“水稻一年长6茬！香不?”

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日前，中国农业科学院宣布，我院都市农业研究所植物工厂创新团队和中国水稻研究所钱前院院士团队合作的水稻种植项目取得较大进展，水稻定植后60天左右可以收获，比大田环境下120天左右的生长周期缩短了近一半，单层种植棚的综合产量为每平方米0.98。 这一成果对推进粮食作物快速育种，促进都市农业快速发展，保障我国粮食安全有什么意义？ 记者采访了中国农科院都市农业研究所植物工厂创新团队的相关负责人。

“培育”作物

众所周知，阳光、土壤和水分是作物生长不可缺少的要素。 但是，与大田农业种植的作物不同，植物工厂内的作物更像是“种植”的。 这里不需要来自天然光和自然的土壤和水分，通过人工技术提供适当的环境条件和养分供给，促进作物快速生长和养分积累，全年实现了高效生产各种高质量作物。 植物工厂内的“日光”来自定制的光谱多光谱智能led (发光二极管)光源，五颜六色的灯光为水稻不同的生长周期提供最佳的光源环境； 水稻生长所需的营养素和水分由深液流水耕栽培技术提供。

除了光、水分、养分的供给外，温度、湿度、二氧化碳浓度等诸多因素都会影响水稻的生长。 在植物工厂内的控制室，科研人员可以监视工厂内的任意一个指标，并通过控制器实时控制。 自古流传下来的大田作物种植过程易受环境和极端天气的影响，生长迟缓，生长周期长。 植物工厂不受这些因素的困扰，为作物生长创造优越的生长环境条件，促进快速生长和结实，因此可以将植物工厂的水稻生长周期缩短一半。

“植物工厂的另一个特点是与外界相对隔绝。 空气体经过净化，人的出入也需要穿防护服，能够有效阻断虫害和病毒的侵入。 所以，植物工厂内的作物基本处于无菌、无虫的环境中，不使用农药，真正实现了绿色增长。 ”创新团队成员卞中华告诉记者。

实现快速育种

城市农业研究所所长、植物工厂创新小组首席科学家杨其长对记者表示，实现水稻定植后60天左右收获这一重要突破，最大的意义在于加快了育种速度，为保障国家粮食安全提供了全新的处理途径。

对许多作物来说，培育新的良种必须经过几代的培育繁殖。 另外，新品种出现后，其性状是否稳定、是否适合大规模栽培，还需要几代人的验证。 这一般需要几年到几十年。

“按照以前流传的育种方法，一年只能出生1代到2代，即使在温室环境下和热带地区，一年也只能出生2代到3代。 另一方面，植物工厂按照60天左右收获1代的计算，一年可以生产5代到6代，大大缩短了作物育种时间，消除了制约作物生长的时间瓶颈。 ”杨其长告诉记者。

通过在植物工厂内精确控制植物的生长环境和营养因素，可以大幅提高作物的光合速度，引导作物早日开花，促进作物的快速生长，大幅缩短作物的生长周期，实现快速育种。 此外，植物工厂育种加速系统不受土地、空之间和气候条件的限制，大大节约了育种工作者的时间和人力成本。

杨其长表示，未来植物工厂的栽培层数可达到10层以上，育种工作也将更加高效便捷，对保障粮食安全具有重要的现实意义。 据介绍，创新团队目前正在开发植物工厂所需的机械化设备。 我相信在不久的将来，植物工厂也像无人工厂一样，只要一两个科研人员定期检查设备，其他工作就可以交给机器去做。

都市农业的迅速发展方向

近年来，我国也出现了许多植物工厂项目。 一些植物工厂生产的菠菜、生菜、西红柿、小白菜、黄瓜、睡莲等都出现在居民的餐桌上。

将来的某一天，在市场上能看到植物工厂生产的其他农产品吗？

卞中华认为这是完全可能的。 他说，五年前，欧洲一些国家也对植物工厂表示怀疑。 但是，近年来极端天气频发，加上全球疫情冲击食物供应链，食物短缺的风险进一步加大，植物工厂的产品受到欧洲各国和相关公司的青睐。 现在英国把垂直农业、植物工厂等宣传为农业的重点项目，欧洲其他一些国家也开始了植物工厂的研究开发。 但是，在农业实际生产中，植物工厂需要很多设施价格和能源消耗，以及更高的技术要求，有些问题还没有得到处理。

但是，随着相关产业的迅速发展和关键技术的突破，植物工厂的成本和运行价格也会下降。 卞中华举了一个例子，多光谱led光源1平方米的制造成本5年前约为3000元至4000元，但现在只有200元至300元。

“水稻价值相对较低，大规模宣传存在一定困难，但这一模式为今后食物安全问题的处理提供了新的方法和途径。 未来都市农业的高速发展和低价金钱能源的广泛采用，也有可能采用工厂化方法生产粮食。 ”杨其长认为，随着相关技术的成熟和客户认识度的提高，植物工厂将成为都市农业的快速发展方向。