日產1.5噸無污染、高品質蔬菜——探訪全球最大植物工廠
不用土壤、無需陽光，僅僅依靠營養液和人工光照通過電腦控制便可以使蔬菜在短時間內快速生長，不用水洗,直接上桌。這個曾經在科幻電影中展現的未來生活場景，如今經過中科院20多位科學家集聚研發實踐，
4月26日記者跟隨中科院專家走進福建廈門中科生物植物工廠研究院和安溪基地，近距離感受這個集生物技術、工程技術和系統管理於一體，以LED光源配方和不間斷迴圈營養配方打造出的全球最大植物工廠的未來農業魅力。
01跨界強強合作，
兩年51項專利技術，
共推未來農業新興產業
以鋼鐵、光電高科技起家的福建三安集團何以轉投建設未來農業?集團董事長林秀成告訴記者，緣于一次偶然的專供產品。2009年，美國客戶要求三安提供特定波長的LED晶片，這麼特殊晶片到底幹什麼用？追問三年後林秀成終於得知原來自己的產品還可以作為植物光源,，用於太空蔬菜種植。
從安溪農村走出來的林秀成，希望家鄉可以因為這項技術的開發起飛。
▲科學家用LED冷光源組成的獨特光譜、光強，為每一種蔬菜組成不同的光配方，植物工廠蔬菜就是在這樣不同的光配方，俗稱“陽光”照耀下快速茁壯生長，
2014年7月三安集團添了一間500平方米實驗室，林秀成和他的三安團隊開始跋涉植物工廠這座高峰。物有專攻，植物世界是個海，林秀成和他的團隊來到中國科學院求援，林秀成的想法與中科院“十三五”規劃不謀而合，2014年10月中科院植物所與福建三安集團簽署了共建植物工廠協定，發揮各自多年累積的植物光合作用等農業科學技術以及LED光譜技術領域特長，
經過兩年多的創新研發和科技攻關，科學家們集成光生物學、園藝學、營養學、植物學、植物化學等學科技術，在植物光配方及植物照明產品、植物營養液配方及迴圈利用技術、植物品種篩選和栽培方式等領域取得了突破性進展，研製成功專用蔬菜育苗燈、栽培燈等多種類型的LED燈具，不同植物的通用及專用營養液，並從200多種試驗產品中篩選出可應用於產業化的21種水培葉菜品種，植物所21種專利技術和三安集團30項已經申報專利技術，為植物工廠提供強力支撐。
▲這是用廢舊集裝箱改造的太陽能植物工廠，標準40英尺，可以服務海島、邊防戰士，每天為20名戰士不間斷提供新鮮蔬菜。
02專用配方激發植物潛能，
實現全天候高效種植，標準化生產
2016年6月，國際上單體面積最大的首棟1萬平方米、全人工光型、10萬級潔淨生長環境、全智慧控制的植物工廠正式在安溪縣湖頭鎮投產。科學家們利用LED光譜技術及自動化設備，通過電腦對溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度及營養液進行智慧控制，克服作物對生產季節、氣候等自然條件依賴，實現連續生產。在植物工廠，1人播種2萬粒僅1小時，催芽、育苗15天，20天栽培就可上市，顛覆傳統農業生產模式，不受自然環境制約，不分晝夜迴圈全天候生產。
安溪湖頭光電產業園，中國科學院植物研究所和福建三安集團合力打造的全球最大的植物工廠，非常醒目。占地面積300畝，總建築面積達到70萬平方米。與任何其他設施農業不同的是，不允許外人進入，記者穿了兩層專配連褲防護服、帽子、手套、高靴，一道又一道的消毒後，仿佛進入冷庫，機器人在軌道上將成熟的蔬菜從栽培車間運往預冷車間。推開十萬級無塵無菌淨化車間厚重的大門，長相大小一致、綠油油、透亮的生菜、小白菜就整齊地生長在6層的白色層架上。方方正正的格子架上，沒有絲毫的土，也見不著根系，經過技術員提示，小心翼翼提起整顆蔬菜，才露出藏在方格子下營養液中乾淨的根須。
“為每一種蔬菜準備的特別的營養液是植物工廠的核心技術，這些經過精心調製的營養液，通過專用管道迴圈輸送給每一顆蔬菜，使其比其他設施無土栽培技術更容易吸收養分，滿足了植物不同生長時期的營養要求，” 植物所李紹華研究員介紹，植物工廠還可以通過電腦有針對性地對影響營養液的諸多因素進行監測和有效控制，使其處於植物生長所需的最適宜範圍，“而通過對其中一些因素、條件的控制，我們還可以對植物的生長狀況進行人為干預，如改變蔬菜中礦物元素的含量，增加有益維生素、氨基酸的含量等等，使植物獲得特殊產品所需的特殊品質，從而生產出具有特殊保健功能的蔬菜，”比如我們針對兒童生長過程中缺鋅的情況，生產的青梗小白菜，針對兒童不愛吃蔬菜出品的綠蝶生菜，就很受年輕媽媽的歡迎，針對腎病人群生產的低鉀蔬菜，針對孕婦需要生產的富含葉酸蔬菜，投放市場，就很受歡迎。
▲這是為蔬菜準備的專用營養液
植物工廠是一種多層架栽培形式，記者注意到每一白色層架頂部，布的紅、藍、綠的LED燈管，其分佈的色燈的個數並不相同。福建三安集團總經理助理鄭勇介紹，每層採用的人工光源都是LED冷光源，這種燈的發光效率高，發熱少，能近距離照射植物，既能滿足植物生長的需要，又比螢光燈更加節能。通俗的說法，這就是植物生長的“陽光”，在相對密閉的空間裡，蔬菜之所以能長勢旺盛，與適宜的光照條件有著密不可分的關係。不同的植物對光有不同的需求，為植物的生長發育過程提供的最適宜光照的光強、光譜，被科學家稱為“光配方”。L E D燈板以紅燈為主，中間按一定距離均勻分佈著藍燈等其他一些顏色的燈。
鄭勇告訴記者，太陽光對於植物而言是全波段的，但實驗顯示，植物吸收的光線波段主要是紅光和藍光，比例超過60%，因此將紅光和藍光按照一定配比製成光源，就能滿足植物生長需求。而植物在不同的生長階段對光強和光質的需求是不同的，針對每一種蔬菜或者每一個發育階段，達到其每日的光需量，適宜的光照強度和光照時間在保證產量和節省成本方面能起到事半功倍的作用。科學的研究結果表明，在密閉環境下成長起來的植物，由於植物工廠內環境可控性強，栽培環境的二氧化碳濃度可以得到大幅增加，使植物的光合效率提高，植物生物量的形成和營養物質的積累，都是常規栽培的幾倍。定制的“光配方”意味著更快的生長速度、更高的產量和更優秀的品質。
03根據百姓需求生產功能產品，
實現珍稀瀕危藥用植物標準化規模生產
未來的植物工廠還能種什麼?中科生物總經理占卓說，“思想有多遠，植物工廠的發展空間就有多大。”蔬菜生產僅僅是起步，7月草莓、番茄都將投產，金線蓮、石斛等名貴瀕危中草藥已開始在植物工廠自動化生產，針對創新藥的原料生產加工研究，也已經取得顯著成果。用舊集裝箱改造的40英尺標準植物工廠，可以每天為20位戰士不間斷提供新鮮蔬菜，也已經在某邊防部隊服務。中科生物在植物工廠產業化關鍵設備開發方面也已取得重要成果，自主研發出具有國際領先水準的植物工廠模組化成套設備，獲得國際PCT專利受理、美國UL認證，開始走出國門。在去年廈門舉行的9.8中國國際投資貿易洽談會上，中科生物首次展出自主研發的植物工廠及相關技術，就得到國際客商高度關注，中東以及澳大利亞、新加坡等地公司相繼前來洽談合作，今年美國公司定購1000多套專屬裝備，創匯200多萬美元。
▲這是培育的瀕危名貴中藥：石斛和金線蓮
占卓說，下一步利用企業自身在技術、資金、人才方面的優勢，率先在國內主要特大型城市北上廣深，以100-150公里銷售半徑，建立植物工廠，為百姓提供100%安全、健康、優質、適口的高端蔬菜、水果、花卉、名貴瀕危保健品;在國外熱點地區建立示範基地，推廣具有我國自主智慧財產權的系統裝備和相關技術;並重點在植物工廠內實現藥用植物的高效、高品質、一致性生產，提高我國中藥現代化水準；另外已與冰箱商家聯手擬3年內推出家庭小型植物工廠，讓消費者在家裡種植自己特定產品。
在我國植物學專家和企業的共同努力之下，我國的植物工廠雖然起步較晚，但已經真正實現了產業化。日本“植物工廠之父”、原千葉大學校長古在豐樹教授到訪後評價:“中科三安植物工廠在不久的將來，將引領世界植物工廠發展。
植物所以智慧財產權形式出資占比10%。雙方合作組建了“植物工廠研究院”，植物所李紹華研究員擔任院長，十多位國內外知名科學家擔任科研顧問，設立植物工廠生產技術、植物工廠配套設備、植物化合物創新藥物三個研發中心，建成了1500平方米的植物工廠研發實驗室。
經過兩年多的創新研發和科技攻關，科學家們集成光生物學、園藝學、營養學、植物學、植物化學等學科技術，在植物光配方及植物照明產品、植物營養液配方及迴圈利用技術、植物品種篩選和栽培方式等領域取得了突破性進展，研製成功專用蔬菜育苗燈、栽培燈等多種類型的LED燈具，不同植物的通用及專用營養液，並從200多種試驗產品中篩選出可應用於產業化的21種水培葉菜品種，植物所21種專利技術和三安集團30項已經申報專利技術，為植物工廠提供強力支撐。
▲這是用廢舊集裝箱改造的太陽能植物工廠，標準40英尺，可以服務海島、邊防戰士，每天為20名戰士不間斷提供新鮮蔬菜。
02專用配方激發植物潛能，
實現全天候高效種植，標準化生產
2016年6月，國際上單體面積最大的首棟1萬平方米、全人工光型、10萬級潔淨生長環境、全智慧控制的植物工廠正式在安溪縣湖頭鎮投產。科學家們利用LED光譜技術及自動化設備，通過電腦對溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度及營養液進行智慧控制，克服作物對生產季節、氣候等自然條件依賴，實現連續生產。在植物工廠，1人播種2萬粒僅1小時，催芽、育苗15天，20天栽培就可上市，顛覆傳統農業生產模式，不受自然環境制約，不分晝夜迴圈全天候生產。
安溪湖頭光電產業園，中國科學院植物研究所和福建三安集團合力打造的全球最大的植物工廠，非常醒目。占地面積300畝，總建築面積達到70萬平方米。與任何其他設施農業不同的是，不允許外人進入，記者穿了兩層專配連褲防護服、帽子、手套、高靴，一道又一道的消毒後，仿佛進入冷庫，機器人在軌道上將成熟的蔬菜從栽培車間運往預冷車間。推開十萬級無塵無菌淨化車間厚重的大門，長相大小一致、綠油油、透亮的生菜、小白菜就整齊地生長在6層的白色層架上。方方正正的格子架上，沒有絲毫的土，也見不著根系，經過技術員提示，小心翼翼提起整顆蔬菜，才露出藏在方格子下營養液中乾淨的根須。
“為每一種蔬菜準備的特別的營養液是植物工廠的核心技術，這些經過精心調製的營養液，通過專用管道迴圈輸送給每一顆蔬菜，使其比其他設施無土栽培技術更容易吸收養分，滿足了植物不同生長時期的營養要求，” 植物所李紹華研究員介紹，植物工廠還可以通過電腦有針對性地對影響營養液的諸多因素進行監測和有效控制，使其處於植物生長所需的最適宜範圍，“而通過對其中一些因素、條件的控制，我們還可以對植物的生長狀況進行人為干預，如改變蔬菜中礦物元素的含量，增加有益維生素、氨基酸的含量等等，使植物獲得特殊產品所需的特殊品質，從而生產出具有特殊保健功能的蔬菜，”比如我們針對兒童生長過程中缺鋅的情況，生產的青梗小白菜，針對兒童不愛吃蔬菜出品的綠蝶生菜，就很受年輕媽媽的歡迎，針對腎病人群生產的低鉀蔬菜，針對孕婦需要生產的富含葉酸蔬菜，投放市場，就很受歡迎。
▲這是為蔬菜準備的專用營養液
植物工廠是一種多層架栽培形式，記者注意到每一白色層架頂部，布的紅、藍、綠的LED燈管，其分佈的色燈的個數並不相同。福建三安集團總經理助理鄭勇介紹，每層採用的人工光源都是LED冷光源，這種燈的發光效率高，發熱少，能近距離照射植物，既能滿足植物生長的需要，又比螢光燈更加節能。通俗的說法，這就是植物生長的“陽光”，在相對密閉的空間裡，蔬菜之所以能長勢旺盛，與適宜的光照條件有著密不可分的關係。不同的植物對光有不同的需求，為植物的生長發育過程提供的最適宜光照的光強、光譜，被科學家稱為“光配方”。L E D燈板以紅燈為主，中間按一定距離均勻分佈著藍燈等其他一些顏色的燈。
鄭勇告訴記者，太陽光對於植物而言是全波段的，但實驗顯示，植物吸收的光線波段主要是紅光和藍光，比例超過60%，因此將紅光和藍光按照一定配比製成光源，就能滿足植物生長需求。而植物在不同的生長階段對光強和光質的需求是不同的，針對每一種蔬菜或者每一個發育階段，達到其每日的光需量，適宜的光照強度和光照時間在保證產量和節省成本方面能起到事半功倍的作用。科學的研究結果表明，在密閉環境下成長起來的植物，由於植物工廠內環境可控性強，栽培環境的二氧化碳濃度可以得到大幅增加，使植物的光合效率提高，植物生物量的形成和營養物質的積累，都是常規栽培的幾倍。定制的“光配方”意味著更快的生長速度、更高的產量和更優秀的品質。
03根據百姓需求生產功能產品，
實現珍稀瀕危藥用植物標準化規模生產
未來的植物工廠還能種什麼?中科生物總經理占卓說，“思想有多遠，植物工廠的發展空間就有多大。”蔬菜生產僅僅是起步，7月草莓、番茄都將投產，金線蓮、石斛等名貴瀕危中草藥已開始在植物工廠自動化生產，針對創新藥的原料生產加工研究，也已經取得顯著成果。用舊集裝箱改造的40英尺標準植物工廠，可以每天為20位戰士不間斷提供新鮮蔬菜，也已經在某邊防部隊服務。中科生物在植物工廠產業化關鍵設備開發方面也已取得重要成果，自主研發出具有國際領先水準的植物工廠模組化成套設備，獲得國際PCT專利受理、美國UL認證，開始走出國門。在去年廈門舉行的9.8中國國際投資貿易洽談會上，中科生物首次展出自主研發的植物工廠及相關技術，就得到國際客商高度關注，中東以及澳大利亞、新加坡等地公司相繼前來洽談合作，今年美國公司定購1000多套專屬裝備，創匯200多萬美元。
▲這是培育的瀕危名貴中藥：石斛和金線蓮
占卓說，下一步利用企業自身在技術、資金、人才方面的優勢，率先在國內主要特大型城市北上廣深，以100-150公里銷售半徑，建立植物工廠，為百姓提供100%安全、健康、優質、適口的高端蔬菜、水果、花卉、名貴瀕危保健品;在國外熱點地區建立示範基地，推廣具有我國自主智慧財產權的系統裝備和相關技術;並重點在植物工廠內實現藥用植物的高效、高品質、一致性生產，提高我國中藥現代化水準；另外已與冰箱商家聯手擬3年內推出家庭小型植物工廠，讓消費者在家裡種植自己特定產品。
在我國植物學專家和企業的共同努力之下，我國的植物工廠雖然起步較晚，但已經真正實現了產業化。日本“植物工廠之父”、原千葉大學校長古在豐樹教授到訪後評價:“中科三安植物工廠在不久的將來，將引領世界植物工廠發展。