賀冬仙

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，北京100083）

近年來(lái)，伴隨著中國(guó)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，巨大的產(chǎn)業(yè)資本、金融資本和工商資本進(jìn)入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，為植物工廠的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展帶來(lái)了新的驅(qū)動(dòng)力。為此，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)投資尤其是對(duì)具高科技含量的人工光型植物工廠和大規(guī)模的環(huán)控型溫室的投資建設(shè)已經(jīng)不再是國(guó)家農(nóng)業(yè)科技示范園的概念性宣傳，而是初步形成了具有一定產(chǎn)業(yè)發(fā)展特征的新型商業(yè)模式。本文期待從具有植物工廠產(chǎn)業(yè)雛形的幾個(gè)典型企業(yè)介紹入手，尤其是針對(duì)掌握了人工智能、大數(shù)據(jù)、大資本的電商投資導(dǎo)向分析人工光型植物工廠在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向。

1 日本式植物工廠

人工光型植物工廠是在可控環(huán)境下利用無(wú)土栽培技術(shù)實(shí)現(xiàn)具有高產(chǎn)高效、節(jié)能環(huán)保、清潔健康、生態(tài)智能特征的周年穩(wěn)定的植物清潔生產(chǎn)模式。與蔬菜、花卉、藥用植物等利用溫室或大田進(jìn)行的園藝生產(chǎn)相比，植物工廠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量更高、品質(zhì)更好，尤其是其周年穩(wěn)定清潔供應(yīng)和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效的技術(shù)特征，更適合未來(lái)社會(huì)的市場(chǎng)需求與消費(fèi)升級(jí)。然而，即使是在植物工廠產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已經(jīng)基本成型的日本，由于技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)核算的制約，植物工廠技術(shù)依然存在建設(shè)成本高、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)量和品質(zhì)未達(dá)到預(yù)期水平等問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)盈利或持平的企業(yè)也就60%～70%，不少企業(yè)依然處于虧損狀態(tài)。

實(shí)現(xiàn)高附加值植物生產(chǎn)、低成本化、自動(dòng)化依然是植物工廠技術(shù)研發(fā)的主攻方向，也是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中未能突破的關(guān)鍵技術(shù)。富士通公司曾經(jīng)生產(chǎn)低鉀葉用萵苣（生菜），以供應(yīng)臟器移植人群的特殊需求，從而實(shí)現(xiàn)了高附加值植物的工廠化生產(chǎn)，但該生產(chǎn)模式并未能以公司獨(dú)特技術(shù)保持其技術(shù)領(lǐng)先性，目前幾乎所有的企業(yè)都能生產(chǎn)低鉀生菜。木村屋商店的GreenLand植物工廠，由于解決了計(jì)劃生產(chǎn)和穩(wěn)定銷售的問(wèn)題，從運(yùn)行開(kāi)始就處于穩(wěn)定經(jīng)營(yíng)和持續(xù)盈利狀態(tài)。因此，基于生產(chǎn)和銷售匹配的日本式植物工廠的商業(yè)模式在中國(guó)具有一定的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。不少日本企業(yè)也非?？粗刂参锕S在中國(guó)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的市場(chǎng)前景，多年前就開(kāi)始了產(chǎn)業(yè)布局。

日本松下利用和整合了中國(guó)松下幾家子公司的資源優(yōu)勢(shì)、地域優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，更快捷地開(kāi)展了自建與自營(yíng)植物工廠、蔬菜銷售、承建植物工廠等業(yè)務(wù)。中國(guó)松下從2014年開(kāi)始組建植物工廠研發(fā)團(tuán)隊(duì)，2017年分別在大連和蘇州自建和自營(yíng)各一座占地面積1 000 m2以上的植物工廠進(jìn)行技術(shù)示范，期待成為植物工廠承建商和解決方案提供商，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。中國(guó)松下涉及植物工廠業(yè)務(wù)的有4個(gè)子公司，大連華錄和蘇州松下涉及植物工廠建設(shè)與運(yùn)營(yíng)，北京松下照明涉及植物工廠用LED燈具生產(chǎn)，在北京還成立了一家銷售公司，負(fù)責(zé)自營(yíng)植物工廠的蔬菜銷售和植物工廠資材與工程建設(shè)的市場(chǎng)營(yíng)銷。

1.1 大連華錄植物工廠（CHPAVC植物工廠）

中國(guó)華錄·松下電子信息有限公司于2014年10月成立植物工廠技術(shù)研發(fā)小組，在日本松下的技術(shù)指導(dǎo)下，沿用松下福島工廠技術(shù)模式，于2017年9月在大連瓦房店公司自有廠房?jī)?nèi)建設(shè)一座占地面積為2 430 m2的水培葉菜工廠，其中1 440 m2為水培葉菜生產(chǎn)空間，其他則為配套設(shè)施與小型基質(zhì)培實(shí)驗(yàn)室（圖1）。水培葉菜工廠的實(shí)際栽培面積共計(jì)3 110 m2，有9層立體栽培架16個(gè)，立體栽培架的長(zhǎng)度約為18 m，寬度為1.2 m，層高約為0.4 m，主要生產(chǎn)生菜、小松菜、羽衣甘藍(lán)等，日產(chǎn)量為500 kg，折合日產(chǎn)5 000株生菜（每株生菜的地上部分達(dá)到100 g鮮質(zhì)量），項(xiàng)目總投資額為1 850萬(wàn)元。由于在原有電子廠房?jī)?nèi)搭建，植物工廠的圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用雙層充氣薄膜以降低建設(shè)成本；人工光源使用紅藍(lán)LED條狀燈具，栽培層光照強(qiáng)度為180～200 μmol·m-2·s-1。該植物工廠設(shè)計(jì)的白灰組合式聚苯泡沫栽培板不僅有效地防止了綠藻、隔離了燈具發(fā)熱對(duì)液溫的影響，還適于自動(dòng)化采收。該植物工廠的環(huán)境要素和營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)都得到自動(dòng)控制，投產(chǎn)以來(lái)生產(chǎn)基本穩(wěn)定，但由于蔬菜銷售問(wèn)題未能實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷生產(chǎn)。該公司以CHPAVC植物工廠模式在2018年度啟動(dòng)了植物工廠建設(shè)業(yè)務(wù)。

圖1 大連華錄植物工廠

1.2 蘇州松下植物工廠（PFSS植物工廠）

蘇州松下生產(chǎn)科技有限公司在蘇州建設(shè)了一座占地面積約為1 000 m2的人工光型植物工廠，利用泥炭土的營(yíng)養(yǎng)缽培和LED光照技術(shù)立體生產(chǎn)葉菜和根菜，以Panasonic品牌蔬菜于2017年2月在蘇州泉屋超市上市。2017年9月15日，該公司舉行了新植物工廠竣工暨“品蔬生活”品牌產(chǎn)品的出貨儀式，以線上和線下相結(jié)合的新零售方式在上海、蘇州、無(wú)錫全面開(kāi)啟了植物工廠蔬菜銷售業(yè)務(wù)。線下銷售除莆田網(wǎng)、新鮮館、全洲等商超外，還包括松下電器生活館和上海的CLUXTA松下·智美體驗(yàn)館。蔬菜產(chǎn)品以5種葉菜+1根菜組合帶沙拉醬的形式銷售，每包鮮質(zhì)量50～120 g，售價(jià)為16.8～28.8元，折合200元·kg-1以上。蘇州松下植物工廠沿用的是新加坡松下的基質(zhì)盆栽模式，期待通過(guò)植物工廠的無(wú)農(nóng)藥與清潔生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)蔬菜高端市場(chǎng)。蔬菜生產(chǎn)利用泥炭土的營(yíng)養(yǎng)液底面灌水與LED光源，日產(chǎn)規(guī)模折合為2 600株生菜。

2 中國(guó)式植物工廠

國(guó)內(nèi)很多跨界投資人越來(lái)越看好蔬菜快消品市場(chǎng)的未來(lái)發(fā)展?jié)摿?。近兩三年?lái)，我國(guó)對(duì)大型玻璃溫室、水培蔬菜設(shè)施、乃至人工光型葉菜植物工廠的投資建設(shè)需求旺盛，從南到北已有多個(gè)投產(chǎn)和在建的大型設(shè)施項(xiàng)目頻繁被媒體報(bào)道。2015年以來(lái)逐漸形成了具備產(chǎn)業(yè)雛形的幾種不同商業(yè)模式，盡管這些商業(yè)模式不能代表人工光型植物工廠技術(shù)的未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，但可在近期內(nèi)為科研、產(chǎn)業(yè)、投資等涉業(yè)人員提供參考。

2.1 中科三安植物工廠

2015年12月，作為中國(guó)LED芯片大廠的福建三安集團(tuán)與中國(guó)科學(xué)院植物研究所合作，共同發(fā)起成立了“福建省中科生物股份有限公司”，建設(shè)中科三安植物工廠，從光電產(chǎn)業(yè)跨界到“光生物”產(chǎn)業(yè)，成為中國(guó)LED生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)化投資建設(shè)植物工廠的先例。中科三安植物工廠的定位為集科研、生產(chǎn)、示范、孵化等多功能于一體的新興光生物產(chǎn)業(yè)投資，注冊(cè)資金為1億元，預(yù)計(jì)到2020年總投資將達(dá)到70億元。2016年6月，占地面積為3 000 m2的3層式建筑、栽培面積超過(guò)10 000 m2的中科三安植物工廠建成投產(chǎn)，到2017年5月日產(chǎn)規(guī)模為1 500 kg葉菜，折合日產(chǎn)15 000株生菜（圖2）。中科三安植物工廠生產(chǎn)的蔬菜在廈門、福州和泉州等地的超市銷售，曾為2017廈門金磚五國(guó)第九次會(huì)晤供菜3 000 kg。

圖2 中科三安植物工廠的模組化栽培架與植物栽培效果

2017年7月，占地面積5 000 m2的金線蓮植物工廠建成投產(chǎn)，同期在美國(guó)拉斯維加斯投資建設(shè)的占地面積10 000 m2的葉菜植物工廠將在2018年5月初投產(chǎn)。2017年1月曾為海外供貨1 000套植物工廠用模組化栽培架，之后開(kāi)始在各大展會(huì)出展宣傳。據(jù)稱：該公司在植物工廠產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵設(shè)備開(kāi)發(fā)方面已取得重要成果，開(kāi)發(fā)的植物光照產(chǎn)品包含科研生產(chǎn)應(yīng)用的6大系列產(chǎn)品已取得美國(guó)UL認(rèn)證。該公司期待在光生物、植物光照、成套設(shè)備及規(guī)?；?jié)能型植物工廠系統(tǒng)的研發(fā)、集成和示范領(lǐng)域成為國(guó)際領(lǐng)先的科技公司和系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。

“全球LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展看中國(guó)，中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展看廣東”。全球LED芯片市場(chǎng)規(guī)模在2017年度達(dá)到510億元，中國(guó)占其產(chǎn)能的54%，市場(chǎng)規(guī)模為189億元。地方政府從LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度對(duì)植物工廠產(chǎn)業(yè)應(yīng)用給予了高度重視，尤其是廣東和江西。人工光型植物工廠的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展首先依托于高端蔬菜消費(fèi)的市場(chǎng)需求，同時(shí)也是當(dāng)?shù)厥卟松a(chǎn)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)需求。單從LED產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)而衍生的LED植物工廠產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力明顯不足，但卻可能成為地方產(chǎn)業(yè)推動(dòng)的政府抓手與技術(shù)優(yōu)勢(shì)。到2018年底，在深圳、廣州、珠海將完成建設(shè)并投產(chǎn)，達(dá)到日產(chǎn)5 000株生菜以上的大型人工光型植物工廠有5個(gè)以上?？梢耘袛啵鳛長(zhǎng)ED產(chǎn)業(yè)基地的深圳將成為人工光型植物工廠在中國(guó)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。

2.2 深圳喜萃植物工廠

成立于2015年7月的華星環(huán)球（深圳）農(nóng)業(yè)有限公司以室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)為主營(yíng)業(yè)務(wù)，在2016年底建成占地面積為3 000 m2，預(yù)定生產(chǎn)規(guī)模為日產(chǎn)10 000株生菜的喜萃植物工廠（圖3）。喜萃植物工廠坐落于深圳市龍崗區(qū)靠近海邊的深圳藝象iD TOWN國(guó)際藝術(shù)區(qū)，前身是某印染廠。該植物工廠利用廢棄的半棟2層建筑式廠房改造而成，實(shí)際完成預(yù)定建設(shè)規(guī)模的2/3，運(yùn)營(yíng)其中的一半，日產(chǎn)量折合為2 000～2 500株生菜。喜萃植物工廠取得了瑞士GAP認(rèn)證和中國(guó)GAP認(rèn)證，也獲得了蔬菜供港資質(zhì)認(rèn)證。對(duì)外參觀開(kāi)放的一個(gè)蔬菜生產(chǎn)車間內(nèi)有6列12層立體栽培架，長(zhǎng)度在15 m以上，使用1.5 m長(zhǎng)的紅藍(lán)組合LED燈具，光照強(qiáng)度約為200 μmol·m-2·s-1，采用椰糠基質(zhì)進(jìn)行穴盤漂浮育苗。育苗結(jié)束后將蔬菜種苗從穴盤高密度轉(zhuǎn)移到低密度進(jìn)行定植，栽培14天后采收，栽培期間采用底面灌水。葉菜采收和包裝時(shí)帶根，利用“活體菜”的方式進(jìn)行銷售，消費(fèi)者在打開(kāi)包裝后切除根系即可免洗食用。喜萃植物工廠的投資商包括華大基因和松禾資本，這也從側(cè)面證明了產(chǎn)業(yè)界和金融界對(duì)LED植物工廠的產(chǎn)業(yè)化投資將先從深圳開(kāi)始，深圳成為我國(guó)植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)向標(biāo)的判斷是基本正確的。

圖3 深圳喜萃植物工廠的外觀與內(nèi)景

2.3 AeroFarm式植物工廠的投資計(jì)劃

金沙江創(chuàng)業(yè)投資基金專注于投資立足中國(guó)和面向全球市場(chǎng)的高新技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)，目前累計(jì)管理旗下超過(guò)16億美元與34億人民幣的資金。金沙江資本看好未來(lái)中國(guó)的蔬菜生鮮產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景，早在2013年就投資了美國(guó)垂直農(nóng)業(yè)代表的Aeroeroero Farms arms公司。目前，金沙江資本將引進(jìn)美國(guó)AeroFarm式植物工廠技術(shù)，結(jié)合在中國(guó)積累的產(chǎn)業(yè)資源，發(fā)展中國(guó)的植物工廠產(chǎn)業(yè)。2017年4月，由金沙江資本牽頭聯(lián)合京西燕園大健康基金等投資機(jī)構(gòu)成立金沙江智慧農(nóng)業(yè)科技公司，利用AeroFarm式植物工廠的LED光譜技術(shù)和“氣栽法”種植技術(shù)進(jìn)行綠色蔬菜生產(chǎn)。該公司規(guī)劃在北京市門頭溝區(qū)啟動(dòng)一期植物工廠建設(shè)項(xiàng)目，同時(shí)將在北京、廣州、深圳、杭州等地建造10個(gè)植物工廠。但到2018年3月底，金沙江智慧農(nóng)業(yè)科技公司未曾有關(guān)于植物工廠建設(shè)的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展報(bào)道。

AeroFarms是位于美國(guó)新澤西州的一家垂直農(nóng)業(yè)公司，于2003年創(chuàng)立，據(jù)稱擁有5個(gè)植物工廠，已成功種植超過(guò)250種蔬菜。中國(guó)的蔬菜生產(chǎn)和消費(fèi)市場(chǎng)完全不同于美國(guó)，以美國(guó)式垂直農(nóng)業(yè)技術(shù)模式來(lái)解決中國(guó)的高端蔬菜生產(chǎn)與供應(yīng)估計(jì)很難有太大的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展空間。以風(fēng)投公司賺快錢的商業(yè)模式判斷，人工光型植物工廠目前還很難快速見(jiàn)效，估計(jì)這是該投資模式未能開(kāi)展實(shí)質(zhì)性植物工廠建設(shè)的主要原因。

2.4 中糧智慧農(nóng)場(chǎng)

中糧智慧農(nóng)場(chǎng)位于中糧生態(tài)谷項(xiàng)目的核心區(qū)域，占地面積約78.5 hm2，固定投資3.8億元，內(nèi)設(shè)“一心六園”，一心即7棟智能環(huán)控溫室，六園即六大室外主題園區(qū)。該項(xiàng)目由北京中環(huán)易達(dá)設(shè)施園藝科技有限公司承建，于2016年10月23日開(kāi)園，門票80元。該項(xiàng)目室內(nèi)溫室的主題分別為：智慧農(nóng)業(yè)體驗(yàn)館、垂直農(nóng)業(yè)技術(shù)綜合館、都市園藝館、蘑菇工廠、中糧自然學(xué)校、花卉工廠、番茄工廠（圖4）。其中：涉及到人工光型植物工廠的葉菜與藥用植物栽培室和自然光型植物工廠的番茄工廠難以給人留下高產(chǎn)高效的高科技印象。中糧集團(tuán)是保障我國(guó)糧食安全的大型國(guó)企，這類為了發(fā)展房地產(chǎn)和其他目的而投資建設(shè)的大型農(nóng)業(yè)設(shè)施項(xiàng)目很可能會(huì)成為企業(yè)的巨大負(fù)擔(dān)。

2.5 陜西旭田人工光型植物工廠

陜西旭田光電農(nóng)業(yè)科技有限公司在2013年3月成立于陜西省楊凌農(nóng)業(yè)高新示范區(qū)，之后以I-Farmer的植物工廠產(chǎn)品和王琦菜商標(biāo)在全國(guó)開(kāi)展人工光型葉菜工廠的自建自營(yíng)和承建代營(yíng)業(yè)務(wù)（圖5）。陜西旭田建設(shè)運(yùn)營(yíng)的植物工廠項(xiàng)目包括：陜西旭田秦北植物工廠、陜西楊凌旭田植物工廠、陜西實(shí)發(fā)旭田植物工廠、江蘇淮安旭田植物工廠、江蘇漣水旭田植物工廠、江蘇洪澤旭田植物工廠、江蘇宿遷旭田植物工廠、內(nèi)蒙古德盛禾旭田植物工廠、重慶潼南旭田植物工廠等。這些設(shè)施規(guī)模有小于100 m2的，有100～500 m2的，也有大于1 000 m2的，大部分設(shè)置在農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范園區(qū)內(nèi)，主要用于科普示范和休閑觀光。這些科普類植物工廠由于其功能性限制，很難達(dá)到產(chǎn)業(yè)化所要求的高產(chǎn)高效，未來(lái)也難以成為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主流形式。

圖4 中糧智慧農(nóng)場(chǎng)的人工光型與自然光型植物工廠

圖5 陜西旭田人工光型植物工廠

2.6 長(zhǎng)春關(guān)東文化園植物工廠

長(zhǎng)春關(guān)東文化園坐落于吉林省長(zhǎng)春市西部綠園區(qū)內(nèi)，是集溫泉、餐飲、文化博覽、會(huì)議接待為一體的4A級(jí)旅游風(fēng)景區(qū)。投資該園區(qū)的長(zhǎng)春關(guān)東文化園休閑度假有限公司董事長(zhǎng)是一位農(nóng)民企業(yè)家，在政府高新技術(shù)示范重點(diǎn)項(xiàng)目資助的前提下，2017年新建了一棟占地面積為3 000 m2的三層建筑，一層設(shè)計(jì)為封閉式菌菇生產(chǎn)，二層建設(shè)人工光型植物工廠，三層為透光玻璃圍護(hù)的溫室有機(jī)果菜生產(chǎn)，產(chǎn)品主要用于園區(qū)內(nèi)餐飲消費(fèi)及入園客戶的采摘銷售（圖6）。2018年1月底，在還未完成建筑內(nèi)裝的情況下，三樓的溫室有機(jī)果菜生產(chǎn)已經(jīng)開(kāi)始，二樓的人工光型植物工廠正在緊鑼密鼓地安裝7層立體栽培架，栽培架的材料基本上為建筑用腳手架的廢棄鋼管和木條等，栽培槽為有機(jī)玻璃焊接而成，蔬菜為裸盤式混合基質(zhì)培，底面灌水的人工管理。長(zhǎng)約20 m、寬1.2 m、高4.0 m的7層大型立體栽培架最少排列了60個(gè)，栽培面積合計(jì)達(dá)到10 000 m2以上。整個(gè)三層建筑除常規(guī)玻璃窗戶采光和通風(fēng)外，未曾見(jiàn)到空調(diào)、通風(fēng)換氣、或其他環(huán)境控制設(shè)備。該人工光型植物工廠使用1.2 m長(zhǎng)的管狀LED燈，交流220 V供電，LED燈具簽約量在10萬(wàn)支以上，其熱負(fù)荷初步估測(cè)為1 800 kW以上，單純依靠?jī)?nèi)外通風(fēng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境控制是有風(fēng)險(xiǎn)的。但是，類似的人工光型植物工廠在建項(xiàng)目還有不少，河北滄州一家企業(yè)在還未確定種植植物種類的情況下，在數(shù)千平米的建筑廠房?jī)?nèi)已經(jīng)安裝了立體光照栽培架，全部使用LED燈具。試想，如此大規(guī)模的室內(nèi)種植選用何種LED燈具、如何進(jìn)行環(huán)境控制、育苗和栽培工藝流程如何設(shè)計(jì)、自動(dòng)化管理和勞動(dòng)力分配如何實(shí)現(xiàn)幾乎都是未知數(shù)，這樣的設(shè)施投資建設(shè)如何能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益？

2.7 北京農(nóng)眾物聯(lián)植物芯工廠

北京農(nóng)眾物聯(lián)科技有限公司于2015年2月在北京市平谷區(qū)馬坊橋投資建成的農(nóng)眾物聯(lián)植物芯工廠，三層建筑廠房的占地面積為12 000 m2，每層使用面積為7 000 m2，一層進(jìn)行封閉式菌菇生產(chǎn)，二層是人工光型植物工廠，三層為環(huán)控型溫室果菜生產(chǎn)，建成以來(lái)一直未能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效式穩(wěn)定生產(chǎn)（圖7）。2015、2016年獲得投資相繼進(jìn)行兩次升級(jí)改造，目標(biāo)是成為全國(guó)都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)。人工光型植物工廠技術(shù)不僅僅需要采集各種環(huán)境信息和植物信息，更需要將獲取的這些信息反饋應(yīng)用于環(huán)境控制和生產(chǎn)管理，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效和清潔環(huán)保的植物穩(wěn)定生產(chǎn)。無(wú)法穩(wěn)定生產(chǎn)也就難以實(shí)現(xiàn)盈利性運(yùn)營(yíng)，也就更難走向可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化道路。

圖6 長(zhǎng)春關(guān)東文化園植物工廠的外觀和內(nèi)景

圖7 北京農(nóng)眾物聯(lián)植物芯工廠

3 從電商式農(nóng)業(yè)投資導(dǎo)向看植物工廠發(fā)展方向

得益于中國(guó)消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品“無(wú)污染、健康安全”觀念的加強(qiáng)，以及居民消費(fèi)能力的提升，類似京東等渠道大平臺(tái)對(duì)上游供應(yīng)鏈資源整合的加強(qiáng)，以及淘寶、天貓等電商平臺(tái)對(duì)自營(yíng)業(yè)務(wù)的開(kāi)拓，京東、天貓、淘寶等電商平臺(tái)成為蔬菜生鮮線上購(gòu)買率較高的網(wǎng)站。據(jù)調(diào)查，京東商城的生鮮使用率高達(dá)70%以上，100～200元是生鮮網(wǎng)購(gòu)頻率最高的消費(fèi)水平，其中客戶對(duì)食品安全的關(guān)注度最高。京東和阿里巴巴近年來(lái)擴(kuò)展了線上、線下資源整合的新零售業(yè)態(tài)，阿里巴巴從2016年以盒馬鮮生門店開(kāi)啟了生鮮新零售，而京東則在2017年初利用7FRESH和無(wú)界零售開(kāi)啟了生鮮零售（圖8）。

阿里巴巴從2016年開(kāi)始，在北京、上海、寧波、杭州、深圳、成都等地共開(kāi)設(shè)30家盒馬鮮生體驗(yàn)店，占地面積均在4 000 m2以上，商品種類在3 000種以上。盒馬鮮生的目標(biāo)用戶是有一定經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的、25～35歲、圍繞家庭的高端互聯(lián)網(wǎng)用戶，集中在女性。客戶無(wú)論在門店購(gòu)買、還是在APP線上下單，都能實(shí)現(xiàn)“三公里范圍、半小時(shí)送達(dá)”，這是對(duì)其他企業(yè)生鮮銷售模式的重大顛覆，打破了傳統(tǒng)實(shí)體店面積的局限，在有限的空間內(nèi)創(chuàng)造了更大的銷售額。從盒馬鮮生在北京亦莊門店擺設(shè)的LED植物生長(zhǎng)箱可以看出，人工光型植物工廠是阿里巴巴看重的解決蔬菜安全問(wèn)題的清潔生產(chǎn)方式。但是，盒馬鮮生目前銷售的葉菜數(shù)量較少，基本上是溫室生產(chǎn)的水培葉菜或果菜，完全人工光型植物工廠生產(chǎn)的葉菜還未曾見(jiàn)到。

京東的7FRESH于2018年初在北京亦莊大族廣場(chǎng)以及海淀華潤(rùn)五彩城新設(shè)2家。劉強(qiáng)東宣稱將于未來(lái)3～5年在全國(guó)鋪設(shè)超過(guò)1 000家門店，探索無(wú)界零售新模式。7FRESH店鋪在提供農(nóng)產(chǎn)品銷售服務(wù)外，還提供食材料理和餐飲區(qū)服務(wù)，同時(shí)提供三公里內(nèi)最快半小時(shí)送達(dá)的免費(fèi)快遞服務(wù)。2017年京東與日本三菱化學(xué)在北京簽約合作溫室葉菜水培生產(chǎn)，未來(lái)是否會(huì)采用人工光型植物工廠作為高端葉菜生產(chǎn)模式還需拭目以待。

圖8 新零售代表的盒馬鮮生與7FRESH門店

我國(guó)的蔬菜生鮮市場(chǎng)份額在萬(wàn)億元以上，開(kāi)啟快消品市場(chǎng)投資的不僅有阿里巴巴和京東等電商，房地產(chǎn)企業(yè)也先后開(kāi)啟農(nóng)業(yè)投資，尤其是碧桂園的2018農(nóng)業(yè)計(jì)劃引起了設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。中國(guó)的新零售無(wú)論從蔬菜消費(fèi)市場(chǎng)還是設(shè)施產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來(lái)看，已經(jīng)不可避免地涉及到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的變革，而作為農(nóng)業(yè)高科技的人工光型植物工廠將如何發(fā)展確實(shí)難以預(yù)料。

4 跨界融合式植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式

國(guó)內(nèi)先后有不少化妝品業(yè)界和生物醫(yī)藥提取界涉足人工光型植物工廠，以期待利用植物工廠的高效生產(chǎn)達(dá)到靶向型物質(zhì)生產(chǎn)的目的。美國(guó)東北州立大學(xué)王躍駒教授回國(guó)創(chuàng)業(yè)的項(xiàng)目就是將人工光型植物工廠和生物反應(yīng)器技術(shù)相結(jié)合，利用生菜和煙草來(lái)生產(chǎn)各種蛋白藥物和青蒿素等，包括醫(yī)治腫瘤的特效藥——單克隆抗體PD-1、PDL-1以及白蛋白、八因子等血液制品等（圖9）。該技術(shù)組合將為生物藥生產(chǎn)行業(yè)帶來(lái)技術(shù)變革，即利用人工光型植物工廠技術(shù)的高效植物生產(chǎn)提高各種生物反應(yīng)器的效率，從而高效地生產(chǎn)各種蛋白、疫苗和抗體等靶向型物質(zhì)，大幅度降低一些重大疾病治療藥物的價(jià)格。據(jù)稱：該技術(shù)一直屬于國(guó)際壟斷，日本在利用草莓生產(chǎn)獸用抗體領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，而我國(guó)在該領(lǐng)域還未見(jiàn)突破。

圖9 人工光型植物工廠的有用物質(zhì)生產(chǎn)

5 人工光型植物工廠產(chǎn)業(yè)化發(fā)展瓶頸與技術(shù)趨勢(shì)

人工光型植物工廠首當(dāng)其沖面對(duì)的是中國(guó)的蔬菜供應(yīng)市場(chǎng)。針對(duì)我國(guó)蔬菜種植面積大、種類多、價(jià)格低的現(xiàn)狀，人工光型植物工廠產(chǎn)業(yè)化發(fā)展注定是不會(huì)一帆風(fēng)順的。從上述幾種具備產(chǎn)業(yè)雛形的典型企業(yè)投資建設(shè)行為來(lái)看，人工光型植物工廠在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展瓶頸主要受限于未能實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)與銷售的無(wú)縫鏈接，主要體現(xiàn)在：① 缺少適用于人工光型植物工廠的高效率、低價(jià)格的LED光源的市場(chǎng)提供；② 未能形成較為成熟的植物工廠規(guī)劃設(shè)計(jì)與資材供應(yīng)服務(wù)；③ 環(huán)境控制技術(shù)軟硬件難以對(duì)應(yīng)植物工廠的高效生產(chǎn)，其有效性還有待提高；④ 針對(duì)特定植物（品種）的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)（生產(chǎn)自動(dòng)化）還不成熟；⑤未能培育出穩(wěn)定而持續(xù)的客戶群體（生產(chǎn)與銷售的對(duì)接不順暢）。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的占地面積在1 000 m2以上的人工光型植物工廠都是虧損的，若能通過(guò)各種技術(shù)途徑改進(jìn)使得植物工廠的蔬菜產(chǎn)量提高30%、生產(chǎn)成本降低30%，才有可能走向盈利。

目前的人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)也為人工光型植物工廠的生產(chǎn)改進(jìn)與銷售對(duì)接提供了強(qiáng)有力的工具與平臺(tái)，務(wù)實(shí)而有效的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合必將為我國(guó)人工光型植物工廠的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。因此，人工光型植物工廠在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向可以概括為如下幾點(diǎn)：

① 人工光型植物工廠的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展一定會(huì)先從經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)、對(duì)高端葉菜有日常消費(fèi)需求的一線城市開(kāi)始，如深圳、上海、北京，發(fā)揮其就近生產(chǎn)、就近消費(fèi)的清潔生產(chǎn)與新鮮消費(fèi)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為特定高收入人群提供高品質(zhì)的、完全解決農(nóng)產(chǎn)品安全問(wèn)題的新鮮葉菜供應(yīng)服務(wù)。

② 人工光型植物工廠的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展一定會(huì)從具備一定規(guī)模的、單一化葉菜的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)開(kāi)始，如生菜生產(chǎn)規(guī)模為日產(chǎn)3 000株以上，而并非是多樣化蔬菜生產(chǎn)模式，多種類的生產(chǎn)車間或單一化蔬菜實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)將成為未來(lái)的主流生產(chǎn)方式，否則難以稱其為植物工廠。

③ 無(wú)論是B2C、B2B，還是O2O，植物工廠化生產(chǎn)都必將利用某電商平臺(tái)或多家合作形成新型商業(yè)模式，而投資建設(shè)植物工廠的企業(yè)將蔬菜生產(chǎn)、流通、銷售等全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)施一體化服務(wù)和追求多樣性蔬菜供應(yīng)的時(shí)代基本終結(jié)，只有能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)高效的、專注于規(guī)?；c標(biāo)準(zhǔn)化蔬菜生產(chǎn)的企業(yè)才可能在中國(guó)這種復(fù)雜而激烈競(jìng)爭(zhēng)的蔬菜市場(chǎng)生存。

④ 人工光型植物工廠的未來(lái)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于特定蔬菜產(chǎn)品的有限渠道提供，生產(chǎn)技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì)必將與品種優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，將來(lái)不僅講究傳統(tǒng)意義上的技術(shù)咨詢服務(wù)與問(wèn)題解決，更講究衍生而來(lái)的特定品種與新型生產(chǎn)工藝的技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)。

⑤ 人工光型植物工廠能否走向可持續(xù)發(fā)展不在于技術(shù)，而在于人才的選擇和競(jìng)爭(zhēng)，這是由于目前能夠掌握技術(shù)并具備一定技術(shù)創(chuàng)新力的人才尤其是年輕人奇缺，未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要對(duì)應(yīng)未來(lái)社會(huì)市場(chǎng)需求與消費(fèi)升級(jí)，人才的爭(zhēng)奪將是決定企業(yè)能否可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

6 結(jié)束語(yǔ)

人工光型植物工廠的蔬菜生產(chǎn)將是對(duì)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)方式的革新式改進(jìn)，也會(huì)影響消費(fèi)者的蔬菜消費(fèi)方式。隨著蔬菜消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)更加質(zhì)量安全、更加高品質(zhì)的、更加新鮮而健康的、更加入手快捷的蔬菜個(gè)性化需求的發(fā)展，人工光型植物工廠技術(shù)可以針對(duì)特定人群進(jìn)行指向型品種生產(chǎn)與質(zhì)量調(diào)控，必將成為未來(lái)社會(huì)為高品質(zhì)生產(chǎn)和高收入人群提供個(gè)性化蔬菜的新型生產(chǎn)方式。為了應(yīng)對(duì)未來(lái)社會(huì)的市場(chǎng)需求與消費(fèi)升級(jí)，植物工廠領(lǐng)域的人才培養(yǎng)將成為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫在眉睫的重要工作。