匡延云:全智能化植物工厂,颠覆传统农业的光生物学新兴战略产业

——在第十四届中国科学家论坛上的演讲

 

中国科学院院士、国际欧亚科学院院士、中国科学院植物研究所研究员 匡延云

     非常高兴今天有机会在这里和大家讨论全智能化的植物工厂,它是颠覆传统农业的光生物学新兴战略产业。什么是植物工厂,也就是它的生长环境条件是全智能化来控制植物,使植物能够高效的生产,形成高效的生产系统,这是一个颠覆传统农业的新兴社会产业。也就是说,植物需要光,需要温度,需要二氧化碳浓度,需要一定的湿度,也需要一定的营养条件,这些外在条件全部能够用智能化来控制,而且不受土壤、气候条件制约的一年四季连续生产的一种形式。它的硬件是包括建筑工程,包括材料科学,包括环境控制以及建筑工程,还有包括计算机多学科的集成中心。

     我们先谈一下光,光对于植物来讲,最主要的是光和作用,光学作用是世界上最大的能量转换过程,是几乎一切生命生物所发生发展的基础。在光这个领域,获得了十次诺贝尔奖,所以研究光和作用的机理及其条件控制对解决人类未来的可持续发展面临的资源环境问题都是具有很重要的意义的。

    绿色植物是植物生长必要的条件,可以说没有光没有绿色植物的光作用,就不可能有人类的生存和发展。对植物来讲,我们要调解它对光的需要,它需要光的数量,光的质量,也就是说不同光的配比,不同的造光的时间,不同的造光的强度,都影响植物的品质和植物的产量。所以在植物工厂里头,第一个因子我们就要控制光。

     温度、湿度、二氧化碳我们都可以智能化的控制,包括营养,植物在不同的生长发育时期需要营养的种类是不同的,我们都要做到智能化的控制。所以植物工厂化,也就是这些条件我们都要进行智慧化的控制,它不受土壤、气候各方面条件因素的影响。

    2016年我国就建起了一万平方米的LED灯的植物工厂,这是目前世界上最大的。我们为什么要发展植物工厂?一方面是基于国家乃至全球的植物发展战略,有效地减少人口膨胀与耕地缺乏之间的矛盾。第二个就是环境污染对植物生长的影响,保证食品的安全。土壤有重金属会影响,其他的有害的气体也会影响植物,而且水里面的抗生素或者污染物,都会影响它。所以从减肥、减农药和减少水的灌溉来讲它都有很重大的意义。对应全球气候变化来讲,气候变暖、气候干旱,发生了严重的自然灾害,假如有植物工厂,它不会受到影响。

    另外一个是现代航天,太空植物工厂,这个在美国已经搞成功了,我们的航天也正在很好的运行着,更重要的是其他星球的应用。我们其他星球移民到新的星球上去,不可能马上就从事地球上的农业事务生产,你要从地球上去运生活用品代价太高了,只要有植物工厂在那,就可以解决早期移民所需要的生活需要。我今天讲的就是植物工厂以及它的需求。(京WORK—北京码头责编,根据录音整理,未经本人审定,北京码头微信公众平台首发。)

 

 

 
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