让植物在工厂里拔节生长

　　杨其长在植物工厂实验室观察植物长势。记者 王永战摄

　　杨其长：1963年生，安徽芜湖人。中国农业科学院都市农业研究所首席科学家、国际欧亚科学院院士。他长期从事设施农业相关研究工作，作为我国植物工厂技术体系研究的倡导者，2002年以来率领团队先后攻克植物工厂光配方及LED光源创制、光—耦合节能环境控制、温室主动蓄能调温与空间立体栽培等关键技术，形成了具有我国自主知识产权的植物工厂技术体系。

　　走进中国农科院都市农业研究所的植物工厂，立架上，一棵棵奶油生菜生长旺盛；一旁，育种加速器实验室里，一株株水稻颗粒饱满……

　　“在大田环境下，水稻从种到收要经历120天；在植物工厂，仅需不到60天就可以成熟收割。”杨其长一边向记者介绍，一边叮嘱助手王森，“要注意观察水稻生长状况，详实记录实验数据。”工厂内，通过自动化播种、定植、栽培，各种植物拔节生长……

　　“让植物像工业品一样在工厂里生产”

　　每天一早，杨其长就会来到植物工厂，查看植物生长情况，“植物工厂已经实现了植物智能化生产。”杨其长说。

　　不靠阳光、不靠土壤，植物工厂是如何种出蔬菜的？杨其长介绍，“植物工厂是由计算机对植物生长过程的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行全天候控制的工厂”，这里面需要用到植物光配方、环境—营养协同调控、空间立体栽培等理论和技术支撑。

　　提及为何要攻克植物工厂技术体系，杨其长坦陈：“让植物像工业品一样在工厂里生产，是我们的研究目标。”

　　出生于安徽农村的杨其长，记忆最深刻的就是小时候在农田里干活的场景：盛夏，水稻金黄。凌晨时分，孩子们跟着大人一同到水田里，手持镰刀，一茬茬地割稻子，直到清晨，经常忙得一身汗水一身泥。“在我的家乡，一年两季水稻，每逢夏收最怕下雨，要抓紧时间抢收、抢种”，杨其长说，经常忙碌一夜，简单吃点东西，又要开始第二天的劳作。

　　周而复始、日复一日的田间劳作，让杨其长深深感受到了其中的艰辛；那时，他就梦想有一天，可以研究出一种新的粮食种植方式……

　　1981年，杨其长考上华中农业大学，选择了农业机械化专业。“做毕业设计时，我选择了设计适合水稻田耕作的机器”，杨其长回忆：尽管当时设计的机器比较粗糙，但通过机械设备改造服务农业生产的意识，已在杨其长心中牢牢扎根……

　　“不同植物需要不同波段的优化光谱来进行光合作用，这就要逐个尝试”

　　大学毕业后，杨其长来到中国农业大学攻读硕士研究生，学习生物环境工程专业。“这是农学、生物学和工程学的交叉学科，主要研究的，还是设施农业方向。”杨其长说，“在当时，相关专业人才较少，选择这个研究方向，就是希望给农业现代化插上科技的翅膀。”

　　毕业后进入中国农科院，杨其长从事起设施农业工程领域的相关研究工作。2002年，他接触到了水耕栽培，即利用营养液培植生菜、水稻等农作物。其间，他曾获得科技部的项目支持，着手研究密闭式人工光植物系统。经过几年攻关，2005年，植物工厂著作《植物工厂概论》出版，这是杨其长根据前期探索形成的理论成果。

　　同年，一次访学期间的经历，让杨其长关注到了智能LED光源在植物工厂中应用的前景。当时，杨其长正在荷兰访学。一天，在同事带领下，他看到国外的实验室用红蓝LED光源培植出了绿油油的生菜。“生菜在实验室里长得比外边还好，说明LED光能充分满足植物的光合作用需求。”受此启发，杨其长立即联系国内同事，仅用不到两个月时间，就搭建了一座LED植物工厂实验室。

　　可合适的LED光源十分难寻。2006年4月，杨其长回国后，开始寻求中国科学院半导体研究所的帮助。时隔不久，在大家共同努力下，他们找来了4块价格昂贵的植物LED光源板。利用这一资源，他和同事们开展了大量植物光配方优化试验，寻找合适的光源优化参数……

　　植物光合作用需要哪些光谱？研究团队此前并不清楚，“太阳光包括可见光、紫外光、红外光等波段，不同植物需要不同波段的优化光谱来进行光合作用，这就要逐个尝试”，杨其长说，经过团队不懈努力，终于形成了植物工厂的光配方理论，研发出LED光源创制技术，让植物在工厂内生长成为可能。

　　2009年9月，我国第一座智能型植物工厂研制成功。杨其长回忆：“经过团队的周密设计，采取总体设计、分头施工的思路，最终把实验室的成果应用到了工厂生产。”在北京的一座植物工厂，2400平方米的栽培车间内，生菜等长势正旺。“无论外界四季交替、昼夜更迭，植物工厂始终保持着适宜植物生长的环境，”现场负责人姚放说，生菜在普通土地上，一年只能种两三茬；在植物工厂，一年能种15茬以上，单位面积产量大幅提升。截至目前，我国规模以上植物工厂已达250多座。

　　“创立一个新的研究所，就是要边建设、边科研、边出成果”

　　杨其长嘴边常挂的一句话是：“创立一个新的研究所，就是要边建设、边科研、边出成果。”

　　创建都市农业研究所，王森形容杨其长团队是“飞一般的速度”。2018年3月，杨其长受中国农业科学院党组委派，到成都筹建都市农业研究所和成都农业科技中心。

　　白手起家，从零做起。没有办公和实验条件，杨其长就积极争取中国农科院和成都市委的支持，四处寻求办公楼和实验楼；缺乏实验条件，他又争取到成都市农林科学院、成都大学等单位支持，搭建联合实验室。每天上下班，杨其长都和团队成员一起，来回坐近两个小时的地铁，一边关注新所的建设进展，一边保证科研工作不落后。

　　研究所是建起来了，但困难又接踵而至。新研究所缺人，怎样招贤纳才？思前想后，他和团队一起，一方面向应聘人员宣传植物工厂和智慧农业等新技术的发展前景；另一方面为农业技术人才争取到了更多人才扶持政策。

　　“做这些努力，就是为了更快地把农业科技成果转化出来”，杨其长说，都市农业融合了植物工厂、智慧农业、智能装备、育种加速等前沿技术，实现从实验阶段到应用转化是极为关键的一步。为此，他联合中国农科院的一些院所单位，举办全国性农业科技成果转化会议，与农业类企业联建基础实验室和中试实验室，推动先进农业科技成果向产业化方向迈进。

　　2022年3月，都市农业研究所的实验楼和办公楼相继建成，杨其长和团队正式入驻；随后，10余支创新团队陆续入驻都市农业研究所，聚焦植物工厂和智慧农业研究。

　　在成都温江国际数字设施农业中心产研园，一个个紫红色的集装箱在园区整齐摆放；在监控平台，温度、湿度等各类数据实时显示，智慧系统智能调节LED光亮度和水肥资源供给植物生长，“这是我们打造的移动智慧植物工厂，未来可以放在城市社区甚至任何角落，为都市提供食物产能，同时还可以用于科普、教育、休闲体验等。”杨其长说，研究所已经研究出叶菜工厂、果菜工厂、草莓工厂、育种加速器等植物工厂建设路径，目前，团队已在成都等多地探索建设多形态植物工厂，生产各类果蔬……（王永战）

　　记者手记

　　潜心强农 泽被万千

　　杨其长是个大半生和农业打交道的人，他常笑着说：“自己也是个农民。”从农家子弟到进入农业院校，再到扎根农业科研事业，杨其长潜心为农，只为让农业科技含量更高、产量更多。

　　杨其长没有忘记幼时父辈的辛劳。时至今日，杨其长回想起当年抢收抢种的事儿，一幕幕场景仍然难以忘怀。他用大半生实践，只为创造一种可能，就是让植物生长在工厂里，通过高科技调控，让粮食和蔬菜更充分、更精准地生产生长，以满足人们不断增长的需求。

　　杨其长立志要将所学应用于实践。从选择专业到从事科研，他始终牢记要服务大农业。提出新理论、研究新技术，他带领团队攻坚克难。他牢记“国之大者”，勇于承担，一步步攻克难关，将实验室成果推向生产实践，以期泽被万千百姓……让我们为杨其长这样奋战在农业强国一线的科学家点赞，并向他们致敬！