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给秧苗“吃小灶”:植物工厂水稻育种加速器


时间:2022-07-07  来源:  作者:  点击次数:


没有阳光、雨水和土壤,食物能生长吗?

农业科学家说:“是的,而且它会长得更快!”

2021年10月,在全国“十三五”科技创新成果展上,一间红紫色、灯光柔和的玻璃小屋格外引人注目。

这是一个植物工厂。四层栽培架上,一排排秧苗整齐地扎在专用营养液里,在彩色LED节能灯的抚摸下,正在奋力拔节。

在这里,水稻从移栽到收获只需要60天左右,比常规田的生长周期缩短了一半!

就好像“坐火箭”的速度从何而来?

本来植物的生长是靠光合作用的。在不同的生长阶段,所需的光、温、水、气、肥等参数是不同的。在这个植物工厂里,科学家知道水稻的脾气,只需要精确模拟自然环境,把参数调整到最理想的状态,给秧苗一个“私人订制”的“火炉”,光合作用自然就会加速。提早开花,加快结果,“早熟”水稻的梦想就要实现了。

科学家说,最难啃的“硬骨头”是为水稻量身定做的最适宜的光环境。中国农科院都市农业研究所植物工厂创新团队首席科学家杨启昌介绍,太阳光含有红、橙、黄、绿、蓝、紫7种可见和紫外光谱,其中红蓝光对植物光合作用的促进作用最大,其他光谱对植物的开花、结果和色素形成也有独特的作用。

但是日常照明和植物生长照明的区别还是不小的。“我们的许多实验都失败了,要么是植物在阳光下‘死亡’,要么是它们长得不好。”经过不断探索,杨其昌团队在国际上首次提出了植物“光公式”的思想,突破了多项核心技术,最终使LED ——LED模拟不同光谱公式的太阳光成为可能。

营养液代替土壤,不用担心虫害,不用喷农药.在各种“黑科技”的加持下,两个月成熟的水稻一年可以收获六季。质量呢?“实验证明,这种方式种植的水稻不仅周期短,而且亩产有保证,质量好。”杨启昌说。

但是,水稻“吃小灶”、缩短其生长周期的意义不仅仅是提高产量。在育种专家眼中,这个植物工厂是水稻育种的绝佳加速器。

"高效的养殖业是确保国家粮食安全的关键."中科院院士钱说,传统的水稻育种周期长,一年最多能育2-3代。培育一个新品种往往需要几年甚至几十年的时间。但依托植物工厂,可以打破这种时空瓶颈,从而实现“快速育种”。

此外,植物工厂化繁殖加速器可以不受土地、空间和气候条件的限制。如果建在实验楼或育种单位附近,可以常年进行加性育种,会大大节省育种者的时间。

杨启昌说,未来,这个植物工厂里的水稻育种加速器有望实现每年6茬以上作物的“快速育种”,栽培层数甚至可以达到10层以上。“以植物工厂为依托,也为水稻等作物的加代育种和高效栽培提供了新的技术路径”。

事实上,智能植物工厂一直是国际高科技竞争的重要领域,但直到21世纪初,中国科学家才正式加入这一研究轨道。

目前,我国是植物工厂产业化最快的国家,规模以上植物工厂超过200家。产品和技术装备走上国际舞台,传播到欧美日等发达国家。

在杨其昌看来,加速育种只是植物工厂颠覆传统养殖方式的一种可能。在不久的将来,在非耕地上,在沙漠、戈壁甚至太空等特殊空间,人工创造出适合农作物生长的环境。植物工厂将大有可为3354“它代表了发展方向


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