植物工厂
石东乔 冯锋
①随着人口的持续增长、土地资源的枯竭，极端气候事件的频发，传统农业的发展到了“瓶颈期”。
②因此，科学家们设想利用先进的种植技术，把农业向上延伸。这源于植物生长的原理——万物生长靠太阳，植物利用太阳光进行光合作用，把空气中的二氧化碳和水转变成葡萄糖、淀粉等有机物，这样就可以长高、长大，直到开花结果。利用这个原理，在适宜条件下，给植物足够的光和必需的营养，就可以把庄稼“种”到空中去，把高楼大厦变成一座座农场，用车间生产的办法来生产粮食和瓜果等。
③这种植物工厂是农业发展的高级阶段，被看成农业产业化领域的“潜力股”。研究发现，只要对生长环境进行调控，通过改变光照、调整“光配方”、改善营养液成分等，就可实现对植物生长周期和生长状态的调控。比如，生菜在农田里栽培需要30～40天才能收获，但是在植物工厂仅需20天左右。在植物工厂里，只要有足够的光照和营养，水果、蔬菜乃至粮食就可以“长了一茬又一茬”，几乎不受外界的天气、光照和土壤环境的影响。
④植物工厂需要多种先进设施，如对环境进行精确控制、反馈的计算机和传感器等。然后，根据不同的植物来设置温度，湿度、光照、二氧化碳浓度等，高精度地实时测量植物的生长和生理状态，生成数据并反馈至控制系统，对环境进行动态调节。研究发现，光质影响植物光合作用和光信号调节，在植物生长中起重要作用，不同的植物对光质具有偏好性。比如，优化红光或远红光的比例，可以提高三色堇的开花数量和质量；而要想长出肥厚的绿色生菜，就需要多用蓝光和红光。
⑤没有土壤，植物“吃”什么？和田野生产不同，植物工厂要求洁净的栽培空间，甚至需要无菌培养室。在这种条件下，就要用营养液来“饲喂”植物。植物工厂采用循环流动的营养液来为植物提供营养。萝卜青菜，各有所爱，不同的植物也有不同的“口味”和“取食偏好”。比如，叶菜类、茄瓜类，花菜类的蔬菜，对营养液的要求各不相同，很多植物对于营养液的成分，酸碱性，温度等也有不同的“挑剔”程度。这就要求植物工厂对营养液进行个性化配制和运用。
⑥由此看来 ， 只要做到精准的人工控制，就可在植物工厂里实现万物生长的梦。可以想象，只要带上种子、水和营养物质，利用太阳能或其他清洁能源，就可生产出粮食、蔬菜和水果来，这不仅解决了“瓶颈期”问题，还能解决航海、航天、沙漠、极地等环境中的吃饭问题。
（《光明日报》，2020.12.10有删改）
