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植物工廠實現水稻種植60天快速收獲

發布日期:2021-08-23來源: 農民日報作者:李麗穎閱讀次數:字體:[  ]背景顏色:

近日,中國農業科學院都市農業研究所植物工廠創新團隊與中國水稻研究所錢前團隊合作,在植物工廠環境下成功實現水稻種植60天左右收獲的重要突破,將傳統大田環境下120天以上的水稻生長周期縮短了一半。這為加速作物育種、保障糧食安全提供了全新的技術途徑。

  據介紹,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,適合在植物工廠環境下進行多層立體栽培。在供試的6個矮稈品種中,2個品種表現出較高的產量潛力,定植后45天抽穗,63天收獲,單株分蘗數達89個,單層栽培架的綜合產量為每平方米0.98公斤,相當于畝產652公斤。

  團隊首席科學家、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行的,采用定制光譜的LED光源為水稻不同生育期提供最佳的光環境,將水稻種植在營養液栽培槽中,根據不同時期的營養需求精準供給養分。同時,植物工廠內部的環境要素,如光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等都受到精準調控,為各生育階段提供最佳生長環境。

  中國科學院院士、中國農科院作物科學研究所所長錢前表示,高效的育種產業是保障國家糧食安全的關鍵。使用傳統育種方法,通常一年只能產生1至2代,即使在溫室環境下或在熱帶地區,一年也只能產生2至3代。“依靠植物工廠技術,打破了這個時空瓶頸。”植物工廠育種加速系統可不受土地、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”到各個環節的精準控制。通過人工環境下的浸種、催芽及其快速發芽,苗期LED精準供光,定植后根據不同生育階段的作物需求,進行環境與營養的優化調控,大幅提升光合速率,并通過誘導提早抽穗開花、促進水稻快速結實,大幅縮短生育周期,實現快速收獲。

  此外,植物工廠種植水稻通過豎向多層種植使食物產能呈現幾何級數增長,為保障糧食安全也提供新的技術途徑。楊其長給記者算了一筆賬:現在每畝單層畝產水稻在600多公斤,每年6茬快速種植,以栽培層數四層計算,每畝每年生產水稻超過1萬公斤,如果未來栽培層數可以達到10層以上,產量將非常驚人!下一步,研究團隊將針對植物工廠環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,完全可以復制到小麥、玉米等其他糧食作物,只要有關部門給予支持,可以快速推廣。

  在水稻種植方面,由于植物工廠的設施成本與能耗費用相對較高,加上水稻價值相對較低,大規模推廣有一定的難度。楊其長認為,隨著未來都市農業的快速發展以及低成本能源的廣泛使用,采用工廠化方式生產糧食也是有可能的。

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