探访大型“无人植物工厂”，LED光源技术功不可没
5月9日，新华社记者探访福建无人植物工厂。走进位于福建安溪的中科三安无人化植物工厂，高高耸立的植物栽培架上，绿油油的蔬菜在特殊的LED灯照射下静谧生长，整个车间没有土壤、没有阳光、没有工人，未来科技感十足。
位于福建省泉州市安溪县的福建省中科生物股份有限公司，将中科院植物所的研发成果和福建三安集团的LED光源技术相结合，开发出生长环境全智能控制的植物高效生产系统，并将其应用于新一代自动化无人植物工厂。
在该自动化无人植物工厂中培育蔬菜无需太阳和土壤，可实现工业流水化作业，日产蔬菜1.5吨，可向福州、厦门和泉州等周边地区稳定供货。
据了解，福建省中科生物股份有限公司（简称“中科三安”）创立于2015年，是中国科学院植物研究所联手福建三安集团，发挥各自在植物学领域与光电技术领域的特长成立的合资企业，是三安集团继光电子、光通讯之后在光生物领域的全新布局，利用LED光谱技术应用于植物生命科学领域，致力于植物工厂产业化，促进农业生产方式变革。该公司拥有自主知识产权的LED光谱与光生物技术及相关设备还在航空航天、沙漠荒岛、远洋舰船等特殊环境领域得到应用，成套系统已成功出口美国、日本、新加坡等33个国家。植物工厂概念并不新鲜。我国植物工厂的起源，大约可以追溯到20年前。2004年，中国农业大学建立了首个采用嵌入式网络环境控制的人工光照封闭式植物工厂；2009年，首个以智能控制为核心的植物工厂在长春市启动运营，此后，中国植物工厂数量迅速增长。相较于国外，中国植物工厂起步较晚，但其发展速度十分迅猛，目前大约有270座规模较大的植物工厂，已成为全球最大的植物工厂生产国之一。而加入了AI智能管控的无人植物工厂是一种在多层建筑内进行食物周年连续生产的高效自动化农业系统，这套系统可以在城市、戈壁沙漠、荒地使用，在解决未来食物就近稳定供应、拓展耕地空间等方面优势明显。2023年12月，首座无人化垂直植物工厂投入使用。此项科技成果由中国农业科学院都市农业研究所自主研发。研究所科研团队率先创立植物光配方与光效提升理论方法，让LED能以不同的光谱配方，针对不同作物进行精准供光，创造出光强、光质、光周期可调的人工光环境条件，攻克了植物工厂“光效低、能耗高”的世界性难题，目前所构建高达20层的无人植物工厂为世界首例。
这座20层的无人植物工厂通过采用自主培育的作物新品种、垂直立体栽培系统、营养液自动供给系统、人工模拟节能光源以及基于AI的智慧管控系统，实现了在垂直空间内的食物周年稳定生产。不受气候和地域影响，在环境可控条件下这座植物工厂能够实现35天就收获一茬生菜，一年生产10茬以上的蔬菜，年产量约50吨以上，相当于60亩大田的产量。除了生菜以外，其它的叶类菜、果菜、食用菌都可以在垂直植物工厂里规模化生产。在植物工厂迅猛发展的过程中，LED光源技术功不可没，在光谱定制与光合效率提升、节能减排与成本降低、环境控制与智能化管理、空间高效利用与城市农业发展、极端环境下的食物生产以及农业科技创新与产业升级等方面大有裨益。国内LED企业早已布局植物照明领域的植物工厂细分应用，如：华灿光电作为全球植物照明LED芯片的主要供应商之一，提供多系列高效率的植物照明白光芯片解决方案；乾照光电的反极性中大尺寸芯片主要针对植物照明系列进行开发，其660nm产品性能达到国内领先水平；聚灿光电植物照明相关产品已批量供货进入市场；兆驰半导体生产氮化镓和砷化镓芯片，拓展Mini LED显示、植物照明等高端产品；木林森与中国科学院分子植物科学卓越创新中心、中国农业科学院都市农业研究所达成合作，成立植物照明新公司；瑞丰光电提供植物照明LED封装产品，涵盖多种波段值，等等。总的来说，植物工厂领域正经历着快速增长的阶段，植物照明市场需求日益旺盛。在全球众多农业部门的强力推动下，植物照明行业预计将迎来更广阔的发展空间和机遇。
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