1 、從電(diàn)商式農業投資導向看植物(wù)工廠發展方向
得益于中國(guó)消費者對農産品“無污染、健康安(ān)全”觀念的加強，以及居民(mín)消費能(néng)力的提升，類似京東等渠道大平台對上遊供應鏈資源整合的加強，以及淘寶、天貓等電(diàn)商平台對自營業務(wù)的開拓，京東、天貓、淘寶等電(diàn)商平台成為(wèi)蔬菜生鮮線(xiàn)上購(gòu)買率較高的網站。據調查，京東商城的生鮮使用(yòng)率高達70% 以上，100～200 元是生鮮網購(gòu)頻率最高的消費水平，其中客戶對食品安(ān)全的關注度最高。京東和阿裏巴巴近年來擴展了線(xiàn)上、線(xiàn)下資源整合的新(xīn)零售業态，阿裏巴巴從2016 年以盒馬鮮生門店(diàn)開啓了生鮮新(xīn)零售，而京東則在2017 年初利用(yòng)7FRESH 和無界零售開啓了生鮮零售（圖1）。
圖1 新(xīn)零售代表的盒馬鮮生與7FRESH 門店(diàn)
阿裏巴巴從2016 年開始，在北京、上海、甯波、杭州、深圳、成都等地共開設30 家盒馬鮮生體(tǐ)驗店(diàn)，占地面積均在4 000 ㎡ 以上，商品種類在3 000 種以上。盒馬鮮生的目标用(yòng)戶是有一定經濟基礎的、25～35 歲、圍繞家庭的高端互聯網用(yòng)戶，集中在女性。客戶無論在門店(diàn)購(gòu)買、還是在APP線(xiàn)上下單，都能(néng)實現“三公裏範圍、半小(xiǎo)時送達”，這是對其他(tā)企業生鮮銷售模式的重大颠覆，打破了傳統實體(tǐ)店(diàn)面積的局限，在有限的空間内創造了更大的銷售額。從盒馬鮮生在北京亦莊門店(diàn)擺設的LED 植物(wù)生長(cháng)箱可(kě)以看出，人工光型植物(wù)工廠是阿裏巴巴看重的解決蔬菜安(ān)全問題的清潔生産方式。但是，盒馬鮮生目前銷售的葉菜數量較少，基本上是溫室生産的水培葉菜或果菜，完全人工光型植物(wù)工廠生産的葉菜還未曾見到。
京東的7FRESH 于2018 年初在北京亦莊大族廣場以及海澱華潤五彩城新(xīn)設2 家。劉強東宣稱将于未來3～5 年在全國(guó)鋪設超過1 000 家門店(diàn)，探索無界零售新(xīn)模式。7FRESH 店(diàn)鋪在提供農産品銷售服務(wù)外，還提供食材料理(lǐ)和餐飲區(qū)服務(wù)，同時提供三公裏内最快半小(xiǎo)時送達的免費快遞服務(wù)。2017年京東與日本三菱化學(xué)在北京簽約合作(zuò)溫室葉菜水培生産，未來是否會采用(yòng)人工光型植物(wù)工廠作(zuò)為(wèi)高端葉菜生産模式還需拭目以待。
我國(guó)的蔬菜生鮮市場份額在萬億元以上，開啓快消品市場投資的不僅有阿裏巴巴和京東等電(diàn)商，房地産企業也先後開啓農業投資，尤其是碧桂園的2018 農業計劃引起了設施農業産業界的關注。中國(guó)的新(xīn)零售無論從蔬菜消費市場還是設施産業發展的角度來看，已經不可(kě)避免地涉及到了農業生産方式的變革，而作(zuò)為(wèi)農業高科(kē)技(jì )的人工光型植物(wù)工廠将如何發展确實難以預料。
2 跨界融合式植物(wù)工廠産業發展模式
國(guó)内先後有不少化妝品業界和生物(wù)醫(yī)藥提取界涉足人工光型植物(wù)工廠，以期待利用(yòng)植物(wù)工廠的高效生産達到靶向型物(wù)質(zhì)生産的目的。美國(guó)東北州立大學(xué)王躍駒教授回國(guó)創業的項目就是将人工光型植物(wù)工廠和生物(wù)反應器技(jì )術相結合，利用(yòng)生菜和煙草(cǎo)來生産各種蛋白藥物(wù)和青蒿素等，包括醫(yī)治腫瘤的特效藥——單克隆抗體(tǐ)PD-1、PDL-1 以及白蛋白、八因子等血液制品等（圖2）。該技(jì )術組合将為(wèi)生物(wù)藥生産行業帶來技(jì )術變革，即利用(yòng)人工光型植物(wù)工廠技(jì )術的高效植物(wù)生産提高各種生物(wù)反應器的效率，從而高效地生産各種蛋白、疫苗和抗體(tǐ)等靶向型物(wù)質(zhì)，大幅度降低一些重大疾病治療藥物(wù)的價格。據稱：該技(jì )術一直屬于國(guó)際壟斷，日本在利用(yòng)草(cǎo)莓生産獸用(yòng)抗體(tǐ)領域已經實現産業化生産，而我國(guó)在該領域還未見突破。
圖2 人工光型植物(wù)工廠的有用(yòng)物(wù)質(zhì)生産
3 人工光型植物(wù)工廠産業化發展瓶頸與技(jì )術趨勢
人工光型植物(wù)工廠首當其沖面對的是中國(guó)的蔬菜供應市場。針對我國(guó)蔬菜種植面積大、種類多(duō)、價格低的現狀，人工光型植物(wù)工廠産業化發展注定是不會一帆風順的。從上述幾種具備産業雛形的典型企業投資建設行為(wèi)來看，人工光型植物(wù)工廠在中國(guó)的産業化發展瓶頸主要受限于未能(néng)實現持續穩定生産與銷售的無縫鏈接，主要體(tǐ)現在：
①缺少适用(yòng)于人工光型植物(wù)工廠的高效率、低價格的LED光源的市場提供；② 未能(néng)形成較為(wèi)成熟的植物(wù)工廠規劃設計與資材供應服務(wù)；③ 環境控制技(jì )術軟硬件難以對應植物(wù)工廠的高效生産，其有效性還有待提高；④ 針對特定植物(wù)（品種）的生産工藝标準與規模化生産技(jì )術（生産自動化）還不成熟；⑤未能(néng)培育出穩定而持續的客戶群體(tǐ)（生産與銷售的對接不順暢）。國(guó)内現有的占地面積在1 000 ㎡ 以上的人工光型植物(wù)工廠都是虧損的，若能(néng)通過各種技(jì )術途徑改進使得植物(wù)工廠的蔬菜産量提高30%、生産成本降低30%，才有可(kě)能(néng)走向盈利。
目前的人工智能(néng)和大數據等技(jì )術也為(wèi)人工光型植物(wù)工廠的生産改進與銷售對接提供了強有力的工具與平台，務(wù)實而有效的産學(xué)研相結合必将為(wèi)我國(guó)人工光型植物(wù)工廠的産業化發展提供技(jì )術支撐。因此，人工光型植物(wù)工廠在中國(guó)的産業化發展方向可(kě)以概括為(wèi)如下幾點：
① 人工光型植物(wù)工廠的産業化發展一定會先從經濟高度發達、對高端葉菜有日常消費需求的一線(xiàn)城市開始，如深圳、上海、北京，發揮其就近生産、就近消費的清潔生産與新(xīn)鮮消費的技(jì )術優勢，為(wèi)特定高收入人群提供高品質(zhì)的、完全解決農産品安(ān)全問題的新(xīn)鮮葉菜供應服務(wù)。
② 人工光型植物(wù)工廠的産業化發展一定會從具備一定規模的、單一化葉菜的标準化生産開始，如生菜生産規模為(wèi)日産3 000 株以上，而并非是多(duō)樣化蔬菜生産模式，多(duō)種類的生産車(chē)間或單一化蔬菜實現規模化生産将成為(wèi)未來的主流生産方式，否則難以稱其為(wèi)植物(wù)工廠。
③ 無論是B2C、B2B，還是O2O，植物(wù)工廠化生産都必将利用(yòng)某電(diàn)商平台或多(duō)家合作(zuò)形成新(xīn)型商業模式，而投資建設植物(wù)工廠的企業将蔬菜生産、流通、銷售等全産業鏈實施一體(tǐ)化服務(wù)和追求多(duō)樣性蔬菜供應的時代基本終結，隻有能(néng)夠實現高産高效的、專注于規模化與标準化蔬菜生産的企業才可(kě)能(néng)在中國(guó)這種複雜而激烈競争的蔬菜市場生存。
④ 人工光型植物(wù)工廠的未來産業競争優勢在于特定蔬菜産品的有限渠道提供，生産技(jì )術和人才優勢必将與品種優勢結合在一起，将來不僅講究傳統意義上的技(jì )術咨詢服務(wù)與問題解決，更講究衍生而來的特定品種與新(xīn)型生産工藝的技(jì )術創新(xīn)服務(wù)。
⑤ 人工光型植物(wù)工廠能(néng)否走向可(kě)持續發展不在于技(jì )術，而在于人才的選擇和競争，這是由于目前能(néng)夠掌握技(jì )術并具備一定技(jì )術創新(xīn)力的人才尤其是年輕人奇缺，未來産業發展需要對應未來社會市場需求與消費升級，人才的争奪将是決定企業能(néng)否可(kě)持續發展的關鍵因素。
人工光型植物(wù)工廠的蔬菜生産将是對設施蔬菜生産方式的革新(xīn)式改進，也會影響消費者的蔬菜消費方式。随着蔬菜消費市場對更加質(zhì)量安(ān)全、更加高品質(zhì)的、更加新(xīn)鮮而健康的、更加入手快捷的蔬菜個性化需求的發展，人工光型植物(wù)工廠技(jì )術可(kě)以針對特定人群進行指向型品種生産與質(zhì)量調控，必将成為(wèi)未來社會為(wèi)高品質(zhì)生産和高收入人群提供個性化蔬菜的新(xīn)型生産方式。為(wèi)了應對未來社會的市場需求與消費升級，植物(wù)工廠領域的人才培養将成為(wèi)促進産業發展的迫在眉睫的重要工作(zuò)。
人工光型植物(wù)工廠是在可(kě)控環境下利用(yòng)無土栽培技(jì )術實現具有高産高效、節能(néng)環保、清潔健康、生态智能(néng)特征的周年穩定的植物(wù)清潔生産模式。 與蔬菜、花(huā)卉、藥用(yòng)植物(wù)等利用(yòng)溫室或大田進行的園藝生産相比，植物(wù)工廠産業化生産的産品産量更高、品質(zhì)更好，尤其是其周年穩定清潔供應和優質(zhì)高産高效的技(jì )術特征，更适合未來社會的市場需求消費升級。
一、日本式植物(wù)工廠
1 、大連華錄植物(wù)工廠（CHPAVC 植物(wù)工廠）
占地面積為(wèi)2430平方米，其中1440平方米為(wèi)水培葉菜生産空間，其他(tā)則為(wèi)配套設施與小(xiǎo)型基質(zhì)培實驗室。水培葉菜工廠的實際栽培面積共計3110平方米，有9層立體(tǐ)栽培架16個，立體(tǐ)栽培架的長(cháng)度約為(wèi)18米，寬度為(wèi)1.2米，層高約為(wèi)0.4米，主要生産生菜、小(xiǎo)松菜、羽衣甘藍等，日産量為(wèi)500千克，折合日産5000株生菜（每株生菜的地上部分(fēn)達到100克鮮質(zhì)量），項目總投資額為(wèi)1850萬元。
由于在原有電(diàn)子廠房内搭建，植物(wù)工廠的圍護結構使用(yòng)雙層充氣薄膜以降低建設成本；人工光源使用(yòng)紅藍LED條狀燈具，栽培層光照強度為(wèi)180～200μmol·m-2·s-1。該植物(wù)工廠設計的白灰組合式聚苯泡沫栽培闆不僅有效地防止了綠藻、隔離了燈具發熱對液溫的影響，還适于自動化采收。該植物(wù)工廠的環境要素和營養液循環都得到自動控制，投産以來生産基本穩定，但由于蔬菜銷售問題未能(néng)實現滿負荷生産。
2、蘇州松下植物(wù)工廠（PFSS 植物(wù)工廠）
占地面積約為(wèi)1000平方米。利用(yòng)泥炭土的營養缽培和LED 光照技(jì )術立體(tǐ)生産葉菜和根菜，以Panasonic 品牌蔬菜于2017 年2 月在蘇州泉屋超市上市。2017 年9 月15 日，該公司舉行了新(xīn)植物(wù)工廠竣工暨“品蔬生活”品牌産品的出貨儀式，以線(xiàn)上和線(xiàn)下相結合的新(xīn)零售方式在上海、蘇州、無錫全面開啓了植物(wù)工廠蔬菜銷售業務(wù)。
線(xiàn)下銷售除莆田網、新(xīn)鮮館、全洲等商超外，還包括松下電(diàn)器生活館和上海的CLUXTA 松下·智美體(tǐ)驗館。蔬菜産品以5 種葉菜+1 根菜組合帶沙拉醬的形式銷售，每包鮮質(zhì)量50～120克，售價為(wèi)16.8～28.8 元，折合200 元/千克以上。蔬菜生産利用(yòng)泥炭土的營養液底面灌水與LED光源，日産規模折合為(wèi)2600株生菜。
二、中國(guó)式植物(wù)工廠
1、中科(kē)三安(ān)植物(wù)工廠
2015年12月，作(zuò)為(wèi)中國(guó)LED芯片大廠的福建三安(ān)集團與中國(guó)科(kē)學(xué)院植物(wù)研究所合作(zuò)，共同發起成立了“福建省中科(kē)生物(wù)股份有限公司”，建設中科(kē)三安(ān)植物(wù)工廠。2016年6月，占地面積為(wèi)3000平方米的3層式建築、栽培面積超過10000 平方米的中科(kē)三安(ān)植物(wù)工廠建成投産，到2017年5月日産規模為(wèi)1500千克葉菜，折合日産15000株生菜。中科(kē)三安(ān)植物(wù)工廠生産的蔬菜在廈門、福州和泉州等地的超市銷售，曾為(wèi)2017廈門金磚五國(guó)第九次會晤供菜3000千克。
2、深圳喜萃植物(wù)工廠
喜萃植物(wù)工廠取得了瑞士GAP認證和中國(guó)GAP認證，也獲得了蔬菜供港資質(zhì)認證。對外參觀開放的一個蔬菜生産車(chē)間内有6列12層立體(tǐ)栽培架，長(cháng)度在15米以上，使用(yòng)1.5米長(cháng)的紅藍組合LED燈具，光照強度約為(wèi)200μmol·m-2·s-1，采用(yòng)椰糠基質(zhì)進行穴盤漂浮育苗。育苗結束後将蔬菜種苗從穴盤高密度轉移到低密度進行定植，栽培14天後采收，栽培期間采用(yòng)底面灌水。
葉菜采收和包裝(zhuāng)時帶根，利用(yòng)“活體(tǐ)菜”的方式進行銷售，消費者在打開包裝(zhuāng)後切除根系即可(kě)免洗食用(yòng)。
3、中糧智慧農場
中糧智慧農場位于中糧生态谷項目的核心區(qū)域，占地面積約78.5公頃，固定投資3.8 億元，内設“一心六園”，一心即7棟智能(néng)環控溫室，六園即六大室外主題園區(qū)。該項目由北京中環易達設施園藝科(kē)技(jì )有限公司承建，于2016年10月23日開園，門票80元。該項目室内溫室的主題分(fēn)别為(wèi)：智慧農業體(tǐ)驗館、垂直農業技(jì )術綜合館、都市園藝館、蘑菇工廠、中糧自然學(xué)校、花(huā)卉工廠、番茄工廠。其中：涉及到人工光型植物(wù)工廠的葉菜與藥用(yòng)植物(wù)栽培室和自然光型植物(wù)工廠的番茄工廠難以給人留下高産高效的高科(kē)技(jì )印象。
4、陝西旭田人工光型植物(wù)工廠
陝西旭田光電(diàn)農業科(kē)技(jì )有限公司在2013年3 月成立于陝西省楊淩農業高新(xīn)示範區(qū)，之後以I-Farmer 的植物(wù)工廠産品和王琦菜商标在全國(guó)開展人工光型葉菜工廠的自建自營和承建代營業務(wù)。
運營的植物(wù)工廠項目設施規模不等，有小(xiǎo)于100 平方米的，有100～500平方米的，也有大于1 000平方米的，大部分(fēn)設置在農業高新(xīn)技(jì )術示範園區(qū)内，主要用(yòng)于科(kē)普示範和休閑觀光。這些科(kē)普類植物(wù)工廠由于其功能(néng)性限制，很(hěn)難達到産業化所要求的高産高效，未來也難以成為(wèi)産業化發展的主流形式。
5、長(cháng)春關東文(wén)化園植物(wù)工廠
長(cháng)春關東文(wén)化園坐(zuò)落于吉林省長(cháng)春市西部綠園區(qū)内，是集溫泉、餐飲、文(wén)化博覽、會議接待為(wèi)一體(tǐ)的4A級旅遊風景區(qū)。投資該園區(qū)的長(cháng)春關東文(wén)化園休閑度假有限公司董事長(cháng)是一位農民(mín)企業家，在政府高新(xīn)技(jì )術示範重點項目資助的前提下，2017年新(xīn)建了一棟占地面積為(wèi)3000平方米的三層建築，一層設計為(wèi)封閉式菌菇生産，二層建設人工光型植物(wù)工廠，三層為(wèi)透光玻璃圍護的溫室有機果菜生産，産品主要用(yòng)于園區(qū)内餐飲消費及入園客戶的采摘銷售。
2018年1月底，在還未完成建築内裝(zhuāng)的情況下，三樓的溫室有機果菜生産已經開始，二樓的人工光型植物(wù)工廠正在緊鑼密鼓地安(ān)裝(zhuāng)7 層立體(tǐ)栽培架，栽培架的材料基本上為(wèi)建築用(yòng)腳手架的廢棄鋼管和木(mù)條等，栽培槽為(wèi)有機玻璃焊接而成，蔬菜為(wèi)裸盤式混合基質(zhì)培，底面灌水的人工管理(lǐ)。長(cháng)約20米、寬1.2米、高4.0米的7 層大型立體(tǐ)栽培架最少排列了60 個，栽培面積合計，達到10000平方米以上。
整個三層建築除常規玻璃窗戶采光和通風外，未曾見到空調、通風換氣、或其他(tā)環境控制設備。該人工光型植物(wù)工廠使用(yòng)1.2米長(cháng)的管狀LED 燈，交流220 V 供電(diàn)，LED 燈具簽約量在10萬支以上，其熱負荷初步估測為(wèi)1 800 kW 以上，單純依靠内外通風實現環境控制是有風險的。
但是，類似的人工光型植物(wù)工廠在建項目還有不少，河北滄州一家企業在還未确定種植植物(wù)種類的情況下，在數千平米的建築廠房内已經安(ān)裝(zhuāng)了立體(tǐ)光照栽培架，全部使用(yòng)LED 燈具。試想，如此大規模的室内種植選用(yòng)何種LED 燈具、如何進行環境控制、育苗和栽培工藝流程如何設計、自動化管理(lǐ)和勞動力分(fēn)配如何實現幾乎都是未知數。
6、北京農衆物(wù)聯植物(wù)芯工廠
2015年2月在北京市平谷區(qū)馬坊橋投資建成的農衆物(wù)聯植物(wù)芯工廠，三層建築廠房的占地面積為(wèi)12000平方米，每層使用(yòng)面積為(wèi)7000平方米，一層進行封閉式菌菇生産，二層是人工光型植物(wù)工廠，三層為(wèi)環控型溫室果菜生産，建成以來一直未能(néng)實現高産高效式穩定生産。2015、2016 年獲得投資相繼進行兩次升級改造，目标是成為(wèi)全國(guó)都市現代農業龍頭企業。
人工光型植物(wù)工廠技(jì )術不僅僅需要采集各種環境信息和植物(wù)信息，更需要将獲取的這些信息反饋應用(yòng)于環境控制和生産管理(lǐ)，從而實現高産高效和清潔環保的植物(wù)穩定生産。無法穩定生産也就難以實現盈利性運營，也就更難走向可(kě)持續發展的産業化道路。
三、發展瓶頸
從上述幾種具備産業雛形的典型企業投資建設行為(wèi)來看，人工光型植物(wù)工廠在中國(guó)的産業化發展瓶頸主要受限于未能(néng)實現持續穩定生産與銷售的無縫鏈接，主要體(tǐ)現在：
① 缺少适用(yòng)于人工光型植物(wù)工廠的高效率、低價格的LED光源的市場提供；
② 未能(néng)形成較為(wèi)成熟的植物(wù)工廠規劃設計與資材供應服務(wù)；
③ 環境控制技(jì )術軟硬件難以對應植物(wù)工廠的高效生産，其有效性還有待提高；④ 針對特定植物(wù)（品種）的生産工藝标準與規模化生産技(jì )術（生産自動化）還不成熟；
④未能(néng)培育出穩定而持續的客戶群體(tǐ)（生産與銷售的對接不順暢）。國(guó)内現有的占地面積在1000平方米 以上的人工光型植物(wù)工廠都是虧損的，若能(néng)通過各種技(jì )術途徑改進使得植物(wù)工廠的蔬菜産量提高30%、生産成本降低30%，才有可(kě)能(néng)走向盈利。
然而，即使是在植物(wù)工廠産業化發展已經基本成型的日本，由于技(jì )術水平和經濟核算的制約，植物(wù)工廠技(jì )術依然存在建設成本高、生産成本高、産量和品質(zhì)未達到預期水平等問題，能(néng)夠實現盈利或持平的企業也就60%～70%，不少企業依然處于虧損狀态。實現高附加值植物(wù)生産、低成本化、自動化依然是植物(wù)工廠技(jì )術研發的主攻方向，也是産業化發展中未能(néng)突破的關鍵技(jì )術。本文(wén)期待從具有植物(wù)工廠産業雛形的幾個典型企業介紹入手，尤其是針對掌握了人工智能(néng)、大數據、大資本的電(diàn)商投資導向分(fēn)析人工光型植物(wù)工廠在中國(guó)的産業化發展方向。作(zuò)者：賀冬仙（中國(guó)農業大學(xué)水利與土木(mù)工程學(xué)院）
文(wén)章來源：
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
