国内植物工厂发展的思考

物工厂被认为是真正的农业4.0技术，很多企业期待通过植物工厂技术解决中国的农产品安全问题，通过高投入和高产出来达到企业转型的目标。然而，只有少数企业能清醒地认识到投资植物工厂的高风险。中国植物工厂之路该何去何从，笔者希望从专业和产业的角度与读者分享观点。

人工光型植物工厂发展的思考

中国到现在为止还没有真正意义上的商业化人工光型植物工厂，这是必须要清醒地认识到的现实。日本有200多所商业化人工光型植物工厂，这个数字要辩证地认识，真正能盈利的工厂还是少数，很多日本公司投资建设植物工厂是为了企业转型而进行技术积累。因此，在进行人工光型植物工厂的商业化投资时应谨慎，真正切实地利用各种技术手段把投入和产出核算在合理范围之内，充分考虑风险规避措施。商业化的人工光型植物工厂只要能实现稳定生产，并达到预定产量，且有一定的销售保障，完全可以实现盈利生产和稳定运营。无论是种苗、叶菜、还是草莓和药草，在多长时间内能够生产出多少产量的农产品是完全可以调控和核算的，只要这个数据能够得到保障，投入产出比的核算就是合理而可行的。因此，人工光型植物工厂只要有产出，不怕高投入，依靠技术手段来规避各种风险，尤其是生产风险和销售风险。高端蔬菜和高附加值植物的生产是人工光型植物工厂的主题，可控环境下生产的农产品必须在品质和价格上，与常规露地和温室生产的农产品有质的飞跃，否则，市场定位和占有率都将无法具备竞争优势。发展人工光型植物工厂技术不是要取代常规的温室生产和露地生产，而是要在蔬菜多样性市场上占领高端市场。笔者认为，近期内人工光型植物工厂在中国必将有较大的商业化产业需求。只要有技术保障，在低风险下实现高投入和高产出是可以预见的，也是必然的趋势。

太阳光型植物工厂发展的思考

太阳光型植物工厂其实就是补光或不补光的温室生产。只要能够实现大规模温室设施的蔬菜周年稳定生产，均可称其为植物工厂，其特征在于规模大、周年生产、产量稳定、品质保障。但是，所谓中国特有的日光温室生产就不能称其为植物工厂，因为日光温室的环境粗放，可控性差，难以维持一定品质的稳定生产，到目前为止还有很多问题，如土壤连作、病虫害防治等。尽管中国的日光温室有近70万hm2并已成为北方的主流方向，但这并不代表未来的主流方向。而这些年建设的连栋温室为何没有发挥应有的作用，值得国内学术界和產业界人士反思。荷兰设施生产提倡“产量盈亏点”的核算，每种设施生产都应该有其特定生产经营状态下的产量盈亏点。例如，荷兰大型温室生产的大番茄产量盈亏点为51.3 kg/m2、串番茄产量盈亏点为47.7 kg/m2、黄瓜产量盈亏点为76.7 kg/m2、

彩椒产量盈亏点为24 kg/m2、茄子产量盈亏点为37 kg/m2。在中国，很少有温室栽培者、管理者、研究者能够明确地核算出设施的产量盈亏点，其设施产量水平远远低于产量盈亏点，因而一直处于亏损状态。尽管中国的设施面积在近20年飞跃式发展，但设施产量水平却没有实质性提高，其技术贡献率更低。因此，无论是叶菜生产还是果菜生产，设施设计规划和生产经营管理必须导入“产量盈亏点”，准确核算其投入产出比，研究和生产目标都应以提高设施产量为方向。若设施番茄产量以2016年的20 kg/m2为基数，每年产量提高15%，则可在5年内达到40 kg/m2。照此速度发展用不了5年，无论是叶菜还是果菜，中国的设施产量即可达到领先水平，不足10年则可达到荷兰目前的水平。13亿人口每年按照200 kg/人的蔬菜需求计算，中国的可控设施需求和农产品需求都将是多么可观的市场。因此，目前大量建设的大型温室设施只要在设计管理中因地制宜和导入产量盈亏点的机制，实现经营盈利和稳定生产是现实可行的。设施投资切忌“不差钱”，不是投资多就能直线赶上荷兰水平。我国的技术积累和人员努力不够，学术界和产业界都需有良好的心态正视问题、解决问题，才可能使中国的设施农业尤其是植物工厂产业可持续发展。

变形植物工厂的发展思考

集装箱式植物工厂（图1）、家庭式植物工厂（图2）等是一种植物工厂的变形，按道理不具备大规模生产的特性，但作为一种宣传展示、兴趣爱好、科普教育的载体，也可以成为大型植物工厂的生产基地与客户或农产品消费者的窗口对接。例如，在餐厅、医院、超市等公共场所设置的集装箱式植物工厂或活菜供应系统（图3），不仅具有科普宣传的作用，更可以作为蔬菜购买者和消费者的连接窗口，客户在该装置看到的植物可能是从其他的大型植物工厂派送而来的活菜，可以每天现场亲自采收。该装置可以将植物工厂的生产理念贯穿于人们的生活方式，更是以一种生态循环的方式将农业生产与百姓生活紧密地连接在一起。因此，这种小型植物工厂的市场需求和未来前景将很可观，其必将随着LED技术、信息网络技术等的发展变成人们随处可见的日常用品。

总结

综上所述，植物工厂技术是一种全新的农业生产方式，会在未来社会与人们的生活更加贴近。发展植物工厂技术不能盲目，更不能超越技术本身的限制。需要在不断地进行技术创新和积累的前提下，找准市场定位并开拓营销途径，就能发挥其优越性以实现可持续的营利性生产。农业4.0仅仅是个概念，但是植物工厂技术已经不是概念，而是作为农业4.0的载体实现高产高效、节能环保、清洁健康、生态智能的蔬菜生产，为人们的未来生活和未来农业提供一种全新的解决方案。

项目支持：科技部863项目“植物工厂网络化控制系统研究”（2013AA102005）和“植物工厂立体多层栽培系统及其关键技术与装备”（2013AA103002）。

作者简介：贺冬仙（1970-），女，山西太谷人，教授，博士，博士生导师。