植物工厂,人定胜天?
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什么是植物工厂
上游:由农业科技各硬件、软件以及消耗品的制造商组成,包括生长照明设备、自动化控制系统、空调系统、生长支架、栽培工具、其它农化用品等。该环节大部分供应商非常成熟,竞争充分;少部分核心设备(照明)则有一定研发门槛;
中游:由售卖解决方案和整体架构供应商组成,包括大型植物工厂公司和解决方案提供者。垂直农场解决方案包括工业级种植装置、货柜种植系统、全封闭受控环境种植和温室种植系统。中游为植物工厂的核心环节,也是初创企业最多的环节;
下游:农贸市场、商超、餐饮企业等销售渠道。
优势
超越土地
空间:现阶段,由于技术上的不完备以及经济性等一系列原因,植物工厂距离理想设计仍有一定距离,但在空间利用率方面的巨大优势已经凸显。 通过多层立体栽培,植物工厂的单位面积产量,土地、空间资源利用率均远超传统种植模式:部分采用垂直种植模式的植物工厂可达到10~14层,同等占地面积下,实际有效面积可提升4.2倍 [6]。伴随着技术的进步和内部环境调节能力的提升,这一数字仍有相当可观的提升空间。 地点:由于植物工厂并不必然选用土壤作为基底物质,水培、海绵基底、雾培等无土栽培模式的广泛使用,使植物工厂基本脱离了传统设施农业对土壤的依赖,从而在选址层面近乎完全自由,规模也可大可小,适应能力很强。废弃厂房、楼宇、集装箱,经改造后均可用作植物工厂;如砂石地、盐碱地等传统农业生产开发难度极大的非可耕地,也不影响植物工厂运作;对水资源的有效利用,也允许植物工厂进驻水资源相对匮乏的地区。 选址的自由为植物工厂带来有别于传统农业的商业模式,即在城市近郊甚至是市内进行批量种植。新鲜蔬果的物流损失很大,大量产品在途中就会被损耗,而植物工厂可通过利用闲置的城市、城郊空间进行规模种植,将产地尽可能贴近消费者的“餐桌”,从而减少对长途运输、多层分销的依赖,降低储运成本的同时供应更为新鲜的农产品。更稳定的供应,也可抑制作物因季节波动带来的价格波动。
超越自然
人造光源:理想的植物工厂完全不依赖自然光,转而使用人工光源满足植物生长需求,行业目前主要选用LED。 众所周知,光是植物生长的核心元素之一,但植物只能部分利用太阳光的光谱,如绿色的波长更强烈地被植物的叶子反射和透射,红色和蓝色的波长则更有效地被吸收。同时,可用的光谱和强度受地理、天气和季节影响。除了光合作用和生长的核心功能外,光还可以作为植物的信号,以某种方式促进它的成长发育,如产生更高的茎或促进开花。此外,不同的植物对光有不同的需求,它们对使用的光波也有不同的反应。 植物工厂正是致力于解决这些问题。 人造光源的高效之处在于,它不是简单模仿自然光,而是根据所种植作物的生物学效应调整光照强度、光质以及光周期,从而更有效地促进植物生长。通过人工补光或全人工光照射植物,可以促进植物生长,提高产量,改善产品形态、色泽等(如较绿色生菜更受欢迎的红色生菜),而且还可以减少病虫害(光照同样控制害虫、细菌和真菌病原体的昼夜节律)。
人工环境:上文已提及,除了人造光源外,植物工厂对内部环境的控制精度远超传统设施农业,可实现周年生产。内部的各生长要素均尽可能地维持在作物的最佳生长参数下,故不再受季节、气候影响,在自然灾害频发的当下也可降低异常波动带来的影响。 由于与外界实现了准隔离,工厂内植物的生长环境更加清洁,植物健康状况更佳。封闭设施尽可能的减少了病虫害的侵入,无土栽培的广泛使用也避免了土壤带来的常见病害——哪怕使用土壤的植物工厂,也倾向于选择经过处理的洁净土壤,而非暴露在外的天然土地。
绿色农业
水:得益于相对封闭且高度可控的环境,植物工厂可以实现极高水平的水资源循环利用。 上文提及的AeroFarms就曾表示,虽然旗下植物工厂的生产能力极大提高,但用水量只有传统种植模式的5%左右[17]。其它一些报道也提及,经过科学设计的智能灌溉系统可确定作物所需的精确水分平衡,叠加再循环系统,可将用水量减少90%~97%[9][18]。 肥:智能系统的存在也同样强化植物工厂对化肥的利用率。如雾培、水肥一体化均可确保营养物质直接送达根系,未被吸收的也可循环利用,从而减少化肥的过量使用。据称,植物工厂的肥利用率可达露地栽培的2~3倍[9]。 药:茄科作物如辣椒、茄子、番茄与马铃薯,葫芦科作物如黄瓜、甜瓜等作物有连作障碍,在普通大田或温室大棚条件下,连作会导致病虫害和减产,需要进行大量高成本高污染的土壤消毒与追肥工作。而多数植物工厂不存在这类问题,它们不需要天然土壤,高经济收益作物不必担心高强度连作而减产;由于消除了潜在的连作问题,加上近似密闭式的均一生产条件,保证了较少的病虫害,进而使农药用量远少于传统农业,对环境的影响也大幅下降。无污染的绿色农产品也更为符合当下消费者对食品安全的需求。
自动化
缺点
几十元的生菜
水土不服
资本热病
未来的道路
References:
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来源: qq
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