物工廠被認(rèn)為是真正的農(nóng)業(yè)4.0技術(shù)，很多企業(yè)期待通過(guò)植物工廠技術(shù)解決中國(guó)的農(nóng)產(chǎn)品安全問(wèn)題，通過(guò)高投入和高產(chǎn)出來(lái)達(dá)到企業(yè)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。然而，只有少數(shù)企業(yè)能清醒地認(rèn)識(shí)到投資植物工廠的高風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)植物工廠之路該何去何從，筆者希望從專業(yè)和產(chǎn)業(yè)的角度與讀者分享觀點(diǎn)。

人工光型植物工廠發(fā)展的思考

中國(guó)到現(xiàn)在為止還沒(méi)有真正意義上的商業(yè)化人工光型植物工廠，這是必須要清醒地認(rèn)識(shí)到的現(xiàn)實(shí)。日本有200多所商業(yè)化人工光型植物工廠，這個(gè)數(shù)字要辯證地認(rèn)識(shí)，真正能盈利的工廠還是少數(shù)，很多日本公司投資建設(shè)植物工廠是為了企業(yè)轉(zhuǎn)型而進(jìn)行技術(shù)積累。因此，在進(jìn)行人工光型植物工廠的商業(yè)化投資時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎，真正切實(shí)地利用各種技術(shù)手段把投入和產(chǎn)出核算在合理范圍之內(nèi)，充分考慮風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施。商業(yè)化的人工光型植物工廠只要能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)，并達(dá)到預(yù)定產(chǎn)量，且有一定的銷售保障，完全可以實(shí)現(xiàn)盈利生產(chǎn)和穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。無(wú)論是種苗、葉菜、還是草莓和藥草，在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能夠生產(chǎn)出多少產(chǎn)量的農(nóng)產(chǎn)品是完全可以調(diào)控和核算的，只要這個(gè)數(shù)據(jù)能夠得到保障，投入產(chǎn)出比的核算就是合理而可行的。因此，人工光型植物工廠只要有產(chǎn)出，不怕高投入，依靠技術(shù)手段來(lái)規(guī)避各種風(fēng)險(xiǎn)，尤其是生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和銷售風(fēng)險(xiǎn)。高端蔬菜和高附加值植物的生產(chǎn)是人工光型植物工廠的主題，可控環(huán)境下生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品必須在品質(zhì)和價(jià)格上，與常規(guī)露地和溫室生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品有質(zhì)的飛躍，否則，市場(chǎng)定位和占有率都將無(wú)法具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。發(fā)展人工光型植物工廠技術(shù)不是要取代常規(guī)的溫室生產(chǎn)和露地生產(chǎn)，而是要在蔬菜多樣性市場(chǎng)上占領(lǐng)高端市場(chǎng)。筆者認(rèn)為，近期內(nèi)人工光型植物工廠在中國(guó)必將有較大的商業(yè)化產(chǎn)業(yè)需求。只要有技術(shù)保障，在低風(fēng)險(xiǎn)下實(shí)現(xiàn)高投入和高產(chǎn)出是可以預(yù)見的，也是必然的趨勢(shì)。

太陽(yáng)光型植物工廠發(fā)展的思考

太陽(yáng)光型植物工廠其實(shí)就是補(bǔ)光或不補(bǔ)光的溫室生產(chǎn)。只要能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模溫室設(shè)施的蔬菜周年穩(wěn)定生產(chǎn)，均可稱其為植物工廠，其特征在于規(guī)模大、周年生產(chǎn)、產(chǎn)量穩(wěn)定、品質(zhì)保障。但是，所謂中國(guó)特有的日光溫室生產(chǎn)就不能稱其為植物工廠，因?yàn)槿展鉁厥业沫h(huán)境粗放，可控性差，難以維持一定品質(zhì)的穩(wěn)定生產(chǎn)，到目前為止還有很多問(wèn)題，如土壤連作、病蟲害防治等。盡管中國(guó)的日光溫室有近70萬(wàn)hm2并已成為北方的主流方向，但這并不代表未來(lái)的主流方向。而這些年建設(shè)的連棟溫室為何沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用，值得國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界人士反思。荷蘭設(shè)施生產(chǎn)提倡“產(chǎn)量盈虧點(diǎn)”的核算，每種設(shè)施生產(chǎn)都應(yīng)該有其特定生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀態(tài)下的產(chǎn)量盈虧點(diǎn)。例如，荷蘭大型溫室生產(chǎn)的大番茄產(chǎn)量盈虧點(diǎn)為51.3 kg/m2、串番茄產(chǎn)量盈虧點(diǎn)為47.7 kg/m2、黃瓜產(chǎn)量盈虧點(diǎn)為76.7 kg/m2、

彩椒產(chǎn)量盈虧點(diǎn)為24 kg/m2、茄子產(chǎn)量盈虧點(diǎn)為37 kg/m2。在中國(guó)，很少有溫室栽培者、管理者、研究者能夠明確地核算出設(shè)施的產(chǎn)量盈虧點(diǎn)，其設(shè)施產(chǎn)量水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于產(chǎn)量盈虧點(diǎn)，因而一直處于虧損狀態(tài)。盡管中國(guó)的設(shè)施面積在近20年飛躍式發(fā)展，但設(shè)施產(chǎn)量水平卻沒(méi)有實(shí)質(zhì)性提高，其技術(shù)貢獻(xiàn)率更低。因此，無(wú)論是葉菜生產(chǎn)還是果菜生產(chǎn)，設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)劃和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理必須導(dǎo)入“產(chǎn)量盈虧點(diǎn)”，準(zhǔn)確核算其投入產(chǎn)出比，研究和生產(chǎn)目標(biāo)都應(yīng)以提高設(shè)施產(chǎn)量為方向。若設(shè)施番茄產(chǎn)量以2016年的20 kg/m2為基數(shù)，每年產(chǎn)量提高15%，則可在5年內(nèi)達(dá)到40 kg/m2。照此速度發(fā)展用不了5年，無(wú)論是葉菜還是果菜，中國(guó)的設(shè)施產(chǎn)量即可達(dá)到領(lǐng)先水平，不足10年則可達(dá)到荷蘭目前的水平。13億人口每年按照200 kg/人的蔬菜需求計(jì)算，中國(guó)的可控設(shè)施需求和農(nóng)產(chǎn)品需求都將是多么可觀的市場(chǎng)。因此，目前大量建設(shè)的大型溫室設(shè)施只要在設(shè)計(jì)管理中因地制宜和導(dǎo)入產(chǎn)量盈虧點(diǎn)的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)盈利和穩(wěn)定生產(chǎn)是現(xiàn)實(shí)可行的。設(shè)施投資切忌“不差錢”，不是投資多就能直線趕上荷蘭水平。我國(guó)的技術(shù)積累和人員努力不夠，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都需有良好的心態(tài)正視問(wèn)題、解決問(wèn)題，才可能使中國(guó)的設(shè)施農(nóng)業(yè)尤其是植物工廠產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

變形植物工廠的發(fā)展思考

集裝箱式植物工廠（圖1）、家庭式植物工廠（圖2）等是一種植物工廠的變形，按道理不具備大規(guī)模生產(chǎn)的特性，但作為一種宣傳展示、興趣愛(ài)好、科普教育的載體，也可以成為大型植物工廠的生產(chǎn)基地與客戶或農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)者的窗口對(duì)接。例如，在餐廳、醫(yī)院、超市等公共場(chǎng)所設(shè)置的集裝箱式植物工廠或活菜供應(yīng)系統(tǒng)（圖3），不僅具有科普宣傳的作用，更可以作為蔬菜購(gòu)買者和消費(fèi)者的連接窗口，客戶在該裝置看到的植物可能是從其他的大型植物工廠派送而來(lái)的活菜，可以每天現(xiàn)場(chǎng)親自采收。該裝置可以將植物工廠的生產(chǎn)理念貫穿于人們的生活方式，更是以一種生態(tài)循環(huán)的方式將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與百姓生活緊密地連接在一起。因此，這種小型植物工廠的市場(chǎng)需求和未來(lái)前景將很可觀，其必將隨著LED技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的發(fā)展變成人們隨處可見的日常用品。

總結(jié)

綜上所述，植物工廠技術(shù)是一種全新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，會(huì)在未來(lái)社會(huì)與人們的生活更加貼近。發(fā)展植物工廠技術(shù)不能盲目，更不能超越技術(shù)本身的限制。需要在不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和積累的前提下，找準(zhǔn)市場(chǎng)定位并開拓營(yíng)銷途徑，就能發(fā)揮其優(yōu)越性以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的營(yíng)利性生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)4.0僅僅是個(gè)概念，但是植物工廠技術(shù)已經(jīng)不是概念，而是作為農(nóng)業(yè)4.0的載體實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效、節(jié)能環(huán)保、清潔健康、生態(tài)智能的蔬菜生產(chǎn)，為人們的未來(lái)生活和未來(lái)農(nóng)業(yè)提供一種全新的解決方案。

項(xiàng)目支持：科技部863項(xiàng)目“植物工廠網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)研究”（2013AA102005）和“植物工廠立體多層栽培系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)與裝備”（2013AA103002）。

作者簡(jiǎn)介：賀冬仙（1970-），女，山西太谷人，教授，博士，博士生導(dǎo)師。