當(dāng)我們談?wù)撝参锕S時(shí)，我們?cè)谡務(wù)撌裁?/h1>
2016-03-27 13:38:52劉文科
蔬菜 2016年9期
劉文科
（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081）
編者按：2016年6月3日，中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平參觀國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展，對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主研發(fā)的智能LED植物工廠給予了高度重視，并指出“智能LED植物工廠顛覆了傳統(tǒng)的農(nóng)作方式，為未來(lái)食物保障提供了新思路，成果意義重大，應(yīng)進(jìn)一步加大智能LED植物工廠的研發(fā)力度，加快產(chǎn)業(yè)化步伐，以惠及更多民生。”這標(biāo)志著中國(guó)植物工廠將迎來(lái)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展新階段，相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展也將迎接巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，植物工廠也隨之成為了業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。本期業(yè)界觀察將帶領(lǐng)大家看看業(yè)界專家在談?wù)撝参锕S時(shí)，都在談?wù)撌裁础?/p>
主持人：陸靜雯
1 談概念：到底什么才能稱之為植物工廠
根據(jù)日本學(xué)者古在豐樹(shù)教授的《人工光型植物工廠》和中國(guó)學(xué)者楊其長(zhǎng)研究員的《植物工廠概論》給出的植物工廠定義，植物工廠是一種通過(guò)設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制，實(shí)現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是由計(jì)算機(jī)對(duì)作物生育過(guò)程的溫度、濕度、光照、CO2濃度、營(yíng)養(yǎng)液等環(huán)境要素進(jìn)行自動(dòng)控制，不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)方式。植物工廠充分運(yùn)用了現(xiàn)代裝備工程、生物技術(shù)、設(shè)施園藝技術(shù)、植物生理、植物栽培工程與環(huán)控信息技術(shù)等手段，屬于技術(shù)高度密集型產(chǎn)業(yè)，多年來(lái)一直被國(guó)際公認(rèn)為設(shè)施園藝的最高級(jí)發(fā)展階段，是衡量一個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)高技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。
分析而言，起源于日本學(xué)者的植物工廠概念均存在一定的不足，主要表現(xiàn)在定義概括性過(guò)強(qiáng)，邊界條件較為模糊，未涉及設(shè)施類型、設(shè)施密閉性和控制因素及其精度的差異性。這阻礙了人們對(duì)植物工廠的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，混淆了系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)方向和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方向。植物工廠應(yīng)具備“工廠”的基本屬性。密閉式植物生產(chǎn)系統(tǒng)與自動(dòng)化程度是衡量植物工廠現(xiàn)代化和工廠化生產(chǎn)潛力的核心指標(biāo)。從定義概括性和權(quán)威性角度，植物工廠環(huán)境控制本質(zhì)上包括三類：水肥自動(dòng)化控制、環(huán)境因素自動(dòng)化控制、植物產(chǎn)品生產(chǎn)流水線自動(dòng)化平臺(tái)。植物工廠應(yīng)是具有一定自動(dòng)化程度的流水線式植物生產(chǎn)設(shè)施。自動(dòng)化的流水線分為產(chǎn)前（育苗）、產(chǎn)中（移栽定植、栽培與運(yùn)移）、產(chǎn)后（采收、包裝）三個(gè)階段，重點(diǎn)是產(chǎn)前與產(chǎn)中階段。
植物工廠的本質(zhì)特征為生產(chǎn)要素的自動(dòng)化控制，但植物工廠的自動(dòng)化水平是有層次的，設(shè)施智能化水平是有劃分的。植物工廠的推薦定義應(yīng)著力闡述其設(shè)施內(nèi)的自動(dòng)化控制本質(zhì)特征。先前定義著眼于植物工廠最高階段和理想形式，而忽略了植物工廠發(fā)展過(guò)程賦存的多種形態(tài)，難以囊括當(dāng)前所有植物工廠的過(guò)渡模式，建議進(jìn)行修正。在此建議，植物工廠應(yīng)是指植物生長(zhǎng)發(fā)育直接相關(guān)的部分或全部生產(chǎn)要素（環(huán)境因子、水肥供給等）全程可自動(dòng)化調(diào)控，并具有一定的植物生產(chǎn)流程的空間自動(dòng)管理功能，實(shí)現(xiàn)植物規(guī)模化高效生產(chǎn)，較少或不受外界環(huán)境干擾的設(shè)施植物生產(chǎn)系統(tǒng)。基于這一定義，日光溫室、多層建筑形式的設(shè)施模式均可看作植物工廠，只要它具備定義的本質(zhì)特征。
2 談技術(shù)：植物工廠的關(guān)鍵技術(shù)有哪些
植物工廠的核心技術(shù)裝備包括四個(gè)方面，即立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備、人工光照明技術(shù)裝備、智能環(huán)境控制技術(shù)裝備、植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備。近幾年，這些核心技術(shù)裝備得到了很大的發(fā)展，正在被逐漸地標(biāo)準(zhǔn)化和大規(guī)模應(yīng)用。植物工廠的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能分區(qū)、各區(qū)域密閉性保證都很重要，直接關(guān)系到植物工廠初裝成本和運(yùn)行成本及能耗，也關(guān)系著生產(chǎn)效率。
2.1 立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備
立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備是指采用無(wú)土栽培方法，借助栽培床和層架管路裝備，實(shí)現(xiàn)植物在多層立體栽培架上進(jìn)行生產(chǎn)的技術(shù)裝備。立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備是人工光植物工廠必要的本質(zhì)裝備，也是太陽(yáng)光植物工廠需要迫切發(fā)展的技術(shù)裝備。當(dāng)前，以NFT和DFT技術(shù)為基礎(chǔ)的多種立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，適合葉菜、根莖類植物生產(chǎn)。立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備主要包括營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存供給系統(tǒng)（營(yíng)養(yǎng)液池、泵動(dòng)系統(tǒng)、供液回液管路、定植床、控制系統(tǒng)等）。
2.2 人工光照明技術(shù)裝備
人工光照明技術(shù)裝備是人工光植物工廠核心技術(shù)裝備，為植物生產(chǎn)提供光合能量和光照信號(hào)。熒光燈是傳統(tǒng)光源，LED是新型光源。兩種光源的植物生理響應(yīng)機(jī)制已經(jīng)被廣泛揭示，兩種光源應(yīng)用的生物學(xué)基礎(chǔ)已非常明確。但是，LED作為新型固態(tài)半導(dǎo)體光源具有熒光燈無(wú)法比擬的光電優(yōu)勢(shì)，包括：（1）可按植物生長(zhǎng)發(fā)育需求調(diào)制光譜，按需用光，生物光效高；（2）冷光源，可貼近植物照射，提高空間利用率；（3）可控性好，可精準(zhǔn)調(diào)控光強(qiáng)、光質(zhì)和光周期等，適宜工廠化生產(chǎn)；（4）節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、體積小、質(zhì)量輕；（5）LED光源裝置多樣（燈板、燈帶、燈管和燈泡），適用于設(shè)施園藝各領(lǐng)域。目前，已有面板燈、條燈、燈管、燈帶等植物工廠用燈被開(kāi)發(fā)出來(lái)并推廣應(yīng)用。同時(shí)，太陽(yáng)光植物工廠多款LED補(bǔ)光燈也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，包括行間冠層補(bǔ)光燈、花期燈、條燈等。人工光照明技術(shù)裝備主要包括光源燈具、懸掛系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電源等。
2.3 智能環(huán)境控制技術(shù)裝備
智能環(huán)境控制技術(shù)裝備由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)組成，控制因子包括溫度、濕度、光照、CO2濃度、氣流、營(yíng)養(yǎng)液供給等多種生產(chǎn)要素，在很大程度上環(huán)境控制智能化水平的高低決定著植物工廠的運(yùn)行效率。智能環(huán)境控制以植物環(huán)境控制為基礎(chǔ)，特別需要以環(huán)境因子耦合控制下的植物生理響應(yīng)效應(yīng)作為依據(jù)，尚需深入地系統(tǒng)研究。在環(huán)境控制要素中，最重要的是養(yǎng)分和光照。養(yǎng)分和光照是兩個(gè)既具有數(shù)量屬性，又具有質(zhì)量屬性的環(huán)境要素，智能控制難度較大，其控制策略具有時(shí)間和空間要求，也需要和其他環(huán)境要素耦合統(tǒng)籌控制，是今后研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。
2.4 植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備
植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備包括植物移栽定植技術(shù)裝備、植物空間水平垂直移動(dòng)傳輸技術(shù)裝備、光源燈具水平垂直移動(dòng)傳輸裝備，以及機(jī)械化自動(dòng)升降機(jī)、自動(dòng)收獲等生產(chǎn)管理技術(shù)裝備等。植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備是植物工廠流水線作業(yè)的主體裝備，有利于提高生產(chǎn)效率和管控水平。
3 談產(chǎn)業(yè)：植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程知多少
植物工廠的發(fā)展始于20世紀(jì)50年代歐美等一些發(fā)達(dá)國(guó)家。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，目前已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。植物工廠的基礎(chǔ)主要來(lái)自于2項(xiàng)技術(shù)的突破：（1）營(yíng)養(yǎng)液栽培技術(shù)。20世紀(jì)40年代以來(lái)以“礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)”為理論基礎(chǔ)的植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、化肥工業(yè)快速發(fā)展，以水溶性肥料按照肥料配方勾兌成的植物生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液栽培技術(shù)裝備大規(guī)模應(yīng)用發(fā)展，為植物工廠提供了重要的技術(shù)支撐。（2）環(huán)境感知與控制技術(shù)。以傳感器與控制器為核心的環(huán)境控制技術(shù)的突破，使人工環(huán)境調(diào)控成為可能。植物工廠正是以這2項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了植物的周年連續(xù)生產(chǎn)。到2000年后，伴隨LED植物照明技術(shù)的進(jìn)步，LED光源植物工廠問(wèn)世，成就了植物工廠智能光環(huán)境調(diào)控技術(shù)，極大提升了植物工廠自動(dòng)化水平和節(jié)能效率。
目前，植物工廠主要分布在東亞和歐美國(guó)家，以日本、荷蘭、中國(guó)最具代表性。其中，日本在人工光植物工廠方面研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化較快，居領(lǐng)先水平。目前，日本大約有100余座人工光植物工廠在運(yùn)營(yíng)。荷蘭在太陽(yáng)光植物工廠方面實(shí)力最強(qiáng)，最高產(chǎn)量高達(dá)90 kg/m2。荷蘭的植物工廠結(jié)構(gòu)形式比較單一，90%以上的溫室為Venlo型玻璃溫室，Venlo型溫室結(jié)構(gòu)的基本特征是立柱支撐跨間桁架，桁架上支撐天溝，鑲嵌屋面玻璃。不同年代建設(shè)的Venlo型玻璃溫室的跨度和高度均在不斷變化之中。中國(guó)是目前全球植物工廠研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化最活躍的國(guó)家，在兩類植物工廠研發(fā)方面均有建樹(shù)，處于均衡發(fā)展中，目前已有人工光植物工廠近百座。
世界范圍內(nèi)，植物工廠研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化存在幾種模式，包括企業(yè)主導(dǎo)型、科研院所主導(dǎo)型、政府主導(dǎo)型。我國(guó)植物工廠的應(yīng)用模式包括社區(qū)模式、公共場(chǎng)所模式（醫(yī)院、商場(chǎng)、飯館、賓館等）、家庭模式、特殊場(chǎng)所（海島、沙漠）、企業(yè)模式（照明企業(yè)、農(nóng)業(yè)企業(yè)等）。植物工廠的功能包括植物產(chǎn)品生產(chǎn)、生態(tài)景觀、科普體驗(yàn)、科學(xué)研究、高技術(shù)展示等，其中現(xiàn)存主流模式是科學(xué)研究和商業(yè)化生產(chǎn)。植物工廠的產(chǎn)業(yè)模式未來(lái)將是以政府、企業(yè)、科研院所和用戶企業(yè)協(xié)同主導(dǎo)建立、運(yùn)營(yíng)的多種創(chuàng)新模式。
粗略估算，全球植物工廠市場(chǎng)總規(guī)模在數(shù)千億元以上，我國(guó)植物工廠市場(chǎng)規(guī)模在1 000億元以上。2000年后，我國(guó)植物工廠產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，僅2016年上半年，投入運(yùn)行的人工光植物工廠就有20座以上，太陽(yáng)光植物工廠數(shù)千公頃。但是，我國(guó)植物工廠規(guī)模偏小（多小于200 m2），生產(chǎn)植物單一（葉菜為主），環(huán)控技術(shù)裝備水平參差不齊，而且示范展示性和研究性植物工廠居多，商業(yè)化運(yùn)行的植物工廠較少，亟待大力推進(jìn)。植物工廠生產(chǎn)技術(shù)裝備成熟化后，高效生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)，成為盈利運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。植物工廠的盈利商業(yè)模式內(nèi)涵首先要探討植物工廠主打植物產(chǎn)品、產(chǎn)品受眾、銷售方式、價(jià)格優(yōu)勢(shì)等產(chǎn)品盈利點(diǎn)并使之最大化；其次，把植物工廠盈利途徑多樣化，廣泛接收社會(huì)支持。
世界上絕大多數(shù)植物工廠建立在城市，是城市農(nóng)業(yè)重要組成部分。世界各植物工廠強(qiáng)國(guó)均在努力開(kāi)發(fā)海外市場(chǎng)，進(jìn)行技術(shù)裝備的輸出，競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。
4 談問(wèn)題：植物工廠當(dāng)前面臨的問(wèn)題及解決思路
4.1 植物工廠發(fā)展面臨的問(wèn)題
植物工廠是未來(lái)設(shè)施園藝發(fā)展的趨勢(shì)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)，市場(chǎng)前景廣闊。而且，植物工廠應(yīng)用無(wú)所不在，應(yīng)用功能多種多樣，近些年的普及率大幅度提高。誠(chéng)然，當(dāng)前植物工廠的發(fā)展亦面臨諸多問(wèn)題，需要認(rèn)真對(duì)待，逐一解決。首先，植物工廠初裝成本高。植物工廠初裝成本較日光溫室、連棟溫室高出很多，一般在6 000元/m2以上，一個(gè)100 m2的人工光植物工廠，初裝成本在60萬(wàn)元以上。其二，植物工廠植物產(chǎn)品成本高。以生菜為例，人工光植物工廠生產(chǎn)生菜成本在10～30元，在我國(guó)菜價(jià)市場(chǎng)決定機(jī)制下盈利空間較小。第三，植物工廠運(yùn)行成本較高，能耗和人工成本高。一方面植物工廠光源、環(huán)境控制系統(tǒng)運(yùn)行（空調(diào)、氣流、營(yíng)養(yǎng)液供給等）都需要消耗電能，能耗偏高；另一方面，自動(dòng)化程度低，移栽定植、育苗、收獲勞動(dòng)力成本高。第四，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，缺乏政府補(bǔ)貼政策。最后，商業(yè)化模式日漸成熟，但盈利點(diǎn)需要進(jìn)一步探索。盈利是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最終驅(qū)動(dòng)力，應(yīng)努力挖掘符合市場(chǎng)需求的植物工廠商業(yè)化應(yīng)用的盈利方式。總體而言，植物工廠盈利程度不僅與本身生產(chǎn)能力有關(guān)，也與社會(huì)背景、行業(yè)發(fā)展水平、國(guó)家政策有關(guān)，是系統(tǒng)的社會(huì)實(shí)踐。
4.2 植物工廠發(fā)展對(duì)策
植物工廠產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)，需要系統(tǒng)研究技術(shù)裝備、運(yùn)行策略，并且探討新型運(yùn)營(yíng)模式、盈利途徑，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。面對(duì)當(dāng)前問(wèn)題，植物工廠的發(fā)展對(duì)策概括如下。
（1）研發(fā)節(jié)能高效的植物工廠生產(chǎn)技術(shù)裝備，實(shí)現(xiàn)周年優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)是植物工廠盈利發(fā)展的基礎(chǔ)，植物工廠持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)出高質(zhì)量、高商品價(jià)值的植物產(chǎn)品必須攻克相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)著力在植物工廠核心技術(shù)層面開(kāi)發(fā)高效的立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備、人工光照明技術(shù)裝備、智能環(huán)境控制技術(shù)裝備、植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備，推出優(yōu)化組合集成系統(tǒng)。其中，智能環(huán)境控制技術(shù)裝備更為重要，直接關(guān)系到植物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)和植物工廠運(yùn)行能耗等效益制約因子。
（2）研發(fā)高附加值植物的工廠化生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)，提高盈利空間。加快高附加值植物（藥用植物、保健植物、珍稀特蔬菜等）的植物光質(zhì)生物學(xué)規(guī)律研究，拓展植物工廠生產(chǎn)的植物種類，探明功能性活性物質(zhì)合成代謝累積的環(huán)境調(diào)控機(jī)制，增加可使用部位生物量和有益化合物的含量。
（3）建立品牌戰(zhàn)略，加快植物工廠農(nóng)產(chǎn)品和技術(shù)裝備的社會(huì)認(rèn)知度和認(rèn)可度。著力發(fā)展植物工廠植物產(chǎn)品品牌，夯實(shí)品質(zhì)保證機(jī)制，加大品牌宣傳推廣力度，使植物工廠產(chǎn)品深入民心，進(jìn)而提高銷售量和產(chǎn)值。
（4）構(gòu)建多種植物工廠類型、產(chǎn)品，拓展盈利模式。著力開(kāi)發(fā)家庭型、商用型、社區(qū)型等植物工廠類型，豐富植物工廠商業(yè)化產(chǎn)品，擴(kuò)大購(gòu)買人群；增加植物工廠生產(chǎn)的植物種類，充分利用植物工廠的多種功能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)盈利。
5 談前景：植物工廠的未來(lái)在何方
植物工廠發(fā)展前景廣闊，未來(lái)5～10年將達(dá)到普及應(yīng)用水平。植物工廠發(fā)展的推動(dòng)力主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面。
首先，國(guó)家和企業(yè)加大了對(duì)植物工廠研究與開(kāi)發(fā)的投入與力度，業(yè)界信心倍增。植物工廠是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志，它的發(fā)展在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家和地區(qū)農(nóng)業(yè)高技術(shù)發(fā)展的水平，同時(shí)也是未來(lái)國(guó)際農(nóng)業(yè)高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的重要方向。植物工廠是一項(xiàng)高投入、高技術(shù)、高產(chǎn)出的生產(chǎn)方式，在發(fā)展初期，離不開(kāi)國(guó)家政策的扶持。因此，國(guó)家在“十二五”和“十三五”期間加大了科技研發(fā)力度，進(jìn)行多學(xué)科的協(xié)同攻關(guān)，降低成本，提升效益，提速了植物工廠的產(chǎn)業(yè)化速率。其次，企業(yè)界加大了對(duì)植物工廠的資金投入力度。日本發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)充分證明了這一點(diǎn)，企業(yè)一直是推進(jìn)植物工廠發(fā)展的主要?jiǎng)恿ΑＮ覈?guó)照明企業(yè)界正積極推動(dòng)植物工廠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，利用自身光源制造優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，發(fā)展迅速。
國(guó)家層面對(duì)植物工廠發(fā)展十分認(rèn)可，具體體現(xiàn)在以下三個(gè)事件上。其一，2013年國(guó)家“十二五”863計(jì)劃項(xiàng)目“智能化植物工廠生產(chǎn)技術(shù)研究”在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所立項(xiàng)啟動(dòng)，表明了國(guó)家層面對(duì)植物工廠研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化前景的認(rèn)可，具有里程碑式的意義。該項(xiàng)目共設(shè)立7個(gè)課題，涉及植物工廠LED節(jié)能光源、立體無(wú)土栽培、光溫耦合節(jié)能環(huán)境控制、營(yíng)養(yǎng)液調(diào)控、基于網(wǎng)絡(luò)的智能管理以及人工光植物工廠、自然光植物工廠集成示范等方面，全國(guó)共有20多個(gè)優(yōu)勢(shì)科教單位和企業(yè)的160多位專家參與，項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)達(dá)4 611萬(wàn)元。其二，2016年6月3日，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所“設(shè)施植物環(huán)境工程團(tuán)隊(duì)”自主研發(fā)的“智能LED植物工廠”成果亮相國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展，受到了黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度關(guān)注，這對(duì)植物工廠產(chǎn)業(yè)化具有積極的推進(jìn)作用。其三，2016年6月17日中國(guó)照明學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)照明專業(yè)委員會(huì)成立，成為以LED植物工廠照明為主導(dǎo)的植物工廠推進(jìn)的全國(guó)性組織平臺(tái)。以上三件大事均突出表現(xiàn)了國(guó)家層面對(duì)植物工廠及其相關(guān)技術(shù)裝備研發(fā)的認(rèn)可和持續(xù)支撐，奠定了植物工廠及其相關(guān)技術(shù)研發(fā)的可持續(xù)性。
其次，植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展恰逢其時(shí)，需大力促進(jìn)。以植物工廠LED照明為主導(dǎo)的植物照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，成為L(zhǎng)ED照明應(yīng)用新藍(lán)海，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)。以植物照明產(chǎn)業(yè)為依托的智能控制、栽培工程等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。植物工廠能夠提供無(wú)污染、高品質(zhì)的植物產(chǎn)品，對(duì)保障城鄉(xiāng)居民飲食安全具有重大意義。
最后，植物工廠發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)儲(chǔ)備已經(jīng)成熟，產(chǎn)業(yè)雛形已經(jīng)形成，將很快進(jìn)入產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展期。目前，已有200家以上的企業(yè)涉獵到植物工廠產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，推出了整體或部分組件產(chǎn)品。因此，在眾多利好條件的推動(dòng)下，在社會(huì)發(fā)展迫切需求的促進(jìn)下，在跨界創(chuàng)新的不斷創(chuàng)造中，我國(guó)的植物工廠研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展必將大放異彩，躋身世界植物工廠產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)之列。
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劉文科
（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081）
編者按：2016年6月3日，中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平參觀國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展，對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主研發(fā)的智能LED植物工廠給予了高度重視，并指出“智能LED植物工廠顛覆了傳統(tǒng)的農(nóng)作方式，為未來(lái)食物保障提供了新思路，成果意義重大，應(yīng)進(jìn)一步加大智能LED植物工廠的研發(fā)力度，加快產(chǎn)業(yè)化步伐，以惠及更多民生。”這標(biāo)志著中國(guó)植物工廠將迎來(lái)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展新階段，相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展也將迎接巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，植物工廠也隨之成為了業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。本期業(yè)界觀察將帶領(lǐng)大家看看業(yè)界專家在談?wù)撝参锕S時(shí)，都在談?wù)撌裁础?/p>
主持人：陸靜雯
1 談概念：到底什么才能稱之為植物工廠
根據(jù)日本學(xué)者古在豐樹(shù)教授的《人工光型植物工廠》和中國(guó)學(xué)者楊其長(zhǎng)研究員的《植物工廠概論》給出的植物工廠定義，植物工廠是一種通過(guò)設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制，實(shí)現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是由計(jì)算機(jī)對(duì)作物生育過(guò)程的溫度、濕度、光照、CO2濃度、營(yíng)養(yǎng)液等環(huán)境要素進(jìn)行自動(dòng)控制，不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)方式。植物工廠充分運(yùn)用了現(xiàn)代裝備工程、生物技術(shù)、設(shè)施園藝技術(shù)、植物生理、植物栽培工程與環(huán)控信息技術(shù)等手段，屬于技術(shù)高度密集型產(chǎn)業(yè)，多年來(lái)一直被國(guó)際公認(rèn)為設(shè)施園藝的最高級(jí)發(fā)展階段，是衡量一個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)高技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。
分析而言，起源于日本學(xué)者的植物工廠概念均存在一定的不足，主要表現(xiàn)在定義概括性過(guò)強(qiáng)，邊界條件較為模糊，未涉及設(shè)施類型、設(shè)施密閉性和控制因素及其精度的差異性。這阻礙了人們對(duì)植物工廠的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，混淆了系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)方向和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方向。植物工廠應(yīng)具備“工廠”的基本屬性。密閉式植物生產(chǎn)系統(tǒng)與自動(dòng)化程度是衡量植物工廠現(xiàn)代化和工廠化生產(chǎn)潛力的核心指標(biāo)。從定義概括性和權(quán)威性角度，植物工廠環(huán)境控制本質(zhì)上包括三類：水肥自動(dòng)化控制、環(huán)境因素自動(dòng)化控制、植物產(chǎn)品生產(chǎn)流水線自動(dòng)化平臺(tái)。植物工廠應(yīng)是具有一定自動(dòng)化程度的流水線式植物生產(chǎn)設(shè)施。自動(dòng)化的流水線分為產(chǎn)前（育苗）、產(chǎn)中（移栽定植、栽培與運(yùn)移）、產(chǎn)后（采收、包裝）三個(gè)階段，重點(diǎn)是產(chǎn)前與產(chǎn)中階段。
植物工廠的本質(zhì)特征為生產(chǎn)要素的自動(dòng)化控制，但植物工廠的自動(dòng)化水平是有層次的，設(shè)施智能化水平是有劃分的。植物工廠的推薦定義應(yīng)著力闡述其設(shè)施內(nèi)的自動(dòng)化控制本質(zhì)特征。先前定義著眼于植物工廠最高階段和理想形式，而忽略了植物工廠發(fā)展過(guò)程賦存的多種形態(tài)，難以囊括當(dāng)前所有植物工廠的過(guò)渡模式，建議進(jìn)行修正。在此建議，植物工廠應(yīng)是指植物生長(zhǎng)發(fā)育直接相關(guān)的部分或全部生產(chǎn)要素（環(huán)境因子、水肥供給等）全程可自動(dòng)化調(diào)控，并具有一定的植物生產(chǎn)流程的空間自動(dòng)管理功能，實(shí)現(xiàn)植物規(guī)模化高效生產(chǎn)，較少或不受外界環(huán)境干擾的設(shè)施植物生產(chǎn)系統(tǒng)。基于這一定義，日光溫室、多層建筑形式的設(shè)施模式均可看作植物工廠，只要它具備定義的本質(zhì)特征。
2 談技術(shù)：植物工廠的關(guān)鍵技術(shù)有哪些
植物工廠的核心技術(shù)裝備包括四個(gè)方面，即立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備、人工光照明技術(shù)裝備、智能環(huán)境控制技術(shù)裝備、植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備。近幾年，這些核心技術(shù)裝備得到了很大的發(fā)展，正在被逐漸地標(biāo)準(zhǔn)化和大規(guī)模應(yīng)用。植物工廠的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能分區(qū)、各區(qū)域密閉性保證都很重要，直接關(guān)系到植物工廠初裝成本和運(yùn)行成本及能耗，也關(guān)系著生產(chǎn)效率。
2.1 立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備
立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備是指采用無(wú)土栽培方法，借助栽培床和層架管路裝備，實(shí)現(xiàn)植物在多層立體栽培架上進(jìn)行生產(chǎn)的技術(shù)裝備。立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備是人工光植物工廠必要的本質(zhì)裝備，也是太陽(yáng)光植物工廠需要迫切發(fā)展的技術(shù)裝備。當(dāng)前，以NFT和DFT技術(shù)為基礎(chǔ)的多種立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，適合葉菜、根莖類植物生產(chǎn)。立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備主要包括營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存供給系統(tǒng)（營(yíng)養(yǎng)液池、泵動(dòng)系統(tǒng)、供液回液管路、定植床、控制系統(tǒng)等）。
2.2 人工光照明技術(shù)裝備
人工光照明技術(shù)裝備是人工光植物工廠核心技術(shù)裝備，為植物生產(chǎn)提供光合能量和光照信號(hào)。熒光燈是傳統(tǒng)光源，LED是新型光源。兩種光源的植物生理響應(yīng)機(jī)制已經(jīng)被廣泛揭示，兩種光源應(yīng)用的生物學(xué)基礎(chǔ)已非常明確。但是，LED作為新型固態(tài)半導(dǎo)體光源具有熒光燈無(wú)法比擬的光電優(yōu)勢(shì)，包括：（1）可按植物生長(zhǎng)發(fā)育需求調(diào)制光譜，按需用光，生物光效高；（2）冷光源，可貼近植物照射，提高空間利用率；（3）可控性好，可精準(zhǔn)調(diào)控光強(qiáng)、光質(zhì)和光周期等，適宜工廠化生產(chǎn)；（4）節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、體積小、質(zhì)量輕；（5）LED光源裝置多樣（燈板、燈帶、燈管和燈泡），適用于設(shè)施園藝各領(lǐng)域。目前，已有面板燈、條燈、燈管、燈帶等植物工廠用燈被開(kāi)發(fā)出來(lái)并推廣應(yīng)用。同時(shí)，太陽(yáng)光植物工廠多款LED補(bǔ)光燈也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，包括行間冠層補(bǔ)光燈、花期燈、條燈等。人工光照明技術(shù)裝備主要包括光源燈具、懸掛系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電源等。
2.3 智能環(huán)境控制技術(shù)裝備
智能環(huán)境控制技術(shù)裝備由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)組成，控制因子包括溫度、濕度、光照、CO2濃度、氣流、營(yíng)養(yǎng)液供給等多種生產(chǎn)要素，在很大程度上環(huán)境控制智能化水平的高低決定著植物工廠的運(yùn)行效率。智能環(huán)境控制以植物環(huán)境控制為基礎(chǔ)，特別需要以環(huán)境因子耦合控制下的植物生理響應(yīng)效應(yīng)作為依據(jù)，尚需深入地系統(tǒng)研究。在環(huán)境控制要素中，最重要的是養(yǎng)分和光照。養(yǎng)分和光照是兩個(gè)既具有數(shù)量屬性，又具有質(zhì)量屬性的環(huán)境要素，智能控制難度較大，其控制策略具有時(shí)間和空間要求，也需要和其他環(huán)境要素耦合統(tǒng)籌控制，是今后研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。
2.4 植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備
植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備包括植物移栽定植技術(shù)裝備、植物空間水平垂直移動(dòng)傳輸技術(shù)裝備、光源燈具水平垂直移動(dòng)傳輸裝備，以及機(jī)械化自動(dòng)升降機(jī)、自動(dòng)收獲等生產(chǎn)管理技術(shù)裝備等。植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備是植物工廠流水線作業(yè)的主體裝備，有利于提高生產(chǎn)效率和管控水平。
3 談產(chǎn)業(yè)：植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程知多少
植物工廠的發(fā)展始于20世紀(jì)50年代歐美等一些發(fā)達(dá)國(guó)家。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，目前已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。植物工廠的基礎(chǔ)主要來(lái)自于2項(xiàng)技術(shù)的突破：（1）營(yíng)養(yǎng)液栽培技術(shù)。20世紀(jì)40年代以來(lái)以“礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)”為理論基礎(chǔ)的植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、化肥工業(yè)快速發(fā)展，以水溶性肥料按照肥料配方勾兌成的植物生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液栽培技術(shù)裝備大規(guī)模應(yīng)用發(fā)展，為植物工廠提供了重要的技術(shù)支撐。（2）環(huán)境感知與控制技術(shù)。以傳感器與控制器為核心的環(huán)境控制技術(shù)的突破，使人工環(huán)境調(diào)控成為可能。植物工廠正是以這2項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了植物的周年連續(xù)生產(chǎn)。到2000年后，伴隨LED植物照明技術(shù)的進(jìn)步，LED光源植物工廠問(wèn)世，成就了植物工廠智能光環(huán)境調(diào)控技術(shù)，極大提升了植物工廠自動(dòng)化水平和節(jié)能效率。
目前，植物工廠主要分布在東亞和歐美國(guó)家，以日本、荷蘭、中國(guó)最具代表性。其中，日本在人工光植物工廠方面研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化較快，居領(lǐng)先水平。目前，日本大約有100余座人工光植物工廠在運(yùn)營(yíng)。荷蘭在太陽(yáng)光植物工廠方面實(shí)力最強(qiáng)，最高產(chǎn)量高達(dá)90 kg/m2。荷蘭的植物工廠結(jié)構(gòu)形式比較單一，90%以上的溫室為Venlo型玻璃溫室，Venlo型溫室結(jié)構(gòu)的基本特征是立柱支撐跨間桁架，桁架上支撐天溝，鑲嵌屋面玻璃。不同年代建設(shè)的Venlo型玻璃溫室的跨度和高度均在不斷變化之中。中國(guó)是目前全球植物工廠研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化最活躍的國(guó)家，在兩類植物工廠研發(fā)方面均有建樹(shù)，處于均衡發(fā)展中，目前已有人工光植物工廠近百座。
世界范圍內(nèi)，植物工廠研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化存在幾種模式，包括企業(yè)主導(dǎo)型、科研院所主導(dǎo)型、政府主導(dǎo)型。我國(guó)植物工廠的應(yīng)用模式包括社區(qū)模式、公共場(chǎng)所模式（醫(yī)院、商場(chǎng)、飯館、賓館等）、家庭模式、特殊場(chǎng)所（海島、沙漠）、企業(yè)模式（照明企業(yè)、農(nóng)業(yè)企業(yè)等）。植物工廠的功能包括植物產(chǎn)品生產(chǎn)、生態(tài)景觀、科普體驗(yàn)、科學(xué)研究、高技術(shù)展示等，其中現(xiàn)存主流模式是科學(xué)研究和商業(yè)化生產(chǎn)。植物工廠的產(chǎn)業(yè)模式未來(lái)將是以政府、企業(yè)、科研院所和用戶企業(yè)協(xié)同主導(dǎo)建立、運(yùn)營(yíng)的多種創(chuàng)新模式。
粗略估算，全球植物工廠市場(chǎng)總規(guī)模在數(shù)千億元以上，我國(guó)植物工廠市場(chǎng)規(guī)模在1 000億元以上。2000年后，我國(guó)植物工廠產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，僅2016年上半年，投入運(yùn)行的人工光植物工廠就有20座以上，太陽(yáng)光植物工廠數(shù)千公頃。但是，我國(guó)植物工廠規(guī)模偏小（多小于200 m2），生產(chǎn)植物單一（葉菜為主），環(huán)控技術(shù)裝備水平參差不齊，而且示范展示性和研究性植物工廠居多，商業(yè)化運(yùn)行的植物工廠較少，亟待大力推進(jìn)。植物工廠生產(chǎn)技術(shù)裝備成熟化后，高效生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)，成為盈利運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。植物工廠的盈利商業(yè)模式內(nèi)涵首先要探討植物工廠主打植物產(chǎn)品、產(chǎn)品受眾、銷售方式、價(jià)格優(yōu)勢(shì)等產(chǎn)品盈利點(diǎn)并使之最大化；其次，把植物工廠盈利途徑多樣化，廣泛接收社會(huì)支持。
世界上絕大多數(shù)植物工廠建立在城市，是城市農(nóng)業(yè)重要組成部分。世界各植物工廠強(qiáng)國(guó)均在努力開(kāi)發(fā)海外市場(chǎng)，進(jìn)行技術(shù)裝備的輸出，競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。
4 談問(wèn)題：植物工廠當(dāng)前面臨的問(wèn)題及解決思路
4.1 植物工廠發(fā)展面臨的問(wèn)題
植物工廠是未來(lái)設(shè)施園藝發(fā)展的趨勢(shì)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)，市場(chǎng)前景廣闊。而且，植物工廠應(yīng)用無(wú)所不在，應(yīng)用功能多種多樣，近些年的普及率大幅度提高。誠(chéng)然，當(dāng)前植物工廠的發(fā)展亦面臨諸多問(wèn)題，需要認(rèn)真對(duì)待，逐一解決。首先，植物工廠初裝成本高。植物工廠初裝成本較日光溫室、連棟溫室高出很多，一般在6 000元/m2以上，一個(gè)100 m2的人工光植物工廠，初裝成本在60萬(wàn)元以上。其二，植物工廠植物產(chǎn)品成本高。以生菜為例，人工光植物工廠生產(chǎn)生菜成本在10～30元，在我國(guó)菜價(jià)市場(chǎng)決定機(jī)制下盈利空間較小。第三，植物工廠運(yùn)行成本較高，能耗和人工成本高。一方面植物工廠光源、環(huán)境控制系統(tǒng)運(yùn)行（空調(diào)、氣流、營(yíng)養(yǎng)液供給等）都需要消耗電能，能耗偏高；另一方面，自動(dòng)化程度低，移栽定植、育苗、收獲勞動(dòng)力成本高。第四，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，缺乏政府補(bǔ)貼政策。最后，商業(yè)化模式日漸成熟，但盈利點(diǎn)需要進(jìn)一步探索。盈利是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最終驅(qū)動(dòng)力，應(yīng)努力挖掘符合市場(chǎng)需求的植物工廠商業(yè)化應(yīng)用的盈利方式。總體而言，植物工廠盈利程度不僅與本身生產(chǎn)能力有關(guān)，也與社會(huì)背景、行業(yè)發(fā)展水平、國(guó)家政策有關(guān)，是系統(tǒng)的社會(huì)實(shí)踐。
4.2 植物工廠發(fā)展對(duì)策
植物工廠產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)，需要系統(tǒng)研究技術(shù)裝備、運(yùn)行策略，并且探討新型運(yùn)營(yíng)模式、盈利途徑，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。面對(duì)當(dāng)前問(wèn)題，植物工廠的發(fā)展對(duì)策概括如下。
（1）研發(fā)節(jié)能高效的植物工廠生產(chǎn)技術(shù)裝備，實(shí)現(xiàn)周年優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)是植物工廠盈利發(fā)展的基礎(chǔ)，植物工廠持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)出高質(zhì)量、高商品價(jià)值的植物產(chǎn)品必須攻克相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)著力在植物工廠核心技術(shù)層面開(kāi)發(fā)高效的立體多層無(wú)土栽培技術(shù)裝備、人工光照明技術(shù)裝備、智能環(huán)境控制技術(shù)裝備、植物生產(chǎn)空間自動(dòng)化管控技術(shù)裝備，推出優(yōu)化組合集成系統(tǒng)。其中，智能環(huán)境控制技術(shù)裝備更為重要，直接關(guān)系到植物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)和植物工廠運(yùn)行能耗等效益制約因子。
（2）研發(fā)高附加值植物的工廠化生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)，提高盈利空間。加快高附加值植物（藥用植物、保健植物、珍稀特蔬菜等）的植物光質(zhì)生物學(xué)規(guī)律研究，拓展植物工廠生產(chǎn)的植物種類，探明功能性活性物質(zhì)合成代謝累積的環(huán)境調(diào)控機(jī)制，增加可使用部位生物量和有益化合物的含量。
（3）建立品牌戰(zhàn)略，加快植物工廠農(nóng)產(chǎn)品和技術(shù)裝備的社會(huì)認(rèn)知度和認(rèn)可度。著力發(fā)展植物工廠植物產(chǎn)品品牌，夯實(shí)品質(zhì)保證機(jī)制，加大品牌宣傳推廣力度，使植物工廠產(chǎn)品深入民心，進(jìn)而提高銷售量和產(chǎn)值。
（4）構(gòu)建多種植物工廠類型、產(chǎn)品，拓展盈利模式。著力開(kāi)發(fā)家庭型、商用型、社區(qū)型等植物工廠類型，豐富植物工廠商業(yè)化產(chǎn)品，擴(kuò)大購(gòu)買人群；增加植物工廠生產(chǎn)的植物種類，充分利用植物工廠的多種功能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)盈利。
5 談前景：植物工廠的未來(lái)在何方
植物工廠發(fā)展前景廣闊，未來(lái)5～10年將達(dá)到普及應(yīng)用水平。植物工廠發(fā)展的推動(dòng)力主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面。
首先，國(guó)家和企業(yè)加大了對(duì)植物工廠研究與開(kāi)發(fā)的投入與力度，業(yè)界信心倍增。植物工廠是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志，它的發(fā)展在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家和地區(qū)農(nóng)業(yè)高技術(shù)發(fā)展的水平，同時(shí)也是未來(lái)國(guó)際農(nóng)業(yè)高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的重要方向。植物工廠是一項(xiàng)高投入、高技術(shù)、高產(chǎn)出的生產(chǎn)方式，在發(fā)展初期，離不開(kāi)國(guó)家政策的扶持。因此，國(guó)家在“十二五”和“十三五”期間加大了科技研發(fā)力度，進(jìn)行多學(xué)科的協(xié)同攻關(guān)，降低成本，提升效益，提速了植物工廠的產(chǎn)業(yè)化速率。其次，企業(yè)界加大了對(duì)植物工廠的資金投入力度。日本發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)充分證明了這一點(diǎn)，企業(yè)一直是推進(jìn)植物工廠發(fā)展的主要?jiǎng)恿ΑＮ覈?guó)照明企業(yè)界正積極推動(dòng)植物工廠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，利用自身光源制造優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，發(fā)展迅速。
國(guó)家層面對(duì)植物工廠發(fā)展十分認(rèn)可，具體體現(xiàn)在以下三個(gè)事件上。其一，2013年國(guó)家“十二五”863計(jì)劃項(xiàng)目“智能化植物工廠生產(chǎn)技術(shù)研究”在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所立項(xiàng)啟動(dòng)，表明了國(guó)家層面對(duì)植物工廠研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化前景的認(rèn)可，具有里程碑式的意義。該項(xiàng)目共設(shè)立7個(gè)課題，涉及植物工廠LED節(jié)能光源、立體無(wú)土栽培、光溫耦合節(jié)能環(huán)境控制、營(yíng)養(yǎng)液調(diào)控、基于網(wǎng)絡(luò)的智能管理以及人工光植物工廠、自然光植物工廠集成示范等方面，全國(guó)共有20多個(gè)優(yōu)勢(shì)科教單位和企業(yè)的160多位專家參與，項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)達(dá)4 611萬(wàn)元。其二，2016年6月3日，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所“設(shè)施植物環(huán)境工程團(tuán)隊(duì)”自主研發(fā)的“智能LED植物工廠”成果亮相國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展，受到了黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度關(guān)注，這對(duì)植物工廠產(chǎn)業(yè)化具有積極的推進(jìn)作用。其三，2016年6月17日中國(guó)照明學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)照明專業(yè)委員會(huì)成立，成為以LED植物工廠照明為主導(dǎo)的植物工廠推進(jìn)的全國(guó)性組織平臺(tái)。以上三件大事均突出表現(xiàn)了國(guó)家層面對(duì)植物工廠及其相關(guān)技術(shù)裝備研發(fā)的認(rèn)可和持續(xù)支撐，奠定了植物工廠及其相關(guān)技術(shù)研發(fā)的可持續(xù)性。
其次，植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展恰逢其時(shí)，需大力促進(jìn)。以植物工廠LED照明為主導(dǎo)的植物照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，成為L(zhǎng)ED照明應(yīng)用新藍(lán)海，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)。以植物照明產(chǎn)業(yè)為依托的智能控制、栽培工程等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。植物工廠能夠提供無(wú)污染、高品質(zhì)的植物產(chǎn)品，對(duì)保障城鄉(xiāng)居民飲食安全具有重大意義。
最后，植物工廠發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)儲(chǔ)備已經(jīng)成熟，產(chǎn)業(yè)雛形已經(jīng)形成，將很快進(jìn)入產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展期。目前，已有200家以上的企業(yè)涉獵到植物工廠產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，推出了整體或部分組件產(chǎn)品。因此，在眾多利好條件的推動(dòng)下，在社會(huì)發(fā)展迫切需求的促進(jìn)下，在跨界創(chuàng)新的不斷創(chuàng)造中，我國(guó)的植物工廠研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展必將大放異彩，躋身世界植物工廠產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)之列。
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