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植物工廠作為一種新興農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，在蔬菜、花卉等品種的栽培使用中逐漸被人們所接受。未來隨著中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)環(huán)境的變化、城市人口的增加以及植物工廠應用成本的進一步降低，植物工廠有望迎來快速發(fā)展的黃金時期。

由北京市農(nóng)業(yè)機械研究所和北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司（以下簡稱京鵬科技）共同設(shè)計承建的大型植物工廠，落成于2010年，占地1289m²，至今已有十年發(fā)展史。作為國內(nèi)植物工廠領(lǐng)域標桿式的企業(yè)，京鵬科技多年來不斷創(chuàng)新，力求突破，收獲了喜人成就。此次我們采訪到了京鵬科技的研發(fā)部經(jīng)理姚濤，一起聊一聊國內(nèi)植物工廠的發(fā)展。

植物工廠不同于普通溫室

植物工廠是現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段，這個“高級”也代表了高投入、高技術(shù)、精裝備，關(guān)于植物工廠在商業(yè)或者生產(chǎn)方面現(xiàn)階段是否可行，一直存在很大的爭議。那么，為什么一定要發(fā)展植物工廠呢？

在這個問題上，姚經(jīng)理首先給出了肯定的回復：“發(fā)展植物工廠一定是有必要的！”他強調(diào)了植物工廠不同于普通溫室。在實際生產(chǎn)中，普通溫室仍有很大程度受制于自然條件，在某些環(huán)境極端的地區(qū)，或是溫度超過溫室可調(diào)控范圍時，普通溫室無法正常生產(chǎn)，植物工廠的優(yōu)越性就凸顯了出來。

植物工廠外圍結(jié)構(gòu)具有更好的密閉性，因此也降低了感染病菌、病毒以及病蟲害的可能性。植物工廠采用水培，循環(huán)水資源經(jīng)過濾和消毒，利用率接近100%。潔凈度高，真正實現(xiàn)綠色健康無公害。

“完全采用人工光、熱絕緣性”等特點也讓植物工廠室內(nèi)環(huán)境有更強的可控性，最大限度的減少和外界環(huán)境的交換。對于溫度、濕度、光照、CO₂濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境條件，能夠做到絕對的高精度控制，使設(shè)施內(nèi)植物生育不受或很少受自然條件制約，提高了能源、水和二氧化碳的使用效率。

植物工廠能夠真正實現(xiàn)不限地區(qū)，克服外界條件的周年生產(chǎn)。配合立體種植模式，植物工廠可以獲得單位面積極高的產(chǎn)量。不間斷供應，精準控制出貨量，產(chǎn)品標準化程度高，這些也是商業(yè)化不可或缺的條件。

植物工廠還能在一定程度上規(guī)避設(shè)施農(nóng)用地的爭議問題。我們可以在辦公大樓里、廠房里、地下室、家庭里等建設(shè)不同規(guī)模的植物工廠，不僅限于農(nóng)用地。

姚經(jīng)理告訴我們，植物工廠的構(gòu)成包括：外圍結(jié)構(gòu)、立體多層栽培架系統(tǒng)、植物補光系統(tǒng)、調(diào)溫系統(tǒng)、調(diào)濕系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、補氣裝置、通風系統(tǒng)、過濾裝置、消毒裝置、配肥系統(tǒng)。

京鵬科技植物工廠的核心技術(shù)—“計算機智能控制系統(tǒng)”，是由北京市農(nóng)業(yè)機械研究所、北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司自主研發(fā)，目前已發(fā)展至國際先進水平。目前，京鵬科技植物工廠主要是作為京鵬科技研發(fā)機構(gòu)及科技成果的展示平臺。

如果走進京鵬科技植物工廠，我們會看到控制室—“大腦和中樞”、催芽室—人工控制種子發(fā)芽、組織培養(yǎng)室—利用試管快繁技術(shù)培育植物種苗、育苗大廳—配備精密播種育苗及穴盤苗移栽生產(chǎn)線，施肥灌溉首部區(qū)—為植物生長提供適合配方與濃度的養(yǎng)分并輸送至需要地方、葉菜生產(chǎn)車間—用水培方式進行葉菜類蔬菜生產(chǎn)、果菜生產(chǎn)車間—用槽式巖棉栽培單元種植茄果類蔬菜、人工光栽培車間—用人工光控制植物生長、水處理車間—利用反滲透（RO）膜法進行水處理、化學分析室—對營養(yǎng)液進行檢測以及對葉菜和果菜各種指標進行化驗。

植物工廠的分類

采訪中，姚經(jīng)理為我們介紹了植物工廠的分類：

1、按建設(shè)規(guī)模分類：可分為大型（1000m²以上）、中型（300~1000m²）、小型（300m²以下）和微型（5m²以下）；

2、按用途分類：可分為生產(chǎn)型、科研型、展示型（科普、觀光）；

3、按作物種類：可分為育苗類、葉菜類、果菜類、花卉類、藥材類；

4、按照光能的利用方式：可分為太陽光利用型、人工光利用型、太陽光和人工光并用型。狹義上的植物工廠是人工光利用型。

京鵬科技植物工廠按規(guī)模來說，歸類為大型，可謂是行業(yè)內(nèi)的“航空母艦”。除此之外，京鵬科技也一直致力于家庭植物工廠、微型化、迷你型植物工廠的研發(fā)。姚經(jīng)理為我們介紹，2011年，京鵬科技成功研發(fā)家庭植物工廠，是專為都市家庭提供高品質(zhì)生活、生產(chǎn)安全綠色蔬菜推出的第一個智能化綠色蔬菜種植菜園，幫大家實現(xiàn)在自家廚房種蔬菜，在辦公室里種草莓；在微型化、迷你型植物工廠的研發(fā)方面，京鵬科技還利用淘汰棄用的集裝箱研制出集裝箱植物工廠。

現(xiàn)階段，京鵬科技植物工廠主要為科研型（研發(fā)）和示范型（針對客戶），公司進行種子、營養(yǎng)液、LED燈的測試研究，擁有自己的研發(fā)團隊，一直不斷地與外界進行交流學習，能夠做到設(shè)計到安裝調(diào)試一條龍。

國內(nèi)外植物工廠發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢

國內(nèi)外植物工廠均處于尚不完全成熟的發(fā)展狀態(tài)。

國外植物工廠起步較早，日本、美國和荷蘭等少數(shù)發(fā)達國家掌握這項技術(shù)，其中日本科技企業(yè)建設(shè)有大量植物工廠。對于國外市場的話，銷售端較成熟，蔬菜市場好、價格高，但是能夠平衡掉高成本，實現(xiàn)盈利的植物工廠也僅占1/3左右。

國內(nèi)植物工廠目前仍處于起步階段，很多植物工廠并不盈利，發(fā)展難點還是高昂的投資成本和運營成本，主要是人工光源的高耗能及高密度植物和封閉的環(huán)境所帶來的降溫需求，且銷售端也不夠成熟，所以盈利較困難。

不過談起未來的發(fā)展趨勢，姚經(jīng)理的話語變得自信又鏗鏘有力：“植物工廠未來的發(fā)展前景是很好的!”

它是與人們生活理念高度契合的。當代人更加追求食品安全、健康、綠色，而這恰恰就是植物工廠的生產(chǎn)優(yōu)勢。

它是解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的用水短缺、肥料利用率低和勞動力緊缺等問題的一把鑰匙。我國每年灌溉用水缺口300億m³以上，肥料利用率僅為30%，而勞動力更是呈現(xiàn)斷崖式下跌，植物工廠集節(jié)水、節(jié)肥及節(jié)省勞動力于一體，是極為優(yōu)質(zhì)的可持續(xù)發(fā)展解決方案。

它能夠幫助一個城市實現(xiàn)“蔬果自由”。這次肆虐全球的新冠肺炎疫情暴露了很多問題，其中就包括蔬果的本地供應。疫情蔓延迅速，為及時切斷傳染鏈，各地均開啟了封鎖狀態(tài)，運輸一停，蔬果就這樣爛在了“菜籃子”里，而城市里的蔬果價格則是成幾倍的增長，所以現(xiàn)在都在強調(diào)各地要爭取做到自給自足。發(fā)展植物工廠正是解決這一痛點的有效途徑，而早在2013年，國家“十二五”863計劃“智能化植物工廠生產(chǎn)技術(shù)研究”項目在中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所立項啟動，這也意味著國家層面認可了植物工廠研究與產(chǎn)業(yè)化前景。

姚經(jīng)理還指出，未來植物工廠市場的發(fā)展可認準這幾個方向：

一是從生產(chǎn)盈利角度看，拓展銷售渠道，可針對特定客戶，采取辦理會員卡等形式。當?shù)禺a(chǎn)當?shù)劁N，競爭亮點就是新鮮、及時配送；

二是不考慮價格，考慮價值本身，針對特殊需要，比如學校教育、邊疆哨所、海軍等群體的蔬菜供應需求。

京鵬科技的植物工廠發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向

姚經(jīng)理表示，經(jīng)過十年間不斷的研究創(chuàng)新，京鵬科技在種植技術(shù)、生產(chǎn)模式方面已非常成熟，目前的發(fā)展核心是如何降能耗，如何控制更合理、精準度更好。

在降能耗方面，已經(jīng)形成了京鵬科技自己一套獨特的控制邏輯。

1、選擇夜間運行來降低運營成本。響應國家夜間用電的號召，夜間用電費用可低至日間一半。

2、摸清植物的真正需求，不盲目管理。溫光水氣肥要協(xié)調(diào)達到最優(yōu)配比，當調(diào)節(jié)其中一個指標時，其他指標要隨之變化，要了解各指標的飽和點，不能一味貪多。

3、冬天通過過濾后導入冷空氣降溫來降低運營成本。采用此方法也要平衡因此帶來的CO₂量的變化問題，這就需要通過邏輯算法形成公式提前導入，公司在這方面的操作模式已經(jīng)很成熟。

未來，京鵬科技植物工廠也將緊緊圍繞著“降本增效”的核心，朝著更加智能化、自動化的方向發(fā)展，目標是無人化植物工廠成套技術(shù)裝備創(chuàng)制與應用。我們將針對當前植物工廠成套化裝備缺乏、關(guān)鍵裝備依賴進口等問題，重點突破機器視覺識別判斷、蔬菜無損傷自動抓取、高栽培容積率條件下車間內(nèi)均勻環(huán)境調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)全套自動化物流工藝及系統(tǒng)，開發(fā)蔬菜生產(chǎn)智慧監(jiān)測和自主無人智能管理系統(tǒng)。

采訪最后，姚經(jīng)理還表示，想要發(fā)展國內(nèi)植物工廠，要有好的農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和生長策略，最重要的還是經(jīng)驗的積累，熱愛、堅持就能做好，同時也呼吁其他行業(yè)介入，比如LED生產(chǎn)商如何提高燈具光轉(zhuǎn)化效率，從而降低能耗，節(jié)約成本。國內(nèi)植物工廠的發(fā)展需要大家共同的努力與堅持，京鵬科技也將繼續(xù)集成現(xiàn)代科技、不斷創(chuàng)新突破，在植物工廠發(fā)展的道路上走好、走遠。

北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司隸屬于北汽集團現(xiàn)代農(nóng)業(yè)板塊中的設(shè)施農(nóng)業(yè)板塊，是由北京市農(nóng)業(yè)機械研究所成功孵化的集研發(fā)、設(shè)計施工、推廣運營于一體的設(shè)施農(nóng)業(yè)高新技術(shù)企業(yè)，擁有100多項國家專利和技術(shù)成果。京鵬科技倡導“民族品牌、服務世界”的企業(yè)發(fā)展理念，積極推進國際化發(fā)展戰(zhàn)略。目前，京鵬科技已發(fā)展成為國內(nèi)領(lǐng)先、國際知名的設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合服務商，國內(nèi)業(yè)務南到南沙，北到漠河，產(chǎn)品遍布31個省市自治區(qū)，國際業(yè)務出口至60多個國家和地區(qū)，獲得了國內(nèi)外客戶的廣泛認可。

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