国际首次试验成功！核心技术来自四川天府新区

  在戈壁沙漠上种植水稻，这，可能吗？在新疆和田经济新区，有万亩设施农业基地建立在万亩戈壁滩上，由1000多座大棚连片组成。

  近日，记者来到第250号大棚。大棚外，长风猎猎沙尘起，大漠茫茫；而大棚内，是一片绿意盎然，几名工作人员正在忙着收割──水稻。

  这是今年该大棚继4月26日第一次收割成熟的水稻后，迎来的第二次收割。在这里，水稻能够迅速繁育生长，从种子到收获仅需70多天，这也是国际首次在沙漠温室条件下通过多层立体栽培实现水稻快速繁育试种成功。

  而这项技术，源于四川天府新区兴隆湖畔的中国农业科学院都市农业研究所（以下简称“都市农业研究所”），穿越几千公里，在戈壁大漠上落地播种、茁壮成长、开花结果。

  传统大田环境下，水稻生长周期平均在120天以上。然而新疆和田沙漠温室的水稻，在都市农业研究所育种加速器的技术加持下，缩短了近一半生长周期。

  “早在2021年，我们在四川天府新区的实验，就已经成功实现植物工厂环境下通过快速繁育技术方法实现水稻生育期减半，周年化连续繁育的技术突破。”都市农业研究所智能园艺装备创新团队首席科学家杨其长介绍道，实现水稻快速繁育，主要是通过温度控制、人工LED光源智能补光及营养调控等技术方法进行垂直立体无土栽培，明显提升水稻的光合作用速率，促进水稻提早开花及抽穗，从而为水稻的生长按下“快进键”。

  虽然植物工厂可对温度、光照、营养等植物生长的外因进行完全控制，但其建设成本和运行成本都相比来说较高。针对这一现实矛盾，杨其长科研团队将目光投向了新疆和田。

  科研团队经过调研发现，和田地区位于北纬37度左右，其同纬度的山东寿光被称为“中国蔬菜之乡”、西班牙阿尔梅里亚被称为“欧洲蔬菜之都”，这些地区都很适合在设施条件下进行农作物生产。

  “和田地区拥有十分优越的光热资源，光照时间一年大约可达到3500小时，在和田地区进行的温室条件下的快繁实验表明，其成本是完全人工环境控制的十分之一左右。”同时，杨其长表示，该地区的温室大棚修建在推平的沙漠上，此举不仅极大地降低了建设用地成本，而且能有效利用戈壁、沙漠等非耕地发展设施农业，变废为宝。

  2022年，杨其长科研团队便开始尝试将水稻快速繁育技术在和田开展应用。今年4月，新疆和田沙漠温室快速繁育水稻首次试种成功，目前已经收获了两季水稻，预计全年可收获5茬。

  “这次快速繁育试种的是新疆当地的水稻品种‘新稻1号’，经过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，实现快速繁育。在缩短时间成本的同时，垂直立体栽培技术也极大地节约了人力成本，在这里一亩地上可进行3层种植，仅需两个工人就能轻松实现作物的精心照料。”都市农业研究所智能园艺装备创新团队科研助理王伟介绍道。

  地处沙漠环境的和田地区，在具备优良光热资源的同时，却也面临着水资源缺乏、昼夜温差大等问题。

  “这座大棚是针对沙漠环境建造的，首先它是一个双层结构，有利于冬季保温。其次大棚设置了主动蓄放热和空气取热装置，中午高温时段通过水流将热量储存在大棚下方蓄水池中，在晚上合适的时候再进行热量释放，既做到了保温，又达到节碳的目的。”都市农业研究所智能园艺装备创新团队试验基地管理员李小勇说道。

  另一方面，针对水资源短缺的问题，科研团队在大棚内采用空气取水的方式，把作物蒸腾到棚内的水分从空气中收集起来，进行作物二次灌溉的循环利用。再加上水耕栽培等节水技术，让水的用量只需普通栽培模式的三分之一左右。

  在攻克水稻生育期减半之后，目前，杨其长科研团队又在和田的沙漠温室里相继探索了大豆、玉米、小麦等主粮作物，以及苜蓿等牧草作物的快速繁育关键技术。

  在新疆地区，对于紫花苜蓿等高端牧草的需求量很高，因此，紫花苜蓿植物工厂也在新疆和田万亩设施农业基地产业园中建了起来。

  都市农业研究所智能园艺装备创新团队科研助理马亚琛和记者说：“植物工厂突破了苜蓿‘旱作水养’的国际难题，实现水培条件下苜蓿的工厂化生产。在传统大田里，苜蓿一年能收获3至4茬，而植物工厂一年至少能收获20茬，在提升产量的同时，结合光合-营养的耦合调控，苜蓿的品质也有了极大的提高，其中粗蛋白含量这一关键指标能从22%提升至30%。”

  “此次在和田地区探索的高效节能沙漠连栋温室，其成本仅为荷兰玻璃温室的三分之一，能耗成本仅为荷兰玻璃温室25%左右，未来，这种温室能结合新能源、智能化、机械化等技术，进一步大幅度减少相关成本，增强国际竞争力。而育种加速器在和田的试验成功，也代表着将来在全国乃至全世界范围内，与和田自然条件类似的别的地方都能轻松实现快速繁育。”杨其长表示，目前都市研究所在我国黑龙江、石家庄、珠海等地区均已开展了育种加速器的设计、技术服务和应用指导，并取得了试验成功和一定规模的推广应用。

  近年来，都市农业研究所创建了国际上最先进的植物工厂育种加速器平台及设施农业研发平台。杨其长表示：“以四川天府新区为实验平台和中心，我们创造了一系列的农业科学技术成果，并以此为基础，将这些成果应用到沙漠等不同的条件及场景中。未来，我们将努力让更多成熟的农业科学技术推广到全国，从中国走向世界。”（记者 饶颖 潘安琪）