植物工厂发展中存在的问题及解决办法

作者： 来源： 浏览次数： 国57日期：2012-11-1 13:04:06

第一节、植物工厂发展中存在的问题

从植物工厂产生到发展的整个过程来看，经济效益、社会效益、生态效益、示范效益、科普 效益、观光效益特别明显，高产、高效、高质、安全，健康和可持续发展 点，实现水、肥、气同补”和技术集成是植物工厂的技术核心， 体化、流程自动化，管理智能化，资源节能化，过程透明化

是植物工厂”的特

生产”环境设施化、形式立

，是植物工厂的创新模式，这是

对传统农业的一种颠覆， 它创造了农业的神奇， 演绎着农业的神话， 使我们看到了农业的希 望，正如国际粮农组织所说的那样：植物工厂是二十一世纪农业的发展方向。 但是，就现阶段而言，植物工厂发展中还存在很多不足的地方和问题，还需完善。 一、建设成本问题

植物工厂建设成本和运行成本到目前为止都非常高，国内无锡植物工厂面积

6000怦，投资

500万元人民币，平均为 833.33元/血2,汤山植物工厂平均造价 1166元/血2,江宁台创园植 物工厂投资800万元人民币，总面积为 12000 m2,平均造价为667元/ m2,（是目前国内最 低的），而国内的其余植物工厂的平均造价均高于此。 国外植物工厂的造价更高，

日本植物工厂的造价均在 2万元/m以上，韩国知识经济部披露：

利用二极管LED人工太阳能建造植物工厂，将投资 3亿韩元折合人民币1609.88万元，建 495 m示范植物工厂，平均造价为

32522.8元/ m2o

在日本太阳光型植物工厂一棵

100日元以上，一般地

由于植物工厂成本造价太高， 导致生产出来的产品成本过高，

生菜的成本为50日元，而在完全控制性植物工厂中生产生菜成本是

讲，日本植物工厂生产 100克菜的成本为100日元，市场上零售价为 180-200日元，一只 番茄单价在10-20元。

植物工厂生产成本高，主要有以下几个原因： 1、 设备成本

国外植物工厂建设成本高是因为设施设备成本太高，如 板材料建温室，而阳光板单价为

90年代美国植物工厂开始使用阳光

140-180元/m,那么玻璃温室造价会更高。传感器是植物

工厂用量比较多的器材°,在国外当时一只传感器在数千元。 2、 人工光和热，费用高

在国外，一般植物工厂都是以全封闭（闭锁式）为主，属完全控制型，人工光用发光二极管

LED 和激光 LD 光照， 成本极高， 运行成本也高， 而且采用基质培和营养液水培冬季升温成 本居高不下。

3、人工成本费用高 由于植物工厂科技含量非常高， 产量也非常大， 需要在科技人员和普通工作人员共同工作来 进行，人工工资也是一笔不少的开支。

成本问题是制约植物工厂普及与推广的关键问题， 怎样解决这个瓶颈问题， 世界各国都在积 极探索，并取得一定的成果。

荷兰植物工厂，在加温方面 ,经过了多次变换以降低成本 ;最先开始使用煤加温，成本高且不 环保， 于是用油代替煤， 后来又用天然气代替油， 现在又用地源热能代替天然气， 既降低了 成本，又清洁、环保、效果更好。

现在许多国家利用沼气、 太阳能、 风能、甚至微生物发电来解决植物工厂的用电问题以降低 成本。 日本植物工厂已开始使用机器人采摘樱桃和瓜果， 日本政府 2011 年大地震后就开始加大投 入，引导植物工厂建设， 力争使植物工厂的成本降 1/3 ，使蔬菜成本从 100 克/100 日元降到 100 克 /60 日元。

目前 ,世界正处于新一轮科技革命大爆发前夜 , 人类社会正由体力时代和物力时代向智力时 代转变 , 技术群体化 , 智能化 , 高端化 , 科学化 , 产业化趋势不可逆转 ,各国都在加大投入， 积极开发植物工厂新材料，新装备，新技术、新能源，以期解决植物工厂成本过高问题。达 到推广、普及植物工厂技术，发展植物工厂产业的目标。可望取得新的 , 大的突破。 第二节、标准问题 全世界到目前为止已建有数千家植物工厂， 但各个植物工厂具有很大差异， 植物工厂形式装 备、器材，技术、产品、生产、管理千差万别。既没有统一的国际标准，也没有统一的国家 标准，甚至连行业标准和地方标准也凤毛麟角。 为了使植物工厂健康、稳步、快速地发展，规范植物工厂的各种技术指标， 必须由政府相关 部门牵头引导、 扶持配合植物工厂行业和企业， 尽快制定我国植物工厂的企业标准， 地方标 准，行业标准甚至是国家标准。抢占农业发展的制高点。

植物工厂的标准 ,应是一个庞大的标准体系。它包括材料、器材、设施、设备的采购标准体 系；植物工厂建设标准体系， 设计标准体系， 各种栽培技术标准体系 （基质培、 水培、 雾培、 潮溪培技术等）；植物工厂集成技术标准体系、植物工厂产品标准体系等。。我国在很多方 面由于没有制定标准，国际上就缺少话语权这个教训是沉痛地。

标准是通行证， 没有标准就很难进入国际市场， 标准就是竞争的主动权。 社会上这种说法非

常准确： “超级企业卖标准，一级企业卖专利、二流企业卖产品、三流企业卖苦力 发达”。国际上 国家已开创了 “技术专利化，专利标准化，标准垄断化 ”新型发展之路，这个值得我们

借 鉴。我国决不能在植物工厂这个新兴产业上丧失这块高地。 我们要把制定植物工厂标准体系 上升到国家科技发展地战略高度。 第三节、政策扶持问题

植物工厂是一个国家或一个地区农业发展水平的标志， 是设施农业的终极， 是二十一世纪农 业发展

的方向，是智力时代的曙光 ,所以当植物工厂产生之后，引起了社会广泛关注，引起 了各国政府的高度重视，有的国家政府甚至出台了一系列优惠政策加以扶持。

荷兰政府在 1983 年到 1993 年期间对建设植物工厂的企业和个人实施 50% 的资金补助。 迎 来了植物工厂建设的黄金十年。

日本政府认为： 21 世纪植物工厂对解决粮食问题，环境问题，并且考虑到对宇宙开发等问 题的重要性，于 2009 年 4 月出台了一系列财政扶持政策；无论是企业还是个人，建植物工 厂都一视同仁地补助 50% 资金。当年, 日本政疛对农林水产省植物工厂建设补助 96 亿日圆， 对经济产业省植物工厂建设补助 50 亿日元，总计投资 146 亿日元。 2010 年又追加了植物 工厂建设的补助， 10.4 亿日元，总计 156.4 亿日元。 2011 年大地震后，日本政府对植物工 厂的财政补贴一半、地方政府补贴 7% ，生产者建设成本只有 43% 。由于政府的重视，财政 扶持、致使 2009 年日本建有 49 家植物工厂 ,成为植物工厂数量最多的国家。

美国植物工厂在 90 年代之所以快速发展，这与政府的支持是分不开的。美国在亚利桑那州 图森市郊建起了 “生物圈 2号”的植物工厂，图 4-5 、生物圈 2号，总面积 1.2 公顷， “生物圈 2 号 ”植物的产量是地球产量的 16 倍。我国政府对农业的发展是非常重视的。现已连续九年 中央一号文件都是农业发展问题，已把农业的发展上升到国家发展战略的重中之重的位置， 2012 年的中央一号文件特别强调农业结构调整和农业科技创新。 但是，就植物工厂这个农业新兴产业领域的支持力度还存在这下面问题：

一、没有把植物工厂的发展列为专项扶持内容 植物工厂是一种资金密集型产业， 建设前期需要大量资金投入， 没有各级政府的财政支持是 不可能的。欧美发达国家对农业补贴 40%,日, 韩, 台滂地区对农业补贴达 60%, 而我国农业

补贴只有 4%, 我各国植物工厂的发展经验都说明了政府支持的重要性。 政府应识设立植物工 厂专项补贴资金 , 以促进植物工厂快速发展 , 保障我国粮食和食品安全和有效供给 ,

二、没有建立植物工厂的专业研发机构 植物工厂是技术密集型产业，科技创新是动力和核心竞争力。新产品、新材料、新工艺、新 装备的开发， 都必须依赖科技创新体系和研发机构。 因为植物工厂的技术是集成技术， 需要 多学科技术的交叉，多种人才的集聚，这一切都必须有赖于创新体系和研发体系机构建设 , 沒有相关科技的研发和和创新 , 怎能抢占国有制高点 ?。

三、没有建立有关植物工厂的行政管理机构 在植物工厂建设中，成本核算，技术认证、产品检测、信息交流、专利申请，都离不开政府 引导管理与监督。 有赖于行政管理机制的协调。 为此， 我们应该学习和借鉴国外植物工厂发 展经验，创新适合我国国情的一系列国家政策支持体系和行政管理机制和体系。

一、根据实际情况制定经济扶持政策， 对植物工厂建设的企业或个人 （龙头企业、 个体业者） 按规

模造价的比例，给予经济补贴，一视同仁。

二、建立国家级、地方级或企业等植物工厂多层级科学研发机构。 从事科技创新， 并对相关 科技创新成果包括新材料， 新产品、 新装备、 新工艺以及专利获得者都要给予一定的奖励和 激励。 三、建立有关植物工厂的形成管理体制， 负责植物工厂的成本核算，技术评审和认证， 信息 交流、专利申请、政策落实等相关方面的引导，管理和监督，为植物工厂保驾护航。 第三节、人才培养问题 信息时代的到来， 经济发展战略环境发生了重大变化， 国际竞争转为经济发展和科技的综合 国力竞争， 人才的发展在这个竞争中具有战略性决定性意义。 发展现代化 , 首先是人的现代 化, 劳动生产率的提高 , 已经由劳动强度的提高向依靠技术不断进步 , 劳动者素质和技能不 断提高 , 劳动手段不断改进来实现 , 发展教育是人才发展战略的重要支柱，提高全民素质是 关键。 我国人口众多，吃饭问题，健康问题，是最基本也是最根本的问题，植物工厂的出现，是解 决我国这个最基本最根本问题的最重要的途径。 由于植物工厂是设施农业的最高阶段， 科技 含金量较高，需要大量有知识、 有技术， 懂经营的新型农业技术人才。 植物工厂新型农业技 术人才的培养 , 是我国农业发展最关键问题。

一、我们应该发挥各大院校，包括职业院校人才培养主渠道的支柱作用，面向社会、面向未 来，开设智能农业专业课程，坚持人才全球化，人才市场化观念， 培养高素质的农业应用人 才,创新创业型人才。

二、有经济和技术条件的企业， 尤其是已建有植物工厂实习基地的企业， 国家应该采用阳光 政策扶持这些企业负责免费对农民进行植物工厂技术培训， 使从事农业的人员看得见， 学得 到，用得上，得实惠。

三、坚持从实践中选拔人才的正确方向 ;不可思议地是 ,我国植物工厂现阶段的设计者，建设 者、管理者有一部分却并非来自高学历者， 而是来自农业第一线的低学历甚至无学历的农事 从业者。 他们中有的人已获得了植物工厂设施建设某些方面的专利， 有的人写出了相关高水 准论文， 甚至出版植物工厂方面的科学著作， 他们已成为我国植物工厂建设的主力军。 为此， 政府在发展植物工厂产业中， 在人才培养与激励政策制定时， 不能唯学历， 应重在实践和实 际技能， 对那些在植物工厂实践中发现的技术人才， 领军型人才和创新型人才 （无论是否有 学历，有文凭），改革旧的人才评价机制 , 技术评价机制 ,都应根据实际情况，重实践重效 果, 经考核认可后， 都应给予相应的技术职称和与之相适应的待遇。

为人才辈出创造大环境。

总之，政府要利用一切资源，整合一切要素，为我国植物工厂的发展培养实用型，领军型、 创新型、创业型庞大的科技人才队伍。

第四节农民组织问题 我国农村主要土地承包经营 , 比较分散 , 绝大多数还是釆用传统农耕方式 , 劳动效率低下 , 在农村推广普及植物工厂技术 , 既是大势所趋但条件又不允许 , 单户农民进行植物工厂生

产, 无论从经济 , 精力上都存在困难 , 必须几户或多户自愿组成实体 , 才能进行 , 依靠整体 的力量延长植物工厂产业链 , 价值键 , 发揮植物工厂多种功能 , 把植物工厂效益最大化 , 才 能创造植物工厂更高的劳动生产率 , 才能 让农民得到更多更大的实惠 , 才是在市场上更具 竟争力 , 才能更好地维护农民的利益 . 把农民真正组织起来 , 是我国植物工厂产业发展的前 提, 植物工厂产业的发展， 已经向我们展示了现代农业的美好前景， 指明了现代农业的发展方向， 已经得到社会的广泛认同。植物工厂一旦普及，农民、农村、农业、农事也就失去了原来的 含义， 赋予新的概念；农业变为食品生产的工业， 农村变为食品厂聚集区， 农民变成了植物 工厂的工人，，农事变为休闲。生产更加轻松，生态回归自然，生活更加幸福。但是，植物 工厂的普及， 有待于人们思维观念的转变， 有待于植物工厂技术不断完善和创新， 有待于植 物工厂效益从其真正意义上的提高。

植物工厂不是作秀， 他的生命力完全在于产品的高产量， 高品质和创造的高效益。 虽然植物 工厂已在世界上少数国家中处于发展阶段， 但植物工厂生产的产品成本相对太高， 日本植物 工厂生产的生菜， 100 克生产成本为 10 日元，零售价 100 克为 180-200 日元，一只西红柿 成本为 10 元人民币。植物工厂的生产成本，提高了产品的成本，同时 购买成本。

我国植物工厂建设状态不平衡， ，有的地方处于试验研究阶段， 有的地方处于示范应用阶段。 甚至有的地方处于产业化的推广、普及的发展阶段。植物工厂的建设单位，都是科研单位， 龙头企业， 农业科技观光园、示范园等， 由政府项目支撑而建起来的。 虽然与国际上其它国 家植物工厂成本相比要低一些， 但与其它设施农业生产的产品成本还是高些。 植物工厂建设 和生产成本是植物工厂普及的瓶颈问题， 关键问题。 降低植物工厂的建设和生产成本是植物 工厂技术普及的前提。

降低植物工厂建设和生产成本，是解决植物工厂普及的重要途径。 一、降低植物工厂建设和生产的成本的原则

1、降低成本并不是降低植物工厂的要求和功能，只能完善和提高这些功能，才能提高设施 的利用率，产出率，以降低成本。

2、降低成本不能降低植物工厂的产量和品质，只能更高地提高产量和品质，才能更好地降 低成本，更有效的降低成本。

3、降低成本不能降低植物工厂的科技含量，不能浪费资源，只有不断提高科技含量，循环 利用一切资源，能源，才能真正降低成本，才能可持续生产。

4、降低成本要和国家产业政策接轨，不能违背国家低碳、生态的相关法律，法规和政策。 才能可持续，才能提高效率，降低成本。

二、降低植物工厂的成本的途径和方法 1、植物工厂类型的选择：

,相应地提高了消费者

植物工厂的类型可分为多种， 选择何种类型， 对降低植物工厂的建设成本和生产成本关系极 大。 人工光型或全封闭式植物工厂， 光照全靠人工补光， 而且加上全封闭式的建设， 成本相对于 太阳光型半封闭式的植物工厂建设和生产成本会高很多，经科学测试高达 20-40% ，这是因 为太阳光型的植物工厂是以免费的取之不竭的太阳光为光照和增温，这可大大降低用电量， 从而降低成本。日本等国大多采用 LED 人工光型和闭锁式类型的植物工厂，这是日本植物 工厂成本居高不下的原因之一。 2、能源的选择 植物工厂的电能源的费用，要占一定比例，为了降低能源成本，都在不断地创新， 开始时人 们烧煤向植物工厂供暖，供热，接着用油代替煤，然后有用液化气代替油，虽然从人工，设 备，生态多方面考虑都逐步见底了成本。 风能，生物能成本大大下降， 近几年人们又采用地 源热泵技术，利用地下能源，只用很少的电保持泵的正常工作，就能得到满意地、 廉价的能 源，相比较而言， 利用地源热泵技术来解决植物工厂的能源和成本问题， 到目前为止是最好 选择。

3、栽培技术和栽培形式的组合： 栽培技术和栽培形式的选择与降低植物工厂建设和生产成本密切相关。 从目前植物工厂采用的栽培技术来看，主要有基质栽培，水培（营养液培）和雾培等几种， 相比较而言，雾培技术是一种成本最低的技术。

这是因为：a、雾培技术是一种节水技术，雾培技术用水量是水培的

1/3，是滴灌的1/2 ; b、

雾培技术是节肥技术。基质培肥料利用率在 30% 左右，水培肥的；利用率 50%左右，二而 雾培对的利用率达到 90%以上；c、委培技术是吉恩技术，在冬季加温时，要使基质温度， 水的温度提高， 成本相对高得多 ,而雾培植物的根是裸露的，只需把空气的温度提高就行了， 这样大大节约了能源。 植物工厂的栽培形式， 分平面栽培和立体栽培两种， 两者的成本相比， 立体栽培的耗能比平 面栽培耗能应成倍的下降。

在植物工厂中，采用雾培技术和立体栽培形式是降低成本的措施之一。 4、 肥的选择

肥是植物的粮食， 肥的开支是植物生长过程中开支的一个重要部分。 无论使用哪种肥， 唯使 用生物能源是最佳， 成本最低， 这是因为利用垃圾和废弃物进行生物处理， 沼气可以用来照 明，沼液可以做营养液，沼渣可以作基质肥，这样使成本可大为降低。 5、 物理农业技术（驱虫灭菌）的选择

传统的驱虫灭菌， 都采用农药等化学品， 在植物工厂中固然使用生态型菊脂类低毒型方式灭 菌，但与物理农业技术驱虫灭菌的效果和成本相比， 在植物工厂中使用物理农业技术驱虫灭 菌效果更好，成本更低。

6、 智能化管理的选择

在植物工厂中使用传感器代替人工收集各种信息， 用计算机专家系统代替人工对植物工厂进 行管理，用物理网技术代替人力作远程营销，远程管理，效果极为明显，成本更为降低。 随着科学技术的发展，新材料， 新装备， 新工艺的出现， 植物工厂建设和生产成本必将成倍 甚至数倍的降低， 成本的降低相应地提高了效益， 植物工厂的示范效果更加突显， 到那时植 物工厂技术的普及时机就自然到来了。