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植物工厂实现水稻种植60天快速收获

发布日期:2021-08-23来源: 农民日报作者:李丽颖阅读次数:字体:[  ]背景颜色:

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钱前团队合作,在植物工厂环境下成功实现水稻种植60天左右收获的重要突破,将传统大田环境下120天以上的水稻生长周期缩短了一半。这为加速作物育种、保障粮食安全提供了全新的技术途径。

  据介绍,这次试验的水稻是由钱前团队提供的矮秆品种,其株型较矮,空间利用率高,适合在植物工厂环境下进行多层立体栽培。在供试的6个矮秆品种中,2个品种表现出较高的产量潜力,定植后45天抽穗,63天收获,单株分蘖数达89个,单层栽培架的综合产量为每平方米0.98公斤,相当于亩产652公斤。

  团队首席科学家、都市所研究员杨其长介绍,此次水稻种植试验是在有四层栽培架的全人工光植物工厂进行的,采用定制光谱的LED光源为水稻不同生育期提供最佳的光环境,将水稻种植在营养液栽培槽中,根据不同时期的营养需求精准供给养分。同时,植物工厂内部的环境要素,如光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等都受到精准调控,为各生育阶段提供最佳生长环境。

  中国科学院院士、中国农科院作物科学研究所所长钱前表示,高效的育种产业是保障国家粮食安全的关键。使用传统育种方法,通常一年只能产生1至2代,即使在温室环境下或在热带地区,一年也只能产生2至3代。“依靠植物工厂技术,打破了这个时空瓶颈。”植物工厂育种加速系统可不受土地、空间和气候条件的约束,建在实验楼或育种单位附近,一年四季均可进行加代育种。

  杨其长说,60天快速收获的核心是由原来水稻种植的“靠天吃饭”到各个环节的精准控制。通过人工环境下的浸种、催芽及其快速发芽,苗期LED精准供光,定植后根据不同生育阶段的作物需求,进行环境与营养的优化调控,大幅提升光合速率,并通过诱导提早抽穗开花、促进水稻快速结实,大幅缩短生育周期,实现快速收获。

  此外,植物工厂种植水稻通过竖向多层种植使食物产能呈现几何级数增长,为保障粮食安全也提供新的技术途径。杨其长给记者算了一笔账:现在每亩单层亩产水稻在600多公斤,每年6茬快速种植,以栽培层数四层计算,每亩每年生产水稻超过1万公斤,如果未来栽培层数可以达到10层以上,产量将非常惊人!下一步,研究团队将针对植物工厂环境可控以及多层立体栽培的特征,选育出适宜植物工厂种植的水稻品种,提高产量水平。

  植物工厂为育种家提供了一个超级加速平台,使育种周期大幅缩短。杨其长表示,水稻植物工厂的育种模式,完全可以复制到小麦、玉米等其他粮食作物,只要有关部门给予支持,可以快速推广。

  在水稻种植方面,由于植物工厂的设施成本与能耗费用相对较高,加上水稻价值相对较低,大规模推广有一定的难度。杨其长认为,随着未来都市农业的快速发展以及低成本能源的广泛使用,采用工厂化方式生产粮食也是有可能的。