初春時節，在已有三千年開采歷史的大冶市銅綠山古銅礦遺址旁、大冶有色集團銅綠山礦地下245米的廢棄礦道中，一排排綠油油的奶油生菜即將收獲。這是湖北工業大學和武漢湖工富瑞能源技術有限公司承擔的湖北省科技廳《廢棄礦井植物工廠關鍵技術研究》科研課題的現場場景。
“生菜僅僅是開始試驗的品種，我們可以在這里無季節地種出各種各樣的植物。”湖北工業大學教授曾煒說，下一步將開展高檔蔬菜、藥材、花卉品種的種植試驗，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。
利用廢棄礦井建設地下植物工廠可期
湖北省廢棄磷礦礦井多，同時也存在大量采掘已盡或進入采掘尾聲的銅礦、鐵礦、鹽礦等礦井。每個礦山閉礦工作需要數億投資，然而，廢棄礦井卻是有巨大的地下空間、完善的通風、通訊以及水電軌道等優良資源。
2022年全國兩會期間，中國工程院院士袁亮教授提出：2020年我國關閉煤礦礦井12000處，到2030年有超過15000個廢棄礦井需要關閉，預計可利用地下空間資源72億立方米。
從農業角度上看，井下有常年恒定的溫濕度條件。以大冶銅綠山銅礦地下245米處為例，溫度常年在25-28OC，濕度保持在70-80%，這是植物生長優異的環境，更有二氧化碳濃度保持在700-800ppm之間，是地面的一倍，而二氧化碳被稱之為植物氣肥。廢棄礦井唯一缺乏的是光照，只要解決光照問題，便可以無季節生產絕大部分植物，且不使用農藥，工廠化生產植物生長周期可縮短20-40%。理論上植物所需要的光譜只是可見光譜的十分之一，針對植物所需的特定光譜人造光環境，可以獲得超過10倍于大田種植的產能。與地面植物工廠方式相比，由于需控溫能耗，生產運營成本可降低60%以上。
利用廢棄礦井建設地下植物工廠，可成為資源枯竭型城市廢棄礦山轉型都市農業的有效路徑。
“地下生菜”重金屬含量低于國際食品安全標準
2019年6月，湖北工業大學與黃石市政府簽訂戰略合作協議。校企合作開啟時，湖北工業大學與大冶有色金屬集團就尾礦庫建設光伏電站、光伏綠色電力用于井下植物工廠生產的設想展開了調研。2020年初，湖北工業大學向湖北省科技廳提出廢棄礦井植物工廠的項目指南，省科技廳經全面考察和專家論證后，將此項目列入2020年湖北省重點科技研發計劃，撥款50萬元由湖北工業大學會同企業開展《廢棄礦井植物工廠關鍵技術研究》工作。這一研究項目不僅包括：廢棄礦井植物工廠的種植系統設計及示范；植物營養液配方研發；更將高科技的特定光譜光源設計，水肥自動化系統；智能物聯網系統；移栽、采收自動化的實驗室示范等研究內容前瞻性地加以布局，研究成果經工業化放大實驗后推廣，形成立體種植、智能物聯、精準管控的工業化礦井農業發展模式。
“我們礦井面積數十萬平方米，如果按三層立體種植的話，相當增加了上千畝耕地呢。”銅綠山礦長曾海鵬說，起初他們也擔心礦區地層重金屬污染，井下生產的生菜經農業農村部食品質量監督檢驗測試中心（武漢）檢測，無農藥殘毒，未檢出汞、砷等毒性重金屬，本地水體特有的鉛、鎘、鉻等重金屬含量低于國際食品安全標準一個數量級。
湖北工業大學教授張杰介紹，下一步，將把在地面試驗的自動化移栽采收裝置與礦井軌道結合起來，形成機器人輔助的自動化、數據化的廢棄礦井植物工廠流水線。
（ 湖北日報全媒記者文俊 通訊員 朱克甲）
