沙漠里的蔬菜“绿洲”
发布时间：2024-12-21 10:42:57来源：刀锋电竞网页版 作者：刀锋电竞平台“跟小时候的味道一样，特浓郁的番茄味儿！”在沙丘连绵的巴丹吉林沙漠，坐落着我国酒泉卫星发射中心，战士们吃到刚从基地蔬菜工厂采摘的番茄，嘴里甜着，心里乐着。
这里的蔬菜工厂，无需泥土、没有农药、品种多样，从播种到采摘只需35天。神舟十三号航天员出发前食用的蔬菜，正是来自这里。
巴丹吉林沙漠是我国八大沙漠之一。这里干旱少雨，风沙肆虐，冬季最冷气温超过零下30℃，夏季最高气温超过40℃。
在这样的戈壁荒滩，要种蔬菜，还要保证种类丰富、口感美味又不使用农药，在过去是不敢想的。
实际上，新鲜蔬菜的供给，不仅是宇航员在空间站驻留的大多数来自食物，也是高寒边防哨所、海岛、舰船以及科研人员极地科考等极端环境下，一定要解决的后勤保障难题。
生长环境（温度、湿度、光照和营养条件等）全智能控制的植物高效生产系统“植物工厂”，生产不受气候环境影响，具有方便运输和稳定生产等特点，是解决极端环境下蔬菜生产难题的最佳途径。
2015年，中国科学院植物研究所（以下简称中科院植物所）与三安集团合作共建福建省中科生物股份有限公司（以下简称中科生物）。2019年，在中科院促进科技成果转移转化专项“弘光专项”支持下，中科生物加快了在国内外布局植物工厂的步伐。
2020年12月，他们迎来了一项重要任务：4个月内，完成酒泉卫星发射中心蔬菜工厂的建设，以保障航天员在基地期间的伙食。
在中科院植物所植物工厂研发中心主任、中科生物光生物产业研究院副院长李阳看来，未来航天员到太空工作可能是常态化的，必须要时刻做好后勤保障工作，提供绿色健康、营养丰富的新鲜蔬菜。
虽然团队积累了多年的建设经验，并完成多个极端环境下的植物工厂项目，但要短时间内在巴丹吉林沙漠里平地打造一座“蔬菜王国”，也有不小的挑战。
李阳告诉《中国科学报》，建设期间，正值北方冬季，不仅风沙大，户外温度也低至零下20℃，不利于施工。另一方面，项目小组成员大多来自福建，“北方这种天气，他们还是第一次体验”。
况且，航天员不同于其他“客户”，供给他们的蔬菜品种，不但要有传统的叶菜，还要有番茄、黄瓜、彩椒，甚至部分药材。
克服重重困难后，2021年3月，725平方米的人工光型蔬菜工厂如期建成投产。该蔬菜工厂利用高效的LED光谱技术和营养液栽培技术，在可控的洁净环境内完成高效优质的蔬菜生产。
在这个沙漠“绿洲”中，生菜、冰菜、番茄、彩椒等应有尽有，栽培区、动力辅助区、工艺辅助区等分配合理。“根据航天员的食物需求，专门定制的品种和精准调控技术是未来更要关注的。”李阳说。
此外，他还表示，要真正的完成航天种菜，对于微重力、空间紧凑的航天器而言，水分、营养管理等种植装备和技术是目前要解决的技术难题。
据联合国发布的《世界人口前景》，预计2050年，世界人口将超过90亿。中国农业大学中国粮食与食物安全研究中心主任、北京大学中国战略中心执行主任王宏广曾在接受各个媒体采访时表示，目前世界粮食安全形势严峻，联合国《2030年可持续发展议程》中提到的零饥饿目标难以实现。
对于我国而言，他认为，虽然目前“吃饱”的问题已解决，但吃得好、吃得安全、吃得科学依然是难题。
李阳和记者说，由于植物工厂不受自然环境影响，可以周年连续生产，自动化程度高，单位面积产量可达传统大田农业生产的几十倍甚至上百倍，是实现农业工业化和现代化的重要途径。
以生菜生产为例，1000平方米的大田年产量约为3吨，相同面积的温室生产量约15吨，而植物工厂生产量可达100吨。
“植物工厂还可以建在边际土地甚至荒漠，能有效缓解人口增长与劳动力短缺和耕地不足的矛盾，是未来农业发展趋势之一，特别是对于耕地缺乏的国家，更重要。”李阳说。
除了对国家整体的粮食安全起到保障作用，植物工厂还能保障航空航天、边防海岛、极地高寒等特殊环境下作业的蔬菜供应，对满足特殊需求具备极其重大意义。
李阳向记者透露，目前，在我国海拔4300～5200米的地方，慢慢的开始使用能源自供型集装箱式植物工厂，实现蔬菜生产保障。此外，远洋专用植物工厂也开始“服役”，“这不仅能让大家吃到新鲜蔬菜，还是一种缓解压力、保障身心健康的方式”。
在李阳看来，植物工厂还是缓解农业生产与水资源缺乏的矛盾，解决农产品农药残留和重金属超标等食品安全问题，避免传统农业生产对土壤和环境的污染，保护生态环境的重要方式。
不仅如此，植物工厂还能加速育种，助力种业发展。“目前，作物育种加代工作都在海南完成，但只能针对夏季型作物，且一年最多实现3代繁育。而植物工厂对夏冬型作物均能加速育种周期，实现一年连续4～8代的种植与种子采收，成为育种加速器。”李阳说。
近年来，不少国家掀起了“植物工厂热”。虽然我国植物工厂比欧洲、美国、日本等起步晚，但发展势头强劲，竞争也非常激烈。
为了深耕市场，中科生物开发了适用不同场景的系列植物工厂类型，包括模块化植物工厂、家庭式植物工厂以及便于灵活运输和组装的集装箱式植物工厂等。
此外，他们还开展了植物工厂科普教育，让科学启蒙的“种子”播撒到青少年心中。
李阳和记者说，虽然受新冠疫情影响，但公司植物工厂业务呈增长趋势，并出口到29个国家和地区，还出现了蔬菜供不应求的情况。
他表示，一方面，随着劳动力成本的增加，人们对智能化、自动化和无人化的植物工厂关注度慢慢的升高；另一方面，由于集装箱式植物工厂的灵活性，其需求量和应用领域也在增加。“相比之下，国外的需求量更大。”
对于植物工厂而言，劳动力和用电是主要成本，提高机械化和智能化水平是发展的重要方向。
李阳和记者说，目前，中科生物的一代UPLift自动化植物工厂已经在海南和陕西杨凌高新示范区推广，实现了采收前的全程无人化生产，“在国际植物工厂领域处于领头羊”。
面向未来全球市场，李阳表示，接下来，在装备研发技术方面，将着重关注智能化植物工厂，以提升生产效率、降低劳动成本和运行成本。“此外，我们还将集中优势研发力量，实现真正意义的植物工厂无人化生产。”