作为植物生长的人工光源，LED植物照明的发展与植物工厂的商业化息息相关。近年来，得益于植物工厂商业化加速，国内LED植物照明快速发展。在今年的光亚展和双创周上都出现了“植物工厂+”的概念产品，并得到了广大参展商的关注。

　　即便如此，国内植物照明发展还是相对缓慢，仅鸿利、勤上、广明源等几家稍有名气，成规模者更是寥寥可数。当下，植物照明商业化的痛点在哪里?有哪些机遇，又将面临哪些市场挑战?或许LED植物照明最大的应用端——植物工厂的发展能给出答案。

　　植物照明将面临哪些挑战?该如何推广发展?

　　植物工厂主攻大城市

　　如今，植物照明广泛应用于植物工厂、植物景观以及育种照明三个领域，而目前最主要的市场是植物工厂。在植物工厂中，万物生长靠灯光，只需要弄清楚一些植物对水、光、肥的需要，就可以定制生长条件，打破它的地域性、季节性限制。

　　当前，植物工厂主要用来种植两类作物：一是叶菜的大量量产，如茼蒿、香菜、小白菜、生菜等植物;二是种植难度系数高的铁皮石斛、人参、牛樟芝、金线莲等经济价值较高的中药材，透过特定的LED频谱和管控系统，就能培育生长条件较苛的季节性作物。

　　灯光介入能迅速加快植物增长的速度，将生菜从种植到采收的30天周期缩短到18天，且品质不输自然生长。正是利用植物工厂高产的优越性，美国科学家规划建造植物工厂摩天大楼，这种植物工厂大楼只要建5座，就可以满足数百万人口的食用蔬菜量。

　　理论上，作为一种新型的农业模式，植物工厂能为大部分地方供应蔬菜，但高成本导致其只能重点进攻国内人口密集的大城市。一方面，由于经济发展不平衡，导致大城市人口剧增，蔬菜供应增大，而可耕种土地资源却不断减少，供需不断失衡;另一方面，随着城市污染日益加剧，城市居民的食品安全意识更加强，越来越倾向于购买有机食品，植物工厂的出现能很好地满足城市居民为健康食材买单的需求。

　　因为除了高产外，植物工厂还具备安全生产的优势。植物工厂是利用高科技打造的现代农业可持续生产系统。在这个生产系统中，实现植物的多层无土栽培，切断了植物与室外空气和土壤中重金属的接触;使用抗微生物材料的种植设备，采用经过消毒处理的植物种子，通过光质与光量的调整，改善蔬菜的营养与口感;采用物理农业技术代替农业杀虫灭菌，使植物品质达到有机品质甚至更高标准。

　　同时，园艺面积的大幅增加也加大了对植物工厂的需求。2015年设施园艺面积达410.9万公顷，产值达到9800亿元;植物组培面积2000万平方米，并且呈现逐年增长态势。据不完全统计，截至目前我国已建植物工厂达80多家，每年增长规模30-40家。

　　此外，随着植物工厂技术不断完善和提高，微型、迷你型植物工厂已应用于人们生活的各种环境，如：高级餐厅、咖啡馆、五星级酒店等场所，实现了蔬菜从生产到加工一体化。

　　积极探索盈利模式

　　作为植物照明最大的应用领域之一，植物工厂的市场化程度直接决定了植物照明的发展速度。然而，在国内甚至全球植物工厂的发展并不如人意，因为它投入产出不成比例已经严重阻碍了其发展步伐。

　　一直以来，植物工厂都是依托大的LED企业或集团建立的，其前期设备投入费用极大。首先，植物工厂初装成本较日光温室、连栋温室高出很多，一般在6000元/㎡以上，一个100㎡的人工光植物工厂，初装成本在60万元以上。其次，植物工厂生产成本高。以生菜为例，人工光植物工厂生产生菜成本在10～30元。然后，植物工厂运行成本、能耗和人工成本高。一方面植物工厂光源、环境控制系统运行(空调、气流、营养液供给等)都需要消耗电能，能耗偏高;另一方面，自动化程度低，移栽定植、育苗、收获劳动力成本高。

　　对成本高企的植物工厂而言，其收益却微乎其微。以目前普遍种植的生菜为例，植物工厂生产出来的单棵售价高达40元，是普通生菜平均每千克4.8元的售价的15倍。如此高价的菜对普通消费者来说并不容易被接受，只能占据极小部分市场。

　　由于投入产出的严重不协调，现阶段植物工厂基本上是亏本运营，即便是在植物工厂发展最迅速的日本也不例外。据《福布斯》杂志曾报道，在今年在东京举行的温室园艺与植物工厂展上，松下公司市场营销和业务规划部经理松叶正树(音译)说，目前日本的植物工厂有大约70%无法实现盈利，他个人甚至认为，这一数字应该接近90%。

　　松叶的说法得到了其他参展商的认同。如果不是靠政府补贴，很多植物工厂的经营者恐怕早已被淘汰出局。鉴于日本被认为是植物工厂技术的领导者之一，可想而知，在世界其他地区的植物工厂也是在政府的帮助下才得以生存的。

　　而国内对植物工厂的扶持力度还不是很大，这也导致我国植物工厂规模普遍偏小，生产以叶菜为单一主植物，环控技术装备水平参差不齐，而且以示范展示性和研究性植物工厂居多，商业化运行的植物工厂较少。

　　现在，以日本、中国台湾为代表的植物照明厂商都在积极地探寻新的商业模式，寻找新的赢利点。如今，植物工厂的市场机会可分为两大类：一是植物工厂设备销售与建置，另一个是植物工厂重点培育高附加值的产品。前者主要是针对追求食品安全的小众消费群体，像给家庭、特色餐厅等场所提供小、微型植物生产设备;而后者则是针对特殊人群，通过调控光谱及营养胁迫等方法，开发功能性蔬菜，以满足不同人群的营养摄入需求，或者种植药草、香料等作物。

　　中华环保基金会的刘永印表示，若要实现商业模式上可持续盈利的植物工厂，有几个角度的问题需要思考，一是不要单纯地种植蔬菜，可以与有高经济价值的如三七、铁皮石斛等药植打通，进行产品的组合;二是在结构设计上，可以采用生态式、可移动式、小规模化的植物工厂，可链接式，如此供应链可以做的更全一点;三是人群定位，要有精准用户，保证利润。

　　技术不成熟需跨界合作推动

　　当前LED植物工厂存在的主要技术难题为，每一种植物对光的要求是不一样的，很多公司没有能力根据植物来应对调节光的波长，也不知道具体植物所需要的光的波长。这主要是由国内LED植物照明综合型人才缺乏、专利缺失等问题导致。

　　第一，LED照明与植物研究分离。由于LED植物照明需要结合LED照明技术和植物生长学，往往需要以植物为主体，从植物栽培原理的总体性光需求来综合考量。但目前，国内LED植物照明的开发和研究，与农业领域的研究领域是分离的，很难为植物生长提供最合适的光源解决方案。

　　第二，核心专利缺乏。目前，我国专业生产植物生长光照灯具的厂家规模小、数量少，且绝大部分分散在制造功能性照明领域。农业主要需要的峰值660纳米红光芯片无法形成规模，国内芯片外延片厂家也不愿投入人力、物力开发农用红光芯片。国内半导体芯片外延片行业起步较晚，积累经验少，在芯片外延方面的专利实力相对较为薄弱，大量的核心专利掌握在日本日亚、美国科锐等早期领跑企业手中，极大阻碍国内芯片企业的发展。

　　如今，我国LED植物照明市场化发展相对缓慢，要推动产业发展，需要LED植物照明制造厂商、植物工厂以及植物研究所跨界合作，根据植物特性安排匹配的照明光源，促进植物的光合作用;共同推进植物工厂的商业化，加速LED植物照明的发展进程。