植物照明，建造未來的“城市農場”

李思楚　杜娟

“民以食為天”，現代城市生活對食品健康的要求越來越高，這不僅是食品安全問題，也關乎未來世界人口溫飽和營養需求。聯合國經濟和社會事務部6月發布的一份報告顯示，2030年世界人口將從目前的77億增至85億，2050年達到97億。與此同時，氣候變化、生物多樣性喪失、土地資源短缺等問題不斷加劇。

在寸土寸金的城市生產出大量健康綠色農產品，城市立體農場成為變革傳統農業系統的可行性方案。放眼世界，糧食生產已經一改過往遠離人口高密度聚居地的布局特點，開始在城市中尋求落腳點。目前，英國、荷蘭、日本、俄羅斯等國家的城市農場逐漸興起，一層層菜苗在盈盈的燈光下新鮮挺實，一年四季源源不斷地被呈上當地居民的餐桌。

城市農場能夠從構想變為現實，離不開提供光源的植物生長燈。昕諾飛GreenPower LED提供的專業解決方案，可以讓農產品超越空間和四季的界限，同時減少能耗，降低了生產成本，保護資源環境。這對國土面積較小、水資源匱乏、人力成本較高的國家和地區來講無疑是一個福音。

穩定光照方案擴容增產

“使用LED進行可持續種植食物有諸多好處。當我們控制植物所接受的光照時，我們就對它們的生長有更全面的控制。這意味著植物發芽更快，它們的生根也更迅速，因而我們能獲得更高的產量。”英國倫敦GrowUp城市農場共同創立人Kate Hofman說。

GrowUp城市農場成立于2013年，位于倫敦東部工業區的一個閑置倉庫內。在這個面積約為250平方米的種植室，能夠投入10層的生長空間，這意味著種植面積擴大到750多平方米，每年可持續生產約2萬公斤色拉蔬菜、草本類植物。實現面積擴容從而達到高產量的成果離不開昕諾飛植物生長照明系統。

光照是影響作物生長發育的重要環境因子之一，根據荷蘭溫室種植者的經驗，1%的光照意味著1%的產量。以往使用的普通熒光燈散熱差，為避免灼傷植物，生長架設定間隔大、層數少。而昕諾飛LED植物生長燈散熱低，可以減少植物與燈管的距離，從而增加生長架的層數，達到生產空間的擴容，產量的增加。

昕諾飛植物照明不僅僅提供技術，而且提供一整套的智慧農場照明方案，其“燈光食譜”（light recipes）概念可以在特定環境下針對不同植物的不同生長階段制定最佳光照組合。基于科學配比的光強、光質、光均勻度、位置和時間，搭配在此“燈光食譜”下適宜的其他環境因子，形成一套完整的植物生長系統。在昕諾飛LED燈光的照射下，蔬菜均勻生長，即使是邊緣位置的秧苗也同樣健壯，同時有效地縮短了農產品的成熟期，對提高總體產量亦有幫助。并且，昕諾飛LED植物照明團隊專門設置了植物專員角色，更好地進行光配方開發以及與用戶開展深度交流，為農產品整個生命周期保駕護航，確保品質和產量達到預期效果。

低成本低耗能保證可持續生產

植物光照方面，電費是成本里占比最大的部分，這也決定了產品價格是否親民，能否可持續地進行商業化量產。Shinnippou公司在日本靜岡縣Yaizu地區自2014年1月起一直經營著808植物工廠。Shinnippou農業經營部總經理Katashi Kai提到，植物工廠最大的制約和挑戰是設備成本和運行成本。該植物工廠運營時，最初使用的是熒光燈作為人工補光光源。據Kai說，當時引入LED作為補光光源成本過于昂貴，而且對其可靠性還存在一定擔憂。基于這個原因，最初3年運營計劃中涵蓋了對熒光燈和LED補光效果進行對比研究。

研究發現，熒光燈有各種各樣的問題。例如，熒光燈產生的熱量不僅會灼傷植物葉片，縮短蔬菜產品的貨架期，而且提高了空調運行成本;受熒光燈使用壽命限制，其光強在使用大約六個月后會產生光衰;而且，即使沒有發生任何事故，僅由于燈的破損，仍然會存在異物污染的風險。

Kai表示：“LED沒有此類問題或風險。因此我們決定采用昕諾飛LED補光系統，因為從中長期運營情況來看，采用昕諾飛LED設備成本和運行成本都會大大降低，而且在與其他品牌LED設備進行對比測試時，昕諾飛LED最終勝出。”

在2014年開始運營的第一座植物工廠內，安裝了約12000支昕諾飛LED產品，隨后在2017年竣工的第二座植物工廠內，又安裝了幾乎相同數量的昕諾飛LED產品。最終與熒光燈相比，電費降低了約40%。此外，除了植物工廠內部運營成本的降低，生菜在種植地就地包裝，減少了零售商配送運輸環節帶來的成本和能源浪費。

“燈光食譜”生產高品質作物

GrowUp城市農場的農產品在收割12小時內就被呈上顧客的餐桌。據Stoke Newington地區The Good Egg餐館大廚Joel Braham介紹，倫敦居民很喜歡GrowUp生產的色拉蔬菜。“我們使用它，皆因它具有不可思議的口味，并且無論什么時節都能得到這些色拉蔬菜，它的味道始終如一。”

雖然沒有經歷自然雨露的滋養，沒有天然日光的沐浴，在昕諾飛LED植物燈下生長出來的蔬菜依然保留來自大自然的味道。但和自然環境不同的是，在這里生長的蔬菜不會受到疾風驟雨等極端天氣的影響，更不需要擔心最直接的蟲害問題，即使有少量蚊蟲，通過物理方式即可殺滅。

為了確保栽培室的衛生條件，工作人員要經過兩道消毒、風淋過程才可進入。昕諾飛LED植物照明系統將光照設計成最佳條件，工人只需要就按照流程工藝進行工作，就能實現農產品工業化生產模式，人力投入的減少也降低了蔬菜受污染的危險。這樣全封閉式培養讓蔬菜住進了“避風港”，既有效杜絕了農藥的施用，也保障了蔬菜的“綠色”本質，消費者可以盡情享用當地城市農場所提供的優質、安全的食品。

此外，通過調整昕諾飛“燈光食譜”可以對植物的營養價值做出高端定制，滿足顧客高維生素C、無鉀等功能性飲食需求。城市農場生產的產品除了優異的品質外還可以保護環境，農作物采收后不需要用水清洗，就可以直接食用，這對于餐館和消費者來說是一項額外的好處，而對于節約水資源也大有裨益。目前，昕諾飛LED植物照明技術被廣泛運用到城市農場、植物景觀、育種照明大三方面。隨著技術和市場的發展，其普及度將會不斷提升。