让植物在工厂里拔节生长

　　杨其长在植物工厂实验室观察植物长势。记者 王永战摄

　　杨其长：1963年生，安徽芜湖人。中国农业科学院都市农业研究所首席科学家、国际欧亚科学院院士。他长期从事设施农业相关研究工作，作为我国植物工厂技术体系研究的倡导者，2002年以来率领团队先后攻克植物工厂光配方及LED光源创制、光—耦合节能环境控制、温室主动蓄能调温与空间立体栽培等关键技术，形成了具有我国自主知识产权的植物工厂技术体系。

　　走进中国农科院都市农业研究所的植物工厂，立架上，一棵棵奶油生菜生长旺盛；一旁，育种加速器实验室里，一株株水稻颗粒饱满……

　　“在大田环境下，水稻从种到收要经历120天；在植物工厂，仅需不到60天就可以成熟收割。”杨其长一边向记者介绍，一边叮嘱助手王森，“要注意观察水稻生长状况，详实记录实验数据。”工厂内，通过自动化播种、定植、栽培，各种植物拔节生长……

　　“让植物像工业品一样在工厂里生产”

　　每天一早，杨其长就会来到植物工厂，查看植物生长情况，“植物工厂已经实现了植物智能化生产。”杨其长说。

　　不靠阳光、不靠土壤，植物工厂是如何种出蔬菜的？杨其长介绍，“植物工厂是由计算机对植物生长过程的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行全天候控制的工厂”，这里面需要用到植物光配方、环境—营养协同调控、空间立体栽培等理论和技术支撑。

　　提及为何要攻克植物工厂技术体系，杨其长坦陈：“让植物像工业品一样在工厂里生产，是我们的研究目标。”

　　出生于安徽农村的杨其长，记忆最深刻的就是小时候在农田里干活的场景：盛夏，水稻金黄。凌晨时分，孩子们跟着大人一同到水田里，手持镰刀，一茬茬地割稻子，直到清晨，经常忙得一身汗水一身泥。“在我的家乡，一年两季水稻，每逢夏收最怕下雨，要抓紧时间抢收、抢种”，杨其长说，经常忙碌一夜，简单吃点东西，又要开始第二天的劳作。

　　周而复始、日复一日的田间劳作，让杨其长深深感受到了其中的艰辛；那时，他就梦想有一天，可以研究出一种新的粮食种植方式……

　　1981年，杨其长考上华中农业大学，选择了农业机械化专业。“做毕业设计时，我选择了设计适合水稻田耕作的机器”，杨其长回忆：尽管当时设计的机器比较粗糙，但通过机械设备改造服务农业生产的意识，已在杨其长心中牢牢扎根……

　　“不同植物需要不同波段的优化光谱来进行光合作用，这就要逐个尝试”

　　大学毕业后，杨其长来到中国农业大学攻读硕士研究生，学习生物环境工程专业。“这是农学、生物学和工程学的交叉学科，主要研究的，还是设施农业方向。”杨其长说，“在当时，相关专业人才较少，选择这个研究方向，就是希望给农业现代化插上科技的翅膀。”

　　毕业后进入中国农科院，杨其长从事起设施农业工程领域的相关研究工作。2002年，他接触到了水耕栽培，即利用营养液培植生菜、水稻等农作物。其间，他曾获得科技部的项目支持，着手研究密闭式人工光植物系统。经过几年攻关，2005年，植物工厂著作《植物工厂概论》出版，这是杨其长根据前期探索形成的理论成果。

　　同年，一次访学期间的经历，让杨其长关注到了智能LED光源在植物工厂中应用的前景。当时，杨其长正在荷兰访学。一天，在同事带领下，他看到国外的实验室用红蓝LED光源培植出了绿油油的生菜。“生菜在实验室里长得比外边还好，说明LED光能充分满足植物的光合作用需求。”受此启发，杨其长立即联系国内同事，仅用不到两个月时间，就搭建了一座LED植物工厂实验室。

　　可合适的LED光源十分难寻。2006年4月，杨其长回国后，开始寻求中国科学院半导体研究所的帮助。时隔不久，在大家共同努力下，他们找来了4块价格昂贵的植物LED光源板。利用这一资源，他和同事们开展了大量植物光配方优化试验，寻找合适的光源优化参数……

　　植物光合作用需要哪些光谱？研究团队此前并不清楚，“太阳光包括可见光、紫外光、红外光等波段，不同植物需要不同波段的优化光谱来进行光合作用，这就要逐个尝试”，杨其长说，经过团队不懈努力，终于形成了植物工厂的光配方理论，研发出LED光源创制技术，让植物在工厂内生长成为可能。