給作物“量身定制”一個家——走近青年設(shè)施農(nóng)業(yè)科研工作者
【到新時代新天地中去·設(shè)施農(nóng)業(yè)科研工作者】
光明日報記者 殷澤昊 李潔
穿上實驗防護(hù)裝,戴上手套,“全副武裝”的記者鉆進(jìn)了一個粉紫色的“夢幻世界”。只見數(shù)千束光從LED燈里發(fā)出,直射底端的白色“貨架”,光的粉紫色將500多平方米的“工廠車間”照射得晶瑩透亮。
如果不是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所副研究員李琨的介紹,如果沒有看到栽培架上茁壯成長的蔬菜,記者無法想象,這里竟然是一個農(nóng)業(yè)場所!與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)場所黃土地、綠莊稼的色調(diào)完全不同,北京順義這個植物工廠,科技感十足,流光溢彩,甚至說“光怪陸離”也不為過。
這便是當(dāng)今的“設(shè)施農(nóng)業(yè)”留給記者的深刻印象。
“設(shè)施農(nóng)業(yè)”這一概念也許并不為人們所熟知,但它迅猛發(fā)展,早已融入日常生活,例如常見的溫室大棚就是設(shè)施農(nóng)業(yè)的典型代表。和植物工廠中的蔬菜一樣,番茄、草莓等人們司空見慣的食物,已經(jīng)逐漸脫離了露地栽培,轉(zhuǎn)而成為設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要作物。
設(shè)施農(nóng)業(yè)不僅滿足了城鄉(xiāng)居民多樣化的食品消費需求,還因其“在非耕地上種糧食”的特點,讓糧食安全多了一道保障。今年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等部門聯(lián)合制定了《全國現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)規(guī)劃(2023—2030年)》,引導(dǎo)鼓勵用現(xiàn)代科技、工程技術(shù)“武裝”農(nóng)業(yè)。
“我們有兩顆心。一顆心深扎于土壤,鉆研農(nóng)業(yè)技術(shù),像幾千年來土地上的農(nóng)民,辛勤耕耘;一顆心跳離土壤,鉆研工程、環(huán)境、裝備,讓科技的翅膀帶著種子和幼苗,飛往土壤之外能讓它們生存的地方?!睅讉€月以來,記者來到設(shè)施農(nóng)業(yè)研究者中間,領(lǐng)略到他們“向科技要產(chǎn)量”的理想追求。他們中的很多青年人,立志用智慧和汗水,為農(nóng)業(yè)換上堅實的裝備、為作物提供舒適的環(huán)境、為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)孕育一個更美好的未來。
1、為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“穿”上科技裝備
“這種粉紫色光線是這里生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蔬菜的秘密之一。”李琨說。記者看到,每一棵菜的上方都有一個對應(yīng)的燈珠,每一個燈珠發(fā)射的光圈剛好把下方的菜罩住,就像“依著頭做帽子”,沒有一絲光源因外溢而浪費。
“每一個燈珠都集成了多個紅藍(lán)光芯片,下方還放置了菲涅爾透鏡……”李琨說,這“一燈一菜”的設(shè)計,凝結(jié)著科研人員不少心血。
用什么樣的LED燈才能讓光線完全落在透鏡上?選什么樣的透鏡才能保證下方的光照區(qū)域適應(yīng)蔬菜植株的生長變化?太多的問題需要在設(shè)計中考慮到位。
“芯片”“光源”“透鏡”,這幾個關(guān)鍵詞,居然與農(nóng)業(yè)有關(guān)。如果不是眼前一株株作物的提醒,記者總覺得這里是某項高精尖科技的實驗室?!斑@是給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)‘穿’上了一身科技裝備??!”李琨也認(rèn)可這種說法。
“這是通風(fēng)立管,用來引導(dǎo)冷氣。”順著李琨手指的方向,記者看到在栽培架旁有幾根從底層直通最高層的細(xì)管,管道上還不規(guī)則地分布著出氣孔。原來,這些立管是解決植物工廠內(nèi)溫度不均的“利器”。
“植物工廠內(nèi)栽培架很密集,空氣流動性差。等蔬菜長大后,空氣流動性進(jìn)一步降低。立管的作用就是保證室內(nèi)空氣流通,管上小孔的分布,也是根據(jù)流體力學(xué)的原理精密計算過的。”原來,這項工作不僅要求研究者熟悉農(nóng)業(yè)生產(chǎn),也要求研究者能熟練運用物理、化學(xué)、環(huán)境、工程等領(lǐng)域的知識。
“靠天吃飯”的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),今天逐步向“靠技吃飯”發(fā)展,離不開千千萬萬這樣的科研工作者。
2、“大自然很少‘呵護(hù)’的土地,有我們照料”
2023年3月,春風(fēng)還未吹進(jìn)西藏阿里的戈壁荒原,西北農(nóng)林科技大學(xué)副教授曹晏飛已帶著他專門為此地設(shè)計、組裝的溫室,再一次來到阿里地區(qū)噶爾縣。
2022年5月,曹晏飛在此地調(diào)研。這里平均海拔在4000米以上,土壤貧瘠,凍土廣布,大片土地不適合耕作。但曹晏飛知道,這里是設(shè)施農(nóng)業(yè)研究者大展拳腳的舞臺。克服高原反應(yīng)帶來的頭痛、流鼻血、失眠等不適,曹晏飛堅持完成了溫室選址、勘測、數(shù)據(jù)采集等工作。
10個月后,他帶著多次改良優(yōu)化的設(shè)計,帶著從各地采購的建筑材料,帶著在這里“打響設(shè)施種植第一炮”的信心,來到了阿里地區(qū)噶爾縣。
這份信心來之不易。曾經(jīng),他的同行為了把溫室?guī)У竭@里,屢敗屢戰(zhàn):要么溫室被大風(fēng)吹壞;要么零部件在顛簸的路上散落遺失;要么大雪封路,根本運不上去。而曹晏飛相信自己和團(tuán)隊,采取了先運輸材料、到達(dá)阿里再組裝的方案。
親眼看著溫室在當(dāng)?shù)匕惭b成功,他才覺得心里踏實。在這期間,時不時就有當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶跑來詢問他的溫室是否出租:“你們這個溫室看著就好!”聽到這樣的評價,曹晏飛感到很欣慰。獨特的防風(fēng)防沙設(shè)計、高效的蓄熱保溫功能、精心計算的屋面頂部角度……得到這群“識貨”的農(nóng)戶認(rèn)可,他體會到汗水沒有白費。
他沒有一口答應(yīng)農(nóng)戶租用溫室的請求。溫室能經(jīng)得住高原冬季的寒風(fēng)嗎?能保障番茄越冬生產(chǎn)嗎?這些問題到了明年才會有答案。
曹晏飛不怕等待,他深知農(nóng)業(yè)就是一門和時間打交道的學(xué)問。當(dāng)時間成為變量,那一切就交給時間吧!他相信,一次實驗也許會失敗,但時間永遠(yuǎn)不會辜負(fù)有心人。
講到這里,他向記者描繪起今年6月前往新疆喀什調(diào)研時看到的情景:一望無際的塔克拉瑪干沙漠上,成片的溫室一直延伸到天際線。
“那是一個奇跡!”曹晏飛說,“那片很少被大自然‘呵護(hù)’的土地,得到了設(shè)施農(nóng)業(yè)工作者的精心照料?!?/p>
3、種下希望,再堅定等待
8月30日,北京門頭溝百花山自然保護(hù)區(qū),秋風(fēng)吹拂。北京農(nóng)學(xué)院副教授趙文超帶來10株百花山葡萄的幼苗。他將進(jìn)行幼苗野化馴化的嘗試。
目前,僅發(fā)現(xiàn)的兩棵野生百花山葡萄就生長在保護(hù)區(qū)內(nèi),兩個植株均為雌株。這10株幼苗是用這兩棵葡萄樹的枝條扦插獲得的。它們是同一批50株擴(kuò)繁得到的幼苗中最健康、茁壯的“佼佼者”。
“無心插柳柳成蔭”的好運沒有眷顧這個瀕臨滅絕的物種,這一批幼苗的存活,靠的是設(shè)施農(nóng)業(yè)科研人員的“有心”。
在溫度、光照、濕度可控的溫室里,趙文超和同事們完成了百花山葡萄的擴(kuò)繁計劃。為植物提供可控生長環(huán)境的溫室并非為拯救瀕危植物而設(shè)計,只不過精準(zhǔn)調(diào)控植物生長環(huán)境是設(shè)施農(nóng)業(yè)的特長。
趙文超與團(tuán)隊長期研究設(shè)施番茄的生長環(huán)境。其中“最浩大的工程”,當(dāng)屬連續(xù)8年觀測記錄番茄生長發(fā)育的120多萬個環(huán)境與植株生長數(shù)據(jù),建立了設(shè)施番茄生產(chǎn)的數(shù)據(jù)庫平臺,并研發(fā)了數(shù)學(xué)模型。他希望用數(shù)據(jù)精確地找到環(huán)境與植物生長發(fā)育的關(guān)系。
“這些數(shù)據(jù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?!痹诤投辔粚<姨接懞螅逦卣J(rèn)識到精準(zhǔn)把握環(huán)境與植物的關(guān)系仍任重道遠(yuǎn)。他并不灰心,反而堅信只要堅持下去,找到答案的一天就定能到來。
就像拯救百花山葡萄的努力一樣——用僅剩的兩個雌株擴(kuò)繁、野化,如果沒有野生的雄株授粉,可能永遠(yuǎn)都不會開花結(jié)果。但只要擴(kuò)繁、野化的工作不停滯,希望就還在。
兩株、10株、100株……趙文超的愿望是把雌株種滿山野?!暗侥菚r,說不定在某個角落,還未被發(fā)現(xiàn)的野生雄株花粉被風(fēng)吹來,一旦落到雌株上,生命的旅程就能再一次開啟!”
《光明日報》(2023年09月05日 12版)
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