在戈壁沙漠上種植水稻這，可能嗎？

來(lái)自成都的這項(xiàng)技術(shù)讓夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)！

新疆和田經(jīng)濟(jì)新區(qū)

萬(wàn)畝設(shè)施農(nóng)業(yè)基地

建立在萬(wàn)畝戈壁灘上

由1000多座大棚連片組成

7月18日，第250號(hào)大棚。大棚外，長(zhǎng)風(fēng)獵獵沙塵起，大漠茫茫；而大棚內(nèi)，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(lái)的第二次收割。在這里，水稻可以快速繁育生長(zhǎng)，從種子到收獲僅需70多天，這也是國(guó)際首次在沙漠溫室條件下通過(guò)多層立體栽培實(shí)現(xiàn)水稻快速繁育試種成功。

而這項(xiàng)技術(shù)，源于四川天府新區(qū)興隆湖畔的中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“都市農(nóng)業(yè)研究所”），穿越幾千公里，在戈壁大漠上落地播種 、茁壯成長(zhǎng)、開(kāi)花結(jié)果。

沙漠溫室種水稻

從定植到收獲僅兩個(gè)月

傳統(tǒng)大田環(huán)境下，水稻生長(zhǎng)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(nóng)業(yè)研究所育種加速器的技術(shù)加持下，縮短了近一半生長(zhǎng)周期。

“早在2021年，我們?cè)谔旄聟^(qū)的實(shí)驗(yàn)，就已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)植物工廠環(huán)境下通過(guò)快速繁育技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)水稻生育期減半，周年化連續(xù)繁育的技術(shù)突破。”都市農(nóng)業(yè)研究所智能園藝裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家楊其長(zhǎng)介紹道，實(shí)現(xiàn)水稻快速繁育，主要是通過(guò)溫度控制、人工LED光源智能補(bǔ)光及營(yíng)養(yǎng)調(diào)控等技術(shù)手段進(jìn)行垂直立體無(wú)土栽培，顯著提升水稻的光合作用速率，促進(jìn)水稻提早開(kāi)花及抽穗，從而為水稻的生長(zhǎng)按下“快進(jìn)鍵”。

雖然，植物工廠可對(duì)溫度、光照、營(yíng)養(yǎng)等植物生長(zhǎng)的環(huán)境因素進(jìn)行完全控制，但其建設(shè)成本和運(yùn)行成本都相對(duì)較高。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)矛盾，楊其長(zhǎng)科研團(tuán)隊(duì)將目光投向了新疆和田。

科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，和田地區(qū)位于北緯37度左右，其同緯度的山東壽光被稱(chēng)為“中國(guó)蔬菜之鄉(xiāng)”、西班牙阿爾梅里亞被稱(chēng)為“歐洲蔬菜之都”，這些地區(qū)都非常適合在設(shè)施條件下進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)。

“和田地區(qū)擁有十分優(yōu)越的光熱資源，光照時(shí)間一年大約可達(dá)到3500小時(shí)，在和田地區(qū)進(jìn)行的溫室條件下的快繁實(shí)驗(yàn)表明，其成本是完全人工環(huán)境控制的十分之一左右?！蓖瑫r(shí)楊其長(zhǎng)表示，該地區(qū)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(shè)用地成本，而且能有效利用戈壁、沙漠等非耕地發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，變廢為寶。

2022年，楊其長(zhǎng)科研團(tuán)隊(duì)便開(kāi)始嘗試將水稻快速繁育技術(shù)在和田開(kāi)展應(yīng)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(jīng)收獲了兩季水稻，預(yù)計(jì)全年總計(jì)可收獲5茬。

“這次快速繁育試種的是新疆當(dāng)?shù)氐乃酒贩N‘新稻1號(hào)’，經(jīng)過(guò)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(shí)現(xiàn)快速繁育。在縮短時(shí)間成本的同時(shí)，另一方面，垂直立體栽培技術(shù)也極大地節(jié)約了人工成本，在這里一畝地上可進(jìn)行3層種植，僅需兩個(gè)工人就可以實(shí)現(xiàn)作物的精心照料。”都市農(nóng)業(yè)研究所智能園藝裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研助理王偉介紹道。

沙漠溫室別有洞天

節(jié)水節(jié)碳調(diào)溫不在話(huà)下

地處沙漠環(huán)境的和田地區(qū)，在具備優(yōu)良光熱資源的同時(shí)，卻也面臨著水資源缺乏、晝夜溫差大等問(wèn)題。

如何節(jié)水、調(diào)溫？園區(qū)內(nèi)的六連棟溫室大棚中可以找到答案。

“這座大棚是針對(duì)沙漠環(huán)境建造的，首先它是一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)，有利于冬季保溫。其次大棚設(shè)置了主動(dòng)蓄放熱和空氣取熱裝置，中午高溫時(shí)段通過(guò)水流將熱量?jī)?chǔ)存在大棚下方蓄水池中，在晚上合適的時(shí)候再進(jìn)行熱量釋放，既做到了保溫，又達(dá)到節(jié)碳的目的?！倍际修r(nóng)業(yè)研究所智能園藝裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)試驗(yàn)基地管理員李小勇說(shuō)道。

↑六連棟溫室主動(dòng)蓄放熱裝置

↑空氣取水裝置

另一方面，針對(duì)水資源短缺的問(wèn)題，科研團(tuán)隊(duì)在大棚內(nèi)采用空氣取水的方式，把作物蒸騰到棚內(nèi)的水分從空氣中收集起來(lái)，進(jìn)行作物二次灌溉的循環(huán)利用。再加上水耕栽培等節(jié)水技術(shù)，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(qū)農(nóng)業(yè)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(zhǎng)科研團(tuán)隊(duì)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(guān)鍵技術(shù)。

↑苜蓿植物工廠

在新疆地區(qū)，對(duì)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(wàn)畝設(shè)施農(nóng)業(yè)基地產(chǎn)業(yè)園中建了起來(lái)。

↑苜蓿

都市農(nóng)業(yè)研究所智能園藝裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研助理馬亞琛告訴記者：“植物工廠突破了苜?！底魉B(yǎng)’的國(guó)際難題，實(shí)現(xiàn)水培條件下苜蓿的工廠化生產(chǎn)。在傳統(tǒng)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(chǎn)量的同時(shí)，結(jié)合光合-營(yíng)養(yǎng)的耦合調(diào)控，苜蓿的品質(zhì)也有了極大的提高，其中粗蛋白含量這一關(guān)鍵指標(biāo)能從22%提升至30%?！?/p>

以天府新區(qū)為實(shí)驗(yàn)中心

讓農(nóng)業(yè)科技的“種子”播撒在全世界

“此次在和田地區(qū)探索的高效節(jié)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(lái)，這種溫室可以結(jié)合新能源、智能化、機(jī)械化等技術(shù)，進(jìn)一步大幅度降低成本，增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。而育種加速器在和田的試驗(yàn)成功，也意味著將來(lái)在全國(guó)乃至全世界范圍內(nèi)，與和田自然條件類(lèi)似的其他地區(qū)都可以實(shí)現(xiàn)快速繁育?！睏钇溟L(zhǎng)表示，目前都市研究所在我國(guó)黑龍江、石家莊、珠海等地區(qū)均已開(kāi)展了育種加速器的設(shè)計(jì)、技術(shù)服務(wù)和應(yīng)用指導(dǎo)，并取得了試驗(yàn)成功和一定規(guī)模的推廣應(yīng)用。 

近年來(lái)，在天府新區(qū)的大力支持下，都市農(nóng)業(yè)研究所創(chuàng)建了國(guó)際上最先進(jìn)的植物工廠育種加速器平臺(tái)及設(shè)施農(nóng)業(yè)研發(fā)平臺(tái)。楊其長(zhǎng)表示：“以天府新區(qū)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和中心，我們創(chuàng)造了一系列的農(nóng)業(yè)科技成果，并以此為基礎(chǔ)，將這些成果應(yīng)用到沙漠等不同的條件及場(chǎng)景中。未來(lái)，我們將努力讓更多成熟的農(nóng)業(yè)科技從新區(qū)推廣到全國(guó)，從中國(guó)走向世界。