植物工厂实现水稻种植60天快速收获

近日，中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队与中国水稻研究所千千团队合作，成功实现了植物工厂环境下水稻60天左右收割的重要突破，将传统田间环境下120多天的水稻生长周期缩短了一半。这为加速作物育种和保障粮食安全提供了新的技术途径。

据介绍，本次试验的水稻是千千团队提供的矮化品种，株型短，空间利用率高，适合在植物工厂化环境下多层立体栽培。在供试的6个矮秆品种中，有2个表现出较高的产量潜力，抽穗45天、收获63天后单株分蘖89个，单层栽培架综合产量为每平方米0.98公斤，相当于亩产652公斤。

该团队首席科学家、城市研究所研究员杨其昌介绍，水稻种植试验是在一个四层栽培架的全人工轻植物工厂进行的。采用定制光谱的LED光源，为水稻不同生育期提供最佳光环境。水稻种植在营养液栽培罐中，根据不同时期的营养需求，精准供给养分。同时，工厂内部的环境因素，如光线、温度、湿度、二氧化碳浓度等。被精确控制，为每个生长阶段提供最佳的生长环境。

中国科学院院士、中国农业科学院作物科学研究所所长千千表示，高效种业是保障国家粮食安全的关键。使用传统的育种方法，通常一年只能产生一至两代，即使在温室或热带地区，一年也只能产生两至三代。“依靠工厂工厂技术，这个时空瓶颈已经被打破。”植物工厂化育种加速系统可建在实验楼或育种单元附近，不受土地、空间和气候条件的限制，可全年进行附加世代育种。

杨其昌说，60天速收的核心是从“看天气”到各个环节的精准控制。通过在人工环境中浸种、催芽、快速发芽，LED可以在苗期精准补光。大田种植后，可根据作物不同生长阶段的需求，优化控制环境和营养，光合速率可大幅提高。通过诱导早抽穗开花，可以使水稻快速结实，生长周期大大缩短，实现快速收获。

此外，工厂化垂直多层种植水稻使粮食生产率呈几何级数增长，这也为保障粮食安全提供了新的技术途径。杨其昌为记者算了一笔账：目前水稻亩产600多公斤，每年快速种植6种作物。按四层栽培计算，水稻亩产每年超过1万公斤。如果将来栽培层数能达到10层以上，产量会惊人！下一步，研究团队将根据环境可控、多层立体栽培的特点，选择适合植物工厂化种植的水稻品种，提高产量水平。

植物工厂为育种者提供了一个超级加速平台，大大缩短了育种周期。杨其昌表示，水稻厂的育种模式可以复制到小麦、玉米等粮食作物上，只要相关部门给予支持，就可以快速推广。

在水稻种植方面，由于工厂设施和能源消耗成本相对较高，水稻价值相对较低，难以大规模推广。杨其昌认为，随着未来都市农业的快速发展和低成本能源的广泛使用，工厂化生产粮食也成为可能。