水稻种植(对话三农科学家|水稻60天就能收获?种地竟然不用土?)
“春种一粒粟,秋收万颗子”,是自古以来人们对粮食生长周期的普遍认知。然而就在近日,中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队的科学家们,在植物工厂环境下,成功实现水稻种植63天收获的重要突破,将传统大田环境下120天以上的水稻生长周期缩短了一半。这似乎听起来很不可思议,所以很多网友提出了作为“吃货”最关心的问题:“60天水稻能好吃吗”?为了帮助网友一探究竟,《中国三农报道》记者来到了四川成都天府新区,在都市农业研究所专访了该科研团队的首席专家杨其长。
天府新区这片高楼林立的环境好像和农业很矛盾,说是研究水稻种植,可试验田在哪里呢?下图中的铁皮房就是其中的一块试验田,在这个水稻宝宝的“育婴室”里,7天就可以完成整个育秧过程,而在大田环境下,整个育秧过程的周期一般是35天。
据了解,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。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。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650多公斤。
问题一:“60天收获”的水稻能好吃吗?
杨其长:在我们植物工厂的环境下,应该说品质还是可以得到控制的。如果在土壤环境下生长的话,它吸收营养就非常慢。在我们植物工厂的环境下,通过水根栽培,让根直接在营养液中很容易地吸收到它需要的一些营养。尤其是通过光营养的调控,我们可以使它的品质、口感更好,有可能维生素和可溶性糖等一些成分的含量更高,所以说口感应该没有问题。
有了光和营养的协同调控,再加上一些其他的环境要素的配置,使它生长得更舒服,也就生长得更快。所以说能够实现在大田条件下120天左右成熟,在植物工厂环境下大概60多天就可以成熟。
问题二:“60天收获”水稻的成本很高吧?
杨其长:在植物工厂的环境下,两个成本其实是比较高的。第一就是你要给它创造一个可控的环境,包括外围结构、里面的一些环境系统,包括栽培系统、硬件的搭建等等。第二个很重要的成本就是它的运行费用,尤其是电耗的运行费用是占比比较大的。
60天左右的话,一公斤的水稻,它要消耗的能源大概在60度电左右。如果按照民水民电的价格来算,差不多一斤水稻的电费成本在十几块钱。所以相对来说,它的设施成本和运行成本比大田环境下的还是要高很多。我们可以算一下大田的成本,它是免费的阳光,免费的土,当然土地这一块可能还是需要一些租金,免费的降雨,这当然需要一些灌溉,所以说它的成本相对来说还是比较低的。
问题三:在植物工厂种地竟然不用土?
杨其长:对中国来说,非常可贵的一个资源是土地资源,我们国家一直强调保住我们的18亿亩耕地红线。但是从我的专业角度来看,我们这个叫可控环境下的一种农业生产方式,它跟耕地没有太多必然的关系,也就是说未来土地资源的限制是有可能被新的技术打破的。
在植物工厂的环境下,用水培把根泡在水里面,跟耕地是没有太多必然的关系,跟土也没有必然的关系。因此,它可以在城市内部的任何空间,在城市周边的一些空间,甚至在岛礁、高原、哨所、边防,甚至在外太空等等,都可以进行食物的生产。
问题四:什么是“垂直农业”?
杨其长:垂直农业让农业从原来的平地将空间进行拓展,比如说在一栋30层楼或40层楼的空间中,我们让每一层楼都有数10层的一个栽培空间,这样的话土地的利用效率就比原来的平地增加了几千倍,所以它的土地空间利用效率就会大幅度地提升。
而且根据我们的统计和计算,未来向都市农业发展,把都市的一些空间利用起来以后,我们大概能拓展5000万亩到一个亿左右的耕地资源,再加上它的生产效率比大田要高很多,有可能拓展的耕地资源会更多。
我们现在也在探索在城市的屋顶、阳台、地下、小区、学校、医院,还有其他空闲的一些厂房等等。我们通过植物工厂或者设施农业的技术手段,有可能解决一部分食物供给的问题,同时可能能改善城市的一些生态环境,甚至人文环境。
问题五:研究“60天收获水稻”的意义何在?
杨其长:第一就是保障国家安全,粮食安全是国家安全的一个最重要的组成部分。
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。但是现在有这么一个技术手段,有可能未来在植物工厂的环境下,可以加代到5至6代,也就是说比原来的育种速度可以提高一倍以上。
第二就是因为这个技术,它可以实现在人工环境下多层的立体栽培,而且不受任何地域的限制,空间的限制。所以未来有可能在一个很小的空间内,通过多层的立体栽培,它的产出效率或者产量就有可能大幅度地提高。这样的话,为未来我们的粮食安全提供一个技术的保障手段。
记者:郭嘉宁 郭颖
编辑:文捷
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