绿色消费革命｜实探相当于7层楼的全球最高“植物工厂”：育种加速器核心源头竟藏在这座城市

1月，本该是腊梅盛放的隆冬，而在成都的一处基地，金色的油菜花却已迎风绽放。

这片早开的油菜花是成都市农林科学院专家选育的新品种“长花100”，其最大优势便是耐低温能力突出，打破了传统油菜的生长规律，通常在12月底就能开花。

从选育耐低温品种让油菜花“错峰绽放”，到突破环境限制实现蔬菜“高楼种植”，农业科技的创新从未止步。这些突破不再局限于单一作物的品种改良，更延伸到种植模式的根本性变革——让农业生产彻底摆脱自然节律的束缚，走向精准可控的现代化路径。

近日，《每日经济新闻》记者（以下简称每经记者）走进坐落在成都兴隆湖畔的中国农业科学院都市农业研究所。在透明的落地玻璃内，紫色光线正温柔笼罩。仰头望去，超20层的白色升降架直抵顶部，架上的隔板间，碧绿生菜正探出头来。伸手拉开一块隔板，鲜嫩的根须正静静浸在透明营养液里，无土种植的秘密随即显现。

这栋专门“种蔬菜的大厦”，藏着惊人的效率：年产量是传统大田的120倍以上，而整栋楼的日常管理，仅需1人就能完成。

中国农业科学院都市农业研究所内的植物工厂 每经记者丁舟洋 摄

育种加速器显威：水稻生长周期减半，玉米还能“水里活”

年轻人不爱传统农业？植物工厂里的“新农人”正在打破这种印象。汇聚在中国农科院都市农业研究所的他们，年轻、高学历且来自五湖四海，河南“90后”博士后周成波就是其中的骨干。

“想懂植物工厂，得先了解育种加速器。”周成波对每经记者说，这是认识植物工厂的“入门钥匙”。水稻“从种子到种子”的全生育周期，户外种植需要120~160天，而在植物工厂的水稻育种加速器里，仅需60天就能完成。这一切的背后，正体现出中国植物工厂奠基人、中国农业科学院都市农业研究所首席科学家杨其长30余年的钻研与坚守。

“凭借前期技术积累，我们先缩短了水稻生育期，之后又把这一突破延伸到小麦、大豆、玉米等作物上，让它们的育种期也大幅压缩。”周成波一边说着，一边推开玉米育种加速器实验室的门。记者抬眼望见：原本应该长得高大挺拔的玉米苗，如今株型变得矮壮紧凑，细密的根须没有扎进泥土，而是静静浸在透明的营养液里。这一幕，彻底颠覆了玉米“扎根干旱土地、淹在水里就死了”的固有印象。

小麦在育种加速器中生长，根须浸泡在营养液里实现无土水培 每经记者丁舟洋摄

据了解，针对小麦、玉米、棉花、苜蓿等传统旱区作物，中国农业科学院都市农业研究所已成功攻克“水培”技术难题，该技术目前处于世界领先水平。“理论上所有农作物都能实现无土水培，我们正在逐步攻克。”聊起粮食种子的“卡脖子”焦虑，周成波表示，这项技术有着关键性的战略意义。“就说大豆，中国育一个新品种得8至10年，育种家熬了多年出成果，国外的新一代好品种可能已经出来了，我们的品种一下就‘过时’了。但有了育种加速器，大豆的培育周期能显著压缩，不用再被动追赶。”

大田小麦生育期要100~140多天，北方一年最多收获一两季。“现在我们能把小麦生育期缩到47~58 天，和中国科学院生物所合作的品种，50天左右就收获，一年能扩繁5季以上，这比海南南繁基地的‘一年三收’还高效。”周成波说，更方便的是，有了加速器，育种科学家不用总飞海南，在家门口就能实现育种。

告别靠天吃饭：精准控制种好菜，营养液不是“科技与狠活”

传统农业始终是靠天吃饭：冬天易遇冻害、夏天难逃高温，还得受制于降水不均、光照不足、土壤肥力差异等自然条件，生产稳定性大打折扣。

而育种加速器完全摆脱了自然环境的束缚，它能依据人类需求精准调控温、光、水、营养，实现全年无间断的全周期生产。若将这类“小房间里的育种加速器”扩展到更大规模，便是“植物工厂”，相当于把“可控育种”升级成“可控量产”。

2023年底，历经前期研发积累，全球最高的“植物工厂”落地成都并正式投运。据周成波介绍，这座22米高（相当于普通住宅7层楼的高度）的垂直农业设施，集育种加速与智能种植于一体。在植物工厂里，依靠灵活移动的机械臂，工作人员可以完成育苗、播种，产量比传统大田种植方式高出120倍，且无需使用农药，耗水量也极少，这无疑为城市农业发展提供了全新范本。

运行近两年来，这座植物工厂的实际效果如何？“各方面指标均达到预期。”周成波表示，“尤其是无人化机器人运作以及数据收集、反馈与处理环节，均实现了最初设定的目标，该工厂已是国内首座、世界领先的无人化植物工厂。”

周成波接受采访 每经记者陈华添 摄

以植物工厂内种植的生菜为例，其大田生长周期约70天，在这里可缩短至35天左右。这意味着，近两年来已实现约20茬不间断采收。除生长周期缩短、产量提升外，周成波介绍，这里的生菜口感优于大田品种，品质也更优：“经检测，其维生素、氨基酸及微量元素等含量指标，均高于大田种植生菜。”

这神奇的“种植魔法”是如何实现的？奥秘就藏在“精准控制”里。

植物沐浴的光线、吸收的营养液、所处的温度，都像为其量身定制的“婴幼儿配方奶粉”，精准适配生长需求。“从植物发芽到成熟，我们有专属的‘光配方’，通过不同光谱调节，为其匹配最适合生长的光合作用条件。”周成波说。

无菌环境搭配无人化种植，从根源上免去了病虫害困扰，自然无需使用农药。但这种特殊的营养液，会不会是大众担心的“科技与狠活”？

“很多人觉得营养液看起来像化学药品，担心它不健康，这其实是对无土栽培的常见误解。”周成波解释道，“我们的营养液配方，核心就是植物从土壤里自然吸收的氮、磷、钾等营养元素，而且不用大面积施化肥，既避开了土壤中可能存在的重金属，也减少了化肥对环境的污染。”

近260座植物工厂实现商用，仍待探索降成本之路

尽管植物工厂在产量、品质与可控性上优势显著，但周成波坦言，其整体成本高于大田农业，经济效益仍是当前生产中的核心瓶颈。

“针对这个问题，我们也在探索解决办法。首先，它‘贵’的核心原因在于光源能耗。我们正在新疆推广植物工厂技术，借助当地丰富的光热资源和较低的电力成本，进一步降低能耗相关成本。未来随着能源技术发展，若核能技术实现较大突破，电价大幅下降，植物工厂的能耗问题就能迎刃而解。”周成波表示。“其次，我们正持续优化光源技术。目前采用的LED光源，本身已融入节能设计，能耗较日本同类植物工厂降低50%。第三，我们通过选择种植高价值作物，如草莓、灵芝等，进一步摊薄单位面积的种植成本。”

在商业化落地层面，植物工厂技术已形成可复制的产业逻辑。研发团队与成都市温江区合作打造的智慧草莓植物工厂，让草莓“住进”11层无菌空间，全年生长。每颗草莓从种苗到成熟，都在全封闭环境中完成，确保无病毒、无农药。

未来随着技术和产能的提升，植物工厂生产的农产品完全可以做到物美价廉。周成波希望，这一天在未来10年到20年便会来到。

成都温江中农·超级植物工厂 受访者供图

据周成波介绍，目前全国已有近260座投入商用的植物工厂，且整体运营状况良好。“这些市场端的成功案例，给了我们科研人员极大的信心，也充分证明了植物工厂技术的市场可行性。中国乃至全球的农业生产方式都将迎来变革，而植物工厂这类高效、绿色的种植模式，有望成为推动这场变革的重要力量。”

他表示，植物工厂与大田农业并非替代关系，而是互补共生。尤其在传统农业难以覆盖的极端自然环境中，植物工厂已发挥不可替代的作用。无论是缺乏耕地的海岛、空间有限的远洋舰船，还是自然条件恶劣的边防哨所，科研团队通过技术合作，让这些场景下的人员能稳定吃上新鲜有机蔬菜，有效填补了传统种植的空白。

从国际地位来看，植物工厂技术虽起源于日本，新加坡、美国、荷兰等国也有前沿实践，但中国的技术整体已处于国际领先水平，尤其在智能化应用与规模化落地方面形成独特优势。

而当前，AI（人工智能）技术正成为提升植物工厂能效的关键。通过各类传感器实时采集作物生长数据，再用AI算法分析植物状态，精准优化温、光、水等环境控制条件。这种“数据驱动的精准种植”模式，让中国在能耗控制、作物品质稳定性上实现显著突破，为全球植物工厂发展提供了中国方案。