现代LED植物工厂发展的主要瓶颈及发展战略

现代LED植物工厂发展的主要瓶颈及发展战略　　1/主要瓶颈　　植物工厂虽然拥有众多优势以及广泛的社会需求，但...

1/主要瓶颈

植物工厂虽然拥有众多优势以及广泛的社会需求，但在实际发展过程中也面临诸多“瓶颈”，如初期建设成本过高、光源与空调能耗较大以及经济效益不高等，突破这些瓶颈是实现植物工厂持续健康发展的关键。

1、初期建设成本相对较高

植物工厂需要在封闭环境下进行作物生产，因此需要构建包括外维护结构、空调系统、人工光源、多层栽培系统、营养液循环以及计算机控制系统在内的配套工程与装备，投资成本相对较高，一般建设费用（中国）在4000~10000元/m2（美国、日本是中国的2~3倍）。

2、光源与空调能耗较大

能耗一直是影响植物工厂发展的关键制约因素，植物工厂的能耗包括：照明（约占80%）、空调（占16%）、其他（占4%），能耗成本约占全部生产成本（包括折旧、能耗、人工及资材等）的25%左右，节能降耗需求迫切。

3、经济效益和盈利面还不高

由于植物工厂初期建设成本较高、能耗较大，设备折旧与运行成本较高，其产量与品质必须高于其他生产方式，才能获得较高的效益。目前，日本植物工厂仅有30%实现赢利、50%持平，仍有20%亏损，经济效益问题已成为植物工厂发展必须面对的现实难题。

2/发展战略

虽然植物工厂面临诸多“瓶颈”，但植物工厂的总体发展趋势不会因此而改变。为加快植物工厂的发展，笔者认为应从以下几方面重点突破：

1、大幅降低初期建设成本

植物工厂的建设与设备成本主要包括建筑、照明设备、电器设备、空调设备、给排水设备、水耕栽培设备、配套机械以及工程费用等，其中建筑、照明及栽培设备等费用约占全部成本的70%以上。在降低建筑成本方面，可以利用废弃厂房、建筑物地下室等进行建设；在栽培设备方面，尽可能选用标准化民用材料和装备，如采用标准化货架等；LED的选用应从满足植物生产需要出发，研发出简单实用但不一定美观的专用灯具。

2、显著提升系统光效与能效

光效与能效提升是大幅减少运行费用的关键，采用LED替代荧光灯以及根据植物从苗期到收获期的光配方需求进行光环境的动态优化调节，甚至设计出上下可移动光源、可调节光斑大小的聚光光源等，降低光源能耗；同时，采用引进室外新风的光-温耦合节能降温方法以及智能环境控制系统，减少空调能耗。

3、大幅提高植物工厂产量、品质与经济效益

产量与品质的大幅度提升是获得经济效益的关键。在提高产量方面，一方面可以通过精准调控环境与营养要素，提升植物产量，另一方面可以根据植物的发育特征，分阶段、分区域进行培育，以提高各阶段的生产效率和产量；在提高品质方面，可以通过营养调控和光调控等手段，提高VC、可溶性糖以及其他功能品质。此外，可以通过选用一些功能性蔬菜或药用植物等进行种植，提高植物工厂产值。

4、注重植物工厂与城市生活的结合

城市居民既有对洁净安全蔬菜的物质需求，也有对构建“绿色空间”的精神需求。植物工厂可以与城市家庭、社区、学校、医院、宾馆、餐厅、购物广场和超市等相结合，形成不同规格、不同形式的植物工厂产品，让植物工厂在城市中无所不在，形成分布式、网络化的都市植物工厂应用体系，在为城市居民就近提供新鲜蔬菜的同时，还能营造舒缓心情的绿色生态空间。植物工厂与现代城市的结合，必将会显著提升植物工厂的经济效益和社会效益。

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