眾所周知，植物工廠是通過設施內高精度環(huán)境控制實現農作物周年連續(xù)生產的一種高效農業(yè)系統(tǒng)。在有限的空間里，科學家們利用計算機精確控制植物生長發(fā)育所需的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度、營養(yǎng)液等環(huán)境條件，獲得高質量、高產量的農產品。

 

 

　　和我們熟知的農業(yè)生產不同，植物工廠中既沒有土壤、也不見陽光——植物在配置的營養(yǎng)液中生長，整齊地排列在多層立體栽培架上，每一層都設置LED光源，空氣經過凈化處理、連水都是經過反滲透膜處理的純水。

 

　　中國科學院植物研究所研究員、中科生物植物工廠研究院院長李紹華說：“光合作用為植物生長提供了90%以上的生物量，是植物生長發(fā)育所需的最基礎要素。研究表明，植物并不吸收所有的光，可見光中的藍光、紅光和少量綠光對植物生長最重要，因此我們?yōu)橹参锒ㄖ屏斯庠础?rdquo;針對不同植物的偏好，科學家們設定了不同的“光配方”，以加速它們的生長。

 

　　以生菜為例，自然條件下需要40天左右成熟，但在植物工廠只需要約20天。同時，因為多層栽培，在同樣面積的土地上，植物工廠的產量能夠達到常規(guī)栽培的幾十倍、甚至上百倍。

 

　　中國科學院植物研究所與福建三安集團共同建設的這座中科生物植物工廠有3層廠房，每一層3米高的廠房里，都放有6層植物栽培架，生菜、小白菜、冰菜等蔬菜在栽培架上茁壯成長，頭上是包含藍光、紅光等不同光譜的LED光源，根系浸泡在清澈的營養(yǎng)液里。

 

 

　　但李紹華介紹，植物工廠最大的優(yōu)勢并不是速度和產量，而是質量。“這里沒有污染、也不會生蟲，蔬菜絕不用任何農藥。”李紹華說，“通過精確的調控，植物工廠里的蔬菜質量更有保障，也更穩(wěn)定。”

 

　　正如文中開始所描述的情形，所有人都要全副武裝，并經過多重消毒程序。“這是為了防止將導致蔬菜病蟲害的因素帶入。我們的蔬菜從種子栽培一直到收獲包裝，全處在無菌無塵環(huán)境中，作物的全生長周期內不需要噴灑任何農藥，生產出來的蔬菜比自來水還干凈，擺上餐桌時不需要任何水洗過程。”中國科學院植物研究所植物工廠研發(fā)中心主任、中科生物研究院研發(fā)主任裴克全進一步解釋道。

 

 

 

　　在該植物工廠車間里，每立方米空氣里大于5微米的顆粒不超過10萬個，這個標準與高標準的制藥企業(yè)一致。

 

　　中科生物總經理占卓介紹，經過第三方機構檢測發(fā)現，植物工廠種植的蔬菜產品檢測不到農藥、重金屬等有害物質。

 

　　植物工廠的質量優(yōu)勢不僅表現在可以解決日益突出的食品安全問題，還在于口味的可調節(jié)、營養(yǎng)更豐富以及功能蔬菜的開發(fā)。

 

　　據品嘗人介紹，植物工廠里生產出來的可以直接生吃的生菜和冰菜，口感脆、水分足、微甜，確實比普通的蔬菜可口。研究表明，蔬菜中糖分、維生素的含量會隨著光質和光照時間的不同而不同，可使用不同組合 LED 光源對蔬菜的營養(yǎng)成分和口味進行調整。

 

　　第三方機構檢測還顯示，該植物工廠種植的蔬菜維生素、膳食纖維、礦物質等營養(yǎng)成分比傳統(tǒng)種植的蔬菜高出幾倍。

 

　　另外，一些植物工廠還會種植藥材、水果，還可以做病人特供菜品，提供具有補鈣、降壓、降糖等不同功效的定制蔬菜。如針對嬰幼兒輔食添加的蔬菜、針對腎臟病人的抵押蔬菜、針對孕婦高葉酸的蔬菜。

 

 

　　李紹華坦承，成本是目前植物工廠發(fā)展的瓶頸問題之一。除了設備投入外，植物工廠所需的用電量遠超常規(guī)農業(yè)生產方式，“現在10度電能夠生產1公斤左右蔬菜，未來我們希望可以提升到每10度電生產3公斤蔬菜。”而蔬菜保質期短、易腐壞，異地冷鏈運輸的成本也比較高。中科生物植物工廠設在福建省泉州市安溪縣，生菜運送到90公里以外的廈門市，售價約為每150克10元。

 

　　藥用植物的生產成本可能會更高。藥用植物中的某些成分必須在特定的自然條件下才能生產，比如人參皂苷是人參中的核心成分，需要多年生長才能積累，雪蓮中的營養(yǎng)成分也需要在極寒和缺氧的環(huán)境中才能產生。要在植物工廠中模擬這些環(huán)境，成本將會成倍上升。

 

　　另一個面臨的主要問題是，不是所有植物都能夠在植物工廠中生產。“目前我們遴選出十幾種草本葉菜植物，包括生菜、小白菜、冰菜等，還有金線蓮、石斛等多種中草藥材。”裴克全介紹，“如果生產水果就需要考慮授粉問題，在成規(guī)模的生產中，人工授粉不太現實，還是需要蜜蜂。”但在人工光源下，蜜蜂的“導航系統(tǒng)”就會失靈，以致無法給植物授粉。“那么我們就要研究，究竟是什么讓蜜蜂辨識方向的，如何在植物工廠的設計模塊中加入這些因素。”而目前世界上還沒有在植物工廠內栽培木本植物成功的案例，“我們的研究會逐步推進，希望能夠率先突破禁區(qū)”。