【曬曬咱的國之重器 】

　　光明日報記者 楊舒

　　沒有陽光、雨水和土壤，能種出糧食來嗎？

　　農(nóng)業(yè)科學家說：“能，而且長得更快！”

　　2021年10月，在國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展上，一幢泛著紅紫色柔光的玻璃小屋格外亮眼。

　　這可是一座植物工廠。四層栽培架上，一排排水稻青苗齊整整扎在特殊的營養(yǎng)液里，在顆顆彩色LED節(jié)能燈的“撫觸”下，正奮力拔節(jié)。

　　在這里，稻子從插秧到收獲只需60天左右，比在常規(guī)大田的生長周期整整短了一半！

　　這好比“坐火箭”的速度從何而來？

　　原來，植物生長依賴光合作用，在不同的生長階段，所需的光、溫、水、氣、肥等參數(shù)各有不同。在這座植物工廠里，科學家摸透了水稻的脾氣，只消精準模擬自然環(huán)境，把各項參數(shù)調節(jié)到最理想的狀態(tài)，給秧苗吃上“私人定制”的“小灶”，光合作用就自然加速了。提早開花，加速結果，稻子“早熟”也就夢想成真了。

　　科學家說，這里面最難啃的“硬骨頭”是為水稻量身定制最適合的光環(huán)境。中國農(nóng)業(yè)科學院都市農(nóng)業(yè)研究所植物工廠創(chuàng)新團隊首席科學家楊其長介紹，陽光中包含著赤橙黃綠青藍紫7種可見光和紫外線等光譜，其中的紅、藍光對植物光合作用促進最大，其他光譜也對植物的開花、結實和色素形成具有獨特功能。

　　但日常照明光和植物生長用光的差別可不小。“我們的很多試驗都失敗了，要么把植物‘曬’死了，要么就是長勢不行”，不斷摸索下，楊其長團隊首次在國際上提出了植物“光配方”思想，突破多項核心技術，終于讓發(fā)光二極管——LED以不同的光譜配方模擬陽光成為可能。

　　營養(yǎng)液代替泥土，無須擔心蟲害，不用噴灑農(nóng)藥……多種“黑科技”加持下，兩個月就成熟的水稻一年能收獲6茬。品質怎樣呢？“實驗已證明，這樣種出來的水稻不僅周期短了，畝產(chǎn)有保證，品質也不錯。”楊其長說。

　　不過，給水稻“吃小灶”、縮短它們生長周期的意義可不僅在于增加產(chǎn)量，在育種專家眼中，這座植物工廠正是絕佳的水稻育種加速器。

　　“高效的育種產(chǎn)業(yè)是保障國家糧食安全的關鍵?！敝袊茖W院院士錢前說，傳統(tǒng)的水稻育種周期長，一年頂多能繁育2至3代，育成一個新品種往往要幾年甚至幾十年時間。但依靠植物工廠，這一時空瓶頸就能被打破，從而實現(xiàn)“快速育種”。

　　不僅如此，植物工廠育種加速器可以不受土地、空間和氣候條件的約束，若就近建在實驗樓或育種單位附近，一年四季均可進行加代育種，將大大節(jié)省育種工作者的時間。

　　楊其長說，未來，這座植物工廠水稻育種加速器有望實現(xiàn)每年6茬以上的“快速育種”，栽培層數(shù)甚至可以達到10層以上，“依靠植物工廠，這也為水稻和其他作物的加代育種和高效栽培提供了新的技術路徑”。

　　事實上，智能植物工廠一直是國際高技術競爭的重要領域，但直到21世紀初，中國科學家才正式加入這條科研賽道。

　　現(xiàn)在，我國已是植物工廠產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的國家，擁有規(guī)模以上植物工廠200多座，產(chǎn)品和技術裝備已走上國際舞臺，推廣到歐美、日本等發(fā)達國家。

　　在楊其長看來，為育種加速，僅僅是植物工廠顛覆傳統(tǒng)農(nóng)作方式的一種可能，不久的將來，在非可耕地，在荒漠、戈壁甚至太空等特殊空間，人工打造一個適宜農(nóng)作物生長的環(huán)境，植物工廠將大有可為——“它代表著未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向！”