提到農場，人們最先想到的是大片的土地，如今，借由最新的農業科技，新型的農場正在顛覆人們原有的印象。越來越多的研究人員積極倡議在未來建立一種立體農業模式，即在高大的建筑物中用營養液培植農作物，無需一字排開地種植，而是種在多層架子上，這便是植物工廠。
帶著好奇心，近日，筆者來到位于東莞市一座辦公樓內的中實創半導體照明有限公司(以下簡稱“中實創”)，在技術人員的帶領下，走進了它們的植物工廠實驗室。
從農場到工廠 燈光和營養液是功勛
進入植物工廠的生產車間之前，需要洗手消毒，穿上膝鞋套和防護服等防護裝備，經過風淋設施除塵、消毒，這樣做的目的是把病蟲害和病毒擋在門外。
進入植物植物實驗室內，入眼便是如同超市貨架一樣的層層疊疊的栽培架。在這些架子上，各種生菜、番茄等蔬菜們“不見天日”，卻在LED植物燈光的照射下出落得水靈健康;未見一絲一毫土壤，只見作物的根須浸潤于營養液槽中，卻也兀自生長得生機勃勃。
技術人員告訴我們，整個植物工廠的蔬菜都采用無土栽培，通過控制植物從育苗到生產全過程的溫度、濕度、光照以及營養液等環境條件，使設施內的植物生長基本不受自然條件的制約。不僅有效的提高了種植效率，并且規避了各種自然災害和各種污染，比如土壤污染、水污染等，這里的蔬菜喝的都是五層過濾水加上均衡的營養液。
在植物工廠，萬物生長可以不靠陽光，而靠燈光。“不同的植物適合的紅藍光等比例有所不同，在不同生長階段所適宜的光照配方也不同。為了滿足相應植物的生長需求，我們一直在研究LED植物光效照明技術對于不同蔬果品種和不同周期的節律關系。”技術人員說。為此，他們根據植物生育的周期的需求，研發出了植物光照系列產品，并持續研究不同光譜光質結構對成品水果、蔬菜的口感和營養成分的影響。
植物工廠內蔬菜生長所需的養分則靠營養液來提供，而非傳統的土壤。因而，營養液調配技術甚至被很多企業視為商業機密。筆者在現場看到，每一層架子頂層都安裝了LED紅藍光植物燈，小苗則被安置在下方的一個個種植孔里，孔底下就是循環使用的營養液。據悉，該營養液由華南農業大學專家指導特別配制，“我們針對不同植物生長過程中對各類營養素需求專門配置，均衡地含有植物生長必需的離子螯合態營養元素。”也得益于此，蔬菜生長周期很短，3~4周就可以采摘。
技術人員還隨手摘下一片生菜讓筆者品嘗，植物工廠的內部環境嚴格控制，新風系統有效過濾空氣中的塵埃，營養液也在循環過濾，杜絕了病菌繁殖的源頭，也少了土壤污染、水源污染和空氣污染，所以這些蔬菜可以不用洗就能直接吃，且口感鮮甜、爽脆，高安全、高營養。
這家植物實驗室是由中實創在北京大學東莞光電研究院、華南農業大學、大連農科院等高校的傾力支持下設立的可控式多光譜植物實驗室，總面積500平方米，主要研究葉菜類、小玫瑰、以及番茄蔬果等。
自主研發大大降低成本，菜價有望下降
近年來，植物工廠在日本、中國、韓國、美國、新加坡等國家和地區發展迅速，一些國際知名企業(如飛利浦、GE、三菱等)也紛紛介入植物工廠的技術研發與產業推廣，全球植物工廠呈現極為活躍的發展勢頭。
但就目前進展來看，即使在自動化種植技術領先的日本，植物工廠也有大約70%是不盈利的。如果不是靠政府補貼，很多植物工廠的經營者恐怕早已被淘汰出局。據《福布斯》雜志報道，松下公司市場營銷和業務規劃部經理松葉正樹(音譯)甚至認為，這一數字應該接近90%。
建設和運營成本高使得植物工廠生產出來的產品價格居高不下。成本高成為植物工廠經營者迫切需要擺脫的瓶頸。
“LED照明模組和營養液均是我們自主研發生產，用電采用波谷時段給電，隨著近幾年的各種相關價格的不斷下降，種植成本也大大降低。”技術人員稱。據了解，為了實現高科技植物工廠的本土化，研發團隊聯合幾所國內著名高校和相關科研院協同研發，目前，中實創植物工廠已擁有多項自主知識產權發明專利技術，包括植物和閱讀共用LED照明模組、電機固定裝置、一種蔬菜栽培用高效富鈣營養液配方、一種植物種植設備……在光、溫、濕、肥、氣、苗、控等方面擁有核心自主創新技術。
據筆者了解，通常情況下，一個500平方米的人工光植物工廠，在日本造價為800萬元左右;在中國為500萬元左右。而在這些自主高科技和生產的支撐下，中實創的植物工廠實驗室比國際產品成本低很多。
首先，在建設成本上，采用已有廠房進行無塵車間的改造工程，節省巨額新建廠房的投入;其次，在設備成本方面，一個植物工廠所需的植物光源較多，而使用自主研發的LED模組以及給光獨特方法，無需引進或購買，設備成本可降低百分之三十以上;另外，在運營成本方面，利用多所高校的研發資源和檢測設備資源，和農業專業院校建立實習基地，加之利用波谷錯峰補光，用電量可削減60%以上;而特別配置的營養液不僅確保果蔬營養均衡，安全無公害，更加省去了相當大部分成本。
迄今，植物工廠與其出產的蔬菜仍被認為是“貴族蔬菜”，無法普及。除了缺乏銷售渠道外，主要的原因就在于相對高昂的售價。“因地制宜，設備成本和運營成本大大減少后，我們的菜價就能降下來了”技術人員說。
