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李绍华:五年后,植物工厂会如雨后春笋般出现

发布时间:2017-12-03 阅读:

  李少华:五年之后,厂房将如雨后春笋般出现 - 新闻 - 科学网

  20世纪40年代以来,以矿物营养学理论为基础,营养液体栽培技术的应用推广和美国植物生理与园艺学家FWWent于1949年在加利福尼亚州帕萨迪纳市建立的第一个人工气候室,引发了一个革命性的突破人为模拟生态环境,催生了植物工厂出现的先进条件。 1957年丹麦诞生了世界上第一家植物工厂,经过日本等国的跟进。

  植物这一术语最初是由日本提出的,狭义上是指人造光源植物生产系统。

  在车间模拟的环境中,营养液替代土壤并为植物提供足够的营养。在植物生长过程中,温度,湿度,二氧化碳浓度也受控于计算机控制范围内。

  2016年6月,位于中国福建省泉州市安溪县河头镇的“中科三”生物植物厂正式投入使用,占地面积10000平方米,是目前世界上最大的工厂工厂。作为一颗冉冉升起的新星,中国在这一行动中的植物不容小觑。

  当时,国内光电行业的龙头企业“三安集团”找到了中国科学院,并表达了想建一座工厂的想法,希望借助三安光电产业的优势和厂区中国科学院中国科学院光化学研究所副所长,中国科学院植物研究所研究员李少华即将退休时,觉得这是一个值得尝试的服务国家的战略需求。他终于接受了邀请,来到福建担任植物研究所所长。

  谈到厂里的前景,李少华会为他在飞机上看到的“火星救援”经验而兴奋不已。他认为,在电影中建立太空粮食储备的方法与植物工厂正在做的很接近。他认为,随着劳动力成本上升,植物生产力和食品安全优势将比传统的田间种植更具竞争力和受益。

  以下是李少华的新闻采访。

  中国科学院植物研究所研究员李少华研究员

  什么是工厂?

  汹涌的消息:你为什么认为植物工厂是一个很大的发展方向?你可以谈谈建设一个工厂的意义吗?

  李少华:上个世纪有一个美国人(注:美国国际观察员莱斯特·布朗)问:谁会来自世界各地的中国人?为什么呢,中国人太多了,国土面积不大。从当前世界发展趋势来看,人口增长是肯定的。现在世界上有70多亿人,也许还有20到30年,还有100亿。地球的携带能力会越来越差,这么多人怎么生存呢?首先,我们必须解决一个粮食问题。

  目前,作为一个工厂,第一个目标是解决世界上的粮食安全问题。举一个简单的例子,我们现在做植物工厂,所有的食物或蔬菜在室内生产。这不取决于你的土地面积多少。它可以在它上面的一堆高大的房子,并在每一层种植。在这种条件下,同一地区可生产的粮食可能是现在传统土壤的100倍,1000倍甚至更多。

  其次,随着工业的发展,土壤环境质量越来越差。农药和肥料很多,食品安全已成为世界各国关注的焦点。在工厂生产中,所有的环境条件都是可控的。特别是严格控制病虫害,没有重金属进入生产体系。

  还有其他重大的战略影响。你可能看过一部名为“火星救援”的电影。人类搬到太空之后,如何建立食物自给式循环系统?这是我们工厂可能实现的目标之一。另外,我们的边防部队和岛屿,在一些非常恶劣的条件下,工厂可以满足国防人员在边境的食品需求。

  汹涌的新闻:当你看到火星救援中的情景,你有什么感受?

  李少华:当我看到那部电影的时候,我正在飞机上。读完之后,我留下了深刻的印象,感觉到我们现在正在进行的实验和研究可能会使现在的科幻小说在未来某个时候变成真实的现实。

  如果有一天人类要离开地球,走向外星生命,肯定会遇到这样的情况。它可能不像他们那样,毕竟它与现在的技术相结合的就更少了。但这个想法基本上是这样的:在一个地方,有可能真正实现一切的循环,无论是水或肥料,以实现植物生长。

  这灯是不亮的

  汹涌的消息:除了水之外,为了生产植物,自然界还有一个非常重要的亮点。植物植物的光线是否完全取代自然光线,还是模拟自然光线?

  李少华:不是这样的。从植物生长的角度来看,太阳光是从红外到紫外的整个光谱,甚至更长的光谱具有能量分布。对于植物,一些波长的光是生长所必需的。这并不意味着我们需要把整个太阳放在里面。

  从植物利用的角度来看,我们的光线可以比自然光更好地满足这一要求。比如说我们做莴苣,纤维素含量不是很高,但是味道反而比卖菜更好。我们学习得到一个特殊的光谱。根据其强度和所需的光波长,不同的植物使用不同的光谱来做到这一点。

  汹涌的消息:换句话说,在工厂里,环境条件的控制可以控制植物的生长。这是否有助于我们种植对环境要求较高的植物?

  李少华:在人工田间栽培的条件下,通过种植可以实现一些更加困难的作物栽培。

  为什么植物或动物受到威胁?由于种植环境不适合其发展。例如,金百合,传统的苯胺是野生的。大约二十年前开始人工种植,现在许多种植。

  但是,你会发现在野外条件下很少发现金苯胺。在人工栽培条件下,最大的问题是病虫害比较严重。在工厂的工厂条件下,我们不仅生产一些新的食品,而且还有一个重要的目标:我们的产品特别是药用植物的生产,其质量将得到保证非常一致,因为在受控条件下标准生产。

  过去人们经常提到,中药现代化最大的问题之一就是药材的稳定性比较差。药材的真伪是一个地方生产的产品之一,质量比其他地方生产的药材好。除了地域差异,同一地区,不同年份,同一个月的不同月份,它们产生了很大的差异。

  植物所有的植物生产和环境条件的增长是完全一样的。在不同的时间,不同的车间生产同样的产品,以确保原材料的一致性。

  此外,我们将使用一些手动措施,包括灯或其他设备,来增加功能化合物的用量。为什么每种药都有效?功能化合物在工作。通过手工措施促进有效化合物的合成与积累。所提供的药材的质量可能比传统的人工栽培更高,更好的栽培。

  植物的三个分支的工作人员种植蔬菜。

  技术突破:模块化集成栽培系统

  汹涌的消息:现在你厂的工厂,主要靠什么设备来控制环境呢?和过去的工厂有什么不同吗?

  李少华:过去的植物做的植物是少数几种植物。最常用的栽培方法,我们现在说的是铝之类的,要做一个栽培层,里面放一点水,生产蔬菜或其他东西。这里有个大问题,一是建设成本高,二是灵活性小。

  为此,中科生物制造了一套设备,我们称之为模块化集成栽培系统。它集成了电力系统,水营养系统和种植支持系统。您可能在我们的工厂见过它,它需要一个工业模块化设备,您可以移除任何一台设备,然后重新安装,这很容易。建设成本也比较低,实用性很广。

  这个设备应该说是目前国际领先的。我们也申请了国际专利,正在出口到国外。去年它出口到美国,今年正在与日本和新加坡等几个国家进行谈判。

  汹涌的新闻:关于植物工厂的研究和生产,中国在世界上的水平是什么?

  李少华:近十年来,工厂的发展非常迅速。比如日本,中国的台北,美国,还有荷兰等欧洲国家,他们都做厂房,研究和生产的做法很长,远远超过中国,中国是后起之秀。

  但是其他国家最大的特点之一是很少有技术研究真正参与到工厂中去。作为生物学的公司,我们确实从工业角度进行相关的研究。虽然我们还没有发表多篇文章,但是通过近三,四年的研究,我们已经在实际应用中取得了一些成果。

  例如,药用植物的种植目前在世界上已经完成,但公司的产业化还没有完成。我们的莲花很快将在七月底投入批量生产。这应该是在世界领先的水平。

  另外,在莴苣,大白菜,冰杨等植物的生产中,我们处于世界领先地位。日本现在种植植物,生菜生产,从播种开始,开始收获,三十五天,大概七八十克,我们现在是120克至150克。

  汹涌的消息:现在植物植物在缩短植物生长周期,植物生产的作用已经非常明显,然后会出现什么样的技术突破?

  李少华:我们现在正在做一个叫做高性能培养模块的模块。植物光利用效率比传统模块或传统栽培方法的光能利用效率高出一倍。

  无论是现在还是未来,我们的研究都紧密结合了植物工业的需求。另外,我们即将推出第一款全智能化培养模块,即将验证。

  三到五年后,出现了大量的商业工厂

  汹涌的消息:目前,工厂相对于传统的农业,生产成本和销售价格还是比较高的,如何看待其未来的应用市场,如何更大的受益于人民,缓解对人类土地的压力?

  李少华:现在植物植物的成本比较昂贵,但我们会看到这些问题。

  首先,在自然条件下,生产蔬菜或其他作物的时间是有限的。比如现在生产生菜,如果去厦门的话,可能是冬天的季节,另外一个时间不能生产生菜也不好吃,产量会很低。如果在一个工厂里生产,除了上面提到的,在相同的面积条件下,产量远远大于现在的产量,全年生产相对稳定。一年可能会产生20场或更多。在这种情况下,我们在生产能力上有很多优势。

  其次是劳动力成本。八十年代我在法国,中国人出门的第一件事就是吃鸡腿。为什么?鸡很便宜啊。但是在国外蔬菜很贵。夏季黄瓜是三四个法郎。在这些国家,随着劳动力成本上涨,像蔬菜这样的劳动密集型产业的成本可能变得更高。

  随着未来农业的发展,中国的劳动力成本也会越来越高,即使如此,没有多少人愿意让孩子去农业,找不到任何人。

  我们正在研究的一个方向是全自动化培养模块。在这样的条件下,它只需要很少的劳动力。

  我相信随着科学技术的进步,工厂的成本会越来越低,产品价格越来越便宜。相反,在现场条件下,劳动生产率成本会越来越高。

  随着时间的推移,我们的产品将与传统农业更具竞争力。我们吃是一种非常安全的食物,但价格并不昂贵。所以这样做的好处是人民的面子会越来越广。

  汹涌的新闻:您认为,工厂未来发展的可能趋势是什么?

  李少华:目前三,五年之后,全国的植物工厂将像蘑菇一样涌现。

  过去,许多厂房面积二十平方米,一百平方米,二百平方米。他们不能商业化,有些东西可以放弃。参与50平方米,一年能生产多少公斤?但是,未来几年肯定会有大批几百平方米,一千多平方米的厂房。将有越来越多的真正的商业工厂。

  其次,这种类型将大幅增加。现在用于生产植物的植物种类非常少,因为它需要生产,成本,才能找到合适的平衡点来生产。在我们工厂里看到的蔬菜,如生菜,卷心菜和卷心菜,在经济上相对容易赚钱。但在未来的三到五年内,类型将会越来越多。西红柿,胡椒,茄子,可能在工厂生产。即使水果和蔬菜。

  第三,价格一定会更便宜,价格便宜的传统农业会更小。

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