垂直農業技術是目前設施農業的高級發展階段,是世界農業前沿科技探索的重要領域。
近日在四川成都,由中國農業科學院都市農業研究所自主研發的首座無人化垂直植物工廠投入使用。
中國農業科學院研究團隊率先創立植物光配方與光效提升理論方法,攻克了植物工廠“光效低、能耗高”的世界性難題,目前所構建的20層垂直無人植物工廠為世界首例。
中國農業科學院都市農業研究所副所長甘炳成介紹:“目前整個自動化的生產體系,應該是全世界領先的水平。我們目前設施單體生產的層數也是世界上最高的。”
這座栽培層數高達20層的垂直植物工廠,通過采用自主培育的作物新品種、垂直立體栽培系統、營養液自動供給系統、人工模擬節能光源以及基于AI的智慧管控系統,實現了在垂直空間內的穩定生產。不受氣候和地域影響,在環境可控條件下能夠實現35天就收獲一茬生菜。除了生菜以外,其它的葉類菜、果菜、食用菌都可以在垂直植物工廠里規模化生產。
創新團隊通過多年攻關,在國際上率先解析了“光-溫-營養”耦合調控作物快速繁育關鍵技術。這套技術不受土地、空間和氣候條件的約束,根據植物生長特性來配置它所需要的光譜;采取水培或霧培手段,使植物吸收營養;通過光與營養精準調控,誘導早期開花和促進作物快速生長,大幅縮短作物生育周期。這為無人垂直植物工廠加速作物育種提供了理論驗證與技術儲備。
據中國農業科學院都市農業研究所智能園藝裝備創新團隊首席科學家楊其長介紹,作物的生育期由原來的120天可以縮短到50天到60天,育種效率可以大幅度提升。
記者在現場看到,育種加速器里小麥、玉米、大豆、油菜、棉花、苜蓿等多種旱地作物正在進行育種。科研團隊試驗發現,這些作物通過育種加速器生育期均縮短50%以上。
目前,科研團隊已經匯總了72類作物、1300多種光配方的數據庫,對作物基礎研究、生理研究等發揮著重要作用。試驗結果顯示,垂直植物工廠里生產的作物,營養成分與大田作物基本沒有差別。據成都發布