近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所植物工廠創(chuàng)新團隊與中國水稻研究所錢前團隊合作，在植物工廠環(huán)境下成功實現(xiàn)水稻種植60天左右收獲的重要突破，將傳統(tǒng)大田環(huán)境下120天以上的水稻生長周期縮短了一半。這為加速作物育種、保障糧食提供了全新的技術(shù)途徑。
據(jù)介紹，這次試驗的水稻是由錢前團隊提供的矮稈品種，其株型較矮，空間利用率高，適合在植物工廠環(huán)境下進(jìn)行多層立體栽培。在供試的6個矮稈品種中，2個品種表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量潛力，定植后45天抽穗，63天收獲，單株分蘗數(shù)達(dá)89個，單層栽培架的綜合產(chǎn)量為每平方米0.98公斤，相當(dāng)于畝產(chǎn)652公斤。
團隊首席科學(xué)家、都市所研究員楊其長介紹，此次水稻種植試驗是在有四層栽培架的全人工光植物工廠進(jìn)行的，采用定制光譜的LED光源為水稻不同生育期提供的光環(huán)境，將水稻種植在營養(yǎng)液栽培槽中，根據(jù)不同時期的營養(yǎng)需求精準(zhǔn)供給養(yǎng)分。同時，植物工廠內(nèi)部的環(huán)境要素，如光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等都受到精準(zhǔn)調(diào)控，為各生育階段提供生長環(huán)境。
中國科學(xué)院院士、中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所所長錢前表示，高效的育種產(chǎn)業(yè)是保障國家糧食的關(guān)鍵。使用傳統(tǒng)育種方法，通常一年只能產(chǎn)生1至2代，即使在溫室環(huán)境下或在熱帶地區(qū)，一年也只能產(chǎn)生2至3代。“依靠植物工廠技術(shù)，打破了這個時空瓶頸�！敝参锕S育種加速系統(tǒng)可不受土地、空間和氣候條件的約束，建在實驗樓或育種單位附近，一年四季均可進(jìn)行加代育種。
楊其長說，60天快速收獲的核心是由原來水稻種植的“靠天吃飯”到各個環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)控制。通過人工環(huán)境下的浸種、催芽及其快速發(fā)芽，苗期LED精準(zhǔn)供光，定植后根據(jù)不同生育階段的作物需求，進(jìn)行環(huán)境與營養(yǎng)的優(yōu)化調(diào)控，大幅提升光合速率，并通過誘導(dǎo)提早抽穗開花、促進(jìn)水稻快速結(jié)實，大幅縮短生育周期，實現(xiàn)快速收獲。
此外，植物工廠種植水稻通過豎向多層種植使食物產(chǎn)能呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長，為保障糧食也提供新的技術(shù)途徑。楊其長給記者算了一筆賬：現(xiàn)在每畝單層畝產(chǎn)水稻在600多公斤，每年6茬快速種植，以栽培層數(shù)四層計算，每畝每年生產(chǎn)水稻超過1萬公斤，如果未來栽培層數(shù)可以達(dá)到10層以上，產(chǎn)量將非常驚人！下一步，研究團隊將針對植物工廠環(huán)境可控以及多層立體栽培的特征，選育出適宜植物工廠種植的水稻品種，提高產(chǎn)量水平。
植物工廠為育種家提供了一個超級加速平臺，使育種周期大幅縮短。楊其長表示，水稻植物工廠的育種模式，完全可以復(fù)制到小麥、玉米等其他糧食作物，只要有關(guān)部門給予支持，可以快速推廣。
在水稻種植方面，由于植物工廠的設(shè)施成本與能耗費用相對較高，加上水稻價值相對較低，大規(guī)模推廣有一定的難度。楊其長認(rèn)為，隨著未來都市農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及低成本能源的廣泛使用，采用工廠化方式生產(chǎn)糧食也是有可能的。
（來源：來源：農(nóng)民日報·中國農(nóng)網(wǎng) 作者：李麗穎）