目前，全球“植物工廠”有幾種類型具有代表性，包括以日本為代表的精細(xì)化種植工廠，以及以荷蘭為代表的大規(guī)模種植的工廠等。

京東、中糧等中企都在引進(jìn)“植物工廠”相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)種植。記者通過調(diào)查，展示中日荷三國(guó)“植物工廠”的最新發(fā)展水平。

01 “植物工廠”里的“中國(guó)角色”

位于北京通州的京東“植物工廠”，據(jù)說是目前國(guó)內(nèi)最大的日本技術(shù)太陽光和人工光結(jié)合型“植物工廠”之一，在這個(gè)占地1萬多平方米的大棚內(nèi)，你可以看到離開土壤后的蔬菜是怎么形成的。

植物工廠內(nèi)溫度適宜，蔬菜并沒有長(zhǎng)在地里，而是一棵棵整齊生長(zhǎng)在距離地面1米多高的栽培床上，隱隱還能聽到流水聲音。一眼望去，整個(gè)“植物工廠”更像一個(gè)大型實(shí)驗(yàn)室。掀開一塊種著生菜的苗床底板，淺淺的液體從苗床頂端往下流淌，生菜發(fā)達(dá)的根系浸在液體中，原來水聲出自這里。

這些液體就是植物的營(yíng)養(yǎng)液，相當(dāng)于植物的“配方奶粉”，根據(jù)不同的植物在水中添加各種營(yíng)養(yǎng)成分，“如菠菜的鉀含量更多一些，營(yíng)養(yǎng)液中就會(huì)多加一些鉀”。據(jù)介紹，“植物工廠”采用的是日本“淺液流栽培方式”，這種栽培方式能使得營(yíng)養(yǎng)液溫度可控、蔬菜根系能很好吸收氧氣，并且節(jié)約用水，營(yíng)養(yǎng)液重復(fù)利用率達(dá)到90%。經(jīng)過測(cè)算，差不多一瓶礦泉水就能養(yǎng)活一棵菜，用水量是傳統(tǒng)土壤栽培的3%。

2018年，京東從日本三菱化學(xué)引進(jìn)“植物工廠”相關(guān)技術(shù)和設(shè)備，包括種子、營(yíng)養(yǎng)液等均來自日本。這些菜最大的好處是不使用任何農(nóng)藥，之所以不用打農(nóng)藥，秘密就在于“植物工廠”通過“離地栽培”的方式將病菌隔離。

京東引進(jìn)日本三菱的核心技術(shù)還包括育苗箱，透過育苗箱上的小玻璃窗口看到，兩排多層立體的架子上長(zhǎng)滿新出的小苗。育苗箱可以調(diào)整光照、二氧化碳濃度以及溫度濕度等，8到10天就可以出一批苗，比傳統(tǒng)的育苗周期縮短一半以上。離開育苗箱后，這些苗就種在栽培床上，經(jīng)過20到30天生長(zhǎng)，就能夠采收一茬。以生菜為例，一年采收12至14茬，露地種植大概一年收獲3至4茬。

目前京東“植物工廠”的蔬菜種子全部來自日本，當(dāng)前京東也正在和國(guó)內(nèi)一些科研院所做育種實(shí)驗(yàn)，為使用國(guó)產(chǎn)種子做準(zhǔn)備。

就育種方向來說，日本比中國(guó)更超前，日本育種方向已經(jīng)過了追求溫飽的階段，更愿意追求口感風(fēng)味。中國(guó)育種大部分還在追求產(chǎn)量，但也有部分高消費(fèi)群體更追求口感，“植物工廠”的蔬菜就針對(duì)這一群體。

“植物工廠”的生菜，確實(shí)要比市面上一般的生菜口感更嫩更脆。疫情期間，“植物工廠”蔬菜供不應(yīng)求。在價(jià)格方面，市面上普通有機(jī)生菜大約200g賣6元，“植物工廠”生菜是7.5元左右，消費(fèi)者上午在京東App下單，最快下午就能拿到菜。

就“植物工廠”來說，國(guó)內(nèi)軟硬件技術(shù)水平已可以達(dá)到自給自足，沒有“卡脖子”環(huán)節(jié)，但如果像荷蘭日本那樣系統(tǒng)控制精度更高、設(shè)備壽命更長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)目前還做不到，“跟芯片一樣的，高精尖做不到，但可以滿足基本需求”。而在育種環(huán)節(jié)，中國(guó)和荷蘭、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距。

02 荷蘭“植物工廠”可以“私人訂制”

“荷蘭農(nóng)業(yè)進(jìn)入4.0時(shí)代！”德國(guó)《經(jīng)濟(jì)周刊》稱，去年荷蘭水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品出口再創(chuàng)紀(jì)錄。在全球糧食危機(jī)突出之際，荷蘭“植物工廠”已逐漸進(jìn)入量產(chǎn)及經(jīng)常性供應(yīng)階段。

位于阿姆斯特丹城市東南商業(yè)園區(qū)的GROWx“植物工廠”就是其中一家。從外部看這家“植物工廠”與普通公司并沒太大區(qū)別。走進(jìn)內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)它與玻璃溫室有很大不同，空間較為封閉，且多了一個(gè)主角——生長(zhǎng)燈。

進(jìn)入種植區(qū)，訪問者必須穿上藍(lán)色工作服，戴上防護(hù)帽等。這家“植物工廠”主要種植菠菜、生菜、羽衣甘藍(lán)等，雖然工廠占地2000平方米面積，但蔬菜培育層都有幾層，實(shí)際使用面積是占地面積的三四倍。

除了氣候室的溫度、濕度、通風(fēng)等控制技術(shù)外，最重要的是發(fā)出紫色光的LED植物生長(zhǎng)燈。據(jù)了解，生長(zhǎng)燈由荷蘭專業(yè)的LED植物生長(zhǎng)燈制造商提供，可以根據(jù)不同的植物和生長(zhǎng)周期對(duì)生長(zhǎng)燈進(jìn)行調(diào)整，讓蔬菜長(zhǎng)得更快更好，甚至還可以影響口味。

“植物工廠”能避免天氣變化造成的影響，可控的環(huán)境讓農(nóng)作物具備高質(zhì)量、高產(chǎn)量。這種穩(wěn)定性，也讓我們可以根據(jù)零售商甚至終端客戶的需求來“訂制產(chǎn)品”。不管什么時(shí)候都可以下單“季節(jié)蔬菜”，而且可以保證按時(shí)送達(dá)。

不過，“植物工廠”也有劣勢(shì)。最主要的是成本高昂，建造“植物工廠”所必需的氣候室花費(fèi)約是同等面積的玻璃溫室的3倍左右，且24小時(shí)照射的LED生長(zhǎng)燈同樣成本高昂，較之于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)而言，前期投入與運(yùn)營(yíng)經(jīng)費(fèi)是后者幾倍。

其次，“植物工廠”對(duì)農(nóng)民要求也較高，不僅要懂得耕種，還要有豐富的植物學(xué)與環(huán)境科學(xué)知識(shí)。由于各種成本較高，所種植的蔬果價(jià)格也是市面上同類產(chǎn)品的幾倍。

但GROWx公司對(duì)于未來的前景充滿信心。糧食短缺已成為全球問題，尤其是大城市，“植物工廠”特別適合城市。目前，許多荷蘭食品公司、大型超市、初創(chuàng)企業(yè)等也參與到“植物工廠”建設(shè)中。

“植物工廠”的興起離不開荷蘭許多頭部公司的帶動(dòng)，包括氣候室建設(shè)、種子育種到施肥、照明等眾多環(huán)節(jié)，荷蘭還有全球排名最高的農(nóng)業(yè)科技大學(xué)瓦格寧根大學(xué)。“植物工廠”項(xiàng)目也得到荷蘭政府支持，荷蘭的目標(biāo)是在全國(guó)建立一張“植物工廠”網(wǎng)絡(luò)，未來其產(chǎn)品將逐漸走進(jìn)尋常百姓家，并走向歐洲和其他地區(qū)。

03 “植物工廠”產(chǎn)品已進(jìn)入日本尋常百姓家

“植物工廠”在日本，已經(jīng)不是一個(gè)領(lǐng)先的概念，而是生活實(shí)際的體驗(yàn)。在日本超市，在日本能經(jīng)常能看到“Vegetus”這個(gè)牌子的產(chǎn)品，四四方方的透明口袋，里面是無須清洗就可以用來拌沙拉、做三明治的新鮮蔬菜。它們都是無土栽種的，擁有同一個(gè)老家——“植物工廠”。

日本連鎖便利店全家與株式會(huì)社VitecVegetableFactory合作，在全國(guó)16000多家店里，出售由“植物工廠”蔬菜制成的三明治。東京電力集團(tuán)、富士通、松下、夏普等科技巨頭都在積極參與“植物工廠”建設(shè)，就連個(gè)人也逐漸將“植物工廠”當(dāng)成投資首選。

日本最早在上世紀(jì)七八十年代開始興起“植物工廠”，當(dāng)時(shí)日本國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，大批工廠設(shè)備被淘汰，而日本人口老齡化導(dǎo)致種地人越來越少，日本政府出臺(tái)政策，鼓勵(lì)工廠將淘汰設(shè)備應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中。于是大批科學(xué)家開始研究人工光，至今，日本在人工光“植物工廠”方向已全球領(lǐng)先。

《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道稱，從全球范圍來看，日本屬于植物工廠數(shù)量較多的國(guó)家。日本設(shè)施園藝協(xié)會(huì)（東京都中央?yún)^(qū)）稱，截至今年2月，日本共有386座“植物工廠”。但統(tǒng)計(jì)顯示，由于設(shè)備過剩，企業(yè)把開拓銷路等看得過于簡(jiǎn)單等原因，很多“植物工廠”面臨虧損。

一般社團(tuán)法人Innoplex的代表理事藤本真狩在接受采訪時(shí)表示，開設(shè)一家“植物工廠”所需設(shè)備成本大概在6000萬到7000萬日元（100日元約合6.4元人民幣），為了控制外部氣溫的影響，需要在建筑上加斷熱層、安裝空調(diào)，這項(xiàng)費(fèi)用大概在2000萬到3000萬日元左右，所以合計(jì)需要8000萬到1億日元。

他告訴記者，一般工廠房或倉(cāng)庫(kù)房都可以，只要棚高在2.5米到3米，面積在600到700平方米。

報(bào)道稱，近些年，隨著可壓縮水電暖費(fèi)和人工費(fèi)等技術(shù)以及栽培知識(shí)不斷積累，“植物工廠”規(guī)模越來越大，較為省電的發(fā)光二極管（LED）照明燈價(jià)格也越來越便宜，“收益方面開始看到曙光”。

日本是全球LED照明發(fā)展最快的國(guó)家，2014年兩名日本科學(xué)家和一名美籍日裔科學(xué)家還憑借藍(lán)光LED榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。日本從2017年開始新建的“植物工廠”，95%以上都采用LED。

除了需要較多啟動(dòng)資金，日本“植物工廠”設(shè)備技術(shù)還不夠成熟，目前日本“植物工廠”九成以上生產(chǎn)葉菜萵苣，像西紅柿等果實(shí)類蔬菜或馬鈴薯等根菜，比較難通過“植物工廠”來實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)，因?yàn)楣庹詹粌H需要上面的，還需要側(cè)面的。

如今，日本千葉大學(xué)研究室等還在試驗(yàn)“植物工廠”草莓的穩(wěn)定性生產(chǎn)。草莓雖然屬于果實(shí)類，但它的藤蔓橫著長(zhǎng)而非豎著長(zhǎng)，容易均衡地接受光照。眼下，日本用來制作蛋糕的草莓都從海外進(jìn)口，“植物工廠”草莓培養(yǎng)技術(shù)一旦成熟，就會(huì)有很大的市場(chǎng)空間。

農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察認(rèn)為，由于規(guī)劃化、量產(chǎn)化、高成本等難題導(dǎo)致植物工廠在中國(guó)發(fā)展緩慢，另外，植物工廠的商業(yè)模式依然值得商榷，提供高質(zhì)量的產(chǎn)品只是其一，如何創(chuàng)新出新商業(yè)、新模式才是植物工廠的下一站...

內(nèi)容來源：植物照明前沿