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地下兩百多米還能種蔬菜？

4月初，湖北省大冶市

地下245米廢棄礦道中

一排排綠油油的奶油生菜

長勢喜人

這是湖北工業(yè)大學(xué)和武漢湖工富瑞能源技術(shù)有限公司共同承擔的湖北省科技廳《廢棄礦井植物工廠關(guān)鍵技術(shù)研究》科研課題的初步成果。

試驗田位于大冶有色集團銅綠山礦，它的旁邊是已有三千年開采歷史的大冶市銅綠山古銅礦遺址。

“礦井下不僅能種生菜，理論上來講，想種的植物都能種！”項目研發(fā)負責人、湖北工業(yè)大學(xué)低碳經(jīng)濟與技術(shù)研究中心主任曾煒教授說。

成本低、生長快、不打農(nóng)藥

重金屬含量遠低于安全標準

植物生長需要溫度、光照、水分、肥料、二氧化碳氣體等自然條件，地底下如何滿足？

曾煒介紹道：“地下幾百米的礦井里，通常溫度約在25-30度，濕度為70%-80%，作為氣肥的二氧化碳濃度高達700-800ppm，十分適合植物生長。”

最需要解決的是光照問題?！拔覀儓F隊的研究方向是太陽能、光伏、低碳。一般的可見光伏范圍內(nèi)，只有10%是植物所需的有效光譜。”

井下種植可以通過LED光盤及電子電器控制，改變燈珠、芯片樣式更改燈珠布局，形成白光、藍光等不同的人造光譜?！搬槍Σ煌参锏纳L特性，提供所需光伏的光照，那么礦井下種各種植物都可以成為現(xiàn)實。”曾煒說。

“目前我們的生菜長勢非常好，而且比在大田里的生長周期要縮短20%~40%?！痹鵁樈榻B：“地下生菜”通過水培方式種植，使用水肥一體化機提供營養(yǎng)。

由于大田種植病蟲害主要寄生地來自土壤，而地下植物工廠的水培營養(yǎng)液可處理、可更換，因此地下蔬菜可做到不使用農(nóng)藥。由于無需控溫能耗，生產(chǎn)能耗成本相比地面植物工廠可大幅降低60%。

“我們礦井面積數(shù)十萬平方米，如果按三層立體種植的話，相當于增加了上千畝耕地呢?！便~綠山礦長曾海鵬說。

起初，團隊很擔心礦區(qū)地層會有重金屬污染?！暗N植蔬菜所用的水源不使用地下水，而是輸送經(jīng)過處理的自來水?！?/p>

在經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（武漢）檢測后，發(fā)現(xiàn)生菜并無農(nóng)藥殘毒，未檢出汞、砷等毒性重金屬，而且本地水體特有的鉛、鎘、鉻等重金屬含量甚至還低于國際食品安全標準一個數(shù)量級。

“自來水好做處理，水培方式避免了土壤里的重金屬污染物，比在大田里安全性更高?！痹鵁樥f。

廢棄礦井再利用

可解決礦工就業(yè)問題

大冶所在的黃石市是國家資源枯竭型城市，礦山從六七十年代開始資源已經(jīng)非常少，開采成本升高。

“老礦山地下七八百米內(nèi)里中空，面臨地質(zhì)災(zāi)害的危險性高，為了防止其塌陷滑坡，國家每關(guān)閉一個礦井所消耗的投資高達數(shù)億元之多?！?/p>

“閉礦不僅成本高，還導(dǎo)致大量礦工失業(yè)?！痹鵁樥f。以銅綠山礦為例，一旦閉礦，三四千礦工就會面臨下崗問題。

而若是選擇產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，不僅能解決大量礦工的再就業(yè)問題，還能繼續(xù)利用現(xiàn)成的供電、通風(fēng)、水電軌道、通信資源。

礦井植物工廠是一個系統(tǒng)工程，涉及到農(nóng)業(yè)、能源、機械、光學(xué)、電子電氣等各個專業(yè)，且井下工作需有嚴格的安全規(guī)范，自動化、智能化種植是礦井農(nóng)業(yè)的重要選項。

為此，湖北工業(yè)大學(xué)項目團隊成員涵蓋了電氣與電子工程學(xué)院、機械工程學(xué)院、理學(xué)院/芯片產(chǎn)業(yè)學(xué)院、經(jīng)濟與管理學(xué)院等數(shù)個專業(yè)學(xué)院的教授，同時得到了湖北省農(nóng)科院、武漢湖工富瑞能源技術(shù)公司、廣東巴比倫莊園以及項目所在地大冶有色銅綠山礦等單位的鼎立支持，產(chǎn)學(xué)院合作、學(xué)科交叉的整合效果得以充分體現(xiàn)。

“在礦井已有的礦軌兩邊種植蔬菜，安放所有自動化設(shè)備，剛好能夠解決機械方面需要固定軌道輔助智能化機器人進行工作的問題。”曾煒說。

團隊在橫井中設(shè)置了實驗基地。在井下安裝水肥機、傳感設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備，在地面安裝機器人、機械臂、agv小車等自動化設(shè)備，做到在地下自然生長，在地面自動移栽、采收。

擁有多年礦齡的礦工陳軍，已在這里工作了3個月。經(jīng)過前期簡單的培訓(xùn)，他已經(jīng)可以熟練地進行項目設(shè)備的安裝調(diào)試、種子的日常培育、植物所需的自來水與營養(yǎng)液的巡檢、菜品采摘與設(shè)備清理等工作。

數(shù)據(jù)顯示，目前我國已經(jīng)關(guān)閉煤礦礦井12000多處，到2030年有超過15000個廢棄礦井需要關(guān)閉，預(yù)計可利用地下空間資源72億立方米。

“如果可以把植物工廠的地下種植模式發(fā)展起來，會對國家的18億畝耕地紅線提供巨大支撐與幫助?！痹鵁樥f。

“生菜僅僅是開始試驗的品種，下一步將開展高檔蔬菜、藥材、花卉附加值高的品種種植試驗，同時進行低光照強呼吸的食用菌與強光照強吸收二氧化碳的植物交互輔助的多光譜組合、立體種植的廢棄礦井種植模式?！痹鵁樥f，通過人造光譜的改變，以后還可以種植針對高血壓等慢性基礎(chǔ)病的特定蔬菜。

該科研成果得到

新華社、湖北日報、長江日報

湖南衛(wèi)視等多家主流媒體關(guān)注

采寫/史凡李雄風(fēng)

通訊員/朱克甲

部分綜合新華網(wǎng)、湖北日報、長江日報報道

責任編輯/陳凌 史凡

出品/黨委宣傳部