放眼看去,眼前都是綠蔥蔥的一片片,這些蔬菜有著青翠挺拔的身子,排列地錯落有致,與平時所見的并沒有什么兩樣。不過,看著層層疊疊的培育架矗立在眼前,蔬菜們頭頂上是整齊排列的各式光源燈具,感覺上又是那么不同。原來,這是現代化的新型農業培育方式,而采用這種新型種植方式進行規模化植物培育的地方則被稱為植物照明工廠,而這一切根源于LED植物照明技術的興起。
智慧風潮來襲,農業市場被打開
隨著藍光LED技術的逐漸成熟,以及智能控制技術、物聯網技術與傳感技術的引入,人工光源的能耗得以大幅降低,智能化的植物照明工廠漸漸開始崛起。2017年,物聯網巨頭京東方在北京打造了一座面積達4500平方米的植物照明工廠,使用各式LED植物照明燈實現了蔬菜從育種到成熟整個生命周期的光源供給。這種現代種植方式克服了地理環境的限制,有效提升了蔬菜的生長效率,并且大大提升了蔬菜產量。據悉,通過這種方式培育的蔬菜產量可以達到傳統土培種植方式的5倍。
早在上世紀八十年代末,美國曾建立了一座全球最大的超大型植物工廠——生物圈二號,這個項目旨在探索封閉生態系統構建的可行性。雖然這個項目最終以失敗收尾,不過卻為新型農業發展積累了許多經驗,為日后美國的垂直空中植物工廠建設打下了基礎。如今,美國已經有許多城市在建造各種植物工廠,并將相關技術輸出到了中東等地區。
今天,智能化、綠色環保理念早已深入人心,將高科技與農業相結合打造出符合現代社會需求的智慧農業是未來的一大趨勢。通過將生物技術、物聯網、大數據、人工智能、傳感技術等高科技技術整合起來,再依據植物生長規律對其生長環境進行精準控制,從而達到優化植物生長、縮短植物成熟周期、增加產量的目的,改寫傳統農業“靠天吃飯”的歷史,這一新型種植方式有著極為深遠的意義。
雖然植物照明技術優勢已完全凸顯出來,但要形成規模化培育,目前仍存在許多方面的阻礙。由于初期必須投資大量成本在設備上,即便能提高種植蔬菜的產量,種植出來的蔬菜在口感和味道方面與傳統種植方式差異并不明顯,在定價上并不具備競爭優勢,因此并不能快速給企業帶來高額收益。加上公眾對植物照明技術缺乏了解,難以一下子打開市場接受度,勢必要經歷一個推廣普及的過程。
總而言之,現代化的植物照明存在技術壁壘高、前期投入大、運營成本高、回報周期長等難題,這些都是LED植物照明行業發展壯大過程中需要面對的道道難關,而企業也會想方設法去解決這些難題。
前景被看好,科技巨頭們跨行“種菜”
擁有各種高新科技加持的智慧農業技術壁壘很高,前提投資建設成本不菲,因此一般企業很難介入這一領域。不過其廣闊的市場前景,還是成功吸引了眾多知名科技企業進行布局,其中包括工業巨頭GE、西門子、LG、鴻海、臺積電等知名科技巨頭,甚至包括京東、阿里巴巴這類知名互聯網企業。今年4月9日,京東無人機開放賦能暨智慧農業共同體啟動會在京東集團總部舉行,京東希望通過整合集團物流、金融、生鮮、大數據等能力,搭建一個覆蓋整個產業上下游的智慧農業開放平臺。而今年6月,GE宣布在英國建造一個5120平方米的LED照明垂直農場。
相較于這些科技巨頭們,全球知名照明企業巨頭歐司朗的入局顯得更為自然。事實上,歐司朗在植物照明領域的布局確實更早,畢竟在植物照明這一領域歐司朗有著更為深厚的技術積淀。
近些年來,歐司朗一直在大力擴張植物照明的業務范圍,通過投資并購等方式完善行業布局,致力于成為智慧種植系統和解決方案提供商。今年5月,歐司朗收購了美國Fluence Bioengineering公司,不久之后,又入股了加拿大Motorleaf公司。前者專門生產基于歐司朗LED芯片的LED植物照明系統,在垂直農業等領域占據優勢地位,后者則通過人工智能、數據分析等技術開發出了世界領先的高端溫室技術。
融合了各種尖端技術的新型智慧農業,與傳統農業已大不相同,為未來農業發展找到了新的發展方向。因此,贏得了全球科技巨頭們的青睞。不過,客觀來看,智慧農業目前還處于前期起步階段,距大規模產業化仍有一大段距離要走。
LED植物照明市場的格局與挑戰
隨著城市化進程帶來的城市人口激增、蔬菜供應需求增大,土地資源不斷減少等問題,傳統的農業生產方式引發的環境負擔不斷增加,在傳統種植方式之外尋求突破顯得愈發重要。而植物照明的方式擁有不可比擬的眾多優勢,通過集約化的種植方式,突破地理環境限制,能夠更大程度上節約資源,是未來發展的大勢所趨。
目前,LED植物照明三大主要市場為植物工廠、植物景觀、育種照明三大板塊。以全球市場來看,美國、日本、韓國、荷蘭等國在植物照明上處于領先地位。由于日本存在國土面積小、人口數量大、資源相對匱乏等問題,而植物照明技術能夠很好地緩解糧食、能源、土地等資源緊張帶來的壓力。因此,植物照明技術在日本獲得了高度重視,政府積極出臺相關政策進行扶持,對建設植物工廠企業和個人直接給予50%以上補貼。目前,日本擁有的現代化植物照明工廠數量為世界之最,截止到已經達到數百家。由于在植物照明方面擁有先進技術和經驗,日本已經在推動相關技術出口,以東芝、三菱為代表的企業正在積極推動自身相關技術“出海”。
我國臺灣地區是聞名世界的“半導體王國”,有著完善的光電產業基礎,植物工廠于2010年左右在臺灣開始起步。在資源方面,臺灣與日本情況類似,因此,臺灣選擇以精致農業作為發展方向,目前已經成功跨入世界先進農業行列,其植物工廠產品供應到了歐洲許多國家。
而在中國大陸,近年來隨著城鎮化進程不斷加快,城市人口密度明顯上升,資源壓力不斷增大,植物照明技術正處于最佳發展時機,國內以歐司朗、三安光電為首的眾多企業紛紛LED植物照明領域,為即將到來的市場做足準備。
雖然LED植物照明具有廣闊的市場空間,但目前在具體應用上仍存在一些短板。由于LED植物照明需要綜合考慮光強度、光譜、管分布均勻性、效率、發熱等要素,并且植物生長需要特定的波段,不同的品種、生長周期對光的需求也會存在差異,因此植物工廠需要綜合植物種類、生長階段等內容,適時調整出最佳生長曲線。歐司朗推出的OSLON產品家族完美涵蓋了植物生長的整個過程,只需要適當調整該系列LED的數量,即可實現深藍光、超紅光和遠紅光三色光的不同比例,可以十分輕松高效解決適應性問題。
總體而言,目前植物照明市場前景被看好已在全球范圍達成共識,其市場一旦爆發將會對農業市場帶來巨大影響。雖然中國市場起步相對較晚,不過由于中國市場體量巨大,市場一旦爆發,將會一發不可收拾。