智能农业,让蔬菜吃掉工业排放的二氧化碳

作者:农业技术

在荷兰南部的一些蔬菜大棚里,一年四季都种植着各种蔬菜,蔬菜的生长需要二氧化碳,而且越多越好,于是一些农民开始利用起工厂排放的二氧化碳。对工厂来说,大量的二氧化碳排放到大气中也是对环境的污染,有人要用,何乐不为。从20世纪90年代起,荷兰的两名工程师汉斯•梯梅杰和雅可布•林贝克就想出了这个主意,并开始运作。

在进入其中一个种植彩椒的大棚前,记者被要求穿上塑料外套,戴上橡胶手套并进行鞋底和手部消毒。工作人员还提醒记者,不要用手碰植株,保证环境尽可能无菌。

一行行植物植株被栽培在专用的人工栽培土中,水、营养液以及二氧化碳等从底部经管道接入。彩椒的枝干沿着悬垂的钢丝不断长高,工作人员需要一种专门的升降车进入成排的植株中进行采摘。而大棚内的湿度和营养液的供应量,都由电脑控制。

马塞尔•波内卡普是种植玫瑰花的农民,他深有体会地说,“自从用上了管道输送的二氧化碳肥料后,玫瑰花明显长得比过去要好,而且插在花瓶里保鲜时间也比过去长,这样好质量的花,使我能够卖更好的价。”

白天电脑种菜,晚上机器人守夜

日本智慧农业以信息技术为特征,解决了日本劳动力少的问题,实现了农业产业转型升级。 日本重视人才培养,借助农业信息网络、农业数据库系统、精准农业、生物信息、电子商务等技 术成功实现了农业产业转型升级。学习日本智慧农业发展经验,可以帮助我国智慧农业更快更稳地向前发展。

他们找到了位于鹿特丹西郊的壳牌石油公司的一个炼油厂,该厂在提炼石油过程中有大量的二氧化碳排放。工厂附近还有一条85公里长的废弃输油管,可以用来将二氧化碳输送到南部的蔬菜农场。然而运作这一切需要投资,包括建造二氧化碳的压缩输送站,建造通往各农场的分支管线的费用,当时对这个风险项目没有人愿意投资。

今年年初,有媒体报道日本一些植物工厂管理不善、七成盈利难,东芝等大企业纷纷撤资的消息。此前,很多日本农户为拿到政府高达70%的补贴,纷纷上马植物工厂。但由于不掌握相关技术,这些植物工厂在耗尽政府补贴之后,又接连倒闭。有评论称,这是中国农业发展的反面教材。

所谓“植物工厂”,是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境条件进行自动控制,在很短周期和很小空间内就可实现植物大批量生产,实现农作物连续生产的高效农业系统。“植物工厂”概念最早出现在北欧,却在日本得到第一次大规模应用。目前全世界大约有400多座人工型植物工厂,其中一半在日本。

德国汉诺威大学的农业教授哈特姆特•施杜策说,植物吸收空气中的二氧化碳是很平常的道理,但蔬菜大棚通过使用工业化二氧化碳,可以使植物吸收二氧化碳的量超过平常值的二至三倍,而这些量对人体没有危害,植物却可因此增产40%。

秋彩农场专务伊藤胜敏告诉记者,秋彩农场由日本知名IT企业富士通与一家农业金融企业以及磐田本地一家种子研发企业,在2016年共同合资建立。目前,秋彩农场已初步实现环境控制的高度自动化和作业管理的可视化。工作人员能够在主楼通过多个显示屏实时观测温室大棚的温度、湿度、日光照量等数据,实现远程操作和云数据化。日本台风多发,当台风来袭时,工作人员可以通过远程控制开闭大棚的天窗。

近些年,植物工厂已成为全球农业投资的热门对象。而投资增加的原因之一,据古在介绍,是LED灯在植物工厂的大规模使用。以往植物工厂的成本中,电费约占25%,LED灯使用之后带来电费大幅下降,从而降低投资成本。据了解,人工光型的植物工厂主要是生产各种蔬菜,研究人员则关心附加值更高的药材,例如当归。在中国也有植物工厂专注于化妆品原材料的生产。

现在,离炼油厂20公里远的一些农户蔬菜大棚已经用上了工业二氧化碳,另一些较远的村庄也很快能用上,Ocap项目用户现在已经有500多家,预计将达到1400多家。每年工厂可以提供170000顿二氧化碳,等于为农户蔬菜大棚节约9500万立方米天然气。

“植物工厂”成投资热门

大棚夜间有自助机器人沿轨道行走,用LED灯等设备对植株进行监测,并形成光合作用彩色成像图,供工作人员调整温度、湿度等。伊藤胜敏介绍道。

作为Ocap项目的公司经理,林贝克感到非常高兴,因为这是一举多得的事情,首先,壳牌公司的二氧化碳排放有了非常聪明的处理办法。其次,农民不用在大棚里支炉子,制造二氧化碳。第三,蔬菜生长得更好、更快。第四,农民可以节约25%的开支。

近些年,植物工厂已成为全球农业投资的热门对象。而投资增加的原因之一,据古在介绍,是LED灯在植物工厂的大规模使用。以往植物工厂的成本中,电费约占25%,LED灯使用之后带来电费大幅下降,从而降低投资成本。据了解,人工光型的植物工厂主要是生产各种蔬菜,研究人员则关心附加值更高的药材,例如当归等。在中国也有植物工厂专注于化妆品原材料的生产。

一个需要10个人管理的植物工厂大棚,一年能收获100 万株蔬菜,销售1亿日元(约合587万元人民币)。植物工厂还设有参观室,里面有很多供家庭和大学教学使用的小型植物工厂,大小同冰箱冷柜相当,还可以通过网络app和其他人建立联系。

随着能源价格的不断上涨和企业为环保项目的投资增加,情况发生了变化。2004年,这两位工程师的设想终于得到一家荷兰建筑公司和德国林德公司在荷兰分公司的支持,双方共同投资1亿欧元,用于建造二氧化碳的压缩站和铺设通往农户蔬菜大棚的输气管线。2005年9月,这个名为Ocap的项目正式投入使用。

伊藤胜敏告诉记者,大棚夜间有自助机器人沿轨道行走,用LED灯等设备对植株进行监测,并形成光合作用彩色成像图,供工作人员调整温度、湿度等。

田舍馆村是日本稻田画的鼻祖。受到麦田怪圈的启发,为了振兴当地经济,开发观光资源,1993年该村村民开始制作稻田画。稻田画每年题材都不同,涉及日本内外,非常广泛,如今,每年去田舍馆村的参观旅游人数已超过20多万。甚至,还有一些大企业找上门,希望能利用农民们的稻田画来为他们做“宣传广告”。稻田成长期的稻田艺术吸引大批的游客;秋冬后稻谷收获后,又把稻杆变成艺术品,同样实现了稻田的价值。日本的稻田画激活了种植业,农民的的收入除了来自农产品销售收入外,还可以发展创意农业增加收入。

植物从空气中吸收二氧化碳是早已为人熟知的常识,现在荷兰的一些农民在蔬菜大棚里开始大量利用工业排放的二氧化碳,既促进了蔬菜的生长,又消耗掉了人类排放出的二氧化碳。

和农业大国中国相比,日本虽然国土面积狭小,多山地丘陵,但是其发达的农业技术以及精耕细作的农业传统,令全球惊叹。近几十年来,随着日本人口老龄化加剧,年轻人普遍不愿从事艰苦的农业劳动,日本被迫探索出一种减少人力、提高生产效率的智能农业模式。《环球时报》记者近日随中日韩三国联合采访团一起赴日本调研农业,在这里,记者看到最先进的日本农业经营模式,也了解了其失败的教训。

位于日本静冈县磐田市的富士通“秋彩”智能农场,秋彩农场园区占地8.5万平方木,有12个足球场大。园内有很多高达6米的蔬菜大棚,外部都是全玻璃结构。大棚顶部的钢架结构也非常少,农场负责人表示,这是为了保证更大面积的光照。

对此,古在表示,目前在日本真正盈利的植物工厂大概占30%。但他认为,70%的植物工厂出现赤字并不值得惊讶,“媒体对新生事物的负面不应该过分渲染,50年前没有人认同大棚种植蔬菜,现在日本80%的西红柿和90%的草莓都在温室内种植”。

工作人员在进入其中一个种植彩椒的大棚前,都会穿上塑料外套,戴上橡皮手套并进行鞋底和手部消毒。严禁用手碰植株,保证环境尽可能无菌。

走在一行行的植物中间,记者看到植株被栽培在专用的人工栽培土中,水、营养液以及二氧化碳等从底部经管道接入。彩椒的枝干沿着悬垂的钢丝不断长高,工作人员需要一种专门的升降车进入成排的植株中进行采摘。而大棚内的湿度和营养液的供应量,都由电脑控制。

日本式的盈利模式

日本农业的前车之鉴

“植物工厂”成投资热门

记者一行首站是日本静冈县磐田市的富士通“秋彩”智能农场。秋彩农场园区占地8.5万平方米,有12个足球场大。园内有很多高达6米的蔬菜大棚,外部是全玻璃结构。大棚顶部的钢架结构也非常少,农场负责人告诉记者,这是为了保证更大面积的光照。

白天电脑种菜,晚上机器人值班

离开静冈,记者一行来到千叶县一家植物工厂。所谓“植物工厂”,是利用计算机对植物生长的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境条件进行自动控制,在很短周期和很小空间内就可实现植物大批量生产,实现农作物连续生产的高效农业系统。“植物工厂”的概念最早出现在北欧,却在日本得到第一次大规模应用。目前全世界大约有400多座植物工厂,其中一半在日本。

对此,古在表示,目前在日本真正盈利的植物工厂大概占30%。但他认为,70%的植物工厂出现赤字并不值得惊讶,“媒体对新生事物的负面不应该过分渲染,50年前没有人认同大棚种植蔬菜,现在日本80%的西红柿和90%的草莓都在温室内种植”。

除此之外,资金缺乏也是制约日本农业发展的一大瓶颈。古在丰树表示,因为投资不足,日本和韩国在植物工厂领域的发展处在危险状态。日本首富、日本软银集团CEO孙正义曾投资一家美国植物工厂引发热议,而中国LED企业三安集团和中科院植物研究所合作在福建投建的世界最大规模植物工厂,也令古在丰树印象深刻。

日本农民虽然有“绣花”般细致的耐心,但是日本农业企业长期存在“单打独斗”现象,也是制约其农业发展壮大的因素。伊藤胜敏在介绍秋彩农场成立的初衷时就表示,以往日本的农业存在“指向单向性”,“研究就研究,生产就生产,流通就流通”。以日本农业育种模式为例,伊藤胜敏告诉我们,日本全国目前只有两家大型育苗公司,许多小规模育苗作坊培育的种子品质其实并不差,但是因为没有打通下游,所以附加值较低。

在国立千叶大学园区被蔬菜大棚簇拥的一个二层小楼里,记者见到74岁的日本植物工厂研究会理事长古在丰树。古在对参观植物工厂的记者说,植物工厂是密闭的环境,工作人员通过一套千叶县独有的“成长管理系统”对蔬菜生长进行监控。蔬菜从开始种植到成苗需要约20天,在此基础上,再过十多天就可以收获。一个需要10个人管理的植物工厂大棚,一年能收获100万株蔬菜,销售1亿日元(约合584万元人民币)。在参观室,记者也见到供家庭和大学教学使用的小型植物工厂,大小同冰箱冷柜相当,还可以通过网络App和其他人建立联系。

除此之外,资金缺乏也是制约日本农业发展的一大瓶颈。古在丰树表示,因为投资不足,日本和韩国在植物工厂领域的发展处在危险状态。日本首富、日本软银集团CEO孙正义曾投资一家美国植物工厂引发热议,而中国LED企业三安集团和中科院植物研究所合作在福建投建的世界最大规模植物工厂,也令古在丰树印象深刻。

日本农民虽然有“绣花”般细致的耐心,但是日本农业企业长期存在“单打独斗”现象,也是制约其农业发展壮大的因素。伊藤胜敏向《环球时报》记者介绍秋彩农场成立的初衷时就表示,以往日本的农业存在“指向单向性”,“研究就研究,生产就生产,流通就流通”。以日本农业育种模式为例,日本全国目前只有两家大型育种公司,许多小规模育种作坊培育的种子品质其实并不差,但是因为没有打通下游,所以附加值较低。

在中国的农业,至少85%以上实现不了二次盈利。打个比方,农民种了100亩麦子,核心收入来自卖掉麦子。一旦遇到滞销,就得赔钱。但在这方面,日本的经验值得我们学习,其中一个例子就是日本,为普通的稻子找到了新的盈利模式。日本的稻田画就是值得我们学习的一个方向。

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植物工厂

位于千叶县一家植物工厂,在国立千叶大学园区被蔬菜大棚簇拥的一个二层小楼里,74岁的日本植物工厂研究会理事长古在丰树表示,植物工厂是密闭的环境,工作人员通过一套千叶县独有的“成长管理系统”对蔬菜生长进行监控。蔬菜从开始种植到成苗需要约20天,在此基础上,再过十多天就可以收获。

秋彩农场专务伊藤胜敏表示,秋彩农场由日本知名IT企业富士通与一家农业金融企业以及磐田本地一家种子研发企业, 在2016 年共同合资建立。目前,秋彩农场已初步实现环境控制的高度自动化和作业管理的可视化。工作人员能够在主楼通过多个显示屏实时观测温室大棚的温度、湿度、日光照量等数据,实现远程操作和云数据化。日本台风多发,当台风来袭时,工作人员可以通过远程控制开闭大棚的天窗。

日本农业的前车之鉴

2017年年初,有媒体报道日本一些植物工厂管理不善、七成盈利难,东芝等大企业纷纷撤资的消息。此前,很多日本农户为拿到政府高达70%的补贴,纷纷上马植物工厂。但由于不掌握相关技术,这些植物工厂在耗尽政府补贴之后,又接连倒闭。有评论称,这是中国农业发展的反面教材。

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