科技賦能鄉村新圖景|上海農科院：植物工廠里大有乾坤_全球熱訊

編者按：推進數字鄉村建設是鄉村振興的重要舉措，也是實現農業農村現代化的重要途徑。當前，多方正攜手合力發展鄉村特色產業，用“生態美、產業興、生活富”為底色，共繪宜居宜業和美鄉村新畫卷。圍繞科技對于鄉村振興的賦能作用，新華網將從生態、產業、人才等維度入手，集合近年來美麗鄉村建設中的典型人物故事和產業發展案例，感受美麗生態、美麗經濟、美好生活，體現鄉村振興中的強大引擎，展現農業農村現代化水平。

  新華網北京6月12日電 題: 上海農科院：植物工廠里大有乾坤

  新華網 谷雨

  初夏的上海崇明島，陽光正穿透玻璃房，灑向由一排排“貨架”組成的“植物工廠”。在這充滿“賽博感”的空間里，沒有土壤，黃瓜、番茄、生菜等蔬菜植物也能實現正常生長。來自上海市農業科學院（簡稱“上海農科院”）的何立中團隊正觀測并記錄植物生長情況，為接下來栽培技術研究工作做準備。

  這座植物工廠，坐落于上海農科院下屬的國家設施農業工程技術研究中心，依托一套復雜的智能控制系統，高精度自主調控滿足植物對光、溫、水、肥、氣等營養要素的需求，讓植物處于最佳生長狀態，從而種植出產量更高、品質更優的蔬菜產品，打破時間和空間限制,使農業種植不再依賴“靠天吃飯”。

  植物工廠代表著未來農業的發展方向,是現代設施農業發展的高級階段，也是農業高新技術成果落地應用最具活力和潛力的領域之一，吸引著無數科學家關注。如何實現植物工廠的高效生產，以及資源充分利用，一直是該領域研究熱點。“我們希望通過研究植物工廠，能早日實現大規模商業化，更好滿足大眾對于安全、新鮮、品質蔬菜的消費需求，助力農業產業化邁向更高臺階。”何立中說。

  為蔬菜農業生產提供全新模式

  據何立中介紹，植物工廠是一種先進的蔬菜栽培模式，不受自然環境條件約束，讓植物作物產速更快、產量更高、品質更好。首先，植物工廠的種植速度更快，比如從育苗到摘下新鮮生菜，一般只需要28天-35天，大大縮短了生長周期。其次，植物作物可以像商品一樣在“貨架”上堆疊，沒有空間限制，作物產量比傳統種植普遍提高了10-20倍。

  除此之外，傳統種植模式下，由于環境條件無法精準管控，植物病蟲害等問題凸顯，只能通過打農藥解決，何立中說，“在這里，蔬菜都不需要打藥，可以直接摘下來吃。”高品質意味著更高的安全性和營養價值，甚至還能實現蔬菜鉀等微量元素定制。

  據了解，何立中團隊由上海市農業科學院園藝所及信息所的科技人員組成，長期從事植物工廠無土栽培、智慧農業等相關研究，具有深厚的農學背景。崔佳維是該團隊的“主力隊員”，負責環境控制管理等方面的工作。她表示，植物也是生命體，需要“好好吃飯”才能健康成長。植物工廠的關鍵技術之一，就是對各營養要素精準調控，耦合出最適合其生長的營養環境。

  光源不僅有陽光，用LED 燈也可進行人工補光；溫度和濕度由空調和風扇控制；配置好的營養液經由營養液控制系統實現自動灌溉；二氧化碳濃度也由專業設備進行控制......借助大量傳感器的支持，這些操作環節的背后，是植物即使在極端環境之下，也能健康成長。

  何立中團隊曾為我國南極科考隊員提供極端環境的蔬菜種植培訓。此前，由于極地氣候惡劣，科考隊員往往無法吃到新鮮蔬菜。2014年和2015年，南極長城站、中山站相繼建成溫室，但科考隊員沒有蔬菜種植經驗。何立中團隊接到任務，在崇明基地1∶1建造了模擬溫室，為科考隊員在仿真南極條件下提供培訓，教科考隊員“種蔬菜”。

  不止于此，在南極溫室中遇到種植難題，何立中團隊還會為科考隊員們進行遠程指導，確保蔬菜健康成長。截至目前，已經有7批科考隊員先后在崇明接受培訓，可以說，這支團隊為植物工廠的發展，提供了可參考、復制的“樣本”，還為“植物工廠”科研領域帶來了更多寶貴經驗。

  仍需探索能耗與成本的平衡點

  目前，許多國家都將植物工廠作為提升農業綜合效益和國際競爭力的重要途徑之一。我國農業也正處于轉型升級關鍵期。

  為了促進植物工廠持續健康發展，2023年，上海市農業科學院還成立了“垂直農場創新研究平臺”，開展綠葉菜、草莓、大麥草和西紅花等相關研究。從科研角度來說，何立中認為，兼顧產量、品質和能耗成本，找到植物作物生產的最佳平衡點，絕非易事。而植物工廠的研究，涉及到新材料、新技術和新裝備等眾多學科，需要更多擁有跨學科背景的人才。

  與何立中一樣，丁小濤也是團隊的“元老”，負責植物工廠蔬菜高效生產及節能增效方面的研究，還致力于加強數字技術與高效農業生產深度融合。丁小濤表示，要客觀認識到當下植物工廠的發展階段，產學研各界需要集中各方面資源力量，加快科技攻關。丁小濤說，“我們期待與業界進行更多交流。”

  去年，在何立中和丁小濤的帶領下，團隊參加了“光明多多垂直農業挑戰賽”暨第三屆“多多農研科技大賽”，挑戰在迷你的集裝箱里種植“翠恬”生菜，最終收獲冠軍。談及比賽結果，丁小濤認為，贏得比賽的關鍵是優化了植株生長和能耗之間的平衡關系，最終以產量優勢，幫助他們取得了第一名的好成績。

  比賽的結束也是新一輪研究的起點。通過比賽，何立中團隊還開發了一個決策管理系統，以及能夠推廣應用的光配方、作物模型系統，目前正在申請專利和軟件著作權中。“比賽讓我們重新認識了植物工廠軟硬件技術、環境調控技術、智能化技術等方面的復雜性，發現了更多值得研究的問題。”何立中說。

  這也正是拼多多作為平臺企業連續主辦四屆農研比賽的題中之義，由比賽帶動的小規模試點投產，將促進農業科研的研究成果，更快向社會價值做轉化。消費者獲得更好的口感體驗、平臺企業深入到市場上下游、科研方增加了產業視角、農業持續創新發展，這是一個多贏的成果。

  今年，新一屆比賽已經開啟，何立中和丁小濤率領團隊第二次參加比賽。針對投入大、成本高這一阻礙植物工廠發展的行業難題，今年的比賽要求參賽隊伍自己動手，在規定的預算范圍內，將標準集裝箱改造為“新農田”，設計智慧種植方案進行生菜生產。

  考核維度上，生菜品質與產量依舊是兩大重點指標，不同的是，去年考查的能源消耗變為今年的集裝箱建設成本控制及合理性考量。面對新課題，作為團隊負責人的何立中壓力陡增，“對于今年的比賽，我們將繼續發揮在種植方面的優勢，同時將進一步聯合更多懂知識、懂技術的‘小伙伴’，探索產業界關注的植物工廠降本增效問題，以創新思維和跨學科視角助力鄉村振興。”

  面向未來的科研，何立中團隊表示，將不斷提升自身專業能力，立足“田間地頭”揮灑汗水，讓中華大地結出更多更好的豐碩科研果實。

  “實際上，大家聚在一起是為了找一條發展的道路，一條從汗水農業轉向智慧農業的科學路徑。”拼多多高級副總裁、首席發展官朱政說。