植物工厂如何降低成本？我们在东莞的这家企业找到了秘诀
提到农场，人们最先想到的是大片的土地，如今，借由最新的农业科技，新型的农场正在颠覆人们原有的印象。越来越多的研究人员积极倡议在未来建立一种立体农业模式，即在高大的建筑物中用营养液培植农作物，无需一字排开地种植，而是种在多层架子上，这便是植物工厂。
带着好奇心，近日，笔者来到位于东莞市一座办公楼内的中实创半导体照明有限公司（以下简称“中实创”），在技术人员的带领下，走进了它们的植物工厂实验室。
从农场到工厂 灯光和营养液是功勋
进入植物工厂的生产车间之前，需要洗手消毒，穿上膝鞋套和防护服等防护装备，经过风淋设施除尘、消毒，这样做的目的是把病虫害和病毒挡在门外。
进入植物植物实验室内，入眼便是如同超市货架一样的层层叠叠的栽培架。在这些架子上，各种生菜、番茄等蔬菜们“不见天日”，却在LED植物灯光的照射下出落得水灵健康；未见一丝一毫土壤，只见作物的根须浸润于营养液槽中，却也兀自生长得生机勃勃。
技术人员告诉我们，整个植物工厂的蔬菜都采用无土栽培，通过控制植物从育苗到生产全过程的温度、湿度、光照以及营养液等环境条件，使设施内的植物生长基本不受自然条件的制约。不仅有效的提高了种植效率，并且规避了各种自然灾害和各种污染，比如土壤污染、水污染等，这里的蔬菜喝的都是五层过滤水加上均衡的营养液。
在植物工厂，万物生长可以不靠阳光，而靠灯光。“不同的植物适合的红蓝光等比例有所不同，在不同生长阶段所适宜的光照配方也不同。为了满足相应植物的生长需求，我们一直在研究LED植物光效照明技术对于不同蔬果品种和不同周期的节律关系。”技术人员说。为此，他们根据植物生育的周期的需求，研发出了植物光照系列产品，并持续研究不同光谱光质结构对成品水果、蔬菜的口感和营养成分的影响。
植物工厂内蔬菜生长所需的养分则靠营养液来提供，而非传统的土壤。因而，营养液调配技术甚至被很多企业视为商业机密。笔者在现场看到，每一层架子顶层都安装了LED红蓝光植物灯，小苗则被安置在下方的一个个种植孔里，孔底下就是循环使用的营养液。据悉，该营养液由华南农业大学专家指导特别配制，“我们针对不同植物生长过程中对各类营养素需求专门配置，均衡地含有植物生长必需的离子螯合态营养元素。”也得益于此，蔬菜生长周期很短，3~4周就可以采摘。
技术人员还随手摘下一片生菜让笔者品尝，植物工厂的内部环境严格控制，新风系统有效过滤空气中的尘埃，营养液也在循环过滤，杜绝了病菌繁殖的源头，也少了土壤污染、水源污染和空气污染，所以这些蔬菜可以不用洗就能直接吃，且口感鲜甜、爽脆，高安全、高营养。
这家植物实验室是由中实创在北京大学东莞光电研究院、华南农业大学、大连农科院等高校的倾力支持下设立的可控式多光谱植物实验室，总面积500平方米，主要研究叶菜类、小玫瑰、以及番茄蔬果等。
自主研发大大降低成本，菜价有望下降
近年来，植物工厂在日本、中国、韩国、美国、新加坡等国家和地区发展迅速，一些国际知名企业（如飞利浦、GE、三菱等）也纷纷介入植物工厂的技术研发与产业推广，全球植物工厂呈现极为活跃的发展势头。
但就目前进展来看，即使在自动化种植技术领先的日本，植物工厂也有大约70%是不盈利的。如果不是靠政府补贴，很多植物工厂的经营者恐怕早已被淘汰出局。据《福布斯》杂志报道，松下公司市场营销和业务规划部经理松叶正树（音译）甚至认为，这一数字应该接近90%。
建设和运营成本高使得植物工厂生产出来的产品价格居高不下。成本高成为植物工厂经营者迫切需要摆脱的瓶颈。
“LED照明模组和营养液均是我们自主研发生产，用电采用波谷时段给电，随着近几年的各种相关价格的不断下降，种植成本也大大降低。”技术人员称。据了解，为了实现高科技植物工厂的本土化，研发团队联合几所国内著名高校和相关科研院协同研发，目前，中实创植物工厂已拥有多项自主知识产权发明专利技术，包括植物和阅读共用LED照明模组、电机固定装置、一种蔬菜栽培用高效富钙营养液配方、一种植物种植设备……在光、温、湿、肥、气、苗、控等方面拥有核心自主创新技术。
据笔者了解，通常情况下，一个500平方米的人工光植物工厂，在日本造价为800万元左右；在中国为500万元左右。而在这些自主高科技和生产的支撑下，中实创的植物工厂实验室比国际产品成本低很多。
首先，在建设成本上，采用已有厂房进行无尘车间的改造工程，节省巨额新建厂房的投入；其次，在设备成本方面，一个植物工厂所需的植物光源较多，而使用自主研发的LED模组以及给光独特方法，无需引进或购买，设备成本可降低百分之三十以上；另外，在运营成本方面，利用多所高校的研发资源和检测设备资源，和农业专业院校建立实习基地，加之利用波谷错峰补光，用电量可削减60%以上；而特别配置的营养液不仅确保果蔬营养均衡，安全无公害，更加省去了相当大部分成本。
迄今，植物工厂与其出产的蔬菜仍被认为是“贵族蔬菜”，无法普及。除了缺乏销售渠道外，主要的原因就在于相对高昂的售价。“因地制宜，设备成本和运营成本大大减少后，我们的菜价就能降下来了”技术人员说。
线上线下结合，走进千家万户
目前包括日本、美国以及欧洲在内的全球植物工厂企业在商业模式上进行了大量的探索。植物工厂与城市家庭、社区、学校科普、医院、宾馆、餐厅、购物广场和超市等相结合被认为是显著提升植物工厂的经济效益和社会效益的一大方式。但目前面向这些场所和群体的微型植物工厂柜价格普遍不便宜，且市场上提供此类设备的厂商也极少，另外不少人对植物工厂生产的普通蔬菜还持怀疑态度，市场培育还需循序渐进。
“我们一直在考虑如何将植物工厂栽培出的蔬菜原汁原味地送到消费者手中。”定位于高档社区、餐厅等消费群体，经过多方探索，中实创未来将建立自己的销售网络并且与生鲜电商达成合作——即消费者在网上选购中实创植物工厂生产出的蔬菜，并下单，进而通过其物流系统将订购的每一份新鲜蔬菜送到消费者手中。
为了确保蔬菜的新鲜度和避免二次污染，在包装分拣的环节，植物工厂控制也非常严格，从采收到进到冷库，不超过30分钟，最大程度保证蔬菜的新鲜。“运输过程中，蔬菜都是独立包装，还会放置干冰和冰盒，最大程度地减少了营养和水分的流失。”技术人员介绍到，未来的蔬菜供应体系通常客户上午下单，晚上就可以配送，下班回家即可品尝到高品质蔬菜。
“这种运营模式还在体验阶段，不断升级成功之后未来我们将复制植物工厂模式，推广至北上广深等直辖市、省会及一线城市，让更多的人吃到安全、营养的绿色蔬菜，做好植物工厂的宣传工作。”随着植物工厂市场的不断成熟，中实创将会逐渐通过提供种植设备、优质种苗、营业液技术、种植咨询服务等多种运营方式，满足越来越多人对洁净安全蔬菜的物质需求和对构建“绿色空间”的精神需求。
小孩子青睐的智能台灯 护眼、植物生长两不误
在另一实验室内，笔者还看到了一款外形非常亮眼的“植物台灯”。“每个孩子都渴望在宇宙翱翔”，因此，中实创团队在外形上仿造太空飞船模样，设计了这款名为果果飞船的飞船种植灯，童趣十足。
据工作人员介绍，不仅外形对小朋友极具吸引力，它还是一款智能属性的桌面种植、安全光源灯二合一的智能台灯。正常情况下，灯头在植物上方，触摸下方的按钮即可控制植物灯开关；当你在阅读时，将灯头旋转到你需要阅读的地方即可。值得一提的是，它竟然可以270度旋转和3级调光，且难以想象显指居然可以做到95以上，此外还具有4000k中性舒适色温，均衡地光线有效地保护了孩子眼睛。
在植物生长方面，果果飞船采用的是水培方式种植，支撑其生命力的是水培系统和低能耗的LED植物光源。水培以水作为介质，所用的肥料是由多种矿质营养元素（大量元素和微量元素）配制而成，目前，主要种植生菜、小番茄和小玫瑰等。
“一直生活在城市中的小孩，没有机会亲近自然，享受童年的乐趣，所以才会迷恋网络。”借助这款种植设备，设计团队希望从种子到果实，给孩子全方位的植物种植知识，让孩子体会播种、采摘的乐趣。在家里享受大自然的同时还可以锻炼他们的想象力、动手能力、思考能力、观察能力。
笔者注意到，与市面上的其他种植设备不同，果果飞船不需要再在手机上安装专用的APP，依靠设备本身也可实现智能交互。比如，植物灯每隔12小时智能切换开/光的工作状态，水箱中的水泵每隔半个小时智能开启5分钟等。
“看到小朋友们很喜欢果果飞船，我们也很高兴。”工作人员微笑着说，迄今，中实创已经开展了几场面向小朋友们的推广活动，反响大大超过预期。据笔者了解，这款产品已经上市，价格还是比较亲民的，原价399元。
（购买或查看更多信息可至植物盒子旗舰店，长按上方二维码可识别）
目前各种家庭植物工厂模式发展非常快，未来的家庭势必将走进绿色时代，中实创也非常看好这块市场。据了解，中实创研发包括果果飞船在内的适应不同功能需求和摆放场景的植物盒子系列室内水培种植设备，以及建立植物工厂，均是其家庭微农业生态体系战略的一部分。
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2016植物工厂及其发展战略学术研讨会
时间：2016年11月13日-15日
地点：北京
演讲嘉宾：
日本植物工厂学会会长、千叶大学古在丰树教授；
2016国际园艺光学大会主席、美国密西根州立大学ErikRunkle教授；
项目首席科学家、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所杨其长研究员等和科技部相关领导……
就植物工厂国际前沿技术与发展战略做专题报告，并针对当前植物工厂技术与装备研发的热点和难点进行深入交流与研讨。
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