【正文】 通訊、人工智能、模擬與控制）等學科技術(shù)為基礎(chǔ)，是知識與技術(shù)密集的集約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，集中體現(xiàn)了高新技術(shù)在園藝產(chǎn)業(yè)的綜合應(yīng)用。 植物工廠具有以下特點： ① 產(chǎn)品生產(chǎn)計劃性強，可實現(xiàn)周年均衡生產(chǎn)。 ② 植物生長速度快、生長周期短、生產(chǎn)效率高。 ③ 環(huán)境自動調(diào)控，生產(chǎn)管理機械化和自動化程度高，甚至有 機器人參與生產(chǎn)和管理。 ④ 能有效地防止有害昆蟲和病原物侵入，不必施用農(nóng)藥，不 僅產(chǎn)品安全性高，對環(huán)境也沒有污染，實現(xiàn)清洗生產(chǎn)。 ⑤ 可采用多層立體方式栽培，節(jié)省土地和能源。 ⑥ 不受或很少受地理、氣候、環(huán)境等自然條件限制，擺脫了 災害性氣候的影響，對場地條件沒有特殊要求。 植物工廠的應(yīng)用還存在一些問題。 主要問題是投資大、建設(shè)成本高，限制了其在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的應(yīng)用和發(fā)展。此外，在環(huán)境控制技術(shù)方面還有待于完善和提高，才能更加符合植物生長發(fā)育的需求。 根據(jù) 1987年日本電力中央研究所資料，建造的一座1000m2人工光源利用型植物工廠 ，僅空調(diào)和照明、廠房建筑及栽培設(shè)施三項，每平方米造價折合人民幣 7820元，其中空調(diào)和照明設(shè)備占 39%，廠房建筑占 28%，栽培設(shè)施占22%，其他占 11%。如果加上附屬設(shè)備，則每平方米造價折合人民幣約 10000元左右。不僅建造成本高，運行成本也高，其中最大支出是電能成本，全人工光源的電能成本約占總成本的 40%。 性能指標 露地栽培 設(shè)施栽培 栽物工廠 產(chǎn) 量 低 較高，為露地栽培的3~5倍或更高 高，為露地栽培的10~20倍 價 格 低 較高，產(chǎn)品質(zhì)量好于露地栽培 高，產(chǎn)品無污染、質(zhì)量高 產(chǎn) 值 低 較高，為露地栽培的5~10倍 高，為露地栽培的30~60倍 周年生產(chǎn) 做不到 有限做到，困難較大 完全可以 地理氣候影響 影響大 有一定影響，可以克服 沒有或很少 農(nóng)藥施用 必要 較 少 一般不用，有時消毒用少量藥劑 勞動強度 繁 重 稍 輕 輕 機械化程度 低 較 高 很 高 不同生產(chǎn)方式的特性比較 從上個世紀 50年開始，國際上開始研究植物工廠的可行性。 1953年和 1957年日本和前蘇聯(lián)相繼建成了大型人工氣候室，進行人工可控環(huán)境下植物栽培的試驗。世界上第一座植物工廠于 1957年在丹麥約克里斯頓農(nóng)場建成，面積 1000m2。 1973年，英國溫室作物研究所 Coopre教授發(fā)明營養(yǎng)液膜法（ NFT）無土栽培方式，推動了植物工廠的發(fā)展。這一時期，美國、日本、英國、奧地利、挪威、希臘等國近 20個企業(yè)都曾利用植物工廠進行萵苣（生菜）、番茄、菠菜、藥材的生產(chǎn)，但除日本發(fā)展較快外，其它國家大都停留在小規(guī)模研究示范階段。 20世紀 80年代中期，歐美各國及日本相繼建起具有實用價值的植物工廠，如美國 亞基塔尼約盧 米德蘭農(nóng)場 建立的一座面積為 18000m2的植物工廠為迄今世界上規(guī)模最大的植物工廠。 1985年在筑波世博會上，日本展示了一套三層樓高的塔式人工光源植物工廠，隨后千葉、東京等地陸續(xù)出現(xiàn)了生產(chǎn)萵苣、苜蓿苗、豆芽菜和菠菜等蔬菜的植物工廠。 從 1992年到 2022年的 10年間，日本建成和運行的植物工廠有 26個，總規(guī)模達 18900m2，其中以神內(nèi)公司的植物工廠規(guī)模最大。其總面積為 ，生產(chǎn)“沙拉萵苣”和“桑秋萵苣”。 我國“九五”期間，原國家科委立項“國家重大科技產(chǎn)業(yè)化工程 —工廠化高效農(nóng)業(yè)示范工程”在北京、上海、廣東、浙江和遼寧同時展開，對我國工廠化農(nóng)業(yè)的發(fā)展起了重要推動作用。 1999年前后，我國還分別在北京和深圳引進兩套加拿大植物工廠水培生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)水培生菜，對我國植物工廠有一定示范作用。但真正意義上的植物工廠在我國仍屬空白，與國外有較大差距。 準植物工廠 黃瓜無土栽培 生菜無土栽培 生 菜 深 水 培 植 物 工 廠 航天育種 航天育種也稱太空育種、空間誘變育種，是利用衛(wèi)星、飛船等返回式航天器將作物的種子、組織、器官或生命個體搭載到宇宙空間，在太空誘變因子作用下，使其發(fā)生性狀變異，利用有益的變異選育出作物新品種的技術(shù)。 目前太空育種主要采用兩種方法： 一種是利用返回式衛(wèi)星或飛船作為運輸工具，將種子帶到 200千米到 300千米的空間，經(jīng)過 8～ 15天的太空旅行，使作物基因產(chǎn)生一定的變異； 另一種是讓作物種子依賴高空氣球運行到 30千米至 40千米的高度，停留 10小時左右，也能導致作物基因變異。 航天育種的原理： 利用空間宇宙射線、微重力、高真空、交變磁場等因素，對農(nóng)作物種子或微生物產(chǎn)生誘變作用，使其產(chǎn)生變異，再經(jīng)地面常規(guī)選育，培育出新種質(zhì)、新品系、新品種的育種新技術(shù)。 由于航天環(huán)境有許多地面難以獲得的誘變因素和多因子綜合作用的條件，某些作物品種可能出現(xiàn)一些在地面難以出現(xiàn)的特異性狀，這為遺傳育種提供了新的種質(zhì)資源，從而創(chuàng)造出更優(yōu)良的作物新品種。 空間植物和微生物變異理論由美俄科學家率先提出，但國外航天育種工作開展的很少。 美國曾將玫瑰和大豆進行太空誘變 ，以期獲得高玫瑰油產(chǎn)量的玫瑰植株突變體，以及優(yōu)良的大豆新性狀。 俄羅斯則將圣誕樹進行太空誘變，誘變后的圣誕樹長得非常高大。 太空育種是我國獨創(chuàng)的育種方式，自 1987年中期以來，我國成功進行了 10多次搭載試驗，作物涉及糧棉油及蔬菜等。 航天育種有以下特點： ① 能誘發(fā)作物種子產(chǎn)生遺傳變異。多數(shù)變異性狀穩(wěn)定較快， 有利于加速育種過程。 ② 能提高農(nóng)作物產(chǎn)量。具試驗，番茄、黃瓜不僅口感好、耐 貯存；還可提高產(chǎn)量 20%以上。 ③ 能改良農(nóng)作物的品質(zhì)。航天青椒果實大、品質(zhì)優(yōu)，平均單 果重 350ｇ，果實中的 Vc含量提高 10%~25%。 ④ 具有變異譜寬、變異率高、有益變異多，抗病抗逆性提高 等特點?？沙霈F(xiàn)常規(guī)育種不易出現(xiàn)的變異航天育種顯現(xiàn)出。 太空育種圖解 1987年我國開始將農(nóng)作物種子搭載衛(wèi)星上天。中科院植物所、微生物所、遺傳所、上海植物生理所、昆明植物所和解放軍獸醫(yī)大學等單位，調(diào)來 20多種微生物材料和植物種子，總重量不足 5kg。將上述種子等材料密封在玻璃管中，送入太空轉(zhuǎn)了 7ｄ，從此揭開了中國航天育種的序幕。 目前我國已進行 10多次航天搭載育種中，共搭載了包括糧食作物、經(jīng)濟作物、蔬菜、花卉、微生物菌株等 800多個品種，經(jīng)全國 23個省市 109個科研和生產(chǎn)單位的農(nóng)業(yè)專家和技術(shù)人員的試驗選育，取得了可喜成果。 已培育出了一批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的糧食、蔬菜新品系及有特殊性狀的種質(zhì)資源。目前已有水稻、小麥、油菜、青椒、黃瓜、番茄、大蔥、西瓜等作物在試種、示范和推廣。 園藝作物航天育種的重要成果表現(xiàn)在“航天蔬菜品種”的成功培育。青椒通過航天搭載 ,變得果大色艷 ,又嫩又香，子少肉厚，除了產(chǎn)量提高 20%左右外，平均單果重達 350ｇ，最大單果重達 500ｇ以上，保護地單產(chǎn) 9~ kg/hm2。果實 Vc和可溶性固態(tài)物及銅、鐵等微量元素含量比原來高出 7%~20%。 太空櫻桃番茄含糖量高達 13%，口感鮮甜，可當水果食用。中國科學院遺傳研究所將衛(wèi)星搭載的黃瓜種子后代經(jīng) 5年選育，已經(jīng)獲得產(chǎn)量高、口味好、果型大的新品系，單產(chǎn)達 9萬 kg/hm2左右。太空黃瓜不僅口感好、耐貯存，而且產(chǎn)量提高 20%以上。一條黃瓜最重可達 1500 g。這些品種還具有很強的地面環(huán)境適應(yīng)性和抵御病蟲害的能力。 中國科學院遺傳研究所在 1996年搭載了 20種花卉種子，后代出現(xiàn)了一些有益性狀突變。 一串紅獲得了花朵大、花期長、分枝多、矮化性狀明顯等變化； 三色堇的花色變?yōu)闇\紅色，花期更長； 純紅色的矮牽牛出現(xiàn)了花色相間，一株上 長出不同顏色的花朵。 一般認為，航天技術(shù)育成的新品種，不存在基因安全性的問題，不存在放射性的問題，不存在輻射劑量過高的問題，也不存在有毒有害物質(zhì)的問題。因此，人們食用航天育成的農(nóng)作物新產(chǎn)品是安全的，不會發(fā)生遺傳性的影響和為害。 二、園藝產(chǎn)業(yè)的標準化與產(chǎn)業(yè)化 園藝產(chǎn)業(yè)的標準化 標準的定義： 國家標準 GB/《 標準化和有關(guān)領(lǐng)域的通過術(shù)語第 1部分：基本術(shù)語 》 中，根據(jù)ISO/IEC對標準概念進行規(guī)定 ：“標準是為在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對活動或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復使用的規(guī)則、導則或特性文件。該文件經(jīng)協(xié)商一致制定并經(jīng)一個公認機構(gòu)批準”。 標準化定義： 根據(jù) ISO/IEC規(guī)定，國標 GB/T 1996對標準化給出定義： “為在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對實際的或潛在的問題制定共同的和重復使用的規(guī)則的活動”。 標準化不是一個孤立的事物，而是一個活動過程。標準化活動是指制定和發(fā)布標準、實施標準和修訂標準 農(nóng)業(yè)標準化定義： 農(nóng)業(yè)標準化是指種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)用微生物業(yè)的標準化，即以農(nóng)業(yè)科學技術(shù)和實踐經(jīng)驗為基礎(chǔ)，運用“簡化、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、優(yōu)選”原理，把科研成果和先進技術(shù)轉(zhuǎn)化成標準，并進行實施，以取得最佳經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益的可持續(xù)過程。農(nóng)業(yè)標準化的目的是為在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域獲得最佳的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。 截止到 2022年，我國制定發(fā)布了農(nóng)業(yè)國家標準近2022項，農(nóng)業(yè)行業(yè)標準近 4000項，農(nóng)業(yè)地方標準 6000項，其中涉及到農(nóng)產(chǎn)品和食品標準 2100余項，包括國家標準 1032項，行業(yè)標準 1125項。 特別是 2022年開始，我國啟動實施“無公害食品行動計劃”以來，國家農(nóng)業(yè)和各省市政治區(qū)分別制定了包括果品、蔬菜在內(nèi)的國家、行業(yè)和地方無公害農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)標準、產(chǎn)地環(huán)境要求及生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程，大大推動我國農(nóng)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)。 園藝產(chǎn)品標準和園藝標準化的意義： （ 1）標準和標準化是對現(xiàn)代園藝進行全面科學管理的基本要 求和條件。 （ 2）標準化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技成果和先進成熟生產(chǎn)經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為 現(xiàn)實生產(chǎn)力的橋梁和續(xù)帶。 （ 3）標準化是發(fā)展現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、安全、可持續(xù)農(nóng)