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近日，由中国农业科学院都市农业研究所自主研发的世界首例超高层无人化垂直植物工厂在成都建成投用，农作物从育种、栽培到生长都可以在这个植物工厂里实现。
在天府新区的成都国家现代农业产业科技创新中心， 一盘盘定植好的生菜苗，正在被全自动传送带运到一排排钢铁架子上的预定位置，它们将在这里开启一个月左右的“生长期”。眼前这个智能自动化的植物栽培系统，就是中国农业科学院都市农业研究所自主研发的一种空间作物生产系统——无人化垂直植物工厂。
无人化垂直植物工厂是一种革命性的农业概念，将多层建筑与先进的农业技术相结合，实现了在有限空间内进行周年连续的食物生产。这种系统不仅可以在城市环境中运作，还可以适应戈壁沙漠、荒地等恶劣条件，为解决未来都市等地食物就近稳定供应、拓展耕地空间等问题提供了有力支持。
中国农业科学院研究团队在植物光配方与光效提升方面取得了理论方法的突破，成功解决了植物工厂领域长期存在的“光效低、能耗高”的难题。通过精心设计和优化，他们构建了一座20层的垂直无人植物工厂，成为世界首例。
这座垂直植物工厂采用了先进的植物生长调控技术、环境控制系统和智能化管理系统，实现了从种子到成品的全程自动化生产。通过精确控制光照、温度、湿度和营养等环境因素，工厂内部的植物生长迅速且健康，产量和品质得到了有效保障。
通过采用自主培育的作物新品种、垂直立体栽培系统、营养液自动供给系统、人工模拟节能光源以及基于AI的智慧管控系统，垂直植物工厂实现了食物周年稳定生产，种植的生菜35天就可收获一次，年产量可以达到50吨以上，相当于60亩良田的产量。能够实现如此高的产量，正是源于植物工厂的特殊加速器。中国农业科学院的研究团队率先创立植物光配方与光效提升理论方法，攻克了植物工厂“光效低、能耗高”的世界性难题，实现了作物室内快速生长。
与传统的农业生产方式相比，无人化垂直植物工厂具有多个显著优势。首先，它可以在有限的城市空间内实现高效利用，解决了城市农业用地紧张的问题。其次，通过智能化的管理系统，可以减少对人力资源的依赖，降低生产成本。此外，由于生产过程在封闭的环境中进行，还可以减少对环境的负面影响，实现可持续发展。
首席科学家杨其长表示：“育种加速器概念就是完全可以（人工）控制作物的温度、湿度、光照、二氧化碳以及根际营养，使作物在最优的环境和营养条件下获得生长，而且速度更快，生育期更短。比如说像水稻、小麦等一些作物，我们在育种加速器条件下，一年大概可以加代到5到6代，因为我们（作物）的生育期由原来的120天可以缩短到50天到60天。”
作物生长离不开光合作用，而育种加速器里的核心技术就是通过精准控制光的亮度和颜色，模拟和替代了自然光，从而加快作物发育和育种过程。
创新团队通过多年攻关，在国际上率先解析了“光-温-营养”耦合调控作物快速繁育关键技术。这套技术不受土地、空间和气候条件的约束，根据植物生长特性来配置它所需要的光谱；采取水培或雾培手段，使植物吸收营养；通过光与营养精准调控，诱导早期开花和促进作物快速生长，大幅缩短作物生育周期。这为无人垂直植物工厂加速作物育种提供了理论验证与技术储备。
研究员王森介绍：“（像）紫花苜蓿如果它生长的线种光，（红）光可以有利于紫花苜蓿的开花和结籽，蓝光有利于作物种下去以后，它在苗期的一个生根以及茎的茁壮成长。”
垂直农业技术是世界农业前沿科技探索的关键领域，目前，中国农业科学院科研团队已经汇总了72类作物、1300多种光配方的数据库，对作物基础研究、生理研究等发挥着重要作用。
王森继续补充道：“我们测试了208个品种的水稻，每个品种也做了一个相应的检测，它里面的各种元素的含量，跟大田里面做的含量它基本上是一样的。”
中国农科院成都院士工作站所在的成都国家现代农业产业科技创新中心，是西南地区唯一一个农业部批复建设国家现代农业产业科技创新中心。作为科创中心的支撑载体，中国农业科学院都市农业研究所将发挥技术与科研优势，和成都合力打造植物工厂育种技术中心和产业中心，打造特色生态农业硅谷。
对于我国而言，这一创新性的农业技术突破具有重要意义。首先，它有助于提升我国农业的竞争力和可持续发展能力。通过推广应用无人化垂直植物工厂技术，我们可以在有限的土地资源上实现更高效的食物生产，满足不断增长的人口对食物的需求。
其次，这项技术可以为农民提供新的就业机会和收入来源。随着无人化垂直植物工厂的建设和运营，需要相关的技术人员、管理人员和维护人员来确保系统的正常运行。这将为农民提供更多就业机会，促进农村经济发展。此外，无人化垂直植物工厂的建设还可以推动相关产业的发展。例如，它需要先进的农业设备、传感器、控制系统和软件技术等来支持其运行。这将促进我国农业科技产业链的发展和完善，推动相关产业的创新和升级。
然而，尽管无人化垂直植物工厂具有许多优势，但也面临着一些挑战和问题。例如，建设和运营这样一座工厂需要大量的资金和技术支持。此外，南宫28登录入口如何确保植物在封闭环境中的健康生长、如何降低能耗和提高产能等也是需要解决的关键问题。
我国自主研发的首座无人化垂直植物工厂的建成投入使用是一项具有里程碑意义的创新成果。它不仅为解决未来都市等地食物就近稳定供应、拓展耕地空间等问题提供了有力支持，还为我国农业的转型升级和可持续发展开辟了新的道路。
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