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化種植工廠，以及以荷蘭為代表的大規模種植的工廠等。

京東、中糧等中企都在引進“植物工廠”相關技術試驗種植。記者通過調查，展示中日荷三國“植物工廠”的最新發展水平。

01 “植物工廠”里的“中國角色”

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

植物工廠內溫度適宜，蔬菜并沒有長在地里，而是一棵棵整齊生長在距離地面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“植物工廠”更像一個大型實驗室。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，生菜發達的根系浸在液體中，原來水聲出自這里。

這些液體就是植物的營養液，相當于植物的“配方奶粉”，根據不同的植物在水中添加各種營養成分，“如菠菜的鉀含量更多一些，營養液中就會多加一些鉀”。據介紹，“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養液溫度可控、蔬菜根系能很好吸收氧氣，并且節約用水，營養液重復利用率達到90%。經過測算，差不多一瓶礦泉水就能養活一棵菜，用水量是傳統土壤栽培的3%。

2018年，京東從日本三菱化學引進“植物工廠”相關技術和設備，包括種子、營養液等均來自日本。這些菜最大的好處是不使用任何農藥，之所以不用打農藥，秘密就在于“植物工廠”通過“離地栽培”的方式將病菌隔離。

京東引進日本三菱的核心技術還包括育苗箱，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滿新出的小苗。育苗箱可以調整光照、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，經過20到30天生長，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，當前京東也正在和國內一些科研院所做育種實驗，為使用國產種子做準備。

就育種方向來說，日本比中國更超前，日本育種方向已經過了追求溫飽的階段，更愿意追求口感風味。中國育種大部分還在追求產量，但也有部分高消費群體更追求口感，“植物工廠”的蔬菜就針對這一群體。

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

就“植物工廠”來說，國內軟硬件技術水平已可以達到自給自足，沒有“卡脖子”環節，但如果像荷蘭日本那樣系統控制精度更高、設備壽命更長，國內目前還做不到，“跟芯片一樣的，高精尖做不到，但可以滿足基本需求”。而在育種環節，中國和荷蘭、日本等發達國家還有一定差距。

02 荷蘭“植物工廠”可以“私人訂制”

“荷蘭農業進入4.0時代！”德國《經濟周刊》稱，去年荷蘭水果、蔬菜等農產品出口再創紀錄。在全球糧食危機突出之際，荷蘭“植物工廠”已逐漸進入量產及經常性供應階段。

位于阿姆斯特丹城市東南商業園區的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別。走進內部，發現它與玻璃溫室有很大不同，空間較為封閉，且多了一個主角——生長燈。

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

除了氣候室的溫度、濕度、通風等控制技術外，最重要的是發出紫色光的LED植物生長燈。據了解，生長燈由荷蘭專業的LED植物生長燈制造商提供，可以根據不同的植物和生長周期對生長燈進行調整，讓蔬菜長得更快更好，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，可控的環境讓農作物具備高質量、高產量。這種穩定性，也讓我們可以根據零售商甚至終端客戶的需求來“訂制產品”。不管什么時候都可以下單“季節蔬菜”，而且可以保證按時送達。

不過，“植物工廠”也有劣勢。最主要的是成本高昂，建造 “植物工廠”所必需的氣候室花費約是同等面積的玻璃溫室的3倍左右，且24小時照射的LED生長燈同樣成本高昂，較之于傳統農業而言，前期投入與運營經費是后者幾倍。

其次，“植物工廠”對農民要求也較高，不僅要懂得耕種，還要有豐富的植物學與環境科學知識。由于各種成本較高，所種植的蔬果價格也是市面上同類產品的幾倍。

但GROWx公司對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、初創企業等也參與到“植物工廠”建設中。

“植物工廠”的興起離不開荷蘭許多頭部公司的帶動，包括氣候室建設、種子育種到施肥、照明等眾多環節，荷蘭還有全球排名最高的農業科技大學瓦格寧根大學。“植物工廠”項目也得到荷蘭政府支持，荷蘭的目標是在全國建立一張“植物工廠”網絡，未來其產品將逐漸走進尋常百姓家，并走向歐洲和其他地區。

03 “植物工廠”產品已進入日本尋常百姓家

“植物工廠”在日本，已經不是一個領先的概念，而是生活實際的體驗。在日本超市，在日本能經常能看到“Vegetus”這個牌子的產品，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，擁有同一個老家——“植物工廠”。

日本連鎖便利店全家與株式會社Vitec Vegetable Factory合作，在全國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、富士通、松下、夏普等科技巨頭都在積極參與“植物工廠”建設，就連個人也逐漸將“植物工廠”當成投資首選。

日本最早在上世紀七八十年代開始興起“植物工廠”，當時日本國內產業升級，大批工廠設備被淘汰，而日本人口老齡化導致種地人越來越少，日本政府出臺政策，鼓勵工廠將淘汰設備應用到農業中。于是大批科學家開始研究人工光，至今，日本在人工光“植物工廠”方向已全球領先。

《日本經濟新聞》報道稱，從全球范圍來看，日本屬于植物工廠數量較多的國家。日本設施園藝協會（東京都中央區）稱，截至今年2月，日本共有386座“植物工廠”。但統計顯示，由于設備過剩，企業把開拓銷路等看得過于簡單等原因，很多“植物工廠”面臨虧損。

一般社團法人Innoplex的代表理事藤本真狩在接受采訪時表示，開設一家“植物工廠”所需設備成本大概在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，這項費用大概在2000萬到3000萬日元左右，所以合計需要8000萬到1億日元。

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

報道稱，近些年，隨著可壓縮水電暖費和人工費等技術以及栽培知識不斷積累，“植物工廠”規模越來越大，較為省電的發光二極管（LED）照明燈價格也越來越便宜，“收益方面開始看到曙光”。

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

除了需要較多啟動資金，日本“植物工廠”設備技術還不夠成熟，目前日本“植物工廠”九成以上生產葉菜萵苣，像西紅柿等果實類蔬菜或馬鈴薯等根菜，比較難通過“植物工廠”來實現大量生產，因為光照不僅需要上面的，還需要側面的。

如今，日本千葉大學研究室等還在試驗“植物工廠”草莓的穩定性生產。草莓雖然屬于果實類，但它的藤蔓橫著長而非豎著長，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口，“植物工廠”草莓培養技術一旦成熟，就會有很大的市場空間。

由于規劃化、量產化、高成本等難題導致植物工廠在中國發展緩慢，另外，植物工廠的商業模式依然值得商榷，提供高質量的產品只是其一，如何創新出新商業、新模式才是植物工廠的下一站...

文章轉自：設施農業資訊公眾號

文章來源：植物照明前沿，農業行業觀察全網推薦。