Обзор последних достижений в области «растительных фабрик» в Китае, Японии и Нидерландах
В настоящее время в мире существует несколько репрезентативных типов «растительных фабрик», включая фабрики точного земледелия, представленные Японией, и фабрики крупномасштабного выращивания, представленные Нидерландами.
Китайские предприятия, такие как JD.com и COFCO, внедряют технологии «растительных фабрик» для экспериментального выращивания. В ходе расследования в этом отчете показаны последние уровни развития «растительных фабрик» в Китае, Японии и Нидерландах.
«Китайская роль» в «растениеводческих фабриках»
"Фабрика растений" компании JD.com в Тунчжоу, Пекин, считается одной из крупнейших в Китае, сочетающей японские технологии с использованием как солнечного, так и искусственного света. В этой теплице площадью более 10 000 квадратных метров вы можете увидеть, как выращиваются овощи без почвы.
Температура внутри растительной фабрики оптимальна. Овощи выращиваются не в почве, а аккуратно размещены на культивационных грядках на высоте более одного метра над землей, при этом слышен тихий звук текущей воды. С первого взгляда вся «растительная фабрика» больше напоминает большую лабораторию. Приподняв основание грядки с рассадой салата, можно увидеть, как неглубокий поток жидкости стекает сверху вниз; хорошо развитые корневые системы салата погружены в эту жидкость, что объясняет источник звука воды.
Эти жидкости служат питательными растворами для растений, эквивалентными «детской смеси» для растений. В воду добавляются различные питательные вещества в зависимости от потребностей каждого растения; например, «поскольку шпинат содержит больше калия, в питательный раствор добавляется больше калия». Сообщается, что «Растительная фабрика» использует японский метод «гидропоники с мелким потоком». Этот метод выращивания позволяет контролировать температуру питательного раствора, обеспечивает эффективное поглощение кислорода корнями овощей и экономит воду, достигая 90-процентного уровня повторного использования питательного раствора. Расчёты показывают, что примерно одной бутылки минеральной воды достаточно для выращивания одного овоща, при этом расход воды составляет всего 3% от расхода при традиционном почвенном выращивании.
В 2018 году компания JD.com внедрила технологии и оборудование для «завода растений» от японской компании Mitsubishi Chemical, включая семена и питательные растворы, все из Японии. Главное преимущество этих овощей заключается в том, что не используются никакие пестициды. Секрет отказа от пестицидов кроется в том, что «завод растений» изолирует патогены с помощью «беспочвенного выращивания».
JD.com также внедрила ключевые технологии японской компании Mitsubishi, включая ящики для рассады. Через небольшие стеклянные окошки на ящиках для рассады видны ряды многоярусных стеллажей, заполненных недавно проросшими саженцами. Ящики для рассады позволяют регулировать интенсивность света, концентрацию углекислого газа, температуру и влажность. Партию рассады можно вырастить за 8–10 дней, что более чем вдвое сокращает традиционный цикл выращивания рассады. После извлечения из ящиков для рассады эти саженцы высаживаются на грядки. Через 20–30 дней роста можно собрать один урожай. Например, салат можно собирать 12–14 раз в год, тогда как при выращивании в открытом грунте — примерно 3–4 раза в год.
В настоящее время все семена овощей для «Растительной фабрики» JD.com поступают из Японии. JD.com также проводит селекционные эксперименты с отечественными научно-исследовательскими институтами, чтобы подготовиться к использованию семян местного производства. Что касается направления селекции, то Япония опережает Китай; японская селекция уже вышла за этап обеспечения базовых потребностей и больше ориентирована на вкус и аромат. Большинство селекционных работ в Китае по-прежнему сосредоточено на урожайности, но есть сегмент потребителей с высоким доходом, которые ценят вкус, и овощи из «Растительной фабрики» ориентированы именно на эту группу.
Салат из «растительных фабрик» действительно более нежный и хрустящий, чем обычный салат на рынке. Во время пандемии овощи из «растительных фабрик» пользовались повышенным спросом. Что касается цены, обычный органический салат продается примерно по 6 юаней за 200 г, а салат из «растительной фабрики» стоит около 7,5 юаня. Потребители могут оформить заказ в приложении JD.com утром и получить продукты уже днем.
В отношении «заводов растений» отечественный уровень технологий аппаратного и программного обеспечения достиг самообеспеченности, без критических узких мест. Однако пока невозможно достичь более высокой точности управления системой и более длительного срока службы оборудования, как в Нидерландах и Японии. «Это как с чипами: мы не можем достичь высоких технологий, но можем удовлетворить базовые потребности». Кроме того, между Китаем и развитыми странами, такими как Нидерланды и Япония, все еще существует определенный разрыв в сфере селекции растений.
Голландская «Фабрика растений» предлагает индивидуальные решения
"Голландское сельское хозяйство вступает в эру 4.0!" Немецкий журнал Wirtschaftswoche сообщил, что в прошлом году экспорт голландской сельскохозяйственной продукции, такой как фрукты и овощи, достиг нового рекорда. На фоне острой глобальной продовольственной кризиса голландские «растительные фабрики» постепенно перешли к стадии массового производства и регулярных поставок.
Одним из таких примеров является «фабрика растений» GROWx, расположенная в бизнес-парке на юго-востоке Амстердама. Снаружи эта «фабрика растений» мало чем отличается от обычной компании. Однако внутри можно заметить существенные отличия от стеклянной теплицы: пространство более закрытое, и в нём появляется главный герой — светильник для выращивания растений.
Посетители, входящие в зону выращивания, должны надевать синие рабочие комбинезоны и защитные шапочки. Эта «растительная фабрика» в основном выращивает шпинат, салат, капусту кале и другие культуры. Хотя площадь завода составляет 2000 квадратных метров, он оснащен несколькими вертикальными уровнями выращивания, поэтому фактическая полезная площадь в три-четыре раза превышает площадь застройки.
Помимо технологий контроля климатической камеры, таких как температура, влажность и вентиляция, самым важным элементом являются светодиодные (LED) лампы для роста растений, излучающие фиолетовый свет. Известно, что эти лампы для роста поставляются профессиональным голландским производителем светодиодных ламп для роста растений и могут настраиваться в зависимости от различных растений и циклов роста, позволяя овощам расти быстрее и лучше, а также влияя на их вкус.
«Заводы растений» позволяют избежать влияния изменений погоды, а контролируемая среда обеспечивает высокое качество и высокую урожайность сельскохозяйственных культур. Эта стабильность также позволяет нам «настраивать продукцию» в соответствии с потребностями розничных продавцов и даже конечных потребителей. Вы можете заказывать «сезонные овощи» в любое время, и мы гарантируем своевременную доставку.
Однако у «заводов растений» есть и недостатки. Главный из них — высокая стоимость: строительство климатических помещений, необходимых для «завода растений», обходится примерно в три раза дороже, чем стеклянная теплица той же площади, а светодиодные (LED) лампы для роста растений, работающие круглосуточно, также стоят дорого. По сравнению с традиционным сельским хозяйством первоначальные инвестиции и эксплуатационные расходы в несколько раз выше. Во-вторых, «заводы растений» предъявляют более высокие требования к фермерам: они должны не только уметь выращивать культуры, но и обладать обширными знаниями в области ботаники и экологии. Из-за различных высоких затрат цены на выращиваемые фрукты и овощи в несколько раз превышают цены на аналогичную продукцию на рынке.
Тем не менее компания GROWx уверена в будущих перспективах. Нехватка продовольствия стала глобальной проблемой, особенно в крупных городах, а «заводы по выращиванию растений» особенно хорошо подходят для городской среды. В настоящее время многие нидерландские пищевые компании, крупные супермаркеты, стартапы и другие организации также участвуют в строительстве «заводов по выращиванию растений».
Расцвет «растительных фабрик» неразрывно связан с деятельностью многих ведущих нидерландских компаний, охватывающих множество этапов, включая строительство климатических камер, селекцию семян, внесение удобрений и освещение. В Нидерландах также находится Вагенингенский университет, занимающий первое место в мире среди сельскохозяйственных вузов. Проекты «растительных фабрик» также получили поддержку правительства Нидерландов, которое стремится создать общенациональную сеть «растительных фабрик». В будущем их продукция постепенно войдет в обычные домохозяйства и выйдет на рынки Европы и других регионов.
Продукция «растительных фабрик» вошла в обычные японские дома
В Японии «растительная фабрика» уже не является передовой концепцией, а стала частью повседневной жизни. В японских супермаркетах часто можно увидеть продукцию бренда «Vegetus»: квадратные прозрачные пакеты со свежими овощами, которые не нужно мыть и которые готовы для салатов или сэндвичей. Все они выращиваются без почвы и имеют общее происхождение — «растительная фабрика».
Японская сеть магазинов удобного формата FamilyMart сотрудничает с компанией Vitec Vegetable Factory Co., Ltd., продавая сэндвичи из овощей, выращенных в «растительных фабриках», в более чем 16 000 магазинах по всей стране. Технологические гиганты, такие как Tokyo Electric Power Company Holdings, Fujitsu, Panasonic и Sharp, активно участвуют в строительстве «растительных фабрик», и даже частные лица всё чаще рассматривают «растительные фабрики» как приоритетный объект для инвестиций.
В Японии впервые появились «растительные фабрики» в 1970-х и 1980-х годах. В то время внутренняя отрасль проходила модернизацию, что привело к списанию большого количества заводского оборудования. Одновременно с этим старение населения Японии привело к сокращению числа фермеров. Правительство Японии внедрило политику, поощряющую заводы повторно использовать устаревшее оборудование в сельском хозяйстве. В результате многие ученые начали исследовать искусственное освещение. На сегодняшний день Япония остается мировым лидером в области искусственного освещения для «растительных фабрик».
Согласно отчету газеты Nikkei, Япония является одной из стран с относительно большим количеством заводов по выращиванию растений в мире. Японская ассоциация тепличного хозяйства (район Чуо, Токио) заявила, что по состоянию на февраль этого года в Японии насчитывалось 386 «заводов по выращиванию растений». Однако статистика показывает, что многие «заводы по выращиванию растений» сталкиваются с убытками из-за таких причин, как переизбыток оборудования и недооценка компаниями сложностей развития каналов сбыта.
В интервью Макарри Фудзимото, представительский директор Генеральной ассоциации Innoplex, заявил, что стоимость оборудования для создания «растительной фабрики» составляет примерно от 60 до 70 миллионов иен (100 иен приблизительно равны 6,4 юаня). Чтобы смягчить влияние внешней температуры, необходимо добавить изоляционные слои и установить системы кондиционирования воздуха в здании, что обойдется примерно в 20–30 миллионов иен. Таким образом, общие требуемые инвестиции составляют от 80 до 100 миллионов иен. Он сообщил журналистам, что подходят стандартные промышленные здания или склады, при условии, что высота потолка составляет от 2,5 до 3 метров, а площадь — от 600 до 700 квадратных метров.
Сообщается, что в последние годы, по мере накопления технологий снижения затрат на воду, электроэнергию, отопление и рабочую силу, а также знаний в области культивирования, масштаб «фабрик растений» увеличивался. Цена энергоэффективного освещения на основе Светодиод (LED) также становилась все более доступной, и «прибыль начала показывать признаки роста». Япония является страной с самыми быстрыми темпами развития светодиодного освещения в мире. В 2014 году два японских ученых и один японо-американский ученый получили Нобелевскую премию за разработку синих светодиодов. С 2017 года более 95% новых «фабрик растений», построенных в Японии, используют технологию LED.
Помимо необходимости значительного стартового капитала, технология оборудования для японских «заводов растений» еще не созрела. В настоящее время более 90% продукции на японских «заводах растений» составляют листовые овощи, такие как салат-латук. Трудно достичь массового производства плодовых овощей, таких как помидоры, или корнеплодов, таких как картофель, на «заводах растений», поскольку освещение требуется не только сверху, но и с боков. В настоящее время исследовательские лаборатории Университета Тиба в Японии все еще экспериментируют со стабильным производством клубники на «заводах растений». Хотя клубника относится к фруктам, ее побеги растут горизонтально, а не вертикально, что позволяет им равномерно получать свет. В настоящее время клубника, используемая для приготовления тортов в Японии, импортируется из-за рубежа. Как только технология выращивания клубники на «заводах растений» созреет, появится значительный рыночный потенциал.