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近日，中國農(nong) 業(ye) 科學院都市農(nong) 業(ye) 研究所植物工廠創新團隊與(yu) 中國水稻研究所錢前團隊合作，在植物工廠環境下成功實現水稻種植60天左右收獲的重要突破，將傳(chuan) 統大田環境下120天以上的水稻生長周期縮短了一半。這為(wei) 加速作物育種提供了新的技術途徑。
據團隊首席科學家、都市所研究員楊其長介紹，這次試驗的水稻是由錢前團隊提供的矮稈品種，其株型較矮，空間利用率高，適合在植物工廠環境下進行多層立體(ti) 栽培。
據了解，這次水稻種植試驗是在有四層栽培架的全人工光植物工廠進行的，采用定製光譜的LED光源為(wei) 水稻不同生育期提供最佳的光環境，將水稻種植在營養(yang) 液栽培槽中，根據不同時期的營養(yang) 需求精準供給養(yang) 分。同時，植物工廠內(nei) 部的環境要素，如光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等都受到精準調控，為(wei) 各生育階段提供最佳生長環境。
在供試的6個(ge) 矮稈品種中，2個(ge) 品種表現出較高的產(chan) 量潛力，定植後45天抽穗，63天收獲，單株分蘖數達89個(ge) ，單層栽培架的綜合產(chan) 量為(wei) 每平方米0.98公斤，相當於(yu) 畝(mu) 產(chan) 650多公斤。
中國科學院院士、中國農(nong) 科院作物科學研究所所長錢前表示，高效的育種產(chan) 業(ye) 是保障國家糧食安全的關(guan) 鍵。使用傳(chuan) 統育種方法，通常一年隻能產(chan) 生1至2代，即使在溫室環境下或在熱帶地區，一年也隻能產(chan) 生2至3代。
“對於(yu) 大多數作物來說，要想培育出新的優(you) 良種質，需要經過若幹代繁殖，通常需要幾年甚至數十年時間。依靠植物工廠技術，打破了這個(ge) 時空瓶頸。”錢前說。
據悉，在植物工廠裏，通過調控環境與(yu) 營養(yang) 要素，能夠顯著提升作物的光合作用速率，誘導早期開花和促進作物快速生長，大幅縮短作物生育周期，實現“快速育種”。植物工廠育種加速係統可不受土地、空間和氣候條件的約束，建在實驗樓或育種單位附近，一年四季均可進行加代育種。
楊其長表示，未來有望實現每年6茬以上的“快速育種”，栽培層數可以達到10層以上。這一技術的突破為(wei) 水稻與(yu) 其他作物的加代育種和高效栽培提供了新思路。下一步，研究團隊將針對植物工廠環境可控以及多層立體(ti) 栽培的特征，選育出適宜植物工廠種植的水稻品種，提高產(chan) 量水平。
“目前這項研究剛起步，我們(men) 期待未來水稻可以實現精準營養(yang) 供給和光溫調控，可以實現無菌空間和立體(ti) 栽培、全程機械化，農(nong) 民可以到工廠進行操作。”錢前說，這項研究不僅(jin) 改變了傳(chuan) 統的育種與(yu) 栽培方法，而且為(wei) 未來工廠化栽培奠定基礎。
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