解密植物工厂的科技密码和盈利模式
种植
  
2025-09-11 18:10:17
[ 导读 ] 解密植物工厂的科技密码和盈利模式。

植物工厂的发展始于20世纪60年代欧美等一些发达国家,1960年,美国诞生了世界上第一家植物工厂,20世纪80年代,日本等国也逐步发展起来,而我国作为后起之秀近十多年植物工厂发展迅速,因此从靠天依地到以塑料大棚为代表的设施农业,种植模式虽然有了很大变化,但是蔬菜的生长仍面临气候变化、自然灾害频发、农药使用过量等问题。

早在2025年1月,《农业农村部关于加快农业发展全面绿色转型促进乡村生态振兴的指导意见》提出因地制宜发展日光温室、植物工厂、鱼菜共生等立体高效种养模式。

2025年2月,《农业农村部落实中共中央国务院关于进一步深化农村改革扎实推进乡村全面振兴工作部署的实施意见》提出探索实施大中城市周边现代设施农业更新工程,加快新技术新装备新材料集成应用,因地制宜发展日光温室、植物工厂、设施化畜禽水产养殖。

2025年4月,中共中央 国务院印发《加快建设农业强国规划(2024-2035年)》,文件提出实施设施农业现代化提升行动,建设标准规范、装备先进、产出高效的现代种养设施,发展农业工厂等新形态。

那么植物工厂的诞生,能否解决百姓吃菜的问题?植物工厂里的蔬菜与传统的蔬菜又有什么不同呢?植物工厂里蕴含哪些科技密码?今天我们一探究竟。

Q:植物工厂里的蔬菜和传统蔬菜相比,生产过程有什么区别?

A:从整个生产过程来讲,是没有本质区别的,都需要经历播种、萌芽、育苗、生长等过程,植物工厂所有的生产过程都能实现自动控制和智能化控制。从建筑结构来讲,完全是密闭的一个空间,不受外界环境的影响。植物工厂是颠覆传统农业的一个新兴战略产业。

Q:智能化植物工厂的阳光怎么解决?

A:照明是植物工厂首先要解决的一个技术核心问题。植物主要是吸收太阳光的可见部分,而可见部分就是红橙黄绿蓝靛紫这七色光,在植物工厂内,不同植物、不同的生长发育时期需要的光质光量是不同的。植物工厂早期是用钠灯/荧光灯,提供的是全色光,能耗很高。后期LED灯源的产生可以形成不同的单色光,也能满足植物生长的光需。

Q:LED光源是如何帮助植物生长的?LED光源如何使用?

A:不同波长的光具有不同的生理作用。对叶菜来讲,蓝光条件下植物生长更为健壮,红光条件下植物生长速度更快,绿光条件下更抗病。以生菜为例,育苗阶段采用更多的蓝光,这样苗子就会长得更健壮。到了快速生长阶段,采用更多的红光,少量的远红光,生菜长得就会更快,产量就会更大。此外,通过调整光配方,可以调节生菜的纤维素含量、可溶性糖含量等指标,使生菜的口感更好。

Q:植物工厂里的空气如何控制?

A:首先,植物工厂里的空气是经过空气过滤器处理后进来的,不含病菌,大大降低植物病虫害情况,减少农药使用,生产的产品更加安全。其次,植物工厂可以智能化控制二氧化碳浓度,加之光源、温湿度配合,植物光合作用的速度提高,产量也随之提高。结合双碳政策来讲,这也是固碳的一个重要途径。

Q:植物工厂里土壤问题如何解决?

A:在植物工厂里,是用营养液实现土壤功能的替代。植物营养液培养,是20世纪40年代50年代的重大突破,矿物营养学说产生以后,温室里首先就产生了用营养液来进行水培植物,通常营养液是由单管通道来供给植物的营养。植物工厂创新了植物培养的模组,营养液可以是水培多层的,还可以把营养液系统和栽培支架组合在一起,形成一种营养栽培的模组,这在国际上是一个首创。通过智能化控制营养液的成分,在植物不同生长期,提供不同的营养液种类和组成,而且可以调节营养液的pH、氧溶量等指标。

Q:中国植物工厂的创新有哪些?

A:我国是植物工厂产业化发展最快的国家之一,据统计,截至2024年我国植物工厂数量增长至493座,建设规模为27.47亿元,成为仅次于日本的植物工厂发展大国。单体规模一般为几百平方米,上千平方米的有10多家,其中最大的有6万平方米,很多地方建起了展示型、示范型植物工厂。植物工厂中的垂直农业不仅可以作为我国农业耕地减少的补充,还可以高效高产地机械化生产蔬菜,同时还能规避病虫害及土壤污染对植物的影响。不仅如此,植物工厂还可以作为作物育种加速器,将为解决粮食安全保障提供重要的途径。

Q:我国的植物工厂还可以生产哪些植物?未来的发展又如何?

A:植物工厂依托于设施园艺、建筑工程、环境控制、材料科学、生物技术、信息学和计算机(网络通讯、人工智能、模拟与控制)等学科,是知识与技术密集的集约型农业生产方式。对于土地匮乏的国家,植物工厂是一个必需的途径,它能够提供战略需求。中国同样也会存在这样的问题,我国实际上也在大量的进口谷物类粮食。随着消费水平的提高,国民对肉、奶、蛋、粮食的需求会越来越大。因此,植物工厂不仅仅可以生产蔬菜,在国家战略需要的时候,它也可以生产小麦、玉米、水稻、中药材等。在航空、海岛,甚至边防也需要用到相关技术。

Q:五大创新商业模式助力植物工厂盈利

A:

1.鱼菜共生循环模式

该模式高效利用土地,从土地上实现效益倍增,达到1+1>2的结果。比如95后女孩竞雯在江西鹰潭打造的43亩“鱼菜共生”植物工厂,通过立体栽培系统实现上层种菜、下层养鱼的水体循环利用。她采用激光补光技术,大幅降低能耗,使1亩地发挥5亩效益,年产果蔬2000吨,年收入突破千万。这一模式不仅提高了资源利用效率,还实现了经济效益和生态效益的双赢。
2.订单农业直供模式
订单直供模式解决产品销售难题之外,利用垂直工厂模式提高了产品产出率和利润规模。比如,新疆库车的智慧农业植物工厂采用“订单农业”模式,从采收至入库全程冷链,36小时内将蔬菜送达4000公里外的杭州超市。上半年,该工厂草莓产出达5茬9.2吨,与叶菜共创收124万元。这种模式确保了产品的稳定销售和较高利润,为植物工厂的可持续发展提供了有力保障。
3.深加工增值模式
以植物工厂作为起点,配上前加工和精深加工,从而实现农业溢价。比如湖南桑植县廖家村镇通过发展黄蜀葵产业,建成自动化烘干生产线,延伸产业链,大幅提升附加值。通过“公司+基地+农户”模式,以每公斤1.6元的保护价收购鲜花,使种植户亩均收益达3000-4000元。这种模式不仅增加了农民收入,还提高了产品的市场竞争力。
4.技术方案输出模式
卖技术方案已经成为农业公司的核心思路。这套模式成功区隔了卖产品模式,而是切入卖技术方法的赛道,提高了自身的竞争空间和盈利角度。上海交大“莓立方”团队将其植物工厂的AI算法系统产品化销售;浙江“拟生态队”的水培技术已在新西兰、卡塔尔等国家落地。技术输出成为独立盈利点,为植物工厂企业开辟了新的市场空间。
5.文旅体验融合模式
植物工厂的商业模式就是跳出农业做农业,农文旅模式激活植物工厂,并为植物工厂落地提供了基础。比如,无锡一家植物工厂通过邀请嘉宾现场采摘品尝,利用“可生食”体验建立品牌信任。这类工厂逐步开放参观体验,通过门票、研学课程创造额外收益。这种模式不仅增加了企业的收入来源,还提升了品牌知名度和美誉度。

内容来源:华经产业研究院、农业农村部官网等

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