案例分析：太阳光型植物工厂的技术进展
1.荷兰HarvestHouse联盟
荷兰有1万hm2玻璃温室，其中60%进行花卉生产、40%进行蔬菜生产，温室蔬菜的生产品目主要为番茄、黄瓜、彩椒，其番茄产量达8.5亿kg、彩椒产量达3.6亿kg。荷兰的大规模温室种植公司一般采取独立经营，但小规模农户经常采用合作社的模式扩大经营规模并降低风险。近年来，以RoyalPride公司牵头成立了HarvestHouse联盟，主要业务是为联盟会员提供包装和销售服务，联盟成员的温室番茄面积达390hm2、彩椒面积达400hm2、其他蔬菜种类30hm2，服务温室栽培面积达830hm2，仅在AgriportA7区的温室种植面积高达248hm2，将来还可再扩展165hm2温室面积（图1）。这种联营联销的产业联盟模式在残酷的市场竞争中不仅能够消除同行之间的恶性竞争、尽快占领一定的市场份额，还能有效发挥技术优势和资本优势，在长期低迷下行的欧美经济常态下取得更好的竞争优势。此外，该联盟还成立HBS（HorticulturalBusinessSchool）开展设施园艺教育、科普、培训活动，结合理论学习、实践技能、市场营销等多位一体化的专业培训。
2.荷兰式50-60hm2规模的大型温室番茄生产
2.1荷兰RoyalPride温室番茄项目（补光型玻璃温室）
RoyalPrideHolland是家族式番茄专业种植公司（图2），有50多年历史，拥有员工400名、管理人员30名、番茄种植专家6名，是HarvestHouse联盟的牵头单位。2014年在北荷兰省新建52.5hm2玻璃温室，分7个区独立控制，各约7.5hm2，全部使用Priva环境控制系统和营养液调控系统，配置有包装车间，可暂存24h番茄，其后由Greenpack公司包装销售（图3）。RoyalPride公司主要种植4个番茄品种：单果重20g的'Robinio’，单果重40g的'RedPearl’，单果重90g的'Roterno’，单果重150g的'BellaDonna’。RoyalPride公司的温室番茄生产全部采用热电联产废热利用、地热利用、雨水收集再利用、冷凝水回收、基于新老茬重茬栽培技术、生物防治等技术集成，实现了85~90kg/m2的番茄高产。RoyalPride公司作为荷兰TerraNaturaInt.行业标准制定者，其企业标准比欧洲农残标准更高。荷兰设施园艺界一直坚持1%光照可得到1%产量的理念，将温室番茄生产的光环境调控和营养液控制进行反馈联动。该公司的番茄生产以1200~1300J/cm2日累积光照量作为补光依据，并配合1J/cm2灌溉3mL水的规则进行分段灌溉管理。为了防止光污染，该公司温室采用了能够防止人工光外逸的保温幕。RoyalPride公司在荷兰温室产业并不算最高产的公司，但其严格的企业产品标准和节能环保创新还是非常值得尊敬的。
2.2荷兰AgroCare温室番茄项目（补光型玻璃温室）
AgroCare是由学护理的几个同学创建的农业种植公司，于1997年建设3.3hm2玻璃温室后，2004年发展到24.1hm2，2007年扩展至70hm2，到2015年期间又分别建设了4栋大型智能化连栋温室，温室总面积达到90hm2，主要生产番茄。在北荷兰参观的一处60hm2大型番茄温室项目，左右侧各有30hm2智能温室，每10hm2作为一个管理单元，有成套的天然气热电联产废热利用、生物防治技术、智能环境控制系统、水肥一体化循环供应技术等，大番茄产量达到90kg/m2以上（图4）。据温室管理者介绍，2016年2月下旬的天然气消耗量约为8000m3/h，换算成电能消耗为2016亿J/h，单位用电功率高达100W/m2。天然气发电主要满足温室电能需求、CO2补充、及余热利用，补光时段基本没有余电上网，发电余热约为8万J/h在白天储存到热水中用于夜间供热。AgroCare温室外建有包装车间，可分级包装自产番茄。该番茄温室项目的大规模生产和专业化程度可以说对中国参观人员是有一定震撼的。
3.河南中荷园艺科技有限公司的温室番茄项目（非补光型玻璃温室）
由河南裕华新材料股份有限公司和荷兰HBS公司联合投资成立的中荷园艺科技有限公司，于2015年在河南省焦作市博爱县工业区建设了一个占地面积为24000m2的番茄温室。该温室由20000m2温室种植区、2000m2育苗区和2000m2包装区组成，主要用于荷兰式长季节温室番茄栽培（图5）。温室根据当地气候特点进行设计，PRINSGROUP建造完成，其材料和设备（由荷兰企业STOLZE提供）全部采用荷兰进口，环境控制和营养液控制采用荷兰PRIVA产品，栽培管理由ROYALPRIDEGROUP全面负责。目前，温室种植品种主要是单果重为35~40g的串番茄'Brioso’，在育苗区种植单果重为140~150g的大果番茄'Siranzo’。据温室管理者介绍：番茄于2015年10月底定植、2016年2月初开始采收，串番茄到2016年4月1日截止已采收9穗，每穗留果8~9个，单果重在30g以上，累计产量已达14kg/m2以上，到2016年5月计划打顶，到2016年7~8月底的预计产量可达30kg/m2以上，而大番茄产量预计可达60kg/m2以上。
上述温室可以说是纯荷兰打造，温室建设成本为2000元/m2，但并没有看到荷兰式的补光设备和3层加温系统。温室覆盖材料全部采用AR散射光玻璃，内部装备有顶部通风、内保温幕、循环风机、喷雾降温、加温系统、CO2调控系统，没有内外遮阳和补光设备。2000m2育苗区配有12台热泵主要用于7~8月的育苗降温，育苗外用于番茄生产的时间则不使用空调。2016年3月该温室项目的日耗水量约为100~120t/天，按照4.4株/m2种植密度计算的株平均用水量或灌溉量约为1.0~1.2L/天。温室生产用工量是荷兰的5倍以上，且由于采用手工分装，包装车间长期用工量也很大。该温室到5月以后的降温负荷如何处理和栽培管理能否坚持到8月还需拭目以待。
4.日本式太阳光型植物（叶菜）工场（不补光型塑料温室）
2014年，由江苏省、无锡市、锡山区三级供销合作社共同出资组建的无锡市三阳生态农业发展有限公司，与日本三菱树脂农业梦想株式会社合资成立“无锡菱阳生态设施农业科技有限公司”，主要业务为推广3000m2和5000m2日本三菱式太阳光型叶菜植物工厂。该公司3000m2太阳光型叶菜植物工厂配备34m2人工光型育苗室和2800m2温室叶菜栽培面积，年产菠菜可达70t；5000m2上述设施配备51m2人工光型育苗室和4300m2温室叶菜栽培面积，年产菠菜可达117t。目前，已在宁波和无锡各推广3000m2示范型设施各1栋（图6），昆明推广5000m2生产型设施1栋。昆明的该太阳光型叶菜植物工厂自创“云上蔬”品牌，以推广为放心蔬菜生产目标。“云上蔬”采用会员制和套餐制销售，每包鲜蔬净重250g，每次发送7包但不少于5种蔬菜品种，按照4次、12次、50次的频率发送，分为顺丰快递与自提的6种套餐，折算售价为50元/kg。尽管该温室规模较小，难以满足蔬菜生产的多样性需求，但这种生产模式和商业模式还是得到了产业界和消费者的一定认可。如果能采用大规模专一化的生产模式，该种设施必将为我国叶菜生产提供一种经济实用且安全高效的解决方案。
（作者单位：中国农业大学，农业部设施农业工程重点实验室）
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