LED照明与植物工厂（二）

接着昨天的内容，我们今天继续谈LED和植物工厂。立体种植是植物工厂的特色在植物工厂里，层架式立体种植是高效种...



接着昨天的内容，我们今天继续谈LED和植物工厂。

立体种植是植物工厂的特色

在植物工厂里，层架式立体种植是高效种植的另一个手段，与平面种植相比，立体种植对土地的利用率达到4-8倍，立体种植的管理效率也远高于平面种植，自动化耕种容易实现，立体种植把植物工厂引入小型化，数百平方米的小型植物工厂将是未来城市蔬菜供应的主要来源。



食品安全是植物工厂的目的

食品安全问题是植物工厂概念的主要目的，植物工厂的产品安全性是最有保障的，植物工厂对各种食品安全指标是完全可控制的，植物工厂的生产环境是相对封闭的，内外空气交换需要过滤，基本上防止了病毒虫害入侵，植物工厂采用水培或雾培，使用的水质与营养液的有害成分的检测与控制是自动化完成的，重金属等不可能出现在植物工厂的产品里，植物工厂无需使用农药与生长素，同时，植物工厂里使用的种植设备采用抗微生物材料，植物的种子是经过消毒处理，整个生产系统的微生物比传统蔬菜种植降低数千倍，植物工厂产生的蔬菜可以达到无农药、无重金属、低硝酸盐、低生物菌，植物工厂生产的蔬菜可以直接食用的，通过光质与光量的调整，可以改善蔬菜的营养与口感，植物工厂的蔬菜是全球范围内安全度最高的蔬菜。



植物工厂生产的蔬菜，由于整个生产环节都符合安全型蔬菜生产的要求，生产的产品是健康食品，植物工厂的产品都标注无农药，成为安全蔬菜的标志

植物工厂生产流程

在植物工厂里，植物的生长环境被设计成最佳条件，植物的生长周期基本固定，植物工厂的生产流程可以重复，工人不需要了解种植知识和种植经验，只需要按照种植流程工艺进行工作，实现农业产品工业化生产模式，形成订单化重复生产。

小型植物工厂

植物工厂的缺点是初期投资大，种植品种相对少，对电力需求大，种植成本相对偏高。植物工厂几乎是按照每平方米的造价计算的，对于投资大型的植物工厂，如果没有政府资金的扶持，企业或个人难以承受；因此，植物工厂已开始朝着小型化方向发展，小型植物工厂投资小，见效快，逐渐成为植物工厂的发展方向。



上图是小型植物工厂，占地面积在200-500平方米，由于种植空间小，投资额相对小，温度调节的效率高，自动化设备也可以进行简化设计，如自动化设备也可以更改为手动控制，检测设备也可以把无线数据传输改为人工巡视，不需要自动化播种设备和自动传输与采摘设备，这种小型植物工厂同样可以完成植物工厂的设计目标，小型植物工厂可以连锁方式实现规模化经营。

在植物工厂里，采用植物人工辐射源、温度湿度和二氧化碳的调节，营养液的指标的控制，最终的目的是实现蔬菜的最小周期的生产，并且是不受外界的气候影响的循环生产，通常，在植物工厂生产的蔬菜的种植周期比室外种植快2-4倍，而且生产周期是固定的，在每平方米土地上，立体种植产量与平面种植产量之比是4-8倍，植物工厂的全年产量基本上是可以计算出来，这种固定产量的安全蔬菜在市场营销的预期是相对准确，这为投资者带来可靠的价值评估。

植物工厂案例

植物工厂的各个功能设备是已经成熟的技术设备，并非新型科研项目，植物工厂是以高效种植为目的的各种技术组合，植物人工辐射源（PARS）是植物工厂的主要核心技术，生产安全型蔬菜是主要方向，随着LED技术的应用成本降低，植物工厂将成为城市生活不可缺少的功能设施。

下面是一些植物工厂的案例







多种学科的技术融合

植物工厂集多种学科的技术融合，这些技术都是成熟的应用技术，这些技术的组合从根本上改变农业种植的概念，是创新型农业种植方式，是农业种植实现工业化生产的途径，只有植物工厂才能长期稳定地生产出无公害蔬菜，植物工厂的多学科技术融合是为植物生长设定的最佳环境，植物工厂的生产技术是以科学为基础且独立于经验和直觉的新型农业生产，为具备工业生产与管理经验的投资者提供了新的选择，农业种植通过植物工厂被提升为制造业。



植物工厂带来的启示

1）、从技术形态来看，植物工厂是设施农业技术进步而进入的高级阶段，实际上植物工厂发展迅速更深层的原因是环境污染与食品安全问题触发的，环境污染是推动植物工厂的最大动力，今后的环境治理只能逐步减轻环境污染的程度，即便消除了污染源，之前造成的污染降解也是需要数十年甚至上百年的时间，而且，有些污染是不可逆的，而这些污染不仅是工业污染，有相当部分是大量化肥与农药造成的污染，污染造成的产量减少与种植周期加长，又进一步刺激投放更多的化肥与农药，推高了传统农业种植成本，形成恶性循环，面对环境对人类健康生活造成的影响，人类必须要找到一种高效种植方式来解决食品安全问题，这就是植物工厂在这几年发展迅速的内在原因。

2）、从国外这几年植物工厂应用状况来看，最先涉足植物工厂的是大型的工业企业而非农业生产者，而且电子工业企业对植物工厂更感兴趣，这是个非常有趣的现象，这与从事电子企业本身就拥有无尘级净化生产车间，其维护与管理更是轻车熟道，植物工厂的模式符合这些企业的管理能力与资源优势；许多工业企业已经看到工业制造业的市场盈利空间变小，企业必须要寻找新的发展机遇，未来一些农业生产会带来比工业投资更高的回报，有些企业本身就是植物工厂的设备制造者，同时，植物工厂所需的技术管理条件他们已经具备；管理经验与电子技术能力在植物工厂表现的尤为重要。

3）、在一些国家，政府对环境保护与公众食品安全的倡导与扶持力度加大，政府对植物工厂的扶持资金甚至达到40%以上，各种资金的参与把植物工厂变成投资热点，环境保护与公众食品安全是各国政府今后的一项长期目标，投资环境长期利好，植物工厂生产的产品在市场上得到认可，被公认为无化肥与农药的安全型蔬菜，产品市场份额不断加大。

4）、我国政府对农业产业的扶持也是不断加大，尤其是对于食品安全问题更为重视，植物工厂立项会得到政府的扶持资金，从政府的政策导向来看，农业是我国继工业产业高速发展后又一个新的发展机遇，从价格趋势来看，工业产品的价格是逐渐降低，而农业产品的价格是逐步上升，同时，公众对无公害蔬菜的需求越来越高，产品的市场盈利空间已经初现，产品的市场盈利能力才能最终决定植物工厂在我国发展的动力。

5）、植物工厂是LED技术应用的又一个大领域，以大中型城市进行保守的数据分析，大中型城市人均室内照明所需要的LED照明功率约每平方米2瓦，如果这些城市人口有4%的人消费植物工厂产品，植物工厂需要的LED总量就接近室内照明LED的总量，相信未来植物种植所需的LED应用总量会超过城市室内LED照明总量，这个巨量的LED应用市场也使得如飞利浦、欧司朗、松下、夏普等公司涉足，这个是值得我国LED照明企业与LED封装企业借鉴的思路。

6）、在我国与LED照明产品相比，LED植物人工辐射源的设计与制造需要更强的专业技术能力，目前，这类产品的制造商提供的产品的专业能力无法满足种植技术要求，许多都是采用照明的概念标称产品参数，此外，国内还没有专业级的植物工厂供应商，这些因素影响着植物工厂的发展，需要引起重视。

7）、与植物工厂投资相比，温室、大棚应用植物工厂概念进行育苗会取得事半功倍的效果，温室、大棚内设定的人工环境下的育苗可能成为农业种植的新热点，从我们的实验结果来看，采用植物工厂生产概念的育苗方式投资小，育苗效果好，育苗周期短，苗期的干物质量明显比普通育苗高，值得大力推广。

8）、植物工厂的混合型（太阳与人工辐射互补方式）也是具有推广价值的模式，混合型植物工厂前期投资成本低，见效快，种植成本可以被市场接受，混合型植物工厂可以加快种植周期，为具备温室大棚种植设备的企业提高了盈利空间，是现阶段具有可操作性的植物工厂模式。

9）、通过对蔬菜种植的营养液成分的控制，植物工厂可以生产出低钾蔬菜，低钾蔬菜可以向糖尿病人提供，我国糖尿病发病率高达11%，是糖尿病大国，低钾蔬菜具有诱人的市场前景，生产特殊的医用蔬菜可能成为植物工厂的一个市场亮点。

10）、太阳能与风能的应用可以有效降低植物工厂的种植成本，我国是太阳能光伏产品制造大国，具有先天的优势，合理有效的利用太阳能与风能是加速植物工厂发展的手段之一，太阳能与风能供电系统的应用也符合政府的扶持政策，此外，地热循环应用也可以为植物工厂提供降低成本的有效措施，自然能源的利用是植物工厂发展的方向。

结束语：植物工厂是设施农业发展的高级阶段，是环境因素与食品安全因素推动下的产业，是LED产业应用的一个重要领域，具有巨大的市场空间，农业产业是未来10年我国最具有投资价值的产业。

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