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数字湖南丨小白菜长在空气中“数字土壤”正在孕育出“未来农业”

作者:日常恶魔
数字湖南丨小白菜长在空气中“数字土壤”正在孕育出“未来农业”

工作人员正在设定”智慧植物工厂“的相关环境参数。

编者按:湖南省第十二次党代会报告提出,大力发展“大智移云”等新一代信息技术,加快推进数字产业化和产业数字化,打造数字经济新优势,建设数字湖南、数字政府、数字社会,让数字文明造福全省人民。红网时刻推出《数字湖南》系列报道,以微纪录片的方式沉入数字化生活现场,聚焦数字家庭、数字港口、数字街道、数字车间、数字农场、数字工地等,感受最火热的数字生活。

红网时刻记者 王义正 张必闻 实习生 张馨心 长沙报道

没有水、没有土,农作物长在空气中。

近日,红网时刻记者走进了位于长沙县春华镇的国际稻都农业技术研究院,在那里前瞻了正由“数字土壤”孕育出的“未来农业”。

数字湖南丨小白菜长在空气中“数字土壤”正在孕育出“未来农业”

“智慧(能)植物工厂”培育的小白菜。

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工作人员介绍称,这是两天前刚收割过一次的韭菜,再过几天就可以再次收割。

“我们叫它‘智慧(能)植物工厂’,最大的特点就是让农业摆脱了对自然环境的依赖。”国际稻都农业技术研究院副总工程师卫星进一步解释道,所谓自然环境主要是土壤、阳光、气候,生态等;在“智慧(能)植物工厂”中,所有的农作物生长环境都是人工设计、精准控制调节的,“目前还有部分人工控制,技术升级后,这些工作全部都将由人工智能来完成。”

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植物的根部无土、无水,靠喷雾输送养分。

“智慧(能)植物工厂”可以节约99%水和99%土地,但产出确是传统农业的数倍乃至数十倍。

比如韭菜可以7天收割一次、生菜可以15天收获一次、牧草可以20天收割一次。此外,由于“智慧(能)植物工厂”是立体农业,单位面积的土地上可以兴建数层甚十数层种植单元,这也让农作物的产量成几何倍数增长。

光照强度、温度、湿度、二氧化碳浓度、微生物菌群等得到精确控制后,“智慧(能)植物工厂”构建了一个全新的、独立的植物最佳生长生态系统。

构成这个生态系统的核心基础技术之一是“数字土壤”。

数字湖南丨小白菜长在空气中“数字土壤”正在孕育出“未来农业”

“智慧(能)植物工厂”大数据管理平台。

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对农作物的生长环境进行精确控制。

“简单地说就是我们根据农作物的生长特性,将肥料元素化、矿物质纳米化、形态气雾化、系统生物化,通过调控雾滴的大小、喷雾的疏密,来调节植物生长所需的各种元素、营养、微生物、氧气及根系的水含量和温度等,匹配植物生长最佳生态环境,挖掘植物最大生物产量。”国际稻都农业技术研究院院长黄崎博士介绍。

具体就是将植物种植在气雾箱上、根系悬挂于空气中,用喷雾的方法供给根系营养。它的灵感来自热带雨林,在热带雨林中植物都长得很高大、很茂密,细心观察就会发现,很多植物的气根系非常发达、是长在空气中的。

“虽非国际稻都农业技术研究院首创,但我们是第一个实现场景落地的,目前正在往产业化方向发展。”在黄崎看来,这种农业生产方式一旦实现产业化,将会是颠覆性的。

数字湖南丨小白菜长在空气中“数字土壤”正在孕育出“未来农业”

为新疆畜牧业培育的优质牧草。

黄崎介绍道,该生态系统以袁隆平院士的“优质高产理论”为科学基础,以光生物学与植物生长环境模型为理论支撑,总结传统农作物种植技术与经验,在物联网感知及人工智能逻辑控制的基础上,通过农业技术、信息技术、生物技术和工程技术、人工智能等多学科的跨界深度融合,依据不同植物的基因特性,设计创建植物生长所需的最佳环境条件。

经过多年的科研攻关,国际稻都农业技术研究院研发了系列具有核心技术专利的全套智慧植物工厂系统,包括:高效植物生长灯、二氧化碳捕捉器、微生物营养液、大数据物联网管理中心等。

以光为例,我们熟知的是植物需要光合作用。但光还有诱导作用,就是告诉植物什么时候该发芽、什么时候该开花挂果,某种意义上可以理解为赋予植物时间观念。

而高效植物生长灯模拟了植物生长所需要的不同波长的光,而这种光可以进行精准控制,诱导植物进行最优化生长。

在“智慧(能)植物工厂”中,记者至少见到了生菜、韭菜、小白菜、草莓、金莒草等多种农作物。

值得一提的是,记者还见到了湖南某知名品种辣椒,种下秧苗才短短两个多礼拜就已经开花,再过一个礼拜就能挂果。

“但‘数字土壤’并非没有暂时性缺陷,与传统农业不同,我们是按照工业化思维进行农业生产,可以精确计算成本,目前在长沙生产农产品的成本仍略高与传统农业。”黄崎博士解释道,这是由于“智慧(能)植物工厂”的主要是以电为能源,而长沙的电价相对更高。

2021年,“智慧(能)植物工厂”在新疆找到了新的产业化场景。

“目前,‘国际稻都’与新疆多地达成建设协议。两个占地面积一万平方米的‘智慧牧草工厂’正在筹建中。”黄崎说。

产自湖南的“数字土壤”正在几千公里外的新疆,助力当地乡村振兴和畜牧业腾飞。

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