近年來(lái)，以“健康化、現(xiàn)代化”標(biāo)榜的植物工廠在東亞、歐美等國(guó)家和地區(qū)發(fā)展迅速，一些國(guó)際知名企業(yè)(如飛利浦、GE、三菱等)也紛紛介入植物工廠的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)推廣，全球植物工廠呈現(xiàn)極為活躍的發(fā)展勢(shì)頭。
植物工廠的出現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)“面朝黃土背朝天”的農(nóng)作模式，而LED照明作為植物工廠的重要一環(huán)，與它的結(jié)合，則將植物工廠推向了更廣闊的市場(chǎng)。
目前，全球照明巨頭都在加速布局植物照明領(lǐng)域，一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)正悄然進(jìn)行。無(wú)論是飛利浦照明、歐司朗、GE照明等國(guó)際巨頭，還是三菱化學(xué)、昭和電工等實(shí)力雄厚的企業(yè)，均在紛紛布局LED植物照明，LED植物照明已躍升成為細(xì)分市場(chǎng)的一片新藍(lán)海。
LED植物工廠現(xiàn)狀
近年來(lái)，全球植物工廠發(fā)展極為活躍。從各大企業(yè)的紛紛涌入到示范工程的不斷崛起，LED植物工廠已成為全球各國(guó)布局和關(guān)注的焦點(diǎn)。
從植物工廠發(fā)展的進(jìn)程來(lái)看，LED光源的介入無(wú)疑是當(dāng)前植物工廠最顯著的特征。上世紀(jì)九十年代，藍(lán)光LED的出現(xiàn)與紅藍(lán)LED組合光源的研制成功，以及基于網(wǎng)絡(luò)的智能控制技術(shù)的應(yīng)用為植物工廠打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著LED光源在植物工廠的大規(guī)模應(yīng)用，植物工廠人工光源能耗顯著降低，栽培層間距進(jìn)一步縮短，能效比大幅度提升;同時(shí)，傳感器、智能控制器以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為植物工廠智能化管控提供了可能。
當(dāng)前，各國(guó)在LED植物工廠方面的研發(fā)力度與產(chǎn)業(yè)化步伐也在不斷加快。由于受到土地和資源的限制，日本早在2009年就提出大力發(fā)展植物工廠、振興現(xiàn)代農(nóng)業(yè)計(jì)劃。由農(nóng)林水產(chǎn)省和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省拿出500億日元用于支援植物工廠的建設(shè)與研發(fā)。受此影響，一批大型企業(yè)如三菱、豐田、日立等紛紛介入，并計(jì)劃輸出植物工廠產(chǎn)品到中國(guó)、中東、歐美等國(guó)家或地區(qū)。2015年日本人工光植物工廠數(shù)量已達(dá)185座。
韓國(guó)自2009年開(kāi)始，政府支持科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)共同進(jìn)行人工光植物工廠的研發(fā)，數(shù)年時(shí)間內(nèi)就推出了10多個(gè)型號(hào)的植物工廠。
美國(guó)一方面通過(guò)植物工廠的研究希望為空間站和星球探索提供食物保障;另一方面提出了“摩天大樓農(nóng)業(yè)”的構(gòu)想，希望從空間上突破資源瓶頸，先后出現(xiàn)了芝加哥大廈農(nóng)場(chǎng)、新澤西州“垂直農(nóng)場(chǎng)”等設(shè)計(jì)模式。
而我國(guó)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始植物工廠研發(fā)工作，2002年成功研發(fā)自然光植物工廠，2005年研制出LED植物工廠實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并在2010年上海世博會(huì)首次展出家庭LED植物工廠。2013年國(guó)家正式將“智能化植物工廠生產(chǎn)技術(shù)研究”項(xiàng)目列入“863”計(jì)劃，由15家科教單位與企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。目前，我國(guó)擁有不同規(guī)模的人工光植物工廠約100座。
照明巨頭紛紛布局
在巨大市場(chǎng)前景和各國(guó)激勵(lì)政策的刺激下，全球各大企業(yè)，尤其是照明企業(yè)紛紛進(jìn)入植物照明領(lǐng)域，以此開(kāi)拓新的細(xì)分市場(chǎng)。
在日本，為擺脫土地對(duì)發(fā)展的限制，早在2009年日本政府就開(kāi)始投入重金布局不依賴土地的生產(chǎn)方式，而日立和三菱等重工企業(yè)都是在政策的大力刺激下開(kāi)始研發(fā)LED植物工廠。
在今年初，松下就宣布向日本西部燃?xì)夤酒煜缕髽I(yè)SGGreenhouse交付了“人造光型植物工廠系統(tǒng)”。據(jù)悉，此次交付的人造光型植物工廠系統(tǒng)及栽培技術(shù)融合了松下的多項(xiàng)技術(shù)，包括利用節(jié)能、分析及光學(xué)技術(shù)的植物培育控制技術(shù)，照明、空調(diào)等環(huán)境控制技術(shù)等。該植物工廠系統(tǒng)將在減少耗電的同時(shí)提供均質(zhì)的栽培環(huán)境，提高栽培成品率，為農(nóng)業(yè)工業(yè)化做出貢獻(xiàn)。
在美國(guó)，飛利浦與位于美國(guó)芝加哥的Green Sense Farms合作建立LED光源室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)，是全球最大的室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)之一。該農(nóng)場(chǎng)采用飛利浦LED“光配方”來(lái)優(yōu)化產(chǎn)量后，這種創(chuàng)新的農(nóng)場(chǎng)模式讓GSF一年中能夠有20至25次采收，并節(jié)省了85%的能源。
而GE則在2014年宣布，與專門從事蔬菜栽培的風(fēng)險(xiǎn)公司在宮城縣多賀城市合作，開(kāi)發(fā)出使用LED照明的完全人工光型植物工廠。據(jù)了解，該植物工廠不受天氣變化影響，每天都能收獲1萬(wàn)棵品質(zhì)穩(wěn)定的生菜。
在今年6月，科銳也宣布推出針對(duì)植物照明優(yōu)化的XQ-E Photo Red LED。XQ-EPhotoRedLED擴(kuò)展了針對(duì)植物照明優(yōu)化的小尺寸LED器件系列，能夠幫助照明生產(chǎn)商減小燈具尺寸，降低系統(tǒng)成本，能夠提供更高的光合光子通量(PPF，Photosynthetic Photon Flux)、效率和可靠性。
在歐洲，歐司朗曾推出Brilliant Mix解決方案，全力搶攻臺(tái)灣農(nóng)業(yè)市場(chǎng)，將旗下LED聚焦在植物燈的應(yīng)用層面，積極置入GoldenDragonPlus與OslonSSL80LED。此外，當(dāng)時(shí)丹麥的花農(nóng)場(chǎng)配置超過(guò)5萬(wàn)顆歐司朗Golden Dragon Plus。
，2008年就已經(jīng)與國(guó)際大廠合作，為符合客戶與市場(chǎng)的需求，晶電的植物照明相關(guān)LED產(chǎn)品性能每年穩(wěn)定提升，且營(yíng)收成長(zhǎng)穩(wěn)定。晶電表示，植物照明用的高壓鈉燈可以被高功率LED替代，而熒光燈可以被中小功率LED取代，甚至還將導(dǎo)入U(xiǎn)V LED在植物照明的應(yīng)用。
而在中國(guó)大陸，LED植物照明也吸引了眾多企業(yè)的跟進(jìn)。此前，勤上光電跨界布局，推出了具有植物照明功能的智能新品“耀耀”。今年1月，由中國(guó)科學(xué)院植物研究所與福建三安集團(tuán)有限公司合作共建的植物工廠項(xiàng)目就已經(jīng)落戶湖頭縣。植物工廠項(xiàng)目中的中科生物產(chǎn)業(yè)化基地B1一期項(xiàng)目也于五月底投產(chǎn)。
中國(guó)LED植物工廠發(fā)展迅速
當(dāng)前，日本是全球發(fā)展LED植物工廠走在前列的國(guó)家之一，而我國(guó)則表現(xiàn)出起步晚、發(fā)展快的態(tài)勢(shì)。日本千葉大學(xué)原校長(zhǎng)、日本乃至世界植物工廠技術(shù)裝備及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的奠基人和倡導(dǎo)者——古在豐樹(shù)教授在談及中日在植物工廠發(fā)展上的差異時(shí)認(rèn)為，可以用“日本技術(shù)高，中國(guó)速度快”來(lái)概括。日本人工光型植物工廠技術(shù)全球領(lǐng)先，裝備先進(jìn)，技術(shù)配套，智能化、自動(dòng)化程度高，但我國(guó)植物工廠建設(shè)發(fā)展速度卻是前所未有、其他國(guó)家無(wú)可比擬的，在這個(gè)過(guò)程中我國(guó)采取“走出去、引進(jìn)來(lái)”的發(fā)展策略，加強(qiáng)技術(shù)交流，對(duì)植物工廠相關(guān)技術(shù)經(jīng)過(guò)了吸收、消化、創(chuàng)新再創(chuàng)新的過(guò)程。
目前，我國(guó)在北京、德州、無(wú)錫、寧波、昆明等地已經(jīng)有了不同規(guī)模的植物工廠示范工程。2015年，我國(guó)首個(gè)自主研發(fā)的，立體式標(biāo)準(zhǔn)化植物工廠——農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠在北京市平谷區(qū)建成并投入運(yùn)營(yíng)。
在北京市平谷馬坊工業(yè)園區(qū)，單體總面積2.6萬(wàn)平方米的農(nóng)眾物聯(lián)植物工廠共分三層，一層栽培高端食用菌，二層種植山野菜，三層主要種植茄果類蔬菜，同時(shí)兼有物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)應(yīng)用成果展示，預(yù)計(jì)年產(chǎn)蔬菜瓜果約700萬(wàn)公斤。據(jù)悉，該植物工廠全部采用LED光源進(jìn)行照射。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)植物工廠每年增長(zhǎng)規(guī)模30-40家。截至目前，我國(guó)已建植物工廠達(dá)120多家。據(jù)日本株式會(huì)社專家預(yù)計(jì)，中國(guó)植物工廠未來(lái)有望達(dá)到日本植物工廠10倍以上的規(guī)模。而LED作為植物照明光源可以廣泛應(yīng)用于植物工廠，具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)植物形態(tài)以及節(jié)能環(huán)保等多方面優(yōu)勢(shì)。是當(dāng)前植物工廠普遍采用的照明光源，因此，植物照明也將成為L(zhǎng)ED照明產(chǎn)業(yè)未來(lái)極具前景的一大細(xì)分市場(chǎng)。
當(dāng)前，我國(guó)植物工廠發(fā)展時(shí)間尚短，還處于科研、試驗(yàn)、示范階段。但植物工廠作為一種新興農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，已經(jīng)開(kāi)始在花卉、蔬菜等品種的栽培中使用并被越來(lái)越多人接受。未來(lái)隨著中國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)環(huán)境的變化、城市人口的增加以及植物工廠應(yīng)用成本進(jìn)一步降低，LED光源將助力植物工廠迎來(lái)發(fā)展的黃金期。
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