你聽說過植物工廠嗎?植物工廠,可以讓你在家種上喜歡的蔬菜,這些想法不再是幻想,已成現實。下面,愷易物聯網為你揭開我國智慧農業植物工廠的科技奧秘。
植物工廠是一種新型的智慧農業模式,目前,各類資本正加速進入植物工廠這一新興領域,“跨界”打造大型植物工廠。今天,愷易物聯網跟大家一起探究植物工廠里的蔬菜是如何生長的,這一技術在我國的研究和應用情況。
1.不靠太陽,植物工廠長啥樣
在植物工廠里,蔬菜的頭頂沒有太陽、腳下沒有土壤,卻依然充滿綠意——這得益于頭頂的彩色LED燈和腳下的營養液。作為一種新型智慧農業模式,植物工廠環境全部是智能調控、立體種植,因此生產不受自然環境的束縛,能周年生產,葉菜類18至20天能生產一茬,總產量是自然環境下的幾十倍。
葉菜一年可收獲15至18茬,產量是露地栽培的40倍以上;不施用農藥,產品安全無污染;多層立體栽培,LED植物工廠栽培層數可達15層以上,顯著提升土地利用效率;可在非可耕地上生產,例如沙漠、戈壁、島礁,乃至建筑物屋頂或地下室,這就是智慧農業的魅力。
此前,很多人擔心植物工廠生產出的蔬菜在口感方面與傳統的土壤栽培有差距。目前,植物工廠的蔬菜在口感方面與普通栽培的幾乎沒有差別。由于不施用農藥,更符合綠色的智慧農業發展理念。此前,相關專家已通過控制硝態氮的使用、采前短期連續光照以及增加一些微量元素等方法,成功解決了提高植物工廠蔬菜口感風味與營養品質的方法。
目前,我國已掌握了植物工廠的五大核心技術,成為少數幾個完全掌握智慧農業植物工廠核心技術的國家之一。其中,LED人工光源技術更是核心技術的核心,在這方面中國已處于全球領先地位。
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2.成本較高,產業瓶頸咋破解
事實上,我國是植物工廠產業化發展最快的國家,幾年時間即走過了發達國家幾十年的發展道路。目前,我國人工光植物工廠總數已達100座左右,成為數量僅次于日本的植物工廠發展大國。單體規模一般為幾百平方米,上千平方米的有10多家,其中最大的有6萬平方米。很多地方建起了展示型、示范型智慧農業植物工廠。
愷易物聯網了解到,智慧農業植物工廠雖然擁有眾多優勢以及廣泛的社會需求,但實際發展也面臨諸多瓶頸,尤其是初期建設成本過高、能耗較大以及如何實現優質優價等,突破成本和效益的瓶頸是實現植物工廠持續健康發展的重點。
比如,植物工廠需要在封閉環境下進行生產,因此要投入包括維護結構、空調系統、人工光源、多層栽培架、營養液循環、計算機系統等在內的工程與裝備,成本比露地、溫室大棚等高,在我國一般建設費用為每平方米4000元至1萬元。美國和日本的建設費用是我國的2至3倍。降低初期建設成本,盡可能選用標準化民用材料和裝備,已經成為智慧農業植物工廠發展的重要方向。
國外植物工廠發展存在一個問題,就是投入成本太高,不利于推廣。植物具有極強的適應性,光溫濕等變量只要控制在合適的區間,就可以保證正常生長。如進口溫控制導系統,雖然能調節溫度變量在0.01攝氏度,相當于太空艙種植的控制程度,但其對產量的貢獻卻微乎其微,而投入成本比起國內本土設備卻增加了幾十倍。
植物工廠的普及推廣與經濟效益密不可分,一方面要盡可能降低設備投入及折舊的成本,另一方面要實現高附加值作物能以高價格賣出,讓消費者認可并愿意以較高價格購買無農藥污染、新鮮潔凈的植物工廠產品。同時,植物工廠產品還需要有關部門的認證、評價和檢測,讓更多的消費者了解智慧農業的長處,從而達到優質優價。
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3.產能落地,政府怎么扶持
植物工廠作為技術高度集成的智慧農業系統,就像航天工程、大飛機等技術一樣,發達國家不會輕易讓其他國家掌握核心技術。植物工廠能提升資源利用效率,對于我國這樣一個人多地少的大國來說,意義重大。因此,必須采取積極措施,加大植物工廠研究和開發力度,并從政策、資金等方面扶持植物工廠,使其形成產業和產能。
應從戰略高度加大智慧農業植物工廠的研究與開發力度。植物工廠是現代智慧農業的重要窗口,是未來國際農業高技術競爭的重要方向。植物工廠涉及多個學科的整合,應借鑒發達國家的先進經驗,從戰略的高度,盡早啟動相關科研項目,進行多學科協同攻關。
