2024-08-14 09:42:26
在戈壁沙漠上種植水稻這，可能嗎？
來自成都的這項技術讓夢想照進現實！
新疆和田經濟新區
萬畝設施農業基地
建立在萬畝戈壁灘上
由1000多座大棚連片組成
7月18日，第250號大棚。大棚外，長風獵獵沙塵起，大漠茫茫；而大棚內，是一片綠意盎然，幾名工作人員正在忙著收割——水稻！
這是今年該大棚，繼4月26日第一次收割成熟的水稻后，迎來的第二次收割。在這里，水稻可以快速繁育生長，從種子到收獲僅需70多天，這也是國際首次在沙漠溫室條件下通過多層立體栽培實現水稻快速繁育試種成功。
而這項技術，源于四川天府新區興隆湖畔的中國農業科學院都市農業研究所（以下簡稱“都市農業研究所”），穿越幾千公里，在戈壁大漠上落地播種 、茁壯成長、開花結果。
沙漠溫室種水稻
從定植到收獲僅兩個月
傳統大田環境下，水稻生長周期平均在120天以上。然而新疆和田沙漠溫室的水稻，在都市農業研究所育種加速器的技術加持下，縮短了近一半生長周期。
“早在2021年，我們在天府新區的實驗，就已經成功實現植物工廠環境下通過快速繁育技術手段實現水稻生育期減半，周年化連續繁育的技術突破。”都市農業研究所智能園藝裝備創新團隊首席科學家楊其長介紹道，實現水稻快速繁育，主要是通過溫度控制、人工LED光源智能補光及營養調控等技術手段進行垂直立體無土栽培，顯著提升水稻的光合作用速率，促進水稻提早開花及抽穗，從而為水稻的生長按下“快進鍵”。
雖然，植物工廠可對溫度、光照、營養等植物生長的環境因素進行完全控制，但其建設成本和運行成本都相對較高。針對這一現實矛盾，楊其長科研團隊將目光投向了新疆和田。
科研團隊經過調研發現，和田地區位于北緯37度左右，其同緯度的山東壽光被稱為“中國蔬菜之鄉”、西班牙阿爾梅里亞被稱為“歐洲蔬菜之都”，這些地區都非常適合在設施條件下進行農作物生產。
“和田地區擁有十分優越的光熱資源，光照時間一年大約可達到3500小時，在和田地區進行的溫室條件下的快繁實驗表明，其成本是完全人工環境控制的十分之一左右。”同時楊其長表示，該地區的溫室大棚修建在推平的沙漠上，此舉不僅極大地降低了建設用地成本，而且能有效利用戈壁、沙漠等非耕地發展設施農業，變廢為寶。
2022年，楊其長科研團隊便開始嘗試將水稻快速繁育技術在和田開展應用。今年4月，新疆和田沙漠溫室快速繁育水稻首次試種成功，目前已經收獲了兩季水稻，預計全年總計可收獲5茬。
“這次快速繁育試種的是新疆當地的水稻品種‘新稻1號’，經過15天的育秧期后，水稻苗就可以移植到栽培架上，60天后水稻就可以成熟，實現快速繁育。在縮短時間成本的同時，另一方面，垂直立體栽培技術也極大地節約了人工成本，在這里一畝地上可進行3層種植，僅需兩個工人就可以實現作物的精心照料。”都市農業研究所智能園藝裝備創新團隊科研助理王偉介紹道。
沙漠溫室別有洞天
節水節碳調溫不在話下
地處沙漠環境的和田地區，在具備優良光熱資源的同時，卻也面臨著水資源缺乏、晝夜溫差大等問題。
如何節水、調溫？園區內的六連棟溫室大棚中可以找到答案。
“這座大棚是針對沙漠環境建造的，首先它是一個雙層結構，有利于冬季保溫。其次大棚設置了主動蓄放熱和空氣取熱裝置，中午高溫時段通過水流將熱量儲存在大棚下方蓄水池中，在晚上合適的時候再進行熱量釋放，既做到了保溫，又達到節碳的目的。”都市農業研究所智能園藝裝備創新團隊試驗基地管理員李小勇說道。
↑六連棟溫室主動蓄放熱裝置
↑空氣取水裝置
另一方面，針對水資源短缺的問題，科研團隊在大棚內采用空氣取水的方式，把作物蒸騰到棚內的水分從空氣中收集起來，進行作物二次灌溉的循環利用。再加上水耕栽培等節水技術，讓水的用量只需在普通栽培模式的三分之一左右。
因地制宜
新區農業科技惠及多樣作物
在攻克水稻生育期減半之后，目前，楊其長科研團隊又在和田的沙漠溫室里相繼探索了大豆、玉米、小麥等主糧作物，以及苜蓿等牧草作物的快速繁育關鍵技術。
↑苜蓿植物工廠
在新疆地區，對于紫花苜蓿等高端牧草的需求量很高，因此，紫花苜蓿植物工廠也在新疆和田萬畝設施農業基地產業園中建了起來。
↑苜蓿
都市農業研究所智能園藝裝備創新團隊科研助理馬亞琛告訴記者：“植物工廠突破了苜蓿‘旱作水養’的國際難題，實現水培條件下苜蓿的工廠化生產。在傳統大田里，苜蓿一年能收獲3至4茬，而植物工廠一年至少能收獲20茬，在提升產量的同時，結合光合-營養的耦合調控，苜蓿的品質也有了極大的提高，其中粗蛋白含量這一關鍵指標能從22%提升至30%。”
以天府新區為實驗中心
讓農業科技的“種子”播撒在全世界
“此次在和田地區探索的高效節能沙漠連棟溫室，其成本僅為荷蘭玻璃溫室的三分之一，能耗成本僅為荷蘭玻璃溫室25%左右，未來，這種溫室可以結合新能源、智能化、機械化等技術，進一步大幅度降低成本，增強國際競爭力。而育種加速器在和田的試驗成功，也意味著將來在全國乃至全世界范圍內，與和田自然條件類似的其他地區都可以實現快速繁育。”楊其長表示，目前都市研究所在我國黑龍江、石家莊、珠海等地區均已開展了育種加速器的設計、技術服務和應用指導，并取得了試驗成功和一定規模的推廣應用。 
近年來，在天府新區的大力支持下，都市農業研究所創建了國際上最先進的植物工廠育種加速器平臺及設施農業研發平臺。楊其長表示：“以天府新區為實驗平臺和中心，我們創造了一系列的農業科技成果，并以此為基礎，將這些成果應用到沙漠等不同的條件及場景中。未來，我們將努力讓更多成熟的農業科技從新區推廣到全國，從中國走向世界。
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