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        [CCTV1開講啦]隨便撒上一把種子就能實現蔬菜自由?這場演講太有意思了!

        來源:CCTV1開講啦 發布時間:2020-07-13 點擊數:

        演講題目:植物工廠彰顯國家農業高技術水平

         

        演講者:中國農業科學院智能植物工廠首席科學家 楊其長

         

         

        1、未來我們有沒有可能撒一把種子,工廠化地進行食物生產?

        非常高興,今天以這么一種特殊的方式跟大家在一起交流植物工廠的話題。

        中國的幾千年的農耕文明,都是在完全自然的條件下進行食物的生產,但是這種自然的條件往往是不能保證的。所以會經常出現旱災、澇災,甚至一些病蟲害等等一些自然的災害。一旦自然災害的出現,或者持續地出現的話,就會出現饑荒,甚至出現戰亂。明末清初大概是在1638年,從陜西開始出現了旱災,大概持續了四年,死亡的人口達到一半以上。最近一次在民國期間,大家都看過《1942》,據說當時有一千多萬 人口受到影響。靠天吃飯,完全依賴于自然的一種農耕的生產方式,這個還是非常不穩定的。所以說人們都有一種很樸素的理想,希望在生產食物的過程中,由自然的一個狀態走向我們一個必然可控的狀態。最近幾十年來,隨著像玻璃,一些塑料材料的一些發明,我們可以在一個溫室大棚的環境下,進行一些反季節種植的一些蔬菜。但是它有一些局限,比如說它冬天極端地寒冷,夏天非常地炎熱的條件下,也很難保證植物的正常生長。未來我們有沒有可能撒一把種子,通過在一個工廠化的條件下,完全在一個可控的環境下,按人的需要,按計劃地進行食物的生產,這就是我們共同的理想。

         

        2、如何知道植物工廠的?

        大概在三十多年前,我在上研究生的時候,就聽我的導師說,國外現在有一種很有意思的技術,或者很高端的技術,叫植物工廠。當時聽了以后覺得特別新奇,也特別好奇。大概非常幸運的是2005年的時候,我能到荷蘭瓦赫寧根大學訪學一年。有一天實驗室的一個同事說,我讓你到我的實驗室去參觀一個非常有意思的一個研究。進去以后它是用幾塊黑布圍起來的一個裝置,掀開黑布以后透露出來一些紅藍交替一些光線,非常非常地特別。這個光線的下面長著非常漂亮的生菜,在紅光下照得像花一樣,特別特別地漂亮。我當時真是非常非常地興奮,抑制不住內心的那種激動,但是因為跟國外的同事也不好多問,因為是他的剛剛開始的一個實驗課題。但是這種東西映入我的眼簾以后,我就覺得我必須要搞清楚到底是一個什么東西。當天晚上,我就跟我在國內的同事打電話交流,我說今天看到了一種非常有意思的光源,而且把菜種得非常非常地漂亮,我說你們查一查這個到底是什么東西。他們查了一下資料以后,非常非常興奮地告訴我,這個光源叫發光二極管,俗稱LED。這個LED應該說是非常非常有前途的,而且非常非常有意思的一種光源,未來在農業上的應用可能是前途無限。為什么呢?他說,LED光它是單色光,這單一的好處就在于我們可以根據我們的需要任意地調配,它這個光它是冷光源,因為它沒有發熱的一些成分,這種東西可以近距離地照射植物。第三個它是非常節能的一種光源。第四它的壽命很長,LED的壽命當時的查出來的數據是達到五萬小時,我們都知道像白熾燈大概也就是一千小時左右。所以這些優點綜合起來看,我覺得用在農業照明或者農業的植物工廠領域可能是一個非常非常有前途的一個光源。

         

        3、“不干肯定不行,我們必須要干!”

        查到這些資料以后,我就特別特別地興奮,雖然當時我還在國外,我說我們一刻也不能耽誤,我說我們趕快干,先把實驗室搭起來。我記得當時我們在院里的一個溫室里面搭起了一個小房子,大概在二十平米左右的樣子。但是搭起來這個房子,沒有這種光源也是不行的。所以說我們的同事們找了很長一段時間,也找不到這種適宜的光源。因為當時LED的照明剛剛起步,像紅光的660納米,藍光的450納米,一般的廠基本上很少有這種產品。后來他們有一個同事說,能不能用紅光的激光代替一下,后來他們試了一段時間以后,激光的能量太強,植物照死了。那怎么辦呢?后來說還得繼續找,找了一段時間以后,他們有幾個年輕的同志說真是找不到,找不到說能不能就不干了。我說不干了肯定不行,我說我們必須要干的。幾經周折吧,這個找到了當時我記得大概也就是四塊光源板,一個平方米左右的。當然現在四塊光源板大概幾百塊錢,但是當時2005年、2006年的時候那個價格還是比較高的。小撒老師,當時比如說四塊板子,一平方米的LED光源,大概是多少錢,你能不能有一個大致的判斷。

         

        小撒:您這個算是課堂提問嗎?算到我的考試成績里嗎?我估計大概是在一萬塊錢左右。
        楊其長:再往上猜。
        小撒:聽您這么笑得我心里有點虛。
        楊其長:低了。
        小撒:二十萬。
        楊其長:二十萬高了一點。
        小撒:高了一點?
        楊其長:十萬。
        小撒:一平方米?
         
        楊其長:對,一平方米的光源板,當時還是下了很大的本錢的。有了這四塊板子以后,應該說我們如虎添翼,做了大量的一些實驗。我們有個專業的名詞叫光的配方,就像我們現在嬰幼兒奶粉的配方一樣。不是說所有的光譜植物都是吸收的,比如說大家都看到的我們植物都是綠色的,說明植物它對綠光是不吸收的,或者吸收很少的,所以它把綠色的一部分就反射到我們眼睛中間。所以植物它最喜歡吸收的應該是紅光和藍光。當然還有一些其他的有意思的一些效果,像遠紅外,研究發現,遠紅外照到葉子上以后,它使得葉片增大了以后增加它的光合作用。還有就是像紫外,紫外人們認為它是有害的是吧,當然現在我們的研究發現紫外還有兩個很重要的功能。第一它可以提高作物的一些品質,同時紫外在苗子,就是苗期對它有一個刺激,變得更加地矮壯。所以說我們現在把這個結果,也放在像育苗的一些產業,這是我們在光的方面的一個很有意思的研究。但是植物工廠光是有光還是不夠的,還有一些節能的調控和智能化的管控。智能化管控就相當于你把所有的要素,環境和營養要素都要檢測出來,然后根據它的需求進行智能化的一些調控。通過這些研究,植物工廠在中國還是取得非常快的一些發展,2009年的時候中國第一次在長春建立了一個二百平米的,我們叫商業化的植物工廠。這個植物工廠,雖然僅僅只有二百平米,但是它標志著中國植物工廠第一次從實驗室走向商業化應用,同時也標志著中國成為世界上少數掌握植物工廠高技術的國家。
         
        4、家庭微型植物工廠是什么樣的?

        2010年的時候上海世博會的組委會,他們想在世博會上展出一款未來家居的一些生活。在家里也能種菜,而且我們想吃菜的時候就從廚房里面拿一棵。我們當時大概也就是幾個月的時間,跟組委會的同志在一起合作開發了一款,這個叫家庭微型植物工廠。這個展覽每天大概有一萬多人擠在那兒看,覺得非常新奇。我不知道小撒老師看到家庭植物工廠跟我們現在放的架子有沒有不一樣的地方?

         

        小撒:從這個畫面看,我覺得家庭植物工廠做得更精致,而且它是全封閉的,我們現在現場的這個架子還是開放式的。家庭植物工廠我看它這個柜子里面應該是包括溫度控制什么的全都有了,像個恒溫箱。
         
        楊其長:對,因為它跟人生活在一起,把物聯網的一些技術連接起來以后,比如你出差了沒有時間去管理的話,你用手機可以了解它的一些生長狀況,或者若干天你不回來,它都有自動地去管理。所以把一些物聯網的技術,把一些非常高端的現代技術也融入到家庭微型植物工廠里。今年疫情期間非常有意思,我們在居家隔離的時候,用了我們自己生產的一些小的裝置生產像一些葉菜,尤其是生產韭菜。基本上就是傻瓜式的,澆一次水以后,十幾天以后就一茬韭菜,割完以后繼續長。而且我的朋友,包括我愛人的一些朋友,大概現在有幾十家上百家都在家自己生產這種韭菜等等一些蔬菜。在疫情的非常時期也找到了很多的樂趣。
         
        5、希望把我們中國的植物工廠的技術推向世界,也像我們的高鐵一樣成為我們中國最亮麗的一張名片。

        像我們這個年齡,大概都有一個很深的感受,我在上小學、中學的時候,那個時候也是經常出現食物的一些短缺,吃不飽肚子。我給大家經常開玩笑,如果說我們像現在的年輕人一樣能夠衣食無憂的話,我說我的身高有可能比現在可能還漲五到十厘米。所以說當時的這種食物的短缺,對我們的印象還是非常深刻的。所以說植物工廠未來對我們糧食安全,這個也會產生重要的影響。我們都知道,在室外種一棵生菜大概要七十天左右。在溫室里面大概在五十天左右,在我們植物工廠里大概在二十一天到二十五天左右,也就是周期大概縮短到二分之一。同時我們植物工廠可以栽培很多層,比如十層以上,這個還可以周年地生產。所以它的產能,大概是陸地的四十倍到一百倍以上。第二就是說在我小的時候,南方地區,種水稻的一些地區,我們號稱叫“雙搶”,搶收割和搶播種。晚上十二點下地到中午十二點才回來休息一會兒,然后繼續進行勞作,非常非常地辛苦。所以如果說用植物工廠的話,我們可以穿著整潔的工作服,在一個完全舒適的環境下,在一個工廠化的條件下進行農業生產,也就是說像產業工人一樣按時地上下班。

        現在植物工廠在全球發展很快,我們現在研制了一種全智能化的植物工廠。高度大概達到二十層,完全用機器人和機械手來進行植物生產的系統。機器人把種子播種到我們栽培槽上,然后進行工廠化的育苗,育出苗子以后,我們再通過一個機械手把它送到指定的一個位置上進行栽培。二十二天以后,機械手把它移出來,進行包裝。未來我認為它的情景可以伸展到社會的各個角落,像一些島礁、艦船、高原、哨所,包括現在大家知道的未來的空間站,現在我們也在關注像月球,包括火星,外太空的探索,都有可能成為植物工廠的應用的一些空間。

        植物工廠的發展這個能推動工業和農業的融合,帶動工業的一個產業的發展,同時還帶動像健康業的產業的發展。所以植物工廠還是很有前景的,也是顯示一個國家農業高技術水平的重要標志。我們的植物工廠技術目前已經推廣到美國、英國、新加坡等等一些國家,尤其是“一帶一路”沿線的國家。中國已經成為世界上面積最大的,應該說未來可能也是技術水平最高的一個國家之一。我們也希望通過我們中國的同行的不懈的努力,把我們中國的植物工廠的技術推向世界,也像我們的高鐵一樣成為我們中國最亮麗的一張名片。

        好,謝謝大家。

         

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