這是國內第一座大型植物工廠(chǎng)。這里顛覆了千百年來(lái)中國傳統的農業(yè)生產(chǎn)方式，植物耕作將不受土地、氣候等自然條件的限制和影響，改變“靠天吃飯”的現狀，成為國內大型植物工廠(chǎng)的風(fēng)向標。

　　總工程師名叫周增產(chǎn)，聽(tīng)起來(lái)與這里很“匹配”，他帶領(lǐng)記者走進(jìn)這座神秘的植物工廠(chǎng)。

       

　　—— 近距離接觸 ——

　　高新技術(shù)的綜合集成

　　“植物工廠(chǎng)就是通過(guò)設施內高精度環(huán)境控制實(shí)現農作物周年連續生產(chǎn)的系統，利用計算機對植物生長(cháng)的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營(yíng)養液等進(jìn)行自動(dòng)控制，使設施內植物生長(cháng)不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)，是現代生物技術(shù)、環(huán)境工程、機械傳動(dòng)、自動(dòng)化控制等高新技術(shù)綜合集成的產(chǎn)物�！敝茉霎a(chǎn)說(shuō)，“它的概念最早由日本提出，在荷蘭、日本等設施農業(yè)發(fā)達國家進(jìn)行了廣泛研究與試驗，總體技術(shù)已經(jīng)達到成熟與實(shí)用階段�！�

　　根據國際分類(lèi)，1000㎡以上為大型植物工廠(chǎng)。2010年3月底，占地1289㎡的北京農業(yè)機械研究所通州植物工廠(chǎng)建成。

　　四大區域 三種模式

　　這是一座利用精確環(huán)境控制技術(shù)和自動(dòng)化高新技術(shù)進(jìn)行植物周年工廠(chǎng)化生產(chǎn)的封閉式建筑。

　　置身植物工廠(chǎng)，控制室的電腦里記載著(zhù)工廠(chǎng)各生長(cháng)單元的環(huán)境數據，給予植物“所需”營(yíng)養�！拔覀兊闹参锕�廠(chǎng)內部分為四大區域：組培播種區、育（煉）苗區、生產(chǎn)收獲區和包裝儲藏區�！敝茉霎a(chǎn)介紹道。

　　“在這里，育苗、蔬菜生長(cháng)每一個(gè)環(huán)節所需環(huán)境條件都是可控的——從光照、溫度、濕度到水分、二氧化碳濃度采用實(shí)時(shí)監控�！敝茉霎a(chǎn)說(shuō)。

　　“我們的植物工廠(chǎng)由種苗繁育中心和三種不同模式的植物工廠(chǎng)化生產(chǎn)車(chē)間：人工光利用型、太陽(yáng)光利用型、太陽(yáng)光和人工光并用型組成。配備了精密播種育苗、生產(chǎn)、收獲、包裝過(guò)程的全套自動(dòng)化裝備，研制出播種育苗生產(chǎn)線(xiàn)、移栽機器人、收獲機器人，從而生產(chǎn)高品質(zhì)的種苗、葉菜和果菜，發(fā)揮出科研、生產(chǎn)、示范、孵化四項功能�！敝茉霎a(chǎn)介紹說(shuō)。

　　—— 用了哪些技術(shù) ——

　　營(yíng)養液膜水培 植物早熟20天

　　無(wú)土栽培是植物工廠(chǎng)的特色，這就讓營(yíng)養液成為了“明星”。

　　“通過(guò)采用無(wú)土栽培，不僅可以防止病蟲(chóng)害的傳播，也可以節約耕地。植物的根系不是生長(cháng)在土壤里，而是完全浸泡在營(yíng)養液中�！� 周增產(chǎn)說(shuō)。

　　“營(yíng)養液消毒效率、營(yíng)養成分檢測、營(yíng)養液自動(dòng)調控一直是封閉式營(yíng)養液循環(huán)系統研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)�！敝茉霎a(chǎn)說(shuō)，“目前國際上營(yíng)養液滅菌的主要方法包括熱處理、紫外線(xiàn)、沙濾、臭氧等方式，其中熱處理滅菌法、紫外線(xiàn)滅菌法和沙濾滅菌法最為有效�！�

　　“我們的營(yíng)養液消毒裝備采用多段處理工藝，前級采用沙濾法去除營(yíng)養液中的殘留物、浮游物，提高營(yíng)養液的透明度，后級采用UV-OH技術(shù)進(jìn)行終端處理，利用真空紫外線(xiàn)和短波紫外線(xiàn)兩類(lèi)波長(cháng)高能級UV的相互協(xié)同作用，產(chǎn)生高級氧化物羥基自由基，結合臭氧消毒技術(shù)，實(shí)現快速、高效、廣譜滅菌，凈化營(yíng)養液中的有機、無(wú)機污染物�！�

　　這種營(yíng)養液成分檢測循環(huán)補充系統主要研究營(yíng)養液的動(dòng)態(tài)監測調控軟件和硬件系統，實(shí)現了自動(dòng)檢測營(yíng)養液環(huán)境因子、自動(dòng)補充營(yíng)養要素。

　　“而營(yíng)養液膜水培技術(shù)，可使營(yíng)養液以切層流動(dòng)形式在種植槽從較高的一端流向較低的一

　　端。水培的植物要比土壤栽培的生長(cháng)周期要快很多，植物一年內可循環(huán)生長(cháng)和多茬收獲�！敝茉霎a(chǎn)說(shuō)。算一筆賬，普通溫室葉菜 50—60天為一茬，通州植物工廠(chǎng)可以實(shí)現30—40天一茬。

　　組培技術(shù)：一小塊組織生產(chǎn)出大量苗木

　　組培技術(shù)被稱(chēng)為是農業(yè)應用上的一次“革命”。

　　該植物工廠(chǎng)內建有小型研究試驗用組培室，進(jìn)行光獨立植物組織培養技術(shù)與設備的研究。

　　“組培育苗系統由藥品室、接種室和培養室組成�？稍谌斯た刂频臈l件下進(jìn)行集約化生產(chǎn)，不受自然環(huán)境中季節和惡劣天氣的影響。它只需要取出原材料上的一小塊組織或器官就能在短期內生產(chǎn)出大量苗木，繁殖的后代整齊一致能保持原有品種的優(yōu)良性狀。組培操作從取材到接種到培養到生根到移栽，都能工廠(chǎng)化一樣生產(chǎn)，空氣潔凈度可達10萬(wàn)級�！敝茉霎a(chǎn)說(shuō)。

　　“密閉式工廠(chǎng)化育苗系統則采用絕熱壁板圍成的空間，將系統內外的物質(zhì)和熱能的交換控制在最小限度范圍內。室內溫度采用空調機維持設定，燈具提供植物成長(cháng)所需光照�！敝茉霎a(chǎn)說(shuō)，“這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，系統封閉性極好使換氣次數少，可將系統內外的物質(zhì)和熱能的交換降低到最小限度；沒(méi)有多余的營(yíng)養液向外排出，有利于環(huán)境保護；人工光源提供植物生長(cháng)所需的光照，我們利用多層立體培養架，提高了空間利用率和單位面積產(chǎn)量，縮短了生產(chǎn)周期�！�

　　■延伸閱讀

　　創(chuàng )新點(diǎn)一：新能源顯神通

　　周增產(chǎn)坦言，在這座植物工廠(chǎng)建設過(guò)程中，成本控制、維護結構的密封、環(huán)境調控、營(yíng)養液調控、自動(dòng)收獲是最大的技術(shù)難點(diǎn)，也是需要創(chuàng )新的點(diǎn)。

　　“采用地源熱泵系統和太陽(yáng)能發(fā)電系統是通州植物工廠(chǎng)的重大技術(shù)創(chuàng )新�！敝茉霎a(chǎn)說(shuō)。

　　無(wú)論是早期的探索還是最終的發(fā)展壯大，植物生產(chǎn)運行成本居高不下，一直是無(wú)法普及的根本問(wèn)題。

　　通州植物工廠(chǎng)引入新能源新技術(shù)，不僅僅為了搭上低碳經(jīng)濟順風(fēng)車(chē)，在成本控制上也不可小視�！拔覀儚�設計伊始即引入淺層地源熱泵、光伏發(fā)電等新能源新技術(shù)，減少對于煤炭石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放。而15kW的太陽(yáng)能獨立光伏發(fā)電系統，可將清潔無(wú)污染的太陽(yáng)能轉為電能供植物工廠(chǎng)使用，即使連續3天雨雪或電力供應不正常時(shí)，仍能維持植物工廠(chǎng)核心部分閉鎖型育苗室和人工光植物生產(chǎn)車(chē)間的正常運作。補光燈消耗能源比較大，我們就把太陽(yáng)能發(fā)電系統應用進(jìn)來(lái)，運行以后就基本沒(méi)什么消耗�！敝茉霎a(chǎn)說(shuō)。

　　創(chuàng )新點(diǎn)二：傳感器溫室環(huán)境智能調控

　　另?yè)�了解，國外各種傳感器和溫室環(huán)境控制系統價(jià)格昂貴，也是導致其不能普及推廣的主要原因。

　　“我們自主開(kāi)發(fā)了植物生長(cháng)的葉片溫度、莖流速率、莖桿微變化、果實(shí)生長(cháng)等傳感器，利用內嵌以太網(wǎng)芯片開(kāi)發(fā)基于有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的溫室環(huán)境調控系統，對植物工廠(chǎng)內部多個(gè)環(huán)境因子進(jìn)行檢測與控制，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監測植物信息，運用圖像處理技術(shù)和通信技術(shù)遠距離栽培管理�！敝茉霎a(chǎn)說(shuō)，“通過(guò)這些傳感器我們獲取了溫室內外環(huán)境條件的實(shí)時(shí)數據和歷史數據，建立起反映能耗指標和環(huán)境調控結果的能耗與環(huán)境評價(jià)模型，從而確立了以最低能耗和適度環(huán)境控制為控制目標的溫室預測型環(huán)境調控戰略，最終實(shí)現溫室環(huán)境智能調控�！�

　　農產(chǎn)品從播種到收獲的生長(cháng)周期縮短，實(shí)現周年生產(chǎn)；精確調控的環(huán)境適合各種特色蔬菜、花卉以及經(jīng)濟價(jià)值較高的作物生產(chǎn)；完全采用機械自動(dòng)化和計算機信息技術(shù)，人力物力的節��；用多層栽培，單位面積的植物生產(chǎn)面積達到溫室的3—5倍以上……智能調控牢牢控制了成本。

　　■ 核心提示

　　近十年來(lái)，我國部分大學(xué)和科研院所在無(wú)土栽培和植物工廠(chǎng)方面進(jìn)行了研究與開(kāi)發(fā)，在組培苗技術(shù)、營(yíng)養液調控技術(shù)、人工光源領(lǐng)域取得了成果，建立了小規模的植物工廠(chǎng)，但是國內實(shí)際生產(chǎn)應用幾乎一片空白。

　　2010年3月底，國內第一座大型植物工廠(chǎng)——北京農業(yè)機械研究所通州植物工廠(chǎng)建成。這座投資1000萬(wàn)，由北京市農業(yè)機械化研究所和北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司共同設計建成的植物工廠(chǎng)，動(dòng)工于2009年。在有限的面積之內，盡可能全面和深入地對國際前沿的植物工廠(chǎng)新技術(shù)新裝備進(jìn)行研究和展示，是這座植物工廠(chǎng)的總體技術(shù)思路。