中科三安:智能科技共创新农业新升级

中国发展网 2017-12-01 16:54

 

中国发展网记者 张自芳

随着全球能源短缺和环境污染问题的日益严重,LED照明产业正日益成为目前全球经济发展的热点之一,可与其相辅相成的我国植物工厂起步虽然较晚,但发展速度非常快,科研与产业界近年来开展相关领域的一系列研究,并取得了较大突破与实际成果。

近日,由福建省科学技术厅主办,福建省中科生物股份有限公司承办的第二十四次鼓岭科学会议在福建安溪召开。此次会议广邀领域院士专家,召开“光生物技术应用与植物工厂产业化”学术研讨,对植物工厂及现代农业有关的技术、政策、产业、发展瓶颈、突破办法、未来前景等相关议题进行广泛而深入的讨论,跨界合作发展光生物新兴产业,助推我国传统农业转型升级。

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跨界新兴产业,迎井喷发展黄金时期

近年来,随着我国政府陆续出台一系列鼓励政策,重点在核心技术的研发、灯具产品的开发创新和市场需求等方面的开拓, LED成本大幅降低,价格的回落,中国LED 市场发展迅速,LED 照明渗透率逐步提高,成为高效节能的新一代绿色照明光源,正引领人类照明产业发展的“第三次革命”。到2020年,半导体照明产业整体产值要达到万亿元规模,LED的研发和应用,将达到一个前所未有的黄金期,而对于把LED光源作为植物照明的植物工厂产业,LED照明产业的发展也正契合了植物工厂产业化和井喷爆发期的需求。

中国科学院植物研究所专家李绍华对记者表示:“植物工厂凭借其在产能、食品安全上的优势,在劳动力成本不断提高的将来,相比传统的大田栽培,会越来越有竞争力,更大范围地惠及百姓”。随着劳动力成本逐年提高,蔬菜这一类劳动密集型产业的成本也将随之升高。随着未来农业的发展,在大田条件下,劳动生产力成本会继续上涨。相反,随着科技的进步,植物工厂的成本会呈下降趋势,产品价格会越来越贴近消费者需求。

在未来三五年内,在植物工厂产业研发投入不断加大的形势下,像西红柿、辣椒、茄子等果蔬都可能在植物工厂里的大面积生产,植物工厂能实现商业化种植的种类会越来越多,价格会逐渐走低。可以预见,三五年后,商业化植物工厂将如雨后春笋,大量出现。

智能植物工厂,助推我国传统农业转型升级

智能植物工厂是光电产业与生物学产业结合的新的产业形式,集高技术、高投入、高产出于一体,是解决当下食品安全、环境污染、土地资源紧张、劳动力成本上升的有效途径,代表着未来农业的发展方向。

据介绍,植物工厂是生长环境(温度、湿度、光照、CO2和营养条件等)全智能控制的植物高效生产系统,是现代生物技术、环境控制、设施园艺、建筑工程和计算机等多学科集成创新、知识技术高度密集的农业生产方式,被认为是设施农业的最高级发展阶段。植物工厂不受自然环境制约,全天候高效的生产方式,不仅能大幅提高土地利用率,还能解决日益突出的食品安全问题;不仅在都市农业,还在国防装备、远洋舰船、沙漠荒岛、航空航天等特殊环境领域,具有重要的战略意义和广阔的应用空间。因此,植物工厂是未来农业的重要发展方向,也被世界各国列为高技术战略新兴产业。

20世纪40年代以来,以“矿质营养学说”为理论基础的营养液栽培技术的应用与推广,以及1949年美国植物生理和园艺学家F.W.Went教授在加州帕萨迪纳建立的第一座人工气候室引发的“人工模拟生态环境”领域的革命性突破,为植物工厂的出现孕育了成熟的条件。1957年丹麦诞生了世界上第一家植物工厂。之后日本等国相继跟上。目前仅有美、日、欧等少数发达国家掌握这项技术并形成成熟产业。根据相关产业预测,到2020年全球用于植物生长的LED光源产值将达到数百亿美元,植物育成产值可达到数千亿美元。

 

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研发有机结合,更利产业发展瓶颈突破

“十三五”期间,植物所将面向植物科学的重大基础理论问题、我国生态文明建设和农业转型发展的重大需求,紧紧围绕植物学科发展以及国家对生态文明建设和农业转型发展的战略需求进行重点布局,大力发展基础植物科学、应用研发、公众服务支撑体系。植物所是我国历史最为悠久的植物学综合研究机构,在近90 年的发展历程中,形成了独特的学科特色和优势领域,在植物的多样性与进化、植被与环境变化、光合作用、生长与发育以及环境应答和资源发掘等方面,产出了一批重要的学术和研发成果,先后荣获国家自然科学一等奖3项、二等奖6项等。植物工厂技术是其中的重要研究方向之一。

中国科学院植物研究所和福建三安集团共同发起成立的福建省中科生物股份有限公司(简称“中科生物”),引进光生物学的技术和理念,进行植物工厂的技术研发和产业化应用。根据规划,项目前期分5年投入70亿元建设现代植物工厂研究院、产业化基地及仓储、营销、配送系统,产业化基地生产高附加值的蔬菜、水果、花卉、中草药等,同时利用细胞悬浮培养和提取技术,萃取植物精华,生产健康保健产品和药品,预计达产后年产蔬菜8万吨,名贵中药材2600吨,珍稀种苗500万株,生物制剂3800吨,保健品提取物200吨,以及抗肿瘤药用中间体和药用蛋白提取物,可创年产值70亿元以上。

据介绍,三安集团旗下的三安光电股份有限公司是目前国内成立最早、规模最大、品质最好的全色系超高亮度发光二极管外延及芯片产业化生产基地,是国家发改委批准的“国家高技术产业化示范工程”企业,科技部认定的“半导体照明工程龙头企业”。企业利用自主知识产权已经掌握植物生长照明技术,研发出可用于蔬菜、水果、花卉、药材等作物生长的LED专用芯片。旗下全资子公司在工业自动化、数控精密制造、特种光源生产等领域具备成熟的产业配套,国际化的经营管理团队,为公司进入新的领域提供强大的支持。

拓展智慧产业,院地合作共创未来农业新气象

在福建三安集团、中国科学院植物研究所等的直接参与和共同努力,经过多年研发,投入数数亿资金,项目首个产业化基地设于安溪县湖头光电产业园区,规划建设面积50万平方米,利用LED光谱技术,采用自动化环境控制及智能化装备,在十万级净化厂房进行植物工厂化种植。项目已建成标准化厂房6万平方米,通过了良好农业规范GAP一级认证、食品安全管理体系ISO22000认证和质量管理体系ISO9001认证,首个植物工厂已于2016年6月顺利投产,日产绿色无污染、高质量蔬菜1.8吨,成为我国商业化人工光型植物工厂的优秀代表。

据介绍,公司蔬菜产品已在福建厦门、福州和泉州等地100多个销售终端陆续上市,得到了消费者的高度好评;公司利用科研团队在植物光谱光配方以及先进的植物栽培模组的研发突破,向国际市场成功输出了具有企业自主知识产权的全球领先的系统装备和相关技术,完成一千多套植物工厂生产模组的海外销售,并获评安溪县“纳税龙头企业”称号;2016年底,公司设立北美分公司,致力于推动境外植物工厂产业布局;2017年7月,首条金线莲产线产线投产,成为国内药用植物种植工厂化的创始代表,目前金线莲产品已经获得有机转换认证证书;2017年9月,中科生物植物工厂产品作为金砖国家领导人会晤宴餐的指定产品,登上国宴餐桌并得到各国宾客的青睐。

公司植物工厂研究院目前汇聚了包括植物所派驻的12名博士在内的近70人的研发团队。团队在营养液栽培技术、立体式模组化智能装备等方面取得了重大突破,已经开发出具有自主知识产权的成套自动化设备技术,产业化规模已处于国际领先地位。2017年6月,公司植物工厂研究院通过升级院士专家工作站评审。未来公司将整合全领域专家资源,组建200人以上的专职科研团队,加紧植物工厂生产技术体系、植物工厂成套自动化设备以及生物医药的研发生产,面向国民经济主战场,拓展上下游产业链,打造一个新兴产业集群,为人类健康产业、农业工业化、现代农业转型升级、生物医药创新做出全新的贡献。

植物工厂开辟了植物种植和生物工程领域的全新应用,可形成以安全食品、高附加值保健品、珍贵药材及濒危物种工厂化生产加工为体系的上下游产业链,项目将打造一个具有科研、生产、示范、孵化等功能的产业示范基地,并由此拓展一个高产、高效、优质、健康和可持续的新兴产业集群,为我国生物医药材料和现代设施农业提供全新的生产方式。

责编:宋璟