CCTV10《创新进行时》专题报道：雪山上的植物工厂
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我国边境线蜿蜒漫长，有许多地处偏远环境艰苦的边防哨所。日常的物资补给通过直升机、汽车运输得以保证，一旦遇到大雪封山或者恶劣天气，补给之路就会中断。新鲜蔬菜因为体量大难以长期保存，不得不从必需食材中删减，如何解决这些特殊自然环境下的蔬菜供应问题一直困扰着官兵们，农业种植专家们也在尝试如何在缺少阳光、空气和水的特殊自然环境中种植新鲜蔬菜。 前段时间，央视科教频道《创新进行时》栏目以《雪山上的植物工厂》为题对科技现代农业科技创新产品——“集装箱植物工厂”的技术及应用进行了专题报道。 在北京通州的一个种植试验区，北京农业机械研究所的周增产博士和他的同事们研发了一种可移动的植物工厂。
走进集装箱，绿油油的蔬菜长满整个空间。在这个30平方米的狭小空间里，几种不同的绿叶蔬菜一排排整齐种植在架子上。
光照控制 我们都知道阳光是植物进行光合作用的必需品，但是在自然光中却只有5%左右的光谱能够决定植物的生长。 在沙漠高原这些地方虽然光照充足，但是对绿叶蔬菜，比如生菜来说，大量长时间的光照会适得其反，不利于生长。到了冬季，有些地方的光照又特别短暂，平均日照只有4个小时，赶上阴天或者雨雪天气可能好几天都见不到阳光。如何根据蔬菜的生长需要采光完成光合作用呢?在中国农业科学院的实验室里，研究者根据自然光的光谱，设计了不同的人工光源，寻找最有利于植物生长的模式。
通过观察分析在不同波段的光照影响下，蔬菜的叶片面积和叶绿素含量等数据，寻找到最适合植物生长的光谱，最终设计出一套适合植物生长的人工光照系统。 每一种植物的生长都有自己的规律和节奏，有的喜光一天需要见光十几个小时，有的一天见光三次个小时就够了，多了反而长不好。 二氧化碳控制 二氧化碳是植物生长的另一个必需品，吸收二氧化碳，释放氧气是它的自然使命。30平方米的空间立体种植了100平方米的蔬菜，在密闭环境中这么密集的种植量二氧化碳够用吗?为了不受到外界气温的影响，保证一年四季恒温状态，这个植物工厂是完全密闭的空间。 大气中的二氧化碳浓度一般是350ppm，正常空气对它是不够用的，为此周博士设计了自动补气装置。
什么时候补气补多少，完全根据室内的环境变化来。一般植物工厂内的二氧化碳浓度定在500-700之间，因为浓度再高的话产量也不会增加，二氧化碳也就浪费了。 栽种技术 解决了光照和二氧化碳的问题，接下来就是栽种，在特殊自然环境中种植，如何节约能源，保证产量是植物工厂必须考虑的问题。经过多方面论证，周博士觉得无土水培技术是最合适的方式，在水中加入氮、磷、钾等营养肥料代替土壤，通过水循环系统供给到每一层种植架，根据蔬菜的生长需要，精准控制供应量，比土壤更节约能源，而且还没有土培病虫害的担忧。
在精准控制营养供应，光照条件和二氧化碳量的密闭空间里，植物的生长一点都不比大型植物工厂弱。 如何管理 对没有专业种植经验的人来说，如何管理这样的植物工厂呢?
如上图，这是内部的空气环境检测装置，它可以检测温度、湿度和二氧化碳的浓度，根据检测值和我们的目标值，来控制这里面的温度、湿度、二氧化碳浓度。 有了这些自动监控装置，种植过程变得非常简单，一个30平方米大小的集装箱，分5层立体栽培的话，可以种植3000株叶菜，循环种植一年可以收获大约600千克。一个连队的蔬菜只需要一个人定期观察维护，到时采收就可以了。
为了满足城市家庭的种植梦想，研究团队根据密闭植物工厂的自动化种植技术，设计了一个类似冰箱大小的立体种植箱，让种蔬菜像养花一样在城市家庭里成为可能。
通过智能化控制，在手机上就可以管理家里的植物生长。这种便捷的方式让没有时间和空间种植蔬菜的想法成为现实。
来源：央视网、农业照明网 |
