1 、从電(diàn)商(shāng)式农业投资导向看植物(wù)工厂发展方向
得益于中國(guó)消费者对农产品“无污染、健康安全”观念的加强，以及居民(mín)消费能(néng)力的提升，类似京东等渠道大平台对上游供应链资源整合的加强，以及淘宝、天猫等電(diàn)商(shāng)平台对自营业務(wù)的开拓，京东、天猫、淘宝等電(diàn)商(shāng)平台成為(wèi)蔬菜生鲜線(xiàn)上購(gòu)买率较高的网站。据调查，京东商(shāng)城的生鲜使用(yòng)率高达70% 以上，100～200 元是生鲜网購(gòu)频率最高的消费水平，其中客户对食品安全的关注度最高。京东和阿里巴巴近年来扩展了線(xiàn)上、線(xiàn)下资源整合的新(xīn)零售业态，阿里巴巴从2016 年以盒马鲜生门店(diàn)开启了生鲜新(xīn)零售，而京东则在2017 年初利用(yòng)7FRESH 和无界零售开启了生鲜零售（图1）。
图1 新(xīn)零售代表的盒马鲜生与7FRESH 门店(diàn)
阿里巴巴从2016 年开始，在北京、上海、宁波、杭州、深圳、成都等地共开设30 家盒马鲜生體(tǐ)验店(diàn)，占地面积均在4 000 ㎡ 以上，商(shāng)品种类在3 000 种以上。盒马鲜生的目标用(yòng)户是有(yǒu)一定经济基础的、25～35 岁、围绕家庭的高端互联网用(yòng)户，集中在女性。客户无论在门店(diàn)購(gòu)买、还是在APP線(xiàn)上下单，都能(néng)实现“三公里范围、半小(xiǎo)时送达”，这是对其他(tā)企业生鲜销售模式的重大颠覆，打破了传统实體(tǐ)店(diàn)面积的局限，在有(yǒu)限的空间内创造了更大的销售额。从盒马鲜生在北京亦庄门店(diàn)摆设的LED 植物(wù)生長(cháng)箱可(kě)以看出，人工光型植物(wù)工厂是阿里巴巴看重的解决蔬菜安全问题的清洁生产方式。但是，盒马鲜生目前销售的叶菜数量较少，基本上是温室生产的水培叶菜或果菜，完全人工光型植物(wù)工厂生产的叶菜还未曾见到。
京东的7FRESH 于2018 年初在北京亦庄大族广场以及海淀华润五彩城新(xīn)设2 家。刘强东宣称将于未来3～5 年在全國(guó)铺设超过1 000 家门店(diàn)，探索无界零售新(xīn)模式。7FRESH 店(diàn)铺在提供农产品销售服務(wù)外，还提供食材料理(lǐ)和餐饮區(qū)服務(wù)，同时提供三公里内最快半小(xiǎo)时送达的免费快递服務(wù)。2017年京东与日本三菱化學(xué)在北京签约合作温室叶菜水培生产，未来是否会采用(yòng)人工光型植物(wù)工厂作為(wèi)高端叶菜生产模式还需拭目以待。
我國(guó)的蔬菜生鲜市场份额在万亿元以上，开启快消品市场投资的不仅有(yǒu)阿里巴巴和京东等電(diàn)商(shāng)，房地产企业也先后开启农业投资，尤其是碧桂园的2018 农业计划引起了设施农业产业界的关注。中國(guó)的新(xīn)零售无论从蔬菜消费市场还是设施产业发展的角度来看，已经不可(kě)避免地涉及到了农业生产方式的变革，而作為(wèi)农业高科(kē)技的人工光型植物(wù)工厂将如何发展确实难以预料。
2 跨界融合式植物(wù)工厂产业发展模式
國(guó)内先后有(yǒu)不少化妆品业界和生物(wù)医药提取界涉足人工光型植物(wù)工厂，以期待利用(yòng)植物(wù)工厂的高效生产达到靶向型物(wù)质生产的目的。美國(guó)东北州立大學(xué)王跃驹教授回國(guó)创业的项目就是将人工光型植物(wù)工厂和生物(wù)反应器技术相结合，利用(yòng)生菜和烟草(cǎo)来生产各种蛋白药物(wù)和青蒿素等，包括医治肿瘤的特效药——单克隆抗體(tǐ)PD-1、PDL-1 以及白蛋白、八因子等血液制品等（图2）。该技术组合将為(wèi)生物(wù)药生产行业带来技术变革，即利用(yòng)人工光型植物(wù)工厂技术的高效植物(wù)生产提高各种生物(wù)反应器的效率，从而高效地生产各种蛋白、疫苗和抗體(tǐ)等靶向型物(wù)质，大幅度降低一些重大疾病治疗药物(wù)的价格。据称：该技术一直属于國(guó)际垄断，日本在利用(yòng)草(cǎo)莓生产兽用(yòng)抗體(tǐ)领域已经实现产业化生产，而我國(guó)在该领域还未见突破。
图2 人工光型植物(wù)工厂的有(yǒu)用(yòng)物(wù)质生产
3 人工光型植物(wù)工厂产业化发展瓶颈与技术趋势
人工光型植物(wù)工厂首当其冲面对的是中國(guó)的蔬菜供应市场。针对我國(guó)蔬菜种植面积大、种类多(duō)、价格低的现状，人工光型植物(wù)工厂产业化发展注定是不会一帆风顺的。从上述几种具备产业雏形的典型企业投资建设行為(wèi)来看，人工光型植物(wù)工厂在中國(guó)的产业化发展瓶颈主要受限于未能(néng)实现持续稳定生产与销售的无缝链接，主要體(tǐ)现在：
①缺少适用(yòng)于人工光型植物(wù)工厂的高效率、低价格的LED光源的市场提供；② 未能(néng)形成较為(wèi)成熟的植物(wù)工厂规划设计与资材供应服務(wù)；③ 环境控制技术软硬件难以对应植物(wù)工厂的高效生产，其有(yǒu)效性还有(yǒu)待提高；④ 针对特定植物(wù)（品种）的生产工艺标准与规模化生产技术（生产自动化）还不成熟；⑤未能(néng)培育出稳定而持续的客户群體(tǐ)（生产与销售的对接不顺畅）。國(guó)内现有(yǒu)的占地面积在1 000 ㎡ 以上的人工光型植物(wù)工厂都是亏损的，若能(néng)通过各种技术途径改进使得植物(wù)工厂的蔬菜产量提高30%、生产成本降低30%，才有(yǒu)可(kě)能(néng)走向盈利。
目前的人工智能(néng)和大数据等技术也為(wèi)人工光型植物(wù)工厂的生产改进与销售对接提供了强有(yǒu)力的工具与平台，務(wù)实而有(yǒu)效的产學(xué)研相结合必将為(wèi)我國(guó)人工光型植物(wù)工厂的产业化发展提供技术支撑。因此，人工光型植物(wù)工厂在中國(guó)的产业化发展方向可(kě)以概括為(wèi)如下几点：
① 人工光型植物(wù)工厂的产业化发展一定会先从经济高度发达、对高端叶菜有(yǒu)日常消费需求的一線(xiàn)城市开始，如深圳、上海、北京，发挥其就近生产、就近消费的清洁生产与新(xīn)鲜消费的技术优势，為(wèi)特定高收入人群提供高品质的、完全解决农产品安全问题的新(xīn)鲜叶菜供应服務(wù)。
② 人工光型植物(wù)工厂的产业化发展一定会从具备一定规模的、单一化叶菜的标准化生产开始，如生菜生产规模為(wèi)日产3 000 株以上，而并非是多(duō)样化蔬菜生产模式，多(duō)种类的生产車(chē)间或单一化蔬菜实现规模化生产将成為(wèi)未来的主流生产方式，否则难以称其為(wèi)植物(wù)工厂。
③ 无论是B2C、B2B，还是O2O，植物(wù)工厂化生产都必将利用(yòng)某電(diàn)商(shāng)平台或多(duō)家合作形成新(xīn)型商(shāng)业模式，而投资建设植物(wù)工厂的企业将蔬菜生产、流通、销售等全产业链实施一體(tǐ)化服務(wù)和追求多(duō)样性蔬菜供应的时代基本终结，只有(yǒu)能(néng)够实现高产高效的、专注于规模化与标准化蔬菜生产的企业才可(kě)能(néng)在中國(guó)这种复杂而激烈竞争的蔬菜市场生存。
④ 人工光型植物(wù)工厂的未来产业竞争优势在于特定蔬菜产品的有(yǒu)限渠道提供，生产技术和人才优势必将与品种优势结合在一起，将来不仅讲究传统意义上的技术咨询服務(wù)与问题解决，更讲究衍生而来的特定品种与新(xīn)型生产工艺的技术创新(xīn)服務(wù)。
⑤ 人工光型植物(wù)工厂能(néng)否走向可(kě)持续发展不在于技术，而在于人才的选择和竞争，这是由于目前能(néng)够掌握技术并具备一定技术创新(xīn)力的人才尤其是年轻人奇缺，未来产业发展需要对应未来社会市场需求与消费升级，人才的争夺将是决定企业能(néng)否可(kě)持续发展的关键因素。
人工光型植物(wù)工厂的蔬菜生产将是对设施蔬菜生产方式的革新(xīn)式改进，也会影响消费者的蔬菜消费方式。随着蔬菜消费市场对更加质量安全、更加高品质的、更加新(xīn)鲜而健康的、更加入手快捷的蔬菜个性化需求的发展，人工光型植物(wù)工厂技术可(kě)以针对特定人群进行指向型品种生产与质量调控，必将成為(wèi)未来社会為(wèi)高品质生产和高收入人群提供个性化蔬菜的新(xīn)型生产方式。為(wèi)了应对未来社会的市场需求与消费升级，植物(wù)工厂领域的人才培养将成為(wèi)促进产业发展的迫在眉睫的重要工作。
人工光型植物(wù)工厂是在可(kě)控环境下利用(yòng)无土栽培技术实现具有(yǒu)高产高效、节能(néng)环保、清洁健康、生态智能(néng)特征的周年稳定的植物(wù)清洁生产模式。 与蔬菜、花(huā)卉、药用(yòng)植物(wù)等利用(yòng)温室或大田进行的园艺生产相比，植物(wù)工厂产业化生产的产品产量更高、品质更好，尤其是其周年稳定清洁供应和优质高产高效的技术特征，更适合未来社会的市场需求消费升级。
一、日本式植物(wù)工厂
1 、大连华录植物(wù)工厂（CHPAVC 植物(wù)工厂）
占地面积為(wèi)2430平方米，其中1440平方米為(wèi)水培叶菜生产空间，其他(tā)则為(wèi)配套设施与小(xiǎo)型基质培实验室。水培叶菜工厂的实际栽培面积共计3110平方米，有(yǒu)9层立體(tǐ)栽培架16个，立體(tǐ)栽培架的長(cháng)度约為(wèi)18米，宽度為(wèi)1.2米，层高约為(wèi)0.4米，主要生产生菜、小(xiǎo)松菜、羽衣甘蓝等，日产量為(wèi)500千克，折合日产5000株生菜（每株生菜的地上部分(fēn)达到100克鲜质量），项目总投资额為(wèi)1850万元。
由于在原有(yǒu)電(diàn)子厂房内搭建，植物(wù)工厂的围护结构使用(yòng)双层充气薄膜以降低建设成本；人工光源使用(yòng)红蓝LED条状灯具，栽培层光照强度為(wèi)180～200μmol·m-2·s-1。该植物(wù)工厂设计的白灰组合式聚苯泡沫栽培板不仅有(yǒu)效地防止了绿藻、隔离了灯具发热对液温的影响，还适于自动化采收。该植物(wù)工厂的环境要素和营养液循环都得到自动控制，投产以来生产基本稳定，但由于蔬菜销售问题未能(néng)实现满负荷生产。
2、苏州松下植物(wù)工厂（PFSS 植物(wù)工厂）
占地面积约為(wèi)1000平方米。利用(yòng)泥炭土的营养钵培和LED 光照技术立體(tǐ)生产叶菜和根菜，以Panasonic 品牌蔬菜于2017 年2 月在苏州泉屋超市上市。2017 年9 月15 日，该公司举行了新(xīn)植物(wù)工厂竣工暨“品蔬生活”品牌产品的出货仪式，以線(xiàn)上和線(xiàn)下相结合的新(xīn)零售方式在上海、苏州、无锡全面开启了植物(wù)工厂蔬菜销售业務(wù)。
線(xiàn)下销售除莆田网、新(xīn)鲜馆、全洲等商(shāng)超外，还包括松下電(diàn)器生活馆和上海的CLUXTA 松下·智美體(tǐ)验馆。蔬菜产品以5 种叶菜+1 根菜组合带沙拉酱的形式销售，每包鲜质量50～120克，售价為(wèi)16.8～28.8 元，折合200 元/千克以上。蔬菜生产利用(yòng)泥炭土的营养液底面灌水与LED光源，日产规模折合為(wèi)2600株生菜。
二、中國(guó)式植物(wù)工厂
1、中科(kē)三安植物(wù)工厂
2015年12月，作為(wèi)中國(guó)LED芯片大厂的福建三安集团与中國(guó)科(kē)學(xué)院植物(wù)研究所合作，共同发起成立了“福建省中科(kē)生物(wù)股份有(yǒu)限公司”，建设中科(kē)三安植物(wù)工厂。2016年6月，占地面积為(wèi)3000平方米的3层式建筑、栽培面积超过10000 平方米的中科(kē)三安植物(wù)工厂建成投产，到2017年5月日产规模為(wèi)1500千克叶菜，折合日产15000株生菜。中科(kē)三安植物(wù)工厂生产的蔬菜在厦门、福州和泉州等地的超市销售，曾為(wèi)2017厦门金砖五國(guó)第九次会晤供菜3000千克。
2、深圳喜萃植物(wù)工厂
喜萃植物(wù)工厂取得了瑞士GAP认证和中國(guó)GAP认证，也获得了蔬菜供港资质认证。对外参观开放的一个蔬菜生产車(chē)间内有(yǒu)6列12层立體(tǐ)栽培架，長(cháng)度在15米以上，使用(yòng)1.5米長(cháng)的红蓝组合LED灯具，光照强度约為(wèi)200μmol·m-2·s-1，采用(yòng)椰糠基质进行穴盘漂浮育苗。育苗结束后将蔬菜种苗从穴盘高密度转移到低密度进行定植，栽培14天后采收，栽培期间采用(yòng)底面灌水。
叶菜采收和包装时带根，利用(yòng)“活體(tǐ)菜”的方式进行销售，消费者在打开包装后切除根系即可(kě)免洗食用(yòng)。
3、中粮智慧农场
中粮智慧农场位于中粮生态谷项目的核心區(qū)域，占地面积约78.5公顷，固定投资3.8 亿元，内设“一心六园”，一心即7栋智能(néng)环控温室，六园即六大室外主题园區(qū)。该项目由北京中环易达设施园艺科(kē)技有(yǒu)限公司承建，于2016年10月23日开园，门票80元。该项目室内温室的主题分(fēn)别為(wèi)：智慧农业體(tǐ)验馆、垂直农业技术综合馆、都市园艺馆、蘑菇工厂、中粮自然學(xué)校、花(huā)卉工厂、番茄工厂。其中：涉及到人工光型植物(wù)工厂的叶菜与药用(yòng)植物(wù)栽培室和自然光型植物(wù)工厂的番茄工厂难以给人留下高产高效的高科(kē)技印象。
4、陕西旭田人工光型植物(wù)工厂
陕西旭田光電(diàn)农业科(kē)技有(yǒu)限公司在2013年3 月成立于陕西省杨凌农业高新(xīn)示范區(qū)，之后以I-Farmer 的植物(wù)工厂产品和王琦菜商(shāng)标在全國(guó)开展人工光型叶菜工厂的自建自营和承建代营业務(wù)。
运营的植物(wù)工厂项目设施规模不等，有(yǒu)小(xiǎo)于100 平方米的，有(yǒu)100～500平方米的，也有(yǒu)大于1 000平方米的，大部分(fēn)设置在农业高新(xīn)技术示范园區(qū)内，主要用(yòng)于科(kē)普示范和休闲观光。这些科(kē)普类植物(wù)工厂由于其功能(néng)性限制，很(hěn)难达到产业化所要求的高产高效，未来也难以成為(wèi)产业化发展的主流形式。
5、長(cháng)春关东文(wén)化园植物(wù)工厂
長(cháng)春关东文(wén)化园坐(zuò)落于吉林省長(cháng)春市西部绿园區(qū)内，是集温泉、餐饮、文(wén)化博览、会议接待為(wèi)一體(tǐ)的4A级旅游风景區(qū)。投资该园區(qū)的長(cháng)春关东文(wén)化园休闲度假有(yǒu)限公司董事長(cháng)是一位农民(mín)企业家，在政府高新(xīn)技术示范重点项目资助的前提下，2017年新(xīn)建了一栋占地面积為(wèi)3000平方米的三层建筑，一层设计為(wèi)封闭式菌菇生产，二层建设人工光型植物(wù)工厂，三层為(wèi)透光玻璃围护的温室有(yǒu)机果菜生产，产品主要用(yòng)于园區(qū)内餐饮消费及入园客户的采摘销售。
2018年1月底，在还未完成建筑内装的情况下，三楼的温室有(yǒu)机果菜生产已经开始，二楼的人工光型植物(wù)工厂正在紧锣密鼓地安装7 层立體(tǐ)栽培架，栽培架的材料基本上為(wèi)建筑用(yòng)脚手架的废弃钢管和木(mù条等，栽培槽為(wèi)有(yǒu)机玻璃焊接而成，蔬菜為(wèi)裸盘式混合基质培，底面灌水的人工管理(lǐ)。長(cháng)约20米、宽1.2米、高4.0米的7 层大型立體(tǐ)栽培架最少排列了60 个，栽培面积合计，达到10000平方米以上。
整个三层建筑除常规玻璃窗户采光和通风外，未曾见到空调、通风换气、或其他(tā)环境控制设备。该人工光型植物(wù)工厂使用(yòng)1.2米長(cháng)的管状LED 灯，交流220 V 供電(diàn)，LED 灯具签约量在10万支以上，其热负荷初步估测為(wèi)1 800 kW 以上，单纯依靠内外通风实现环境控制是有(yǒu)风险的。
但是，类似的人工光型植物(wù)工厂在建项目还有(yǒu)不少，河北沧州一家企业在还未确定种植植物(wù)种类的情况下，在数千平米的建筑厂房内已经安装了立體(tǐ)光照栽培架，全部使用(yòng)LED 灯具。试想，如此大规模的室内种植选用(yòng)何种LED 灯具、如何进行环境控制、育苗和栽培工艺流程如何设计、自动化管理(lǐ)和劳动力分(fēn)配如何实现几乎都是未知数。
6、北京农众物(wù)联植物(wù)芯工厂
2015年2月在北京市平谷區(qū)马坊桥投资建成的农众物(wù)联植物(wù)芯工厂，三层建筑厂房的占地面积為(wèi)12000平方米，每层使用(yòng)面积為(wèi)7000平方米，一层进行封闭式菌菇生产，二层是人工光型植物(wù)工厂，三层為(wèi)环控型温室果菜生产，建成以来一直未能(néng)实现高产高效式稳定生产。2015、2016 年获得投资相继进行两次升级改造，目标是成為(wèi)全國(guó)都市现代农业龙头企业。
人工光型植物(wù)工厂技术不仅仅需要采集各种环境信息和植物(wù)信息，更需要将获取的这些信息反馈应用(yòng)于环境控制和生产管理(lǐ)，从而实现高产高效和清洁环保的植物(wù)稳定生产。无法稳定生产也就难以实现盈利性运营，也就更难走向可(kě)持续发展的产业化道路。
三、发展瓶颈
从上述几种具备产业雏形的典型企业投资建设行為(wèi)来看，人工光型植物(wù)工厂在中國(guó)的产业化发展瓶颈主要受限于未能(néng)实现持续稳定生产与销售的无缝链接，主要體(tǐ)现在：
① 缺少适用(yòng)于人工光型植物(wù)工厂的高效率、低价格的LED光源的市场提供；
② 未能(néng)形成较為(wèi)成熟的植物(wù)工厂规划设计与资材供应服務(wù)；
③ 环境控制技术软硬件难以对应植物(wù)工厂的高效生产，其有(yǒu)效性还有(yǒu)待提高；④ 针对特定植物(wù)（品种）的生产工艺标准与规模化生产技术（生产自动化）还不成熟；
④未能(néng)培育出稳定而持续的客户群體(tǐ)（生产与销售的对接不顺畅）。國(guó)内现有(yǒu)的占地面积在1000平方米 以上的人工光型植物(wù)工厂都是亏损的，若能(néng)通过各种技术途径改进使得植物(wù)工厂的蔬菜产量提高30%、生产成本降低30%，才有(yǒu)可(kě)能(néng)走向盈利。
然而，即使是在植物(wù)工厂产业化发展已经基本成型的日本，由于技术水平和经济核算的制约，植物(wù)工厂技术依然存在建设成本高、生产成本高、产量和品质未达到预期水平等问题，能(néng)够实现盈利或持平的企业也就60%～70%，不少企业依然处于亏损状态。实现高附加值植物(wù)生产、低成本化、自动化依然是植物(wù)工厂技术研发的主攻方向，也是产业化发展中未能(néng)突破的关键技术。本文(wén)期待从具有(yǒu)植物(wù)工厂产业雏形的几个典型企业介绍入手，尤其是针对掌握了人工智能(néng)、大数据、大资本的電(diàn)商(shāng)投资导向分(fēn)析人工光型植物(wù)工厂在中國(guó)的产业化发展方向。作者：贺冬仙（中國(guó)农业大學(xué)水利与土木(mù工程學(xué)院）
文(wén)章来源：
https://m.toutiaocdn.com/i6750024445525492228/?app=news_article×tamp=1571745674&req_id=2019102220011401001404707324274AB5&group_id=6750024445525492228&wxshare_count=1&tt_from=weixin&utm_source=weixin&utm_medium=toutiao_android&utm_campaign=client_share&from=singlemessage&isappinstalled=0
