國內植物工廠發展的思考

物工廠被認為是真正的農業4.0技術，很多企業期待通過植物工廠技術解決中國的農產品安全問題，通過高投入和高產出來達到企業轉型的目標。然而，只有少數企業能清醒地認識到投資植物工廠的高風險。中國植物工廠之路該何去何從，筆者希望從專業和產業的角度與讀者分享觀點。

人工光型植物工廠發展的思考

中國到現在為止還沒有真正意義上的商業化人工光型植物工廠，這是必須要清醒地認識到的現實。日本有200多所商業化人工光型植物工廠，這個數字要辯證地認識，真正能盈利的工廠還是少數，很多日本公司投資建設植物工廠是為了企業轉型而進行技術積累。因此，在進行人工光型植物工廠的商業化投資時應謹慎，真正切實地利用各種技術手段把投入和產出核算在合理范圍之內，充分考慮風險規避措施。商業化的人工光型植物工廠只要能實現穩定生產，并達到預定產量，且有一定的銷售保障，完全可以實現盈利生產和穩定運營。無論是種苗、葉菜、還是草莓和藥草，在多長時間內能夠生產出多少產量的農產品是完全可以調控和核算的，只要這個數據能夠得到保障，投入產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出，不怕高投入，依靠技術手段來規避各種風險，尤其是生產風險和銷售風險。高端蔬菜和高附加值植物的生產是人工光型植物工廠的主題，可控環境下生產的農產品必須在品質和價格上，與常規露地和溫室生產的農產品有質的飛躍，否則，市場定位和占有率都將無法具備競爭優勢。發展人工光型植物工廠技術不是要取代常規的溫室生產和露地生產，而是要在蔬菜多樣性市場上占領高端市場。筆者認為，近期內人工光型植物工廠在中國必將有較大的商業化產業需求。只要有技術保障，在低風險下實現高投入和高產出是可以預見的，也是必然的趨勢。

太陽光型植物工廠發展的思考

太陽光型植物工廠其實就是補光或不補光的溫室生產。只要能夠實現大規模溫室設施的蔬菜周年穩定生產，均可稱其為植物工廠，其特征在于規模大、周年生產、產量穩定、品質保障。但是，所謂中國特有的日光溫室生產就不能稱其為植物工廠，因為日光溫室的環境粗放，可控性差，難以維持一定品質的穩定生產，到目前為止還有很多問題，如土壤連作、病蟲害防治等。盡管中國的日光溫室有近70萬hm2并已成為北方的主流方向，但這并不代表未來的主流方向。而這些年建設的連棟溫室為何沒有發揮應有的作用，值得國內學術界和產業界人士反思。荷蘭設施生產提倡“產量盈虧點”的核算，每種設施生產都應該有其特定生產經營狀態下的產量盈虧點。例如，荷蘭大型溫室生產的大番茄產量盈虧點為51.3 kg/m2、串番茄產量盈虧點為47.7 kg/m2、黃瓜產量盈虧點為76.7 kg/m2、

彩椒產量盈虧點為24 kg/m2、茄子產量盈虧點為37 kg/m2。在中國，很少有溫室栽培者、管理者、研究者能夠明確地核算出設施的產量盈虧點，其設施產量水平遠遠低于產量盈虧點，因而一直處于虧損狀態。盡管中國的設施面積在近20年飛躍式發展，但設施產量水平卻沒有實質性提高，其技術貢獻率更低。因此，無論是葉菜生產還是果菜生產，設施設計規劃和生產經營管理必須導入“產量盈虧點”，準確核算其投入產出比，研究和生產目標都應以提高設施產量為方向。若設施番茄產量以2016年的20 kg/m2為基數，每年產量提高15%，則可在5年內達到40 kg/m2。照此速度發展用不了5年，無論是葉菜還是果菜，中國的設施產量即可達到領先水平，不足10年則可達到荷蘭目前的水平。13億人口每年按照200 kg/人的蔬菜需求計算，中國的可控設施需求和農產品需求都將是多么可觀的市場。因此，目前大量建設的大型溫室設施只要在設計管理中因地制宜和導入產量盈虧點的機制，實現經營盈利和穩定生產是現實可行的。設施投資切忌“不差錢”，不是投資多就能直線趕上荷蘭水平。我國的技術積累和人員努力不夠，學術界和產業界都需有良好的心態正視問題、解決問題，才可能使中國的設施農業尤其是植物工廠產業可持續發展。

變形植物工廠的發展思考

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，按道理不具備大規模生產的特性，但作為一種宣傳展示、興趣愛好、科普教育的載體，也可以成為大型植物工廠的生產基地與客戶或農產品消費者的窗口對接。例如，在餐廳、醫院、超市等公共場所設置的集裝箱式植物工廠或活菜供應系統（圖3），不僅具有科普宣傳的作用，更可以作為蔬菜購買者和消費者的連接窗口，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的活菜，可以每天現場親自采收。該裝置可以將植物工廠的生產理念貫穿于人們的生活方式，更是以一種生態循環的方式將農業生產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需求和未來前景將很可觀，其必將隨著LED技術、信息網絡技術等的發展變成人們隨處可見的日常用品。

總結

綜上所述，植物工廠技術是一種全新的農業生產方式，會在未來社會與人們的生活更加貼近。發展植物工廠技術不能盲目，更不能超越技術本身的限制。需要在不斷地進行技術創新和積累的前提下，找準市場定位并開拓營銷途徑，就能發揮其優越性以實現可持續的營利性生產。農業4.0僅僅是個概念，但是植物工廠技術已經不是概念，而是作為農業4.0的載體實現高產高效、節能環保、清潔健康、生態智能的蔬菜生產，為人們的未來生活和未來農業提供一種全新的解決方案。

項目支持：科技部863項目“植物工廠網絡化控制系統研究”（2013AA102005）和“植物工廠立體多層栽培系統及其關鍵技術與裝備”（2013AA103002）。

作者簡介：賀冬仙（1970-），女，山西太谷人，教授，博士，博士生導師。