走进家庭步入深空

随着人口的膨胀，食物需求也不断上升，资源耕地等却在逐渐减少，再加上从业人员老龄化现象加剧，人类的生产和生活面临着严峻的挑战。幸运的是，可以突破土地资源的约束、大幅提高土地资源利用效率的植物工厂正逐渐兴起，这项被认为颠覆传统农作方式的技术，有望成为解决人类挑战的众多可选途径之一。

在某论坛上，著名设施园艺专家、西北农林科技大学*教学名师邹志荣教授和北京航空航天大学环境生物学与生命保障技术研究所所长、月宫一号总设计师刘红教授两位专家都认为植物工厂将来会大有作为，在很多地方都可以实现植物的智能化生产，如沙漠、戈壁、盐碱地、海岛、水面、城市建筑和地下空间等。“尤其是在探索太空的航天领域会有非常大的应用前景。”

与城市融合得越来越紧密

国际上，植物工厂发展的历程要从1957年算起，到现在将近60年了。中国植物工厂的历史不到20年，但发展迅速。

邹志荣表示，对设施农业来说，植物工厂应该是这个领域最高的发展阶段，已经完全可以摆脱自然约束，实现人为控制环境，按照人的意愿进行植物生产，代表了未来农业的发展方向。

“现在LED植物工厂发展非常‘热闹’，2016年以后可能会进入快速发展时期。”该论坛主持人、我国植物工厂研究的创始人、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员杨其长也对植物工厂的未来充满了希望。

多年来，杨其长带领团队开展了植物工厂光配方、光—温耦合节能环境控制、营养品质调控及智能化管控等相关试验研究，并取得了多项技术突破。杨其长把这些技术的产业化应用看得非常重，他认为进一步加大智能LED植物工厂的研发力度，扩大应用范围和规模具有重要的现实意义。

植物LED灯

“未来的植物工厂肯定会与城市融合得非常紧密。”杨其长表示，这样就为植物工厂跟城市的结合提供了很好的发展空间，比如植物工厂可以跟社区、超市、家庭、宾馆、饭店、医院、养老、学校科普等很多方面结合。

从上海世博会展出了家庭植物工厂以后，目前各种家庭植物工厂模式发展非常快，比如迷你型家庭小型植物工厂装置就有很多产品已投入市场。

不同的家用小型植物工厂

“北京当代商城六层有一个餐厅，把植物工厂技术与餐饮进行了结合，可以在里面取菜，然后现场进行烹制，这种形式可以成为城市的一种新时尚。”杨其长说。

饭店里的小型植物工厂

日本PASONA公司办公楼内的栽培体系

目前，发展都市垂直农业逐渐成为潮流，“发展都市垂直农业中很大的成分是跟植物工厂密切关联的。”刘红表示，今后都市垂直农业还应该发展成都市型生态循环农业。

应用于载人深空探测

9月15日，天宫二号的发射成功，为我国后续空间站建设和运营奠定了坚实基础。空间站建设之中一个很重要的课题就是实现新鲜食物的自给，“植物工厂的一些技术可以为空间站提供保障。”杨其长说。

今后人类要进行长时间、远距离的载人深空探测，比如建月球基地，飞火星建火星基地等，其中生命保障系统非常关键。

“现在飞船、近地轨道空间站等生命保障系统是基于携带式、物理化学式系统，无法支撑今后长时间远距离载人深空探测的生命保障需求，要支持这样的任务必须有一个新的生命保障系统，我们叫做生物再生生命保障系统。”刘红介绍。

生物再生生命保障系统原理（北航大学研制）

据了解，生物再生生命保障系统是由植物、动物、微生物组成一个人工生态系统，人所需要的氧气、水和食物可在这里循环再生。

“这样一个生态系统里最核心的单元就是植物栽培单元——也就是太空植物工厂。”刘红说，因此植物工厂在今后载人深空探测中会有非常大的应用前景。

除此之外，长期的载人飞船以及近距离轨道空间站，使得航天员长时间远离地球的绿色生存环境，会对航天员的心理造成很大的压力，情绪也会受到影响，从而影响工作效率。

NASA展示的太空植物工厂

NASA太空站种植33天成熟的莴苣

“如果在空间站能有一个植物的栽培空间，不仅让航天员能够看到绿色，而且还可提供一些绿叶蔬菜，对舒缓航天员心理也是有非常大价值的。”刘红表示，绿叶蔬菜的长期保存对其品质是会有影响的，尤其是对口感的影响明显，所以植物工厂对于航天事业来说意义重大。