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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(dān)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(yàn)田位于大冶有色集團(tuán)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(xiàng)目研發(fā)負(fù)責(zé)人、湖北工業(yè)大學(xué)低碳經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)低于安全標(biāo)準(zhǔn)

植物生長需要溫度、光照、水分、肥料、二氧化碳?xì)怏w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(dá)700-800ppm，十分適合植物生長?！?/p>

最需要解決的是光照問題?！拔覀儓F(tuán)隊(duì)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?！?/p>

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(lán)光等不同的人造光譜。“針對不同植物的生長特性，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(shí)。”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(jī)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(dāng)于增加了上千畝耕地呢?！便~綠山礦長曾海鵬說。

起初，團(tuán)隊(duì)很擔(dān)心礦區(qū)地層會(huì)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。”

在經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)一個(gè)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(xiǎn)性高，為了防止其塌陷滑坡，國家每關(guān)閉一個(gè)礦井所消耗的投資高達(dá)數(shù)億元之多。”

“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(huì)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(gè)系統(tǒng)工程，涉及到農(nóng)業(yè)、能源、機(jī)械、光學(xué)、電子電氣等各個(gè)專業(yè)，且井下工作需有嚴(yán)格的安全規(guī)范，自動(dòng)化、智能化種植是礦井農(nóng)業(yè)的重要選項(xiàng)。

為此，湖北工業(yè)大學(xué)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員涵蓋了電氣與電子工程學(xué)院、機(jī)械工程學(xué)院、理學(xué)院/芯片產(chǎn)業(yè)學(xué)院、經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院等數(shù)個(gè)專業(yè)學(xué)院的教授，同時(shí)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(xiàng)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(dòng)化設(shè)備，剛好能夠解決機(jī)械方面需要固定軌道輔助智能化機(jī)器人進(jìn)行工作的問題。”曾煒說。

團(tuán)隊(duì)在橫井中設(shè)置了實(shí)驗(yàn)基地。在井下安裝水肥機(jī)、傳感設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備，在地面安裝機(jī)器人、機(jī)械臂、agv小車等自動(dòng)化設(shè)備，做到在地下自然生長，在地面自動(dòng)移栽、采收。

擁有多年礦齡的礦工陳軍，已在這里工作了3個(gè)月。經(jīng)過前期簡單的培訓(xùn)，他已經(jīng)可以熟練地進(jìn)行項(xiàng)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(gè)廢棄礦井需要關(guān)閉，預(yù)計(jì)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(huì)對國家的18億畝耕地紅線提供巨大支撐與幫助。”曾煒說。

“生菜僅僅是開始試驗(yàn)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(yàn)，同時(shí)進(jìn)行低光照強(qiáng)呼吸的食用菌與強(qiáng)光照強(qiáng)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(bào)、長江日報(bào)

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(bào)、長江日報(bào)報(bào)道

責(zé)任編輯/陳凌 史凡

出品/黨委宣傳部