兴隆湖畔植物工厂在做这样的实验：给水稻生长按下快进键

水稻在没有阳光和土壤的封闭环境中能正常生长吗？

近日，中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队与中国科学院院士、中国水稻研究所副所长千千带领的团队合作，找到了答案。

他们在植物工厂里种植水稻，经过63天的封闭生长，水稻长出了金黄饱满的麦穗，比田间环境下的生长周期缩短了一大半。"这是水稻种植史上的一次重大突破."钱说。

如何将水稻生长周期减半？未来有什么应用价值？近日，记者走进位于成都科学城天府景荣中心——的中国农业科学院都市农业研究所，一探究竟。四川日报全媒体记者石。

在LED光源下吃好喝好。

水稻的生长周期有望缩短到60天。

天府新区兴隆湖沿岸高楼林立，记者以为这个意义重大的实验就藏在这些玻璃幕墙里。然而，这次实验的主要完成者卞仲华博士却把记者带进了楼下一个不显眼的容器里。中国农业科学院都市农业研究所植物光生物研究中心科研骨干介绍：“这是我们的实验场所。它的专业名称是‘移动盒子工厂’。”我们面前的植物工厂就像一个放大的玻璃柜，立面是不透明的磨砂玻璃，面积只有15平方米。

工厂虽然小，但是五脏俱全。当我打开门时，我看到房间笼罩在红色和紫色的光晕中，左右两侧有四层栽培架。架子上是一片片绿色的水稻幼苗，通过无土栽培种植在营养液栽培罐中。室内的新风系统和二氧化碳供给系统可以调节室内温度和气体环境，营养液循环系统可以供给水稻生长发育所需的水分和矿物质。

“目前，我们正在进行第三轮实验。”卞介绍，经过前两轮实验，他们调整了一些光照和温度参数，希望通过精准的环境优化和养分供应，进一步将它们的生长周期缩短到60天以内。

工厂是一个完全封闭的空间。“水稻所需的环境和营养元素可以通过人工调节来满足，包括光照、水分、温度、养分、二氧化碳等。”边说：“简单来说，就是让植物吃得好，喝得好，自然长得更快。”

在整个环境控制中，照明管理是关键因素。边说，植物对光的需求包括光辐射强度、光谱、光周期等。光环境的精确调节相当于为大米定制了一种特殊的“光配方”。

目前的研究发现，过低或过高的光照强度都不利于植物的生长发育。在太阳光谱中，只有5%左右的不同波长的光对光合作用有影响，其中红光和蓝光是维持植物正常光合作用所必需的光质。

边指着栽培架顶部的平板LED光源告诉记者：“这是阳光的替代品。它可以自定义光谱，控制光照强度，在水稻不同生育期提供适宜的光照环境，促进水稻早开花快结果。”卞仲华说，在旋转控制按钮的同时，灯上有六个按钮，可以控制紫外光、蓝光和白光的光谱强度。

光照也会影响农作物的质量。近日，中国农业科学院都市农业研究所研究助理李宗庚发现，有不少网友留言，询问植物工厂种植的大米品质和口感是否好。“从蔬菜实验来看，质量不会受到影响。”李宗庚说，然而，为了得到更明确的答案，他们决定将大米送到检测机构检查淀粉、蛋白质和其他营养成分的含量。

一年可以种六种水稻。

大大节省养殖时间和成本。

种子培育的最高成本是多少？时间成本。

养牛的技术，也得看着庄稼慢慢长，这也是为什么前几年，有个新闻，某农科所的芋头被pe吃了

记者发现，植物工厂的水稻成熟后比普通水稻要矮。“这些水稻品种是千千团队提供的矮化品种。成熟后株高只有30厘米左右，而普通水稻成熟后的高度至少在1米左右。”边说，矮株型适合在植物工厂进行多层立体栽培，最大限度地利用空间，节约成本。

在第一次试验中，他们选择了6个矮秆品种，其中2个表现出高产潜力。“种植45天，抽穗收获63天后，单层栽培架综合产量为每平方米0.98公斤，相当于亩产652公斤。”中国介绍。

这个实验的结果令人兴奋。省农科院作物研究所副研究员李旭义长期从事水稻栽培技术研究与示范工作。在他看来，植物工厂在缩短作物育种周期方面有很大的潜力。

水稻生长周期长，生长期在120天以上。一般水稻一年只能种一两季。使用传统的育种方法，通常一年只能产生一至两代。为了加快育种进度，农业科技人员会选择在海南等热带地区“南繁”，但一年只能生产两到三代。在这种情况下，培育一个性状优良的新品种通常需要几年甚至十几年的时间。

“在植物工厂化环境下，水稻60天左右就能收获，一年能种5-6茬，育种能产生5-6代，大大节省了育种者的时间和成本。”中国农业科学院都市农业研究所研究员、植物工厂创新团队首席科学家杨其昌表示，植物工厂不受空间限制，也可以建在实验楼或养殖单元附近，栽培层数可达10层以上，最大限度利用空间。

植物为什么受追捧？“有很多优点。”杨其昌说，工厂不受土地、空间和气候条件的限制。“西南地区夏季高温高湿易诱发病虫害，冬季弱光会影响作物养分的代谢和合成。”杨其昌说，在植物工厂种植水稻可以不受气候条件的影响。

下一步，他们计划选择适合在植物工厂种植的水稻品种，并提高产量。“这对保障粮食安全具有重要意义。”杨其昌说。

生产1公斤大米需要60多千瓦时。

普及面临成本限制。

然而，目前这项研究才刚刚起步，要想广泛推广，还面临着成本的限制。

近年来，随着植物光生物技术和发光二极管的进步。

光源成本的大幅下降，植物工厂呈现出快速发展的势头，我国人工光植物工厂数量已经超过200家，但主要用于生产生菜、番茄等蔬菜。

“即便是生产蔬菜，盈利也很难。”杨其长介绍，他们曾对北京一家生产生菜的植物工厂进行过测算，每生产1千克生菜要消耗10度电，相当于6元。结合产量分析计算，每千克生菜的生产成本为21.19元。但目前露地生菜的零售价仅4-6元/千克。

在日本、美国等国家，植物工厂出产的蔬菜有专门的标识和认证，市场售价通常比常规蔬菜高出1倍左右。“照这样计算，企业盈利面不大。”杨其长说，推广植物工厂，难的不是技术，而是如何降低建设和运营成本。

一是初期建设成本高。植物工厂在封闭的室内环境下进行，需要的环境控制系统、人工光源系统、多层立体栽培系统、营养液循环系统以及计算机控制系统等工程设施和配套装备价格高昂。按一个栽层面积计算，初期建设成本平均在1万-1.5万元/平方米。

二是运行能耗较大，其中电力成本占了大头。据测算，人工光照明和空调的电力能耗占到总能耗的8成以上。

相比于蔬菜，生产水稻的成本更高。“用植物工厂生产叶菜，长出来的部分基本都可以食用，但如果种水稻，只有稻谷可以吃，不划算。根据测算，生产1公斤水稻需要60多度电。”杨其长说。

对于未来，他仍持乐观态度。“2005年，我们刚开始研究植物工厂时，买了4块1平方米的LED光源板，就花了10万元，但现在，只要三四百元。”相信随着技术进步，通过开发新材料、利用新能源，未来植物工厂的建设和运营成本会进一步降低，“它代表着未来农业的发展方向。”