植物工厂实施科技强农行动 技术革新转亏为盈

在入花期要选配父母本进行杂交授粉、无性系后代需要全程跟踪、逐一记录不同生育期的长势或产量、以及观察植物大田表现等……育种周期长是杂交水稻育种过程中的突出问题，其原因在于育种材料的纯合稳定需要通过连续自交多代。

“除了满足大规模工厂式的作物生产应用外，在育种方面，植物工厂可以充分发挥其工厂化环境参数灵活可控优势，尽可能降低因时空、气候局限造成的育种成本。”李许可说，通过调节植物所需的光、温、水、气、肥等关键指标来加速作物光合作用，突破育种受地理、季节、光热条件限制，缩短育种年限，加快新材料、新品种的选育，解决品种选育投入大、周期长、效率低、工作量大等育种研发中的痛点。

李许可介绍，公司团队去年尝试在智能光合LED系统下室内种植水稻，1m2种植面积所需光照系统的功率仅仅144W，两次采收周期分别为90天和80天。去年12月又在室内实验室开展小麦种植研究，小麦抽穗也比北方大田种植环境下提前了两个月。

所谓“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳”，植物品种在推广过程中面临着复杂多变的生态环境，各地区的光、温、水、气、病虫害等条件都有差别。如对光温敏感大豆是典型的短日照和喜温植物，对光周期和温度的反应相当敏感，品种的推广范围受到限制，育种的效益降低。

“以往在户外选育油菜，通常是一年两季，采用智能LED光谱系统后，虽然设施成本略有增加，但因为使用了可精准调控光谱模拟作物原生地或者种植地光环境和气候，作物培育周期显著缩短，可实现一年连续3到4代繁育，使每年的快速繁殖计划增加大约两倍;同时也省下异地加代繁育的费用，大幅提升科研工作者的研究水平和效率，有力缓解育种的“卡脖子”难题。”安徽省农科院作物研究所费维新研究员认为 。

协同绿色能源 人工牧草缓解生态压力

根据《中国科学院院刊》报道，近年来我国居民膳食结构持续升级，优质动物蛋白需求增大，牧草需求刚性增加，今后国内牧草饲料需求量将达到 1000 万吨/年。然而，国内牧草产品质量较差，而且 75% 以上地区的牲畜冬季缺草，导致牧草干草大量依赖进口。

目前，国内牧草种质资源保护基本采用异地保护方式，导致牧草的遗传多样性损失，牧草种质资源亟待加强保护与利用。与此同时，因干旱少雨等自然灾害和超载过牧等人为因素导致牧区草原普遍存在“退化”“沙化”“盐碱化”现象，亟需休养生息。

“所幸，集装箱式的移动牧草工厂应需而生。”孔德栋说，以团队与企业联合研制的成果为例，一个40尺标准集装箱，占地约30平方米，种植大麦草周期为7天，9个月可生产牧草270吨。

周泓教授也表示，牧草植物工厂的投放应用，还需考虑能源供给问题。2019年南疆地区的弃光率曾高达14%，光伏消纳弱，弃光率高和限电问题严重制约着西北光伏产业的发展。因此，可综合考虑依托风电、光伏发电设备就近供电，或直接为牧草工厂配备光伏板，便可解决牧草植物工厂的供能问题。团队正积极对接内蒙古等地牧区，将弃风、弃光协同推进能源发展与草牧业的提升。

无独有偶，国家电投集团已在内蒙、延安等地，与植物工厂企业合作建设光伏+植物工厂，在缺乏耕地资源的地方种植蔬菜水果以及牧区所缺牧草，提高清洁能源消纳的同时节约耕地资源。

周泓表示，无论是工厂式牧草还是室内培育植物，植物工厂化的发展和解决需要不断的突破现有种+养的构架，从长远来看，这类“新能源+植物工厂+畜牧业”的生态循环模式可以大大减轻土地、用水压力，缓解土地荒漠化现状，推动畜牧业的碳中和和碳排放，实现生态环境的良性循环，提升农业的核心竞争力。(洪恒飞 科技日报记者 江耘)