中国网4月17日讯(记者孙磊) 2021亚信金融峰会于2021年4月17日至18日在中国济南举办。本次峰会在中华人民共和国外交部的指导下,由中国开发性金融促进会和济南市人民政府主办,山东省文化产业国际商会协办。
4月17日下午,中国农业科学圆都市农业研究所副所长、智能植物工厂首席科学家杨其长在主题演讲时谈到,去年的疫情中国非常稳定,很重要的一个原因就在于我们的食物供给非常充足,说明农业尤其是食物的保障对人的生命健康安全,包括与重大的事件还是起了重要的咨询作用。中国目前是“植物工厂”发展速度最快的国家,它可能是未来食物保障的新途径。
以下为发言实录:
杨其长:尊敬的各位来宾,大家下午好。听了一天的会,感觉跟农业没有必然的关系,但是我刚才听到两个词,其中一个很重要的词,关于健康,尤其是去年的疫情,认为去年的疫情中国非常稳定,很重要的一个原因就在于我们的食物供给非常充足,说明农业尤其是食物的保障对人的生命健康安全,包括与重大的事件还是起了重要的咨询作用。所以我今天讲讲农业。来之前陈元会长也让我讲一下农业,我想讲一个主题就关于新的农业生产手段叫植物工厂,它可能是未来食物保障的新途径。我想从三个方面给大家介绍。
第一,食物保障的挑战及解决途径。
我讲三个方面的挑战,人口在不断增长,有人认为2050年全球人口将达到95亿,食物供给需求,假定现在要增加50%到75%以上。另外一方面,耕地在不断减少,2016年FIO的数据,全世界的耕地大概13.7亿公顷,每年由于各种原因,包括城市建设、沙漠化等其他原因,每年损失500万到700万公顷的土地,中国18亿亩红线也是非常紧张的,还有城市等原因大量耕地的消失。第三个原因,农业从业人口的老龄化非常明显,现在农村做农活的大部分都是60岁左右的老人。我们统计了一下2019年农业从业人口60岁以上占62%,日本更高,达到86%。一个是食物需求不断上升,耕地在不断减少,人口的老龄化日益严重,未来食物的保障如何解决,追进一些年袁隆平先生是在不断探索粮食生产的技术,农业科学家也在探索怎么样增加食物的产量,但是从我们的数字来看,像稻谷和小麦,不管技术怎么进步,它增加的幅度都非常有限,大概在5%左右,时高时低,但总体有增长的趋势,但这种幅度是非常小的。第二方面,可拓展的耕地越来越小,据FIO的统计,全球能拓展的耕地数量大概20%左右。所以增产幅度在不断减少,可拓展的耕地也很有限,所以人们认为,未来人类的食物保障有没有途径?
我列了一下(图)好像是无穷大,有很多种途径。植物工厂可能是其中的一个选项之一,什么是植物工厂?大概在很多年前,或者是千百年来人们都有一个朴素的理想,某一天我们有一把种子投下去,经过一个过程,出来的就是食物。可能这个过程就在完全可控的环境下,不受外界任何气候条件的影响,在工厂化的条件下生产食物,这就是植物工厂的朴素想法。
植物工厂有三个要件:第一,植物药在工厂化的条件下生产,首先要有厂房,厂房有外围和结构,还有可控的环境系统。第二,流水线,包括种苗、栽培等等。第三,要有零件,包括种子、肥料和一些资源等等出来的是农产品。这个植物是环境可控,不依赖于阳光、土壤、降雨,按照计划的工厂化生产,有人认为植物工厂是农作方式的颠覆性技术,也就是说可能未来跟原来传统的农业是完全不一样的形态,原来传统农业依赖于阳光、土壤、降雨,但是未来植物工厂可能完全都不需要阳光,不需要土壤,不需要降雨等等。
植物工厂的优势大概有三个方面。第一,可以大幅度突破土地资源的约束,生产周期可以缩短一倍以上,传统上有的叶菜70天左右,在植物工厂可以35天成长。同时可以多层立体栽培,可以搞到四层以上。同时它可以终年的进行生产,它的产能可以达到陆地的40倍以上。在温室里面是2-10倍,但是在植物工厂可以达到40倍甚至100倍以上。现在还在研究所谓的垂直农场,在一个大楼里面生产食物,它的产能可以达到陆地的1000倍以上,同时我们用植物工厂化的技术可以在非耕地上进行生产,包括在地下室,还有地下的防空洞进行生产,还有在沙漠里面进行生产等等,还有未来的城市建设,城市空间都可以用,可以大幅拓展农业生产的空间。还有机械化,可以有机器人或机械手的辅助生产,未来完全像工厂化的生产。还有劳动力的问题,很多年轻人不愿意务农,很重要的两个原因,一个是收入水平很低,一个是劳动强度很大。但未来如果在工厂化的条件下进行生产,收入还是比较高的,同时相对来说也比较清楚。现在有一批农业的硕士、博士来从事农业的生产。第三是食品安全问题,在工厂环境下,用营养液栽培,避免了土壤中的微生物、细菌和重金属的污染,减少避免了和空气的接触,杜绝了农药残留,,所以产品是洁净安全的,植物工厂已经成为全球尤其是一些经济稍微发达一点的地区,解决人口资源环境和劳动力资源短缺和食物安全的特殊问题,发展现代农业的特殊途径,很大国家都在发展植物工厂。
第二,产业发展现状。
中国目前是植物工厂发展速度最快的国家,虽然短短的十几年的时间,目前是全球植物工厂发展最快的国家,当然这有赖于国家的重视和国家领导人的关注,还有一些企业的介入。(图)这是我们统计从2009年以来,我们国家植物工厂的发展速度,同时我们已经形成了一批向全球出口的企业。在“十二五”成就展的时候,总书记非常关注植物成长的发展,给我提了好几个问题,我们在按照总书记的要求不断的进行研发和产业的拓展,同时很多国家的政要和元首对中国的植物工厂充满了兴趣。如果不是疫情的话,大概有几十位国外的元首和政要都要参观植物工厂。仅仅2018年一年的时间大概有7位国家元首到我们院参观我们植物工厂的技术。当然一些知名的企业,富士康、三安光电、京东等企业也在介入植物工厂的企业。
大众认知度不断提升,去年7月我在中央一台《开讲》节目讲了一些植物工厂的知识,很多人非常感兴趣,所以说大众的认知度也在不断提升,还有一些产品目前来说进入普通的消费市场,包括线上和线下的方面都有一些植物工厂的产品。还有像现在一些城市的餐厅、超市也都有植物工厂的产品和技术的展示,像一些微型植物工厂的装置在家庭里成为一种时尚。(图)右下角的产品,是前几天我到我们支持的企业,他说今年的销售大概5000台左右,很多国家需要这种产品,因为这种产品放在家里成本也不是很贵,成本大概一两千块钱,大概一家叶菜就够吃了,又可以玩又可以生产。
第三,技术进展及发展趋势。
目前植物工厂是非常好的一种东西,但是它也有它的瓶颈,核心瓶颈是电能消耗比较大,运行成本比较高。一个是电能消耗比较大,尤其是照明的电耗占65%以上,劳动力成本也比较高。第一个技术就是解决它的能耗的问题,结果光效和能效的提升。理论上来看可以提升的空间大概还有5倍,所以我们最近一些年也在做这些方面的研究,这是我们做一些光效提升途径的分析和研究。目前我们提出了光配方的概念,用LED代替传统的光源,使光效得到显著提升。(图)这是我们做的光配方研究,现在已经实现节能70%以上。二是AI技术和智慧管控技术融入工厂,像机器人、机械手,这是我们研究的机器人,可以辅助生产,未来可以完全代替人进行操作,还有品质的提升技术也取得了很大进展,包括VC可溶性糖的提升等等。
未来的趋势有几个方面。一是空间的利用效力显著提升,我们现在把种植种到几十层,刚才说陆地是一层,现在是可以搞到几十层,空间利用率大幅度提升。现在我们也在做一些实验,原来主要是做园艺组,现在也在做一些实验,小麦、水稻等等,小麦的产能可以最高提高到600倍,我们现在还正在做一个非常矮化的水稻,也就是15公分-20公分,现在经济性还有些问题,但未来在食物安全方面能提供很好的途径。 还有无人化植物工厂的技术取得重大突破,由16个机器代替人的设备已经研究出来了。植物工厂与都市的生活将更加紧密,包括家庭、超市、社区、餐馆、学校、宾馆、医院等等,未来植物工厂的技术手段在城市里面将无所不在。
还有一个很有意思的方面,就是外太空的探索,我们经常谈到月球、火星的探索,很重要的一个问题就是未来探索以后,食物怎么保障,未来可能是依赖于植物工厂的技术进行提供,今年有两个研究很有意思的结果,第一个结果是我们在月球上发现了很有意思的区域,这个区域我们原来叫做月球15天的光期、15天的暗期,后来发现有一个地方,大概30天左右都是明期,温度也不是很低,零下40度左右,这个地方如果用植物工厂的技术,就有可能生产出食物,火星也是一样,我们正在找火星适宜的种植区域,所以未来植物工厂的技术也有可能为外太空的探索食物保障提供很重要的手段。现在很多专家也在探索,包括北航的老师和其他专家也在探索空间站、月球上的食物保障实验等等,都在做。
(图)这是刚才提到未来在城市里面搞的垂直农场实验,已经建成了7层的楼,包括种菜、养鱼、做食用菌,还有功能植物等等,也在探索未来在城市里面用城市的空间,大幅度提高食物产能的可能性。
我的汇报完毕,谢谢。