穿上实验防护装,戴上手套,“全副武装”的记者钻进了一个粉紫色的“梦幻世界”。只见数千束光从LED灯里发出,直射底端的白色“货架”,光的粉紫色将500多平方米的“工厂车间”照射得晶莹透亮。
如果不是明升中国农业app院农业环境与可持续发展研究所副研究员李琨的介绍,如果没有看到栽培架上茁壮成长的蔬菜,记者无法想象,这里竟然是一个农业场所!与传统农业场所黄土地、绿庄稼的色调完全不同,北京顺义这个植物工厂,科技感十足,流光溢彩,甚至说“光怪陆离”也不为过。
这便是当今的“设施农业”留给记者的深刻印象。
“设施农业”这一概念也许并不为人们所熟知,但它迅猛发展,早已融入日常生活,例如常见的温室大棚就是设施农业的典型代表。和植物工厂中的蔬菜一样,番茄、草莓等人们司空见惯的食物,已经逐渐脱离了露地栽培,转而成为设施农业的主要作物。
设施农业不仅满足了城乡居民多样化的食品消费需求,还因其“在非耕地上种粮食”的特点,让粮食安全多了一道保障。今年,农业农村部等部门联合制定了《全国现代设施农业建设规划(2023—2030年)》,引导鼓励用现代科技、工程技术“武装”农业。
“我们有两颗心。一颗心深扎于土壤,钻研农业技术,像几千年来土地上的农民,辛勤耕耘;一颗心跳离土壤,钻研工程、环境、装备,让科技的翅膀带着种子和幼苗,飞往土壤之外能让它们生存的地方。”几个月以来,记者来到设施农业研究者中间,领略到他们“向科技要产量”的理想追求。他们中的很多青年人,立志用智慧和汗水,为农业换上坚实的装备、为作物提供舒适的环境、为现代农业孕育一个更美好的未来。
1、为农业生产“穿”上科技装备
“这种粉紫色光线是这里生产优质蔬菜的秘密之一。”李琨说。记者看到,每一棵菜的上方都有一个对应的灯珠,每一个灯珠发射的光圈刚好把下方的菜罩住,就像“依着头做帽子”,没有一丝光源因外溢而浪费。
“每一个灯珠都集成了多个红蓝光芯片,下方还放置了菲涅尔透镜……”李琨说,这“一灯一菜”的设计,凝结着科研人员不少心血。
用什么样的LED灯才能让光线完全落在透镜上?选什么样的透镜才能保证下方的光照区域适应蔬菜植株的生长变化?太多的问题需要在设计中考虑到位。
“芯片”“光源”“透镜”,这几个关键词,居然与农业有关。如果不是眼前一株株作物的提醒,记者总觉得这里是某项高精尖科技的实验室。“这是给农业生产‘穿’上了一身科技装备啊!”李琨也认可这种说法。
“这是通风立管,用来引导冷气。”顺着李琨手指的方向,记者看到在栽培架旁有几根从底层直通最高层的细管,管道上还不规则地分布着出气孔。原来,这些立管是解决植物工厂内温度不均的“利器”。
“植物工厂内栽培架很密集,空气流动性差。等蔬菜长大后,空气流动性进一步降低。立管的作用就是保证室内空气流通,管上小孔的分布,也是根据流体力学的原理精密计算过的。”原来,这项工作不仅要求研究者熟悉农业生产,也要求研究者能熟练运用物理、明升手机、环境、工程等领域的知识。
“靠天吃饭”的农业生产,今天逐步向“靠技吃饭”发展,离不开千千万万这样的科研工作者。
2、“大自然很少‘呵护’的土地,有我们照料”
2023年3月,春风还未吹进西藏阿里的戈壁荒原,西北农林科技大学副教授曹晏飞已带着他专门为此地设计、组装的温室,再一次来到阿里地区噶尔县。
2022年5月,曹晏飞在此地调研。这里平均海拔在4000米以上,土壤贫瘠,冻土广布,大片土地不适合耕作。但曹晏飞知道,这里是设施农业研究者大展拳脚的舞台。克服高原反应带来的头痛、流鼻血、失眠等不适,曹晏飞坚持完成了温室选址、勘测、数据采集等工作。
10个月后,他带着多次改良优化的设计,带着从各地采购的建筑材料,带着在这里“打响设施种植第一炮”的信心,来到了阿里地区噶尔县。
这份信心来之不易。曾经,他的同行为了把温室带到这里,屡败屡战:要么温室被大风吹坏;要么零部件在颠簸的路上散落遗失;要么大雪封路,根本运不上去。而曹晏飞相信自己和团队,采取了先运输材料、到达阿里再组装的方案。
亲眼看着温室在当地安装成功,他才觉得心里踏实。在这期间,时不时就有当地农户跑来询问他的温室是否出租:“你们这个温室看着就好!”听到这样的评价,曹晏飞感到很欣慰。独特的防风防沙设计、高效的蓄热保温功能、精心计算的屋面顶部角度……得到这群“识货”的农户认可,他体会到汗水没有白费。
他没有一口答应农户租用温室的请求。温室能经得住高原冬季的寒风吗?能保障番茄越冬生产吗?这些问题到了明年才会有答案。
曹晏飞不怕等待,他深知农业就是一门和时间打交道的学问。当时间成为变量,那一切就交给时间吧!他相信,一次实验也许会失败,但时间永远不会辜负有心人。
讲到这里,他向记者描绘起今年6月前往新疆喀什调研时看到的情景:一望无际的塔克拉玛干沙漠上,成片的温室一直延伸到天际线。
“那是一个奇迹!”曹晏飞说,“那片很少被大自然‘呵护’的土地,得到了设施农业工作者的精心照料。”
3、种下希望,再坚定等待
8月30日,北京门头沟百花山自然保护区,秋风吹拂。北京农学院副教授赵文超带来10株百花山葡萄的幼苗。他将进行幼苗野化驯化的尝试。
目前,仅发现的两棵野生百花山葡萄就生长在保护区内,两个植株均为雌株。这10株幼苗是用这两棵葡萄树的枝条扦插获得的。它们是同一批50株扩繁得到的幼苗中最健康、茁壮的“佼佼者”。
“无心插柳柳成荫”的好运没有眷顾这个濒临灭绝的物种,这一批幼苗的存活,靠的是设施农业科研人员的“有心”。
在温度、光照、湿度可控的温室里,赵文超和同事们完成了百花山葡萄的扩繁计划。为植物提供可控生长环境的温室并非为拯救濒危植物而设计,只不过精准调控植物生长环境是设施农业的特长。
赵文超与团队长期研究设施番茄的生长环境。其中“最浩大的工程”,当属连续8年观测记录番茄生长发育的120多万个环境与植株生长数据,建立了设施番茄生产的数据库平台,并研发了数学模型。他希望用数据精确地找到环境与植物生长发育的关系。
“这些数据还远远不够。”在和多位专家探讨后,他清晰地认识到精准把握环境与植物的关系仍任重道远。他并不灰心,反而坚信只要坚持下去,找到答案的一天就定能到来。
就像拯救百花山葡萄的努力一样——用仅剩的两个雌株扩繁、野化,如果没有野生的雄株授粉,可能永远都不会开花结果。但只要扩繁、野化的工作不停滞,希望就还在。
两株、10株、100株……赵文超的愿望是把雌株种满山野。“到那时,说不定在某个角落,还未被发现的野生雄株花粉被风吹来,一旦落到雌株上,明升m88的旅程就能再一次开启!”
(本报记者 殷泽昊 李洁)
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