近日,中央广播电视总台记者
王冰冰来到四维生态
探寻把蔬菜种进写字楼的新科技
王冰冰在四维生态滨江总部
在传统农业中,农民只能“靠天吃饭”,粮食收成极易受气候变化、季节轮转、资源限制、环境污染和病虫害等因素影响。富阳四维生态数字农业产业园以垂直种植、自动化、智能控制、物联网、LED植物光照和植物营养等各领域的技术融合为基础。
富阳四维生态数字农业产业园位于富春街道阳陂湖区块,2023年10月建成投用。
记者看到一间间种植室里有一排排长得像快递货架的种植柜,最高有8层,在一层层“货架”上,各色水果蔬菜、香料花卉层叠排列,密集而整齐,长势喜人。
植物工厂是什么?
简单来讲,植物工厂是将工业化生产“无缝植入”到农业系统的一种操作。“你看,每层架子的顶部是LED植物灯,底部是水培槽,各个水培槽有管道相连,形成一套灌溉系统,货架的侧面有一个类似小电扇的设备,可以促进空气流动。”四维生态政府项目经理Young给记者介绍起来。
“LED植物灯厉害在哪里?”记者问道。“它可以精确提供植物生长所需的光强和光谱,给植物们创造一个温暖舒适的家。”Young介绍,作为植物工厂的核心技术之一,LED照明为植物生长提供光源。
原来,四维生态创始人华桂潮同样是英飞特的创始人,英飞特电子现已成长为LED驱动器行业内公认的全球领航者。依托英飞特在植物照明领域多年经验及相关专利技术,华桂潮决心在农业种植领域再起跑,于是在2018年创办了四维生态,将英飞特全球领先的LED驱动技术应用到植物智慧照明领域。
不同植物生长所需的光强、光谱及光周期也不同,经过大量实验数据积累,四维生态自主研发LED照明控制系统,可根据植物特性进行光源“定制”,能为作物光合作用提供最有效的光谱、光强、光周期等“配方”组合,并且可以通过控制LED照明的光照强度渐变来模拟出“日出”与“日落”。
相比传统农业,植物工厂是一场翻天覆地的生产方式变革。“用仪器检测植物在生长过程中需要什么元素,通过循环灌溉系统给它‘对症下肥’,植物吃上了‘精细粮’。”Young笑盈盈地说,对于植物生长所需的温度、湿度、二氧化碳浓度等全程智能化调节,而水肥则由营养液循环系统自动供给,进一步提高了生长效率。
这一套系统带来的最直观改变,就是“高产”。以生菜为例,在植物工厂中它的定植周期是14天,一个单位面积的生菜周期产量可以达到5千克,意味着它一年的单位面积产量高于120千克,这样的产量大约是露天栽培的50—100倍。所以,植物工厂育苗不仅可以让周期缩短30%至50%,还能实现周年接续种植和采收,收成茬次增加5—10倍,“以往的生菜一年可以割5、6茬,现在可以产26茬”。
如此高产,却又非常节约种植用水。根据测算,一株菜从种植到收获只需要500ml的纯净水。营养液是不断循环的,并在收成前三天切换到清水模式,到收割时全部吸收完毕。与普通陆地种植对比,工厂模式省水又环保。
一路走、一路看,植物工厂用科技所绘制的现代农业“画卷”愈发精彩。
记者发现,植物工厂内的植物不需要土壤栽培,Young解密道,植物被固定在用珍珠岩、泥炭、椰糠等组成的基质中。“土壤里面长期种植以后是有各类微生物,土壤环境是非常复杂的,但是你只给它提供植株生长的营养元素以后,它是非常纯净的,几乎没有任何的病害。”Young解释为什么在植物工厂里面,植物可以不使用任何农药。
与此同时,“健康”是植物工厂的最大特点。“蔬菜可以直接摘下来吃。”Young说,工作人员进入种植区域,必须换上无菌防护服,经过风淋室,除尘消毒,有效地阻断或减少尘土、病菌、虫子进入生产区。
在草莓种植间,一名工人们正忙着爬上云梯采摘成熟草莓,一排排鲜红的草莓整齐的生长在高架上,果实饱满,鲜艳诱人。
“通过稳定的环境调控和水肥技术,确保草莓0农残、0重金属,0激素添加,单颗重量能达到30克以上,价格在15—20元一颗。”Young说,空间利用率高和一年四季不间断生产也是植物工厂的重要特点,立体栽培模组的层数可以随着厂房的高度增加而增加。“植物工厂的草莓可以做到12个月连续采收,让消费者一年四季都可以吃到鲜美、健康的草莓鲜果。”
为什么植物工厂种植的草莓这么贵?Young说,让草莓在植物工厂实现规模化种植并非易事。一方面由于投入成本高,一直以来,植物工厂种草莓基本处在实验室阶段;另一方面,推行大规模产业化需要大量数据作为支撑。她补充道,植物工厂草莓的价格高,是一个短期和暂时的现象,将来随着技术的进步和规模的扩大,草莓的生产成本会快速下降,植物工厂种植的草莓在不远的将来一定会走入千家万户普通老百姓家里。
目前,AiBerry草莓品牌入驻Olé精品超市、盒马鲜生、山姆超市等多家高端商超及渠道,供不应求。记者尝了一颗,草莓香甜软糯,汁水四溢。
Young介绍,并不是所有的农作物都适合进入“植物工厂”,主要是考虑两方面因素:一方面是评估植物生长周期、收获指数,比如叶菜类比较适合在植物工厂种植,除了栽培期较短,它的根系、地上部均有可用价值;另外一方面是评估市场需求,经济价值高的高品质蔬果、中草药较有前景,比如草莓、人参、金线莲等。
目前,四维生态植物工厂已实现蔬菜水果类(如生菜、空心菜、黄瓜、番茄和草莓等)、香料类(如迷迭香、百里香、小葱、薄荷等)和花草类(如孔雀草、满天星、康乃馨和太阳花等)等农作物的精品育苗和高效种植,品类高达上百种,且仍在不断完善中。
摄影/朱啸尘
自2018年启动研发,四维生态打造的数智植物工厂已经进入商品化阶段,相继在浙江、云南、山东、内蒙古等地落地数智植物工厂项目,相关技术在北美、欧洲、东南亚等市场得到广泛应用。
四维生态对人才培育招引与研发投入相当重视,农业研发团队负责人由省级农科院首席科学家担任,公司54%以上的人员均为研发工作者,每年的研发投入数千万元。
目前,四维生态已申请、授权130余项国内外专利。其中包括发明专利65项、实用新型专利50项、外观设计专利15项及多项软著(包含智能光照调控、人工环境闭环控制、植物工厂控制系统等方面)。
“植物工厂是未来农业的一种打开方式,它用工业思维实现农业标准化生产,农业生产不再靠天吃饭。接下来,我们将探索出一条‘高新农业’的大道,利用科技力量让老百姓的餐桌更安全,更丰富。”四维生态相关负责人表示,植物工厂既能拓展城市农业功能,又可在戈壁、沙漠、盐碱地等非耕地上建设,有助于缓解我国农业资源的瓶颈约束,有效化解人口快速增长与土地资源短缺、耕地日益减少之间的矛盾。
中国是人口大国,吃饭是头等大事。正当农业受限于土地、人力、资源瓶颈,发出“未来谁种地”的“世纪之问”时,植物工厂打开未来农业的新大门,物联网、自动化、人工智能等现代科技,正在为农业发展提供新的“生产力”,勾画出一幅生机勃勃的现代智能科技农耕图。
科技创新跟得上、 智慧农业管得好……四维生态集合最前沿农业科技,种植效率成倍提升,更好守护粮食安全;它颠覆了传统农业模式,农产品更绿色、更健康,让人们吃得更放心。
农业是非常典型的传统产业,时代日新月异,农业不再仅仅是面朝黄土背朝天的辛勤劳作,而是融入了智慧、科技与创新的新篇章,这就是新质生产力之于农业发展的意义。
未来农业,道路就在脚下。展望未来,四维生态的探索,将给中国农业带来新的春天。