
植物住高楼 100平场地年产生菜50吨
【植物住高楼 100平场地年产生菜50吨】上百个栽培层架向上延展,构成一座8.8米高的“钢铁森林”,每一层绿油油的生菜在粉红色LED光照下快速生长。这里不是科幻电影,而是能将传统农田效率提升百倍的未来农业现实。在四川省天府新区的国家成都农业科技中心,一座占地仅100平方米、高8.8米的特殊建筑,正以年均50吨的产量,源源不断地生产着新鲜的叶菜。这栋被称为超高层垂直智慧植物工厂的生产系统,由中国农业科学院都市农业研究所首席科学家杨其长团队自主研发设计。它的出现,正悄然改变着人们对“种地”的固有印象,也为保障城市食物供应和应对耕地资源紧张提供了一种全新的“中国方案”。
走进这座垂直植物工厂,科幻感扑面而来。生菜苗被定植在高达20层的垂直栽培板上,整个空间笼罩在特定光谱的LED灯光之下,恍如一个精密的生命培育迷宫。与传统农业“靠天吃饭”完全不同,这里的光照、温度、湿度、二氧化碳浓度以及根际营养液等所有环境要素,都处在计算机的精准控制之中。这种极致的环境控制带来了惊人的生产效率。以生菜为例,在工厂内,其生长周期被缩短至35天,仅为露地栽培的一半。由于环境恒定,生产可以全年不间断进行,每年可收获高达15茬。最终测算,这100平方米的垂直系统,年产量相当于传统露天种植120倍以上的土地产出。研究人员表示,这还只是开始。随着技术进一步成熟,先进的垂直农场产能有望达到传统露地种植的1000倍以上。这意味着,未来在极少的土地上,就能满足大量人口对新鲜蔬菜的需求。
这座“植物高楼”的高产,并非简单地将种植层往上叠加。其背后是一整套复杂的技术集成与创新。人工光技术是核心。研究团队在国际上首次提出了植物“光配方”概念,针对不同作物、不同生长阶段,用特定比例的红光、蓝光等光谱进行照射,精准调控植物的光合作用与形态建成,从而大幅缩短生长周期。在配套的育种加速器中,同样的原理被用于水稻、大豆、棉花等作物的快速繁育,可将传统需要8到10年的育种周期,缩短到仅3至4年,被评价为“育种方式的颠覆性创新”。此外,立体无土栽培技术让作物在垂直空间稳定生长;智能化环境控制系统确保每一层作物都处于最佳状态;营养液循环系统实现了水肥的高效利用,水资源消耗远低于传统农业。这些技术共同构成了一个资源高效循环的封闭生产系统。
垂直农业的快速发展,直指当今全球城市化背景下日益严峻的挑战:如何在耕地资源有限、气候变化加剧的背景下,为持续增长的城市人口提供稳定、安全、新鲜的食物?垂直植物工厂给出了极具潜力的答案。它最大的优势在于彻底摆脱了对自然条件的依赖。无论是沙漠、戈壁、盐碱地,还是高寒、极旱地区,甚至是未来空间站等极端环境,只要具备能源,就能建立稳定的食物生产系统。在中国新疆和田的万亩戈壁设施农业示范基地,这项技术已经让沙漠里不仅“长”出了蔬菜,还实现了高产水稻的种植。对于大城市而言,垂直农场可以直接建在城市内部或周边。这极大地缩短了“从田间到餐桌”的距离,减少了长途运输的损耗和碳排放,能让市民吃上更新鲜的蔬菜。正如杨其长所展望的,这种模式是保障城市食物安全、增强供应弹性的重要途径。
中国的垂直农业技术,已不再是实验室里的“盆景”,而是正在转化为惠及全球的“风景”。在国内,这项技术正迅速推广。在成都市温江区,一个占地2000平方米的规模化立体草莓智慧工厂已经投产,可实现365天高品质草莓的稳定供应。在北京平谷区,一座融入光伏发电、营养液全循环等技术的“空中苗圃”,甚至获得了“零碳植物工厂”的认证,为可持续农业提供了样板。更令人瞩目的是其国际化步伐。集装箱式的小型垂直植物工厂,已成功在卡塔尔、沙特阿拉伯、英国、新加坡等多个国家落地应用。在2022年卡塔尔世界杯期间,来自中国的植物工厂技术就曾在当地用于种植花椰菜等蔬菜,以保障赛事期间的供应。这些实践不仅创造了可观的经济效益,也成为了中国智慧农业走向世界的一张“绿色名片”。
尽管前景广阔,但垂直农业,尤其是大规模商业化推广,仍面临现实的挑战。其中,初期建设投资和持续运行的能耗成本是主要的制约因素。为了降低能耗,科研团队正在不断优化LED光源的光效,并探索结合太阳能等清洁能源。此外,通过人工智能和大数据技术,进一步优化作物生长模型,实现更精准的自动化管控,也是降低成本、提高效益的关键方向。专家认为,随着技术的不断进步和规模化应用,成本问题将逐步得到解决。在四川天府新区那座源源不断产出蔬菜的“植物高楼”里,我们看到的不仅是一场关于农业生产效率的革命,更是一种面向未来的食物解决方案。它用科技的力量,在方寸之间拓展出无限的生长可能,为我们描绘了一幅资源集约、环境友好、供应稳定的农业新图景。当越来越多的“植物高楼”在城市中拔地而起,我们距离那个不再为食物短缺和耕地匮乏而担忧的未来,也就更近了一步。