垂直農業技術是目前設施農業的高級發展階段，是世界農業前沿科技探索的重要領域。近日，在四川成都，由中國農業科學院都市農業研究所自主研發的首座無人化垂直植物工廠投入使用。

無人化垂直植物工廠是一種在多層建筑內進行食物周年連續生產的高效農業系統，這套系統可以在城市進行食物生產，也可在戈壁沙漠、荒地使用，在解決未來都市等地食物就近穩定供應、拓展耕地空間等方面優勢明顯。

中國農業科學院研究團隊率先創立植物光配方與光效提升理論方法，攻克了植物工廠“光效低、能耗高”的世界性難題，目前所構建的20層垂直無人植物工廠為世界首例。

中國農業科學院都市農業研究所副所長甘炳成：目前整個自動化的生產體系，應該是全世界領先的水平，設施單體生產的層數也是世界上最高的。

據了解，這座栽培層數高達20層的垂直植物工廠，通過采用自主培育的作物新品種、垂直立體栽培系統、營養液自動供給系統、人工模擬節能光源以及基于AI的智慧管控系統，實現了在垂直空間內的食物周年穩定生產。不受氣候和地域影響，在環境可控條件下能夠實現35天就收獲一茬生菜。除了生菜以外，其它的葉類菜、果菜、食用菌都可以在垂直植物工廠里規模化生產。

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中國農業科學院都市農業研究所助理研究員 李宗耕：這樣一年能夠生產10茬以上的蔬菜，年產量大概在50噸以上，相當于60畝大田的產量，大大提升了土地的利用效率，也節約了耕地資源。

據央視新聞12月2日報道，在剛剛投用的無人化垂直植物工廠里，通過育種加速器，在成都市區內就能實現作物快速生長發育。創新團隊通過多年攻關，在國際上率先解析了 " 光 - 溫 - 營養 " 耦合調控作物快速繁育關鍵技術。這套技術不受土地、空間和氣候條件的約束，根據植物生長特性來配置它所需要的光譜；采取水培或霧培手段，使植物吸收營養；通過光與營養精準調控，誘導早期開花和促進作物快速生長，大幅縮短作物生育周期。這為無人垂直植物工廠加速作物育種提供了理論驗證與技術儲備。

記者在現場看到，育種加速器里小麥、玉米、大豆、玉米、油菜、棉花、苜蓿等多種旱地作物正在進行育種?？蒲袌F隊試驗發現，這些作物通過育種加速器生育期均縮短50%以上。

目前，科研團隊已經匯總了72類作物、1300多種光配方的數據庫，對作物基礎研究、生理研究等發揮著重要作用。試驗結果顯示，垂直植物工廠里生產的作物，營養成分與大田作物基本沒有差別。

據央視新聞報道，今年初，位于福建省永春縣的一個植物工廠里培育的蔬菜開始穩定生產，當地采用現代化智能化設施，讓蔬菜種植走進車間，不受自然環境影響，實現高效化蔬菜生產。

這個植物工廠據作物生長規律，結合環境溫濕度及二氧化碳特性，利用 LED 植物誘導光源替代日光照明，結合智能自動化、生物、電子信息等集成技術，控制作物生長環境，并采用多種復合物理農業技術防蟲，做到無土壤無農藥生產綠色健康的有機蔬菜。

該植物工廠共有5個生產車間，1個育苗車間，目前一個生產車間和育苗車間已經投產運營，開始培育冰菜、生菜、上海青、甘藍等葉菜，每月可采收兩次葉菜，產品主要銷往廈門、福州、泉州等城市。冬春季節蔬菜產業是福建的特色產業和優勢產業。據了解，早在2020年，福建各類設施蔬菜產量就達630萬噸。根據福建 " 十四五 " 農業發展規劃，到2025年，全省蔬菜播種面積將達到930萬畝，蔬菜產量達到1550萬噸，設施蔬菜種植面積達到150萬畝。

據了解，中國已經成為全球植物工廠發展最快的國家之一。國家智慧植物工廠聯盟主席、中國農業科學院智能植物工廠首席科學家楊其長曾向媒體透露：截至2020年底中國各類規模的植物工廠超過220座。

但不可忽視的是，人工光植物工廠還很小眾，普及率并不高。原因在于，推廣植物工廠，難的不是技術，而是如何降低建設成本和運營成本。

植物工廠需要在封閉環境下進行作物生產，因此需要構建包括外維護結構、空調系統、人工光源裝置、多層栽培架、營養液循環與控制系統以及計算機調節與控制系統在內的相關工程與配套裝備。

目前，植物工廠的相關研究正從減少能耗、降低成本入手，讓其更能為市場所接受，這也是植物工廠發展過程中的關鍵一步。而解決高能耗問題，有以下幾個方向：一是，提高光電轉換效率；二是，利用低谷電；三是積極探索清潔能源的利用。