都说万物生长靠太阳，杂志记者却听说，在中国农业科学院设施农业研究中心自主研发的人工光植物工厂里，植物的生长完全不靠阳光。为了一探究竟，记者近日专程前往中国农科院，采访了中国农科院农业环境与可持续发展研究所研究员杨其长，并参观了这里的植物工厂。
“哔”地一声，在位于北京市海淀区的中国农科院高新技术园区的一个玻璃温室里，北京中环易达设施园艺科技公司的工作人员按了一下遥控器，一堵长约10米的墙中央的百叶窗缓缓升起，映入眼帘的是一排排铁架上长势旺盛的奶油生菜。它们被“关”在一个密闭的屋子里，外人只能透过玻璃墙看到里面的情况。菜被紫红光晕包围着。
走近瞧，原来每排菜的上方分布着分别发出蓝光和红光的小灯，交叉照射形成了紫红色效果。一排排的白色泡沫板被挖开了许多小洞，每个小洞有一棵植物，完全采用水培方式，用营养液代替土壤提供植物所需养料。
无菌无虫，稍洗洗就能生吃
“植物工厂是一种通过计算机对设施内温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，不受自然条件制约的全新生产方式。它可做到“周年生产”，就是一直不断地生产，循环往复，没有停止。”中国农科院的杨其长研究员介绍，早在1957年，丹麦就发明了小型的植物工厂。1974年，日本也逐步发展起来，我国10多年前开始从事这类研究。杨其长是智能型数字植物工厂课题组组长、我国数字植物工厂研究的开拓者。
他介绍，农科院高新技术园区的植物工厂分为人工光和日光性的两类。在植物工厂里，植物的生长周期可缩短50%，可以“立体”(多层平台)培养。在相对封闭的环境里，病虫害得到有效控制，不用打农药。这种系统对土地没有要求，城市的建筑群里、地下室、屋顶上都有成功实验案例，将来在戈壁、沙漠、荒地、岛屿及一些废弃耕地，也可以这么来搞。
日本人就宣传植物工厂种出来的菜更安全，无菌无虫，稍微洗洗就能生吃。
让年轻人愿意务农
令杨其长担忧的是，我国很多年轻人不愿意从事农业，农业劳动力老龄化现象严重。据统计，我国当今务农的农民，有六七成是60岁以上的老人。日本到2016年，60岁以上的农业从业人员大概占85%。让老弱负责粮食生产，是个很大的问题。
2002年，杨其长获得了科技部科学仪器设备升级改造项目“植物无糖培养环境综合调控系统”的支持，开始了密闭式人工光植物系统的研究。2004年，再次获得科技部“植物水耕栽培装置及其营养液自控系统”项目的支持。正是这两个课题的支持，为数字植物工厂的研究奠定了基础。
2009年8月31日，杨其长团队建设的国内第一例智能型植物工厂宣告成功。3年过去了，在农科院的东北角，一座占地1600平方米、专为发展植物工厂的建筑已经建成，只差投资购买设备入驻生产。
杨教授认为，植物工厂尚属高端“测试版”技术，各方面看上去都“很诱人、很唬人”，很多城市拿它去吸引旅游者，但真正投入生产的只有山东、江苏、广东等省，主要和中环易达合作开展。
说起目前的研究状况，杨教授表示，要在植物工厂里把蔬菜种出来，人工光可用也可不用。用自然光的缺陷就是不能进行多层生产，空间利用率低，影响产量，依然受自然条件限制。用人工光的空间利用率高，但很耗电，经济成本高。
杨其长现在的研究重心放在光源上，他的团队曾做过实验，发现LED灯比荧光灯要节能50%以上，能耗只有白炽灯的1%。由于植物生长对光谱有要求，波长450纳米左右的蓝光和波长660纳米左右的蓝光被叶绿素吸收最多。民用LED照明灯的光谱在400纳米到700纳米之间，其中有一部分是绿光。“绿光对植物没有用，因为植物是绿色的，不敏感，就不吸收。”有针对性地使用红光和蓝光，效率比普通LED灯要更高。
植物工厂的设备基本上都是自主研发，并没有从国外引进。一方面是还没有途径，另一方面也没必要。因为“所需要的技术并没有想象的那么复杂。中国的传感器技术、栽培技术、控制技术，营养液的技术基本上都比较成熟”。
在杨其长看来，植物工厂的缺点主要是设备成本和运行成本高，这是发展瓶颈。他已经尝试过用太阳能发电，但效率还比较低，不过，让他比较乐观的是新能源的发电效率也在提高。
所产蔬菜已入驻商场
农科院植物工厂种出来的菜的品质、形状、口感，和传统方式种的菜相比差不多，但菜所含微量元素可能不一样。
目前植物工厂的产量不大，除了卖给北京几家宾馆饭店，还在附近的双安商场有个蔬菜小专柜。10月23日正午，记者来到双安商场，果不其然，在地下超市门口就有中环易达公司的员工在卖植物工厂所生产的菜，有水培的奶油生菜、青椒、黄瓜、茄子、苦菊、小白菜、油麦菜、香菜等，一包10块钱左右。还有各种用基质培养的盆栽，价格在20到30元之间。
用营养液培养出来的蔬菜，消费者会不会在感情上难以接受呢?杨博士认为，消费者目前不太买账的主要原因，是植物工厂种出来的菜硝酸盐含量偏高。“从实验来看，硝酸盐的含量可以通过技术控制。营养液里有硝态氮，硝酸盐的成分会比较高。后期快收成的时候，通过短期连续光照和调节营养液配置等方法，能使种出来的菜比用土栽培的菜所含的硝酸盐还低，这些技术的成本不高，比较容易解决。”
家里也能搞植物工厂
我国已经发明了把植物工厂微型化，做成家庭型的。2010年上海世博会就已经展出家庭型植物工厂，并在全世界范围内获得认可，是国际上稍微领先的技术。
对于这种家庭型的植物工厂，杨其长坦言，在家庭环境下，很多东西不需要人工控制，更为简易。“适合人居生活的话，就适合植物生存。”便宜的一套装置大概1000多块钱。“最多比一个冰箱贵一点，种20天左右就能吃到菜。”
杨其长还介绍，植物工厂如果发展成垂直农场，节省出来的耕地可以植树造林。不过他也强调，不可能把传统农业方式都废弃了。
红薯树空中长红薯
参观过程中，工作人员告诉记者，蔬菜工厂有很多种立体无土栽培模式，如斜插式墙体无土栽培可以附着在建筑物表面，种些叶菜、矮生花卉、草莓等，可以根据不同植物颜色拼装组合成各种植物图案和立体造型。
在一个花园中，白色的矮篱笆上爬满了翠绿的藤蔓，藤蔓间点缀着些许或红或橙的小花。虽置身室内，却被一股清凉气息萦绕着，阳光穿过屋顶的玻璃一泻而下，缓缓地流淌在每一片叶子上，在地上映照出斑驳的影子，幽幽小径将人引到一个清新的小屋中。植物们使劲浑身解数要渗透到每一寸墙体里。工作人员介绍，这是现代温室工程技术与设施栽培技术及园林景观艺术相结合的“温室公园”，不属于植物工厂。
整个玻璃温室阳光通透，但偶尔也有“树荫”，让人好奇的是，没有“树干”，唯有一些藤叶，抬头看，空中吊着一个个白色的花盆。仔细一看，竟有几个红薯挂在空中的藤蔓上。
杨其长称之为“中国人自己的发明”。他介绍，红薯是最皮实的，放到水里能长根，拔出来晾几天还不死，生命力很旺盛。它其实是多年生的植物，适合做空中栽培。这红薯“树”从2005年栽培到现在，一直都活着。
那么，红薯如何能长在空中的藤蔓上呢?原来，杨其长的团队通过对藤蔓进行诱导，将藤蔓的随意一个节点，埋到装有草炭、蛭石、珍珠岩的基质里固定住，浇些水，使它们在黑暗的环境中长出根，经光合作用吸收营养而膨大，变成块根。整个过程大概需要三四个月。
结出的红薯基本形态与普通红薯相差不大，营养成分可能稍微有点差异，研究还在进行中，尚未有确切的实验数据。“理论上，产量要比种在地上高两三倍。”
