LED植物工廠 走在科技前沿的高級(jí)農(nóng)場(chǎng)

上世紀(jì)90年代，每每路過(guò)現(xiàn)今北京北三環(huán)路聯(lián)想橋一帶，人們總會(huì)奇怪：北京三環(huán)以內(nèi)居然還有農(nóng)田？后來(lái)才知道，那是中國(guó)農(nóng)科院的試驗(yàn)田。不知從什么時(shí)候起，這片試驗(yàn)田上蓋起了鋼結(jié)構(gòu)的大房子，既不像寫字樓，更不像居民樓，它是比普通試驗(yàn)田級(jí)別高很多的LED植物工廠。

智能化管理實(shí)現(xiàn)與植物“對(duì)話”

在三百多平方米的大廳里，玻璃房?jī)?nèi)是由雙列5層育苗架組成的植物育苗工廠，藍(lán)色、紫色的人工光源下排列整齊的種苗正茁壯生長(zhǎng)著。其單位面積育苗效率可達(dá)常規(guī)育苗的40倍以上，育苗周期則縮短40%。玻璃房外是采用5層栽培床立體種植的蔬菜工廠，細(xì)圓陶粒“土壤”上種著葉用萵苣。工廠選用深液流（DFT）水耕栽培模式，所栽培的葉用萵苣從定植到采收僅用20天左右，比常規(guī)大田栽培周期縮短40%，單位面積產(chǎn)量為露地栽培的25倍以上，而且還清潔無(wú)污染。

那么，該LED植物工廠是如何進(jìn)行智能化管理的呢？工廠的環(huán)境控制系統(tǒng)由傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，幾十個(gè)傳感器覆蓋溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液酸堿度（PH值）、營(yíng)養(yǎng)液濃度（EC值）、液溫和溶氧（DO值）等作物根上部環(huán)境因子及其根際環(huán)境因子。通過(guò)傳感器及人工智能攝像頭的視覺(jué)分析系統(tǒng)，不斷優(yōu)化調(diào)節(jié)溫、光、水、氣、肥等參數(shù)，采集植物生長(zhǎng)參數(shù)變化并進(jìn)行計(jì)算，得出作物生長(zhǎng)最優(yōu)化的數(shù)據(jù)模型，實(shí)行“植物對(duì)話”，用最少的資源實(shí)現(xiàn)最大化的產(chǎn)量、最優(yōu)化的質(zhì)量。

植物工廠讓農(nóng)業(yè)擺脫天和地，自由可控

LED植物工廠是國(guó)際公認(rèn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的最高級(jí)階段，說(shuō)它最高級(jí)是因?yàn)槠涫骨О倌陙?lái)靠天吃飯、依賴自然循環(huán)的農(nóng)業(yè)既擺脫了天——太陽(yáng)，由人工光源代替;也擺脫了地——土壤，由營(yíng)養(yǎng)液代替，實(shí)現(xiàn)了可控環(huán)境下的高效生產(chǎn)，是一項(xiàng)真正的顛覆性技術(shù)。

高效生產(chǎn)有多高效？LED植物工廠的單位面積產(chǎn)量可達(dá)露地自然栽培的幾十倍甚至上百倍，用水量卻不到5%。由于植物工廠是一種通過(guò)設(shè)施內(nèi)高精度的環(huán)境控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，不受或很少受自然條件制約，可以實(shí)現(xiàn)在荒漠、戈壁、海島、水面等非可耕地，以及城市摩天大樓或普通家居，乃至外太空環(huán)境下進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)，源源不斷地為人類提供口腹之需。

數(shù)九寒天，如果嫌天氣冷、菜價(jià)貴，或擔(dān)心蔬菜安全和品質(zhì)問(wèn)題，不妨在家里備上一臺(tái)冰箱大小的“家庭植物工廠”，喜歡什么菜就種什么菜，種得省心、吃得放心、玩得開心，這不是科學(xué)幻想，而是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

未來(lái)，植物工廠也能成為中國(guó)名片

我國(guó)有關(guān)植物工廠的系統(tǒng)研究始于15年前中國(guó)農(nóng)科院環(huán)發(fā)所密閉式人工光植物生產(chǎn)系統(tǒng)，以及水耕栽培營(yíng)養(yǎng)液在線檢測(cè)和控制系統(tǒng)的研究。更早的源頭可以追溯到上世紀(jì)50年代的設(shè)施“小氣候”課題組，這是一項(xiàng)歷經(jīng)六十余年攻關(guān)、幾代科學(xué)家傳承接力的事業(yè)。

智能型LED植物工廠的閃亮登場(chǎng)標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)成為世界上少數(shù)系統(tǒng)掌握智能化植物工廠技術(shù)的國(guó)家。與此同時(shí)，我國(guó)的植物工廠技術(shù)已開始走向國(guó)際，基于光配方的植物L(fēng)ED光源產(chǎn)品現(xiàn)已推廣到美國(guó)、日本、歐洲等，植物工廠成套產(chǎn)品已推廣到新加坡等國(guó)。未來(lái)，植物工廠也能成為中國(guó)名片。