不照阳光不需土 植物工厂育果蔬

　　福建省中科生物股份有限公司创新绿色农业生产方式
　　不照阳光不需土 植物工厂育果蔬
　　 经济日报·中国经济网记者 林火灿

　　在中科三安植物工厂内，工作人员在培养板上种植蔬菜。 新华社记者 姜克红摄

　　福建省中科生物股份有限公司打造的植物工厂采用神奇的“光配方”、独特的营养系统、专业的栽培技术，推动果蔬作物实现流水线生产。目前，具有自主知识产权的植物工厂模组化成套设备专利覆盖140多个国家和地区，成套设备出口到美国、日本、新加坡等国家

　　俗话说，万物生长靠太阳。可是，如果没有阳光和土壤，蔬菜还能茁壮成长吗？福建省中科生物股份有限公司（简称“中科三安”）打造的植物工厂给出了肯定的答案。

　　在福建省安溪县湖头光电产业园内，中科三安的植物工厂颠覆了传统农业生产方式，用神奇的“光配方”、独特的营养系统、专业的栽培技术，让各种果蔬作物实现了工业般的流水线生产。

　　如今，这家以“光生物技术应用与植物工厂产业化”为目标的公司，在植物工厂产业化设备与技术研发和创新方面取得了丰硕成果，正加速朝着打造全产业链智能植物工厂的方向迈进。

　　在车间里“生产”蔬菜

　　走进中科三安的一期生产车间，一排排高高立起的6层植物栽培模组跃然眼前，仿佛超市货架一般。

　　经济日报记者看到，每一层架子顶部都布满了LED灯，架子上的生菜、小白菜、冰菜等焕发出勃勃生机，而它们的根部则浸泡在营养液里，没有半点土壤……

　　“植物工厂是生长环境（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。在这里，植物生长不受自然环境制约，它们所需要的光照和营养液，都是根据不同生长时期的需求进行配置的。”中科生物股份有限公司总经理占卓说。

　　占卓告诉记者，2014年，福建三安集团有限公司开始关注植物工厂，并做了大量的前期研究。2015年，三安集团与中国科学院植物研究所达成合作协议，决定成立福建省中科生物股份有限公司，建设中科三安总部、植物工厂研究院和中科三安产业化基地3大核心项目,植物研究所以知识产权形式出资占比10%。

　　在占卓看来，中科三安的成立有利于充分发挥植物研究所多年积累的植物学技术以及三安光电LED光谱技术领域的特长，实现优势互补，共同推动中国植物工厂产业化发展。

　　中科三安成立后，植物所派出了专家团队，与三安集团的研发团队共同专注于植物光源、营养液等领域的研究。研发团队花费了将近1年的时间，研发出了三代植物营养液，这种营养液的效能比国际上同期营养液高出了8个至15个百分点。

　　要提高植物工厂的空间利用效率，就必须搭建栽培架。2015年10月份，中科三安研制出了全球第一套模块化整合栽培系统。“传统的栽培架采用的是工程化方案，而我们的设计思路是模块化方案，不仅制造成本低，使用起来也更加方便。”占卓说。

　　经过两年多的科技攻关,科学家们集成光生物学、园艺学、营养学、植物学、植物化学等学科技术,在植物光配方及植物照明产品、植物营养液配方及循环利用技术、植物品种筛选和栽培方式等领域取得了突破性进展,研制成功专用蔬菜育苗灯、栽培灯等多种类型的LED灯具，不同植物的通用及专用营养液,并从200多种试验产品中筛选出可应用于产业化的21种水培叶菜品种。

　　植物工厂迈进自动化阶段

　　2016年，中科三安建成了首栋1万平方米的生长环境全智慧控制的植物工厂，这也是国际上单体面积最大的植物工厂。

　　中科三安总经理助理李鹏介绍，通过计算机对温度、湿度、光照、二氧化碳浓度及营养液进行智能控制,植物工厂克服作物对生产季节、气候等自然条件依赖，可以实现连续生产，每天可生产蔬菜1.8吨至2吨，第一年就实现了盈利。

　　植物工厂一期运营一段时间以后，研发团队发现，中科三安的植物工厂技术还有可以改进的空间。例如，植物工厂用工较多，可能会影响这项技术在用工成本较高的国家和地区推广。另外，植物工厂在生产效率和水资源使用效率方面仍有提升空间。

　　今年6月份，中科三安二期项目正式落成，基于AI人工智能的自动化垂直农业生产系统也正式投入使用。

　　李鹏告诉记者，二期厂房占地5000平方米，蔬菜日产量可达8吨至10吨，成品率高达95%以上；用工由一期的46人减少到4人；水资源利用率由一期的60%提到90%以上。根据测算，单位面积生产效率约是普通种植方式的150倍。

　　“我们希望再用两年时间，实现植物工厂从工业自动化、人工智能向无人化转变，实现经济效益和社会效益的最大化。”占卓说。目前，中科三安的植物工厂设备和技术已经拥有80多项专利。研发团队已经由公司成立之初的几个人拓展到120人，到2019年，研发团队规模有望突破200人。

　　占卓说，过去几年，中科三安的研发经费投入每年都有几千万元，明年有望突破1亿元。公司将持续在核心技术领域发力，同时加强整合全球资源的能力，不断提升核心竞争力。

　　随着技术水平的不断提升，中科三安的技术设备逐渐在国内外市场推广应用。

　　在山西长治，中科三安启动了8000平方米的植物工厂合作项目，计划利用植物工厂技术进行育苗，为当地发展设施农业做项目配套。中科三安还研制了集装箱式的太阳能植物工厂，这些集装箱内装有光系统、营养液系统在内的完备的植物工厂生产系统，每天可以生产6公斤至8公斤蔬菜，即便在海拔5000米的环境下，照样可以实现蔬菜的常年生产。目前，这种集装箱式植物工厂已经推广应用。

　　中科三安开发出具有自主知识产权的植物工厂模组化成套设备获得国际PCT专利保护，专利覆盖140多个国家和地区，成套设备出口到了美国、日本、新加坡等国家。

　　药用植物实现工厂化种植

　　中科三安的植物工厂实现了30多种蔬菜的量产，高品质蔬菜产品已销往福建省内300多个网点。

　　中科院植物所匡廷云院士表示，随着智能化植物工厂、模块化营养栽培等技术体系日臻成熟，中科三安的技术在全球范围内已经具备一定的领先优势。下一阶段，公司技术研发的主要发力点，是在进一步完善植物工厂技术的同时，精心挑选植物品种，培育市场供给更紧缺、附加值更高的植物。

　　记者了解到，中科三安已经把种植重心从以叶菜为主转向叶菜与中药材并重上来，把种植附加值高的中药材作为重要方向。2017年7月份，中科三安建成了第一个中药材室内种植的厂房，培育出来的中药材口感、成分、产量均达到中试的预期值，这标志着公司正式开始药用植物在植物工厂种植的产业化发展。

　　“在传统的中药材种植中，容易存在不同土地生产药材药效不均的情况，植物工厂可控的环境，正好可以有效地解决这一问题。”占卓说，通过工厂化种植，不仅可以提高中药材的产量，更能使中药材的药效品质趋于整齐划一。

　　目前，中科三安中药材生产车间扩展到了1万平方米，还有5000平方米正在建设。其中，金线莲和霍山米斛实现规模化生产。李鹏告诉记者，在传统的金线莲种植中，容易出现颈腐病，需要喷洒农药，存活率很低，而且不同土地的药效也不同。中科三安种植的金线莲可以有效地解决这些问题，并且产量很高，两栋厂房的年产量就占福建全省金线莲供应量的十分之一；生产周期大大缩短，从育苗到出厂，只需要5个月左右。

　　中科三安正在安徽省六安市金寨县建立科技产业园和大别山中医药研究院，进行名贵中药材的育苗、种植、深加工、药用中间体提取，以及名贵中药材衍生的保健品、药品等生产和销售。同时，公司正在搜集引进非洲、东南亚等地名贵的草药，利用植物工厂来模拟当地的气候条件，以打破地域和季节性限制。