米的有10多家，其中最大的有6萬(wàn)平方米。很多地方建起了展示型、示范型植物工廠(chǎng)。

　　記者了解到，植物工廠(chǎng)雖然擁有眾多優(yōu)勢以及廣泛的社會(huì )需求，但實(shí)際發(fā)展也面臨諸多瓶頸，尤其是初期建設成本過(guò)高、能耗較大以及如何實(shí)現優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)等，突破成本和效益的瓶頸是實(shí)現植物工廠(chǎng)持續健康發(fā)展的重點(diǎn)。

　　比如，植物工廠(chǎng)需要在封閉環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)，因此要投入包括維護結構、空調系統、人工光源、多層栽培架、營(yíng)養液循環(huán)、計算機系統等在內的工程與裝備，成本比露地、溫室大棚等高，在我國一般建設費用為每平方米4000元至1萬(wàn)元。美國和日本的建設費用是我國的2至3倍。楊其長(cháng)說(shuō)，降低初期建設成本，盡可能選用標準化民用材料和裝備，已經(jīng)成為植物工廠(chǎng)發(fā)展的重要方向。

　　“國外植物工廠(chǎng)發(fā)展存在一個(gè)問(wèn)題，就是投入成本太高，不利于推廣。”姚旭對此也深有體會(huì )，植物具有極強的適應性，光溫濕等變量只要控制在合適的區間，就可以保證正常生長(cháng)。如進(jìn)口溫控制導系統，雖然能調節溫度變量在0.01攝氏度，相當于太空艙種植的控制程度，但其對產(chǎn)量的貢獻卻微乎其微，而投入成本比起國內本土設備卻增加了幾十倍。

　　此外，能耗是影響植物工廠(chǎng)運行的瓶頸，尤其是照明。近年來(lái)，LED節能光源及其節能措施在植物工廠(chǎng)推廣應用，可減少人工光能耗50%以上；采用空調與光溫耦合控制模式可減少降溫能耗；同時(shí)，積極探索清潔能源的利用，如太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統、風(fēng)能或生物質(zhì)能源等，已經(jīng)成為植物工廠(chǎng)研究的熱點(diǎn)。據介紹，LED人工光源成本在過(guò)去的幾年里持續下降。10年前，每平方米的LED成本是幾萬(wàn)元，如今只需要幾百元。

　　楊其長(cháng)認為，植物工廠(chǎng)的普及推廣與經(jīng)濟效益密不可分，一方面要盡可能降低設備投入及折舊的成本，另一方面要實(shí)現高附加值作物能以高價(jià)格賣(mài)出，讓消費者認可并愿意以較高價(jià)格購買(mǎi)無(wú)農藥污染、新鮮潔凈的植物工廠(chǎng)產(chǎn)品。同時(shí)，植物工廠(chǎng)產(chǎn)品還需要有關(guān)部門(mén)的認證、評價(jià)和檢測，讓更多的消費者了解其長(cháng)處，從而達到優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。

　　產(chǎn)能落地，政府怎么來(lái)扶持

　　“植物工廠(chǎng)作為技術(shù)高度集成的農業(yè)系統，就像航天工程、大飛機等技術(shù)一樣，發(fā)達國家不會(huì )輕易讓其他國家掌握核心技術(shù)。”楊其長(cháng)說(shuō)，植物工廠(chǎng)能提升資源利用效率，對于我國這樣一個(gè)人多地少的大國來(lái)說(shuō)，意義重大。因此，必須采取積極措施，加大植物工廠(chǎng)研究和開(kāi)發(fā)力度，并從政策、資金等方面扶持植物工廠(chǎng)，使其形成產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)能。

　　應從戰略高度加大植物工廠(chǎng)的研究與開(kāi)發(fā)力度。植物工廠(chǎng)是現代農業(yè)的重要窗口，是未來(lái)國際農業(yè)高技術(shù)競爭的重要方向。植物工廠(chǎng)涉及多個(gè)學(xué)科的整合，應借鑒發(fā)達國家的先進(jìn)經(jīng)驗，從戰略的高度，盡早啟動(dòng)相關(guān)科研項目，進(jìn)行多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)。

　　植物工廠(chǎng)是一項高投入、高產(chǎn)出的生產(chǎn)方式，在發(fā)展初期離不開(kāi)國家的政策扶持。以日本為例，多年來(lái)，日本政府采取補貼50%的手段，推進(jìn)植物工廠(chǎng)發(fā)展。如日本東京電力初期建設的植物工廠(chǎng)，其建設費用比例為國庫補助50%、地方政府補助7%、企業(yè)自身出資43%。因此，我國應將植物工廠(chǎng)列入國家重點(diǎn)扶持的產(chǎn)業(yè)項目中。同時(shí)，引導機械、電子、精密儀器等大型企業(yè)與科研教育部門(mén)聯(lián)手，加快實(shí)現植物工廠(chǎng)的產(chǎn)業(yè)化。

　　專(zhuān)家表示，可以按循序漸進(jìn)的原則，通過(guò)試驗示范，穩步推進(jìn)植物工廠(chǎng)的發(fā)展。在建設區域上，應先從經(jīng)濟發(fā)達地區和城市開(kāi)始，在消費水平高的大都市建設若干個(gè)植物工廠(chǎng)示范基地，進(jìn)而向全國推廣；在優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域上，農業(yè)科技園區、高品質(zhì)蔬菜生產(chǎn)企業(yè)、城市社區等對植物工廠(chǎng)需求最迫切，應列入優(yōu)先考慮范圍。

　　推動(dòng)植物工廠(chǎng)的民用化也是一個(gè)重要途徑。近兩年，越來(lái)越多的人走進(jìn)植物工廠(chǎng)，或參觀(guān)或購買(mǎi)。農眾物聯(lián)在北京的個(gè)別公園進(jìn)行了科普巡展，在個(gè)別小學(xué)承建了植物工廠(chǎng)實(shí)驗室，把技術(shù)帶到了百姓身邊。旭田光電則研發(fā)了集裝箱型植物生長(cháng)箱，成為適合餐飲商超、居民社區的家用植物工廠(chǎng)。如今，在西安的一些餐飲場(chǎng)所，消費者已能在大堂的微型植物工廠(chǎng)里點(diǎn)菜了。