植物照明，建造未来的“城市农场”

李思楚　杜娟

“民以食为天”，现代城市生活对食品健康的要求越来越高，这不仅是食品安全问题，也关乎未来世界人口温饱和营养需求。联合国经济和社会事务部6月发布的一份报告显示，2030年世界人口将从目前的77亿增至85亿，2050年达到97亿。与此同时，气候变化、生物多样性丧失、土地资源短缺等问题不断加剧。

在寸土寸金的城市生产出大量健康绿色农产品，城市立体农场成为变革传统农业系统的可行性方案。放眼世界，粮食生产已经一改过往远离人口高密度聚居地的布局特点，开始在城市中寻求落脚点。目前，英国、荷兰、日本、俄罗斯等国家的城市农场逐渐兴起，一层层菜苗在盈盈的灯光下新鲜挺实，一年四季源源不断地被呈上当地居民的餐桌。

城市农场能够从构想变为现实，离不开提供光源的植物生长灯。昕诺飞GreenPower LED提供的专业解决方案，可以让农产品超越空间和四季的界限，同时减少能耗，降低了生产成本，保护资源环境。这对国土面积较小、水资源匮乏、人力成本较高的国家和地区来讲无疑是一个福音。

稳定光照方案扩容增产

“使用LED进行可持续种植食物有诸多好处。当我们控制植物所接受的光照时，我们就对它们的生长有更全面的控制。这意味着植物发芽更快，它们的生根也更迅速，因而我们能获得更高的产量。”英国伦敦GrowUp城市农场共同创立人Kate Hofman说。

GrowUp城市农场成立于2013年，位于伦敦东部工业区的一个闲置仓库内。在这个面积约为250平方米的种植室，能够投入10层的生长空间，这意味着种植面积扩大到750多平方米，每年可持续生产约2万公斤色拉蔬菜、草本类植物。实现面积扩容从而达到高产量的成果离不开昕诺飞植物生长照明系统。

光照是影响作物生长发育的重要环境因子之一，根据荷兰温室种植者的经验，1%的光照意味着1%的产量。以往使用的普通荧光灯散热差，为避免灼伤植物，生长架设定间隔大、层数少。而昕诺飞LED植物生长灯散热低，可以减少植物与灯管的距离，从而增加生长架的层数，达到生产空间的扩容，产量的增加。

昕诺飞植物照明不仅仅提供技术，而且提供一整套的智慧农场照明方案，其“灯光食谱”（light recipes）概念可以在特定环境下针对不同植物的不同生长阶段制定最佳光照组合。基于科学配比的光强、光质、光均匀度、位置和时间，搭配在此“灯光食谱”下适宜的其他环境因子，形成一套完整的植物生长系统。在昕诺飞LED灯光的照射下，蔬菜均匀生长，即使是边缘位置的秧苗也同样健壮，同时有效地缩短了农产品的成熟期，对提高总体产量亦有帮助。并且，昕诺飞LED植物照明团队专门设置了植物专员角色，更好地进行光配方开发以及与用户开展深度交流，为农产品整个生命周期保驾护航，确保品质和产量达到预期效果。

低成本低耗能保證可持续生产

植物光照方面，电费是成本里占比最大的部分，这也决定了产品价格是否亲民，能否可持续地进行商业化量产。Shinnippou公司在日本静冈县Yaizu地区自2014年1月起一直经营着808植物工厂。Shinnippou农业经营部总经理Katashi Kai提到，植物工厂最大的制约和挑战是设备成本和运行成本。该植物工厂运营时，最初使用的是荧光灯作为人工补光光源。据Kai说，当时引入LED作为补光光源成本过于昂贵，而且对其可靠性还存在一定担忧。基于这个原因，最初3年运营计划中涵盖了对荧光灯和LED补光效果进行对比研究。

研究发现，荧光灯有各种各样的问题。例如，荧光灯产生的热量不仅会灼伤植物叶片，缩短蔬菜产品的货架期，而且提高了空调运行成本;受荧光灯使用寿命限制，其光强在使用大约六个月后会产生光衰;而且，即使没有发生任何事故，仅由于灯的破损，仍然会存在异物污染的风险。

Kai表示：“LED没有此类问题或风险。因此我们决定采用昕诺飞LED补光系统，因为从中长期运营情况来看，采用昕诺飞LED设备成本和运行成本都会大大降低，而且在与其他品牌LED设备进行对比测试时，昕诺飞LED最终胜出。”

在2014年开始运营的第一座植物工厂内，安装了约12000支昕诺飞LED产品，随后在2017年竣工的第二座植物工厂内，又安装了几乎相同数量的昕诺飞LED产品。最终与荧光灯相比，电费降低了约40%。此外，除了植物工厂内部运营成本的降低，生菜在种植地就地包装，减少了零售商配送运输环节带来的成本和能源浪费。

“灯光食谱”生产高品质作物

GrowUp城市农场的农产品在收割12小时内就被呈上顾客的餐桌。据Stoke Newington地区The Good Egg餐馆大厨Joel Braham介绍，伦敦居民很喜欢GrowUp生产的色拉蔬菜。“我们使用它，皆因它具有不可思议的口味，并且无论什么时节都能得到这些色拉蔬菜，它的味道始终如一。”

虽然没有经历自然雨露的滋养，没有天然日光的沐浴，在昕诺飞LED植物灯下生长出来的蔬菜依然保留来自大自然的味道。但和自然环境不同的是，在这里生长的蔬菜不会受到疾风骤雨等极端天气的影响，更不需要担心最直接的虫害问题，即使有少量蚊虫，通过物理方式即可杀灭。

为了确保栽培室的卫生条件，工作人员要经过两道消毒、风淋过程才可进入。昕诺飞LED植物照明系统将光照设计成最佳条件，工人只需要就按照流程工艺进行工作，就能实现农产品工业化生产模式，人力投入的减少也降低了蔬菜受污染的危险。这样全封闭式培养让蔬菜住进了“避风港”，既有效杜绝了农药的施用，也保障了蔬菜的“绿色”本质，消费者可以尽情享用当地城市农场所提供的优质、安全的食品。

此外，通过调整昕诺飞“灯光食谱”可以对植物的营养价值做出高端定制，满足顾客高维生素C、无钾等功能性饮食需求。城市农场生产的产品除了优异的品质外还可以保护环境，农作物采收后不需要用水清洗，就可以直接食用，这对于餐馆和消费者来说是一项额外的好处，而对于节约水资源也大有裨益。目前，昕诺飞LED植物照明技术被广泛运用到城市农场、植物景观、育种照明大三方面。随着技术和市场的发展，其普及度将会不断提升。