首例LED取代太陽植物工廠研發成功

首例LED取代太陽植物工廠研發成功,談到植物工廠的概念，項目負責人、中國農科院環發所的楊其長研究員介紹說，植物工廠是給植物提供合適生長環境的系統設備，以節能植物生長燈和LED為人工光源，採用製冷—加熱雙向調溫控濕、光照—二氧化碳耦聯光合與氣肥調控、營養液在線檢測與控制等13個相互關聯的控制子系統，可實時對植物工廠的溫度、濕度、光照、氣流、二氧化碳濃度以及營養液等環境要素進行 自動監控，實現智能化管理。通過對工廠內環境的高精度控制，植物的生長在這裡幾乎不受自然條件的制約，生長週期加快。

     植物工廠是國際上公認的設施農業最高級發展階段，是一種技術高度密集、不受或很少受自然條件制約的全新生產方式。目前，僅有日本、美國、荷蘭等少數發達國家掌握這項技術。日前，中國大陸第一例以智能控制為核心的LED植物工廠由中國農科院環發所也研發成功，並在吉林省長春農博園投入運行。

 

    中國農科院農業環境與可持續發展研究所程瑞鋒表示，工廠中植物的根系不是生長在土壤裡，而是完全浸泡在營養液中。同時植物的成長「完全不用陽光」。在每個栽培架上，都裝有一塊燈板。不同的是左側是LED燈，右側是螢光燈。程瑞鋒說，兩種燈光都能滿足植物生長的需要，只是LED比螢光燈更加節能。LED燈板以紅燈為主，中間按一定距離均勻分佈著藍燈，比例大概為8︰1到9︰1。楊其長說，太陽光對於植物而言是全波段的，紅光、藍光、紫外線、紅外線等都包括，但實驗顯示，植物吸收的光線波段主要是 紅光和藍光，比例超過60%。因此將紅光和藍光按照一定配比製成光源，就能滿足植物生長需求，不會影響植物品質。

    儘管植物工廠在產量和效率方面具有優點突出，但存在的問題也同樣明顯，那就是高昂的成本，在一定程度上影響了它的推廣。一個小屋的建成就需要十幾萬元人民幣的投入，另外後期的運行和維護也是一筆花銷，因此，如何降低成本是下一步研究人員所要面對的問題。楊其長說，在降低建設成本方面，他們將主要致力於 新材料的研發，製作出成本低、隔熱保溫性能好、便於安裝的新材料。而在運營方面，除了儘可能減少動力方面的消耗外，新能源的利用也是重要的手段。如果能使用太陽能、風能等清潔能源，雖然會增加前期投入，但運營費 用也會大大降低。

    那麼，植物工廠這種生產方式，將來是否有可能成為人類糧食和蔬菜供應的主要手段？
    

        楊其長表示，植物工廠將來肯定會走向普及，但由於其需要一定的投入，因此全部使用它來供應糧食蔬菜並不現實，但在一些特殊環境下，比如極地或太空中，它作為主要供應方式還是有可能的。另外，由於植物工廠的成本原因，它的主要培育對象是以經濟和園藝作物等附加值高的植物為主體。水稻、小麥等糧食作物由於產值低、週期長等原因，一般不會成為植物工廠的主要生產對象，但可以利用其生產週期短的優勢，推動育種方面的研究。畢竟植物工廠內50天收一茬水稻的速度比水田的120天要快一倍還多。