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生  态  建  设  的  倡  导  者

《流浪地球2》中的植物工厂能否颠覆未来生活?

植物工厂最初设立,源自于NASA(美国太空总署)在太空极端条件下种植蔬菜的需求。1991年,参与NASA计划的美国威斯康星州大学,开始以人工光(荧光灯管)尝试做太空农业。

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一个典型的现代化植物工厂,大致是这样的:它是一个类似集装箱的建筑物,几乎可以建在任何地方。无论外界四季交替、昼夜更迭,这里永远保持着植物最适宜的生长环境:中央空调提供温度,传感器随时捕捉并调整空气中的二氧化碳浓度,水混合特定比例的营养液顺着管子供给种植槽孔,架子上的LED灯则模拟光照均匀撒在每一片叶子上。

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早在2015年,在美国科幻大片《火星救援》中,男主人公在火星上为了生存,将居住舱变成一片土豆农场的场景让不少观众大呼神奇。自从2012年甚至更早,世界末日变成了热门电影素材之一,最近大火的《流浪地球2》中出现的地下城和植物工厂也引起了人们的关注,毕竟民以食为天,如果地球真的失去原有的生态平衡,那大家应该如何解决衣食住行问题?

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早就有人提出,未来食物的生产,可能不再是阳光下广袤的农田,而更可能是高度集中的植物工厂。人工的光线,可控的亮度和昼夜节律,高度密集的培养箱,自动化的流水线,能让植物们以最快的速度生长。“垂直农业”是当前普遍存在的室内温室的“升级版”,它与室外种植相比有很多优势。比如,拥有更高的水肥利用率,燃料可以实现自给自足。不仅如此,在室内种植作物也有很大灵活性不必担心遭遇恶劣的气候条件,如干旱、洪水、疫情等。

从产量、稳定性、品质、就近性等层面看,植物工厂都是满足老百姓蔬菜供应的最佳种植模式。它是“设施农业”的顶级形态。我国设施农业的起源,要追溯到上世纪80年代。那时,人们还面临“吃菜难”的问题,蔬菜无法常年稳定地供应。为了更好地摆脱自然环境的限制,一些农民和种植户开始搭建简陋的塑料大棚,后来又演进到日光温室、玻璃温室。当时,中国农业大学特意开设了农业建筑环境与能源工程专业(简称农建专业)。它的核心就是,用更智能化的方式改进农民的设施农业,解决老百姓的吃菜难问题。截至目前,设施蔬菜已经占到我国全国蔬菜供应量的40%以上。

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植物工厂——利用一套智能控制系统,营造出一个可以满足所有植物生长要素的环境,从而让人类摆脱自然环境的限制,在任何地点、任何时候都能种植出蔬菜。但植物工厂的意义,绝不仅是在极端条件下对人类“火星救援”式的自给自足,它更是为老百姓不限地域、不限季节地供应蔬菜,保障餐桌稳定、餐食丰富和新鲜的最佳种植方式。另外,由于全程处于实验室环境,植物工厂的蔬菜无虫害、无农药,人们还可以通过控制营养液,实现蔬菜的微量元素定制,种出更高品质的蔬菜。向远看,植物工厂,可能是人类农业的未来。最近两年,从学术界到产业界,一场针对植物工厂的研究正在悄然成风。

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戈壁、沙漠以及盐碱地、滩涂等地方发展设施农业,是为了更好的利用水土资源,科技让这些过去不能生产农产品或者生产率非常低的土地资源的道路改造。例如:甘肃、新疆等地通过引入现代化农业设施,大力发展戈壁农业,取得了明显成效。在甘肃的戈壁滩,通过打造日光温室并引进基质栽培、水肥一体化、物联网控制等技术,已经形成了数十万亩的戈壁农业;新疆在突破了水的限制后,充分发挥光热资源,生产出了高质量农产品;另外一些高原地区,通过引进集装箱式蔬菜工厂,通过智能控制水热条件,保障蔬菜供应,这都得益于设施农业发展。


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