多国“植物工厂”进入量产阶段

来源:http://4c-cid.com 时间:10-24 12:48:08

编者的话:阿联酋近期宣布,将耗资1.796亿美元在阿布扎比沙漠建造世界上最大的“室内农场”,利用荷兰最先进的室内种植系统开发创新室内农业,解决由于极端气候导致的正常种植限制。阿联酋所说的“室内农场”,类似通过控制生长环境来生产蔬菜的“植物工厂”。目前,全球“植物工厂”大体分为两种类型,一种是以日本为代表的精细化种植工厂,另一种是以荷兰为代表的大规模种植的工厂。京东、中粮等中企都在引进“植物工厂”相关技术试验种植。《环球时报》记者通过调查,展示中日荷三国“植物工厂”的最新发展水平。

“植物工厂”里的“中国角色”

本报记者 杨沙沙 本报驻德国特约记者 青 木 本报驻日本特约记者蒋 丰

经过层层消毒,又在风淋室被一顿狂吹后,《环球时报》记者得以进入位于北京通州、据称是目前国内最大的日本技术太阳光和人工光结合型的京东“植物工厂”。在这个占地1万多平方米的大棚内,记者见到了使用日本技术栽培的蔬菜。

正午阳光正烈,进入大棚后,记者发现室内温度适宜,蔬菜并没有长在地里,而是一棵棵整齐生长在距离地面1米多高的栽培床上,隐隐还能听到流水声音。一眼望去,整个“植物工厂”更像一个大型实验室。京东“植物工厂”项目负责人武仲生掀开一块种着生菜的苗床底板让记者观察(如图①②),浅浅的液体从苗床顶端往下流淌,生菜发达的根系浸在液体中,原来水声出自这里。

武仲生告诉记者,这些液体就是植物的营养液,相当于植物的“配方奶粉”,根据不同的植物在水中添加各种营养成分,“如菠菜的钾含量更多一些,营养液中就会多加一些钾”。据介绍,“植物工厂”采用的是日本“浅液流栽培方式”,这种栽培方式能使得营养液温度可控、蔬菜根系能很好吸收氧气,并且节约用水,营养液重复利用率达到90%。经过测算,差不多一瓶矿泉水就能养活一棵菜,用水量是传统土壤栽培的3%。

2018年,京东从日本三菱化学引进“植物工厂”相关技术和设备,包括种子、营养液等均来自日本。“这些菜最大的好处是不使用任何农药”,武仲生告诉记者,之所以不用打农药,秘密就在于“植物工厂”通过“离地栽培”的方式将病菌隔离,“我们进工厂前要消毒、穿过风淋室等等,这些程序会最大程度消灭身上病菌,你看我们的地面也做了处理,铺上特殊的地布,像安全岛一样将植物和外界环境隔离开”。果然,记者看到,工厂内看不到一丝土壤痕迹。

京东引进日本三菱的核心技术还包括育苗箱,记者透过育苗箱上的小玻璃窗口看到,两排多层立体的架子上长满新出的小苗。武仲生称,育苗箱可以调整光照、二氧化碳浓度以及温度湿度等,8到10天就可以出一批苗,比传统的育苗周期缩短一半以上。离开育苗箱后,这些苗就种在栽培床上,经过20到30天生长,就能够采收一茬。以生菜为例,一年采收12至14茬,露地种植大概一年收获3至4茬。

目前京东“植物工厂”的蔬菜种子全部来自日本,当前京东也正在和国内一些科研院所做育种实验,为使用国产种子做准备。武仲生告诉记者,就育种方向来说,日本比中国更超前,日本育种方向已经过了追求温饱的阶段,更愿意追求口感风味。中国育种大部分还在追求产量,但也有部分高消费群体更追求口感,“植物工厂”的蔬菜就针对这一群体。记者品尝过“植物工厂”的生菜,确实要比市面上一般的生菜口感更嫩更脆。武仲生称,疫情期间,“植物工厂”蔬菜供不应求。在价格方面,市面上普通有机生菜大约200g卖6元,“植物工厂”生菜是7.5元左右,消费者上午在京东App下单,最快下午就能拿到菜。

据武仲生介绍,就“植物工厂”来说,国内软硬件技术水平已可以达到自给自足,没有“卡脖子”环节,但如果像荷兰日本那样系统控制精度更高、设备寿命更长,国内目前还做不到,“跟芯片一样的,高精尖做不到,但可以满足基本需求”。而在育种环节,中国和荷兰、日本等发达国家还有一定差距。

中国社科院农村发展研究所研究员李国祥接受《环球时报》记者采访时表示,中国农业技术起步晚是毫无疑问的,但是一直在追赶世界先进水平,这几年相关种子储备已经进步很多。

对于国内引进的“植物工厂”,李国祥表示,目前大多还处于试验阶段,代表着农业领域的先进科技水平,“这算是一种颠覆性的科技”。李国祥告诉记者,由于“植物工厂”投入较大,一般科研项目难以申请下来课题经费,目前只有一些大型企业在该领域做战略投资。他认为,建设“植物工厂”的成本目前不见得比自然界种植成本低,此外,消费者接受“植物工厂”的食物还需要时间,但科技革命往往从颠覆性技术开始,中国农业领域需要这种科技投资。

荷兰“植物工厂”可以“私人订制”

“荷兰农业进入4.0时代!”德国《经济周刊》称,去年荷兰水果、蔬菜等农产品出口再创纪录。在全球粮食危机突出之际,荷兰“植物工厂”已逐渐进入量产及经常性供应阶段。

位于阿姆斯特丹城市东南商业园区的GROWx“植物工厂”就是其中一家。《环球时报》记者看到,从外部看这家“植物工厂”与普通公司并没太大区别。走进内部,发现它与玻璃温室有很大不同,空间较为封闭,且多了一个主角——生长灯。

进入种植区,访问者必须穿上蓝色工作服,戴上防护帽等。这家“植物工厂”主要种植菠菜、生菜、羽衣甘蓝等,虽然工厂占地2000平方米面积,但蔬菜培育层都有几层,实际使用面积是占地面积的三四倍。

除了气候室的温度、湿度、通风等控制技术外,最令记者感兴趣的是发出紫色光的LED植物生长灯。公司主管维瑟尔告诉记者,生长灯由荷兰专业的LED植物生长灯制造商提供,可以根据不同的植物和生长周期对生长灯进行调整,让蔬菜长得更快更好,甚至还可以影响口味。

在采访中,记者也了解到“植物工厂”优点。它能避免天气变化造成的影响,可控的环境让农作物具备高质量、高产量。“这种稳定性,也让我们可以根据零售商甚至终端客户的需求来‘订制产品’。”维瑟尔说,不管什么时候都可以下单“季节蔬菜”,而且可以保证按时送达。

不过,“植物工厂”也有劣势。最主要的是成本高昂,建造 “植物工厂”所必需的气候室花费约是同等面积的玻璃温室的3倍左右,且24小时照射的LED生长灯同样成本高昂,较之于传统农业而言,前期投入与运营经费是后者几倍。其次,“植物工厂”对农民要求也较高,不仅要懂得耕种,还要有丰富的植物学与环境科学知识。由于各种成本较高,所种植的蔬果价格也是市面上同类产品的几倍。

但GROWx公司对于未来的前景充满信心。维瑟尔说,粮食短缺已成为全球问题,尤其是大城市,“植物工厂”特别适合城市。目前,许多荷兰食品公司、大型超市、初创企业等也参与到“植物工厂”建设中。

荷兰阿姆斯特丹农业经济学者范佩西对《环球时报》记者表示,“植物工厂”的兴起离不开荷兰许多头部公司的带动,包括气候室建设、种子育种到施肥、照明等众多环节,荷兰还有全球排名最高的农业科技大学瓦格宁根大学。“植物工厂”项目也得到荷兰政府支持,荷兰的目标是在全国建立一张“植物工厂”网络,未来其产品将逐渐走进寻常百姓家,并走向欧洲和其他地区。

“植物工厂”产品已进入日本寻常百姓家

“植物工厂”在日本,已经不是一个领先的概念,而是生活实际的体验。在日本超市,《环球时报》记者经常能看到“Vegetus”这个牌子的产品,四四方方的透明口袋,里面是无须清洗就可以用来拌沙拉、做三明治的新鲜蔬菜。它们都是无土栽种的,拥有同一个老家——“植物工厂”。日本连锁便利店全家与株式会社Vitec Vegetable Factory合作,在全国16000多家店里,出售由“植物工厂”蔬菜制成的三明治。东京电力集团、富士通、松下、夏普等科技巨头都在积极参与“植物工厂”建设,就连个人也逐渐将“植物工厂”当成投资首选。

日本最早在上世纪七八十年代开始兴起“植物工厂”,当时日本国内产业升级,大批工厂设备被淘汰,而日本人口老龄化导致种地人越来越少,日本政府出台政策,鼓励工厂将淘汰设备应用到农业中。于是大批科学家开始研究人工光,至今,日本在人工光“植物工厂”方向已全球领先。《日本经济新闻》报道称,从全球范围来看,日本属于植物工厂数量较多的国家。日本设施园艺协会(东京都中央区)称,截至今年2月,日本共有386座“植物工厂”。但统计显示,由于设备过剩,企业把开拓销路等看得过于简单等原因,很多“植物工厂”面临亏损。

一般社团法人Innoplex的代表理事藤本真狩在接受《环球时报》记者采访时表示,开设一家“植物工厂”所需设备成本大概在6000万到7000万日元(100日元约合6.4元人民币),为了控制外部气温的影响,需要在建筑上加断热层、安装空调,这项费用大概在2000万到3000万日元左右,所以合计需要8000万到1亿日元。他告诉记者,一般工厂房或仓库房都可以,只要棚高在2.5米到3米,面积在600到700平方米。

《日本经济新闻》报道称,近些年,随着可压缩水电暖费和人工费等技术以及栽培知识不断积累,“植物工厂”规模越来越大,较为省电的发光二极管(LED)照明灯价格也越来越便宜,“收益方面开始看到曙光”。日本是全球LED照明发展最快的国家,2014年两名日本科学家和一名美籍日裔科学家还凭借蓝光LED荣获诺贝尔奖。日本从2017年开始新建的“植物工厂”,95%以上都采用LED。

藤本真狩告诉记者,一般衡量植物工厂收支均衡的基准,是日生产必须在3000棵以上,“达到这一基准,并且运营时间在5年以上的‘植物工厂’,八成都达到黑字(盈利)”。

除了需要较多启动资金,日本“植物工厂”设备技术还不够成熟,目前日本“植物工厂”九成以上生产叶菜莴苣,像西红柿等果实类蔬菜或马铃薯等根菜,比较难通过“植物工厂”来实现大量生产,因为光照不仅需要上面的,还需要侧面的。如今,日本千叶大学研究室等还在试验“植物工厂”草莓的稳定性生产。草莓虽然属于果实类,但它的藤蔓横着长而非竖着长,容易均衡地接受光照(如图③)。眼下,日本用来制作蛋糕的草莓都从海外进口,“植物工厂”草莓培养技术一旦成熟,就会有很大的市场空间。

日本食物自给率不到四成,2019年农业就业人口比5年前减少35%,平均年龄已达到67岁。受新冠疫情影响,中国产蔬菜的进口一度停顿。而“植物工厂”蔬菜稳定供应市场。据日本富士经济统计,日本每年有55万吨的生菜需求,“植物工厂”供货量在2019年约为1.7万吨,市场份额占3%左右。预计到2030年,供货量将达到6.2万吨,市场份额超过10%。


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