LED照明與植物工廠的那些事

　　立體種植是植物工廠的特色

　　在植物工廠里，層架式立體種植是高效種植的另一個手段，與平面種植相比，立體種植對土地的利用率達到4-8倍，立體種植的管理效率也遠高于平面種植，自動化耕種容易實現(xiàn)，立體種植把植物工廠引入小型化，數(shù)百平方米的小型植物工廠將是未來城市蔬菜供應的主要來源。

　　食品安全是植物工廠的目的

　　食品安全問題是植物工廠概念的主要目的，植物工廠的產(chǎn)品安全性是最有保障的，植物工廠對各種食品安全指標是完全可控制的，植物工廠的生產(chǎn)環(huán)境是相對封閉的，內外空氣交換需要過濾，基本上防止了病毒蟲害入侵，植物工廠采用水培或霧培，使用的水質與營養(yǎng)液的有害成分的檢測與控制是自動化完成的，重金屬等不可能出現(xiàn)在植物工廠的產(chǎn)品里，植物工廠無需使用農(nóng)藥與生長素，同時，植物工廠里使用的種植設備采用抗微生物材料，植物的種子是經(jīng)過消毒處理，整個生產(chǎn)系統(tǒng)的微生物比傳統(tǒng)蔬菜種植降低數(shù)千倍，植物工廠產(chǎn)生的蔬菜可以達到無農(nóng)藥、無重金屬、低硝酸鹽、低生物菌，植物工廠生產(chǎn)的蔬菜可以直接食用的，通過光質與光量的調整，可以改善蔬菜的營養(yǎng)與口感，植物工廠的蔬菜是全球范圍內安全度最高的蔬菜。

　　植物工廠生產(chǎn)的蔬菜，由于整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都符合安全型蔬菜生產(chǎn)的要求，生產(chǎn)的產(chǎn)品是健康食品，植物工廠的產(chǎn)品都標注無農(nóng)藥，成為安全蔬菜的標志

　　植物工廠生產(chǎn)流程

　　在植物工廠里，植物的生長環(huán)境被設計成最佳條件，植物的生長周期基本固定，植物工廠的生產(chǎn)流程可以重復，工人不需要了解種植知識和種植經(jīng)驗，只需要按照種植流程工藝進行工作，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)模式，形成訂單化重復生產(chǎn)。

　　小型植物工廠

　　植物工廠的缺點是初期投資大，種植品種相對少，對電力需求大，種植成本相對偏高。植物工廠幾乎是按照每平方米的造價計算的，對于投資大型的植物工廠，如果沒有政府資金的扶持，企業(yè)或個人難以承受;因此，植物工廠已開始朝著小型化方向發(fā)展，小型植物工廠投資小，見效快，逐漸成為植物工廠的發(fā)展方向。

　　上圖是小型植物工廠，占地面積在200-500平方米，由于種植空間小，投資額相對小，溫度調節(jié)的效率高，自動化設備也可以進行簡化設計，如自動化設備也可以更改為手動控制，檢測設備也可以把無線數(shù)據(jù)傳輸改為人工巡視，不需要自動化播種設備和自動傳輸與采摘設備，這種小型植物工廠同樣可以完成植物工廠的設計目標，小型植物工廠可以連鎖方式實現(xiàn)規(guī)?；?jīng)營。

　　在植物工廠里，采用植物人工輻射源、溫度濕度和二氧化碳的調節(jié)，營養(yǎng)液的指標的控制，最終的目的是實現(xiàn)蔬菜的最小周期的生產(chǎn)，并且是不受外界的氣候影響的循環(huán)生產(chǎn)，通常，在植物工廠生產(chǎn)的蔬菜的種植周期比室外種植快2-4倍，而且生產(chǎn)周期是固定的，在每平方米土地上，立體種植產(chǎn)量與平面種植產(chǎn)量之比是4-8倍，植物工廠的全年產(chǎn)量基本上是可以計算出來，這種固定產(chǎn)量的安全蔬菜在市場營銷的預期是相對準確，這為投資者帶來可靠的價值評估。

　　植物工廠帶來的啟示

　　1)從技術形態(tài)來看，植物工廠是設施農(nóng)業(yè)技術進步而進入的高級階段，實際上植物工廠發(fā)展迅速更深層的原因是環(huán)境污染與食品安全問題觸發(fā)的，環(huán)境污染是推動植物工廠的最大動力，今后的環(huán)境治理只能逐步減輕環(huán)境污染的程度，即便消除了污染源，之前造成的污染降解也是需要數(shù)十年甚至上百年的時間，而且，有些污染是不可逆的，而這些污染不僅是工業(yè)污染，有相當部分是大量化肥與農(nóng)藥造成的污染，污染造成的產(chǎn)量減少與種植周期加長，又進一步刺激投放更多的化肥與農(nóng)藥，推高了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植成本，形成惡性循環(huán)，面對環(huán)境對人類健康生活造成的影響，人類必須要找到一種高效種植方式來解決食品安全問題，這就是植物工廠在這幾年發(fā)展迅速的內在原因。

　　2)從國外這幾年植物工廠應用狀況來看，最先涉足植物工廠的是大型的工業(yè)企業(yè)而非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者，而且電子工業(yè)企業(yè)對植物工廠更感興趣，這是個非常有趣的現(xiàn)象，這與從事電子企業(yè)本身就擁有無塵級凈化生產(chǎn)車間，其維護與管理更是輕車熟道，植物工廠的模式符合這些企業(yè)的管理能力與資源優(yōu)勢;許多工業(yè)企業(yè)已經(jīng)看到工業(yè)制造業(yè)的市場盈利空間變小，企業(yè)必須要尋找新的發(fā)展機遇，未來一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會帶來比工業(yè)投資更高的回報，有些企業(yè)本身就是植物工廠的設備制造者，同時，植物工廠所需的技術管理條件他們已經(jīng)具備;管理經(jīng)驗與電子技術能力在植物工廠表現(xiàn)的尤為重要。

　　3)在一些國家，政府對環(huán)境保護與公眾食品安全的倡導與扶持力度加大，政府對植物工廠的扶持資金甚至達到40%以上，各種資金的參與把植物工廠變成投資熱點，環(huán)境保護與公眾食品安全是各國政府今后的一項長期目標，投資環(huán)境長期利好，植物工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品在市場上得到認可，被公認為無化肥與農(nóng)藥的安全型蔬菜，產(chǎn)品市場份額不斷加大。

　　4)我國政府對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的扶持也是不斷加大，尤其是對于食品安全問題更為重視，植物工廠立項會得到政府的扶持資金，從政府的政策導向來看，農(nóng)業(yè)是我國繼工業(yè)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展后又一個新的發(fā)展機遇，從價格趨勢來看，工業(yè)產(chǎn)品的價格是逐漸降低，而農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的價格是逐步上升，同時，公眾對無公害蔬菜的需求越來越高，產(chǎn)品的市場盈利空間已經(jīng)初現(xiàn)，產(chǎn)品的市場盈利能力才能最終決定植物工廠在我國發(fā)展的動力。

　　5)植物工廠是LED技術應用的又一個大領域，以大中型城市進行保守的數(shù)據(jù)分析，大中型城市人均室內照明所需要的LED照明功率約每平方米2瓦，如果這些城市人口有4%的人消費植物工廠產(chǎn)品，植物工廠需要的LED總量就接近室內照明LED的總量，相信未來植物種植所需的LED應用總量會超過城市室內LED照明總量，這個巨量的LED應用市場也使得如飛利浦、歐司朗、松下、夏普等公司涉足，這個是值得我國LED照明企業(yè)與LED封裝企業(yè)借鑒的思路。

　　6)在我國與LED照明產(chǎn)品相比，LED植物人工輻射源的設計與制造需要更強的專業(yè)技術能力，目前，這類產(chǎn)品的制造商提供的產(chǎn)品的專業(yè)能力無法滿足種植技術要求，許多都是采用照明的概念標稱產(chǎn)品參數(shù)，此外，國內還沒有專業(yè)級的植物工廠供應商，這些因素影響著植物工廠的發(fā)展，需要引起重視。

　　7)與植物工廠投資相比，溫室、大棚應用植物工廠概念進行育苗會取得事半功倍的效果，溫室、大棚內設定的人工環(huán)境下的育苗可能成為農(nóng)業(yè)種植的新熱點，從我們的實驗結果來看，采用植物工廠生產(chǎn)概念的育苗方式投資小，育苗效果好，育苗周期短，苗期的干物質量明顯比普通育苗高，值得大力推廣。

　　8)植物工廠的混合型(太陽與人工輻射互補方式)也是具有推廣價值的模式，混合型植物工廠前期投資成本低，見效快，種植成本可以被市場接受，混合型植物工廠可以加快種植周期，為具備溫室大棚種植設備的企業(yè)提高了盈利空間，是現(xiàn)階段具有可操作性的植物工廠模式。

　　9)通過對蔬菜種植的營養(yǎng)液成分的控制，植物工廠可以生產(chǎn)出低鉀蔬菜，低鉀蔬菜可以向糖尿病人提供，我國糖尿病發(fā)病率高達11%，是糖尿病大國，低鉀蔬菜具有誘人的市場前景，生產(chǎn)特殊的醫(yī)用蔬菜可能成為植物工廠的一個市場亮點。

　　10)太陽能與風能的應用可以有效降低植物工廠的種植成本，我國是太陽能光伏產(chǎn)品制造大國，具有先天的優(yōu)勢，合理有效的利用太陽能與風能是加速植物工廠發(fā)展的手段之一，太陽能與風能供電系統(tǒng)的應用也符合政府的扶持政策，此外，地熱循環(huán)應用也可以為植物工廠提供降低成本的有效措施，自然能源的利用是植物工廠發(fā)展的方向。

　　植物工廠是設施農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段，是環(huán)境因素與食品安全因素推動下的產(chǎn)業(yè)，是LED產(chǎn)業(yè)應用的一個重要領域，具有巨大的市場空間，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)是未來10年我國最具有投資價值的產(chǎn)業(yè)。