垂直農業技術是目前設施農業的高級發展階段，是世界農業前沿科技探索的重要領域。

近日在四川成都，由中國農業科學院都市農業研究所自主研發的首座無人化垂直植物工廠投入使用。

無人化垂直植物工廠是一種在多層建筑內進行食物周年連續生產的高效農業系統，可以在城市進行食物生產，也可在戈壁沙漠、荒地使用，在解決未來都市等地食物就近穩定供應、拓展耕地空間等方面優勢明顯。

中國農業科學院研究團隊率先創立植物光配方與光效提升理論方法，攻克了植物工廠“光效低、能耗高”的世界性難題，目前所構建的20層垂直無人植物工廠為世界首例。

中國農業科學院都市農業研究所副所長 甘炳成：目前整個自動化的生產體系，應該是全世界領先的水平。我們目前設施單體生產的層數也是世界上最高的。

這座栽培層數高達20層的垂直植物工廠，通過采用自主培育的作物新品種、垂直立體栽培系統、營養液自動供給系統、人工模擬節能光源以及基于AI的智慧管控系統，實現了在垂直空間內的穩定生產。不受氣候和地域影響，在環境可控條件下能夠實現35天就收獲一茬生菜。除了生菜以外，其它的葉類菜、果菜、食用菌都可以在垂直植物工廠里規模化生產。

育種加速器實現作物快速生長發育

作物育種周期較長，為了縮短研發時間，科研人員在冬季往往都要去地處熱帶的海南加快選育進度。

而在剛剛投用的無人化垂直植物工廠里，通過育種加速器，在成都市區內就能實現作物快速生長發育。

創新團隊通過多年攻關，在國際上率先解析了“光-溫-營養”耦合調控作物快速繁育關鍵技術。這套技術不受土地、空間和氣候條件的約束，根據植物生長特性來配置它所需要的光譜;采取水培或霧培手段，使植物吸收營養;通過光與營養精準調控，誘導早期開花和促進作物快速生長，大幅縮短作物生育周期。這為無人垂直植物工廠加速作物育種提供了理論驗證與技術儲備。

中國農業科學院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：作物的生育期由原來的120天可以縮短到50天到60天，育種效率可以大幅度提升。

記者在現場看到，育種加速器里小麥、玉米、大豆、玉米、油菜、棉花、苜蓿等多種旱地作物正在進行育種。科研團隊試驗發現，這些作物通過育種加速器生育期均縮短50%以上。

揭秘育種加速器里人工光控的奧秘

作物生長離不開光合作用。育種加速器里最核心的技術就是實現人工對光的控制，達到自然光的效果，讓作物快速生長、發育、開花結果。這是怎么做到的?來看記者的探訪。

記者在垂直植物工廠里看到，作物上面密密麻麻布滿了LED光源。專家告訴記者，這些人工光源，模擬和替代了自然光。而加快作物發育和育種過程，就是通過精準控制光的亮度和顏色來實現的。

中國農業科學院都市農業研究所研究員 王森：包括紅光、藍光、黃光、近紫外光或者是近紅外光，這些光對作物是有用的。我們現在用的LED燈，它稱為固態的冷光源。它的光的顏色是可以精準配比的。

記者在現場看到，為了保證作物生長發育，燈光的光譜裝置和光照強度也有講究。

中國農業科學院都市農業研究所研究員 王森：作物在生長過程中，在不同時期所需的光的亮度是不一樣的。一般來說苗期早的時候，它需要的光就比較弱，長大以后開花結果的時候需要光就強。

目前，科研團隊已經匯總了72類作物、1300多種光配方的數據庫，對作物基礎研究、生理研究等發揮著重要作用。試驗結果顯示，垂直植物工廠里生產的作物，營養成分與大田作物基本沒有差別。