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重磅發布，史上最全：2019 “室內農業科技領域” 行業繪

種植

蘭溪

2019-12-16 10:10:32

[ 導讀 ] 一篇文章帶你了解室內農業。

通過對室內農業的深入分析，我們跟蹤研究了1000多家此領域的公司，以了解描繪目前受控環境農業的技術生態，包括垂直農場、溫室、城市農場、植物工廠和集裝箱農場以及在各個場景中涉及到的科技技術。

了解行業風景

受控環境農業或室內農業，由于在受控環境中種植農作物具有令人信服的好處，一直受到極大的關注。此報告側重于對室內農業市場的技術生態方面的概況，而非熱點投資圖譜。

報告跟蹤了室內農業領域的1000多家公司。這里包括了那些直接和間接活躍在這個領域的公司。不同于其他機構的評估報告，此報告僅限于生產傳統作物的室內農業，從種子到收獲后的活動，以及在生產中用到的數字和信息技術。

行業被劃分為組件技術、種植生產系統和實際的種植者的廣義類別。室內運營中的其他一些重要組成部分，如建筑結構本身、能源系統以及傳統設備和供應未包含在內。

此外，該領域的許多公司，特別是成熟的供應商，會提供多個類別的產品，但在報告中僅被歸納到一種類別。還有，供應鏈平臺和其他下游應用程序也未包含在此報告中。

溫室是室內農業行業的一部分

溫室，作為一種更傳統的室內耕作方式，早已被大眾所熟知，但仍包括在討論中。盡管在不見陽光的全封閉環境中，使用人造燈光種植的室內植物工廠會引起更多的關注，然而溫室同樣有引人注目的優點，幾十年來一直被廣泛用來提高作物產量。

它們已經發展到技術成熟，規模龐大，部署廣泛，同時在能源、可持續發展、照明、環境控制、灌溉、監測和自動化方面融入了相當的創新。在一些溫室作業中，生產已經完全自動化。

組件技術

室內農業科技組件技術分為環境、監控、管理和自動化。一般來說，這些技術也同時適用于無陽光的密閉環境和有陽光的半封閉溫室環境。

環境部分包括用于維持最佳生長環境的系統供應商，即環境控制、灌溉施肥和照明。環境控制和施肥并不是新技術，但它們會影響農場經營者的決定，使運營更加精確和規模更大。

照明，是第三個組成部分，近年來經歷了更多的變化，因為LED已經成為傳統照明技術的一個普及化的替代品。照明系統，在沒有陽光的密閉環境中應用最為明顯，但也應用于溫室生產，在陽光不足時提供照明。

監測解決方案，包括用于收集環境、作物健康和病蟲害壓力數據的傳感器和成像系統。環境監測公司測量諸如室內和室外天氣、土壤水分以及養分、二氧化碳和光照水平等條件；收集歷史上用于驅動決策和相對宏觀水平上進行控制的數據。

最新的病蟲害和作物監測方面的創新，如自動偵察、壓力檢測和生長監測，可以將監控重點從維持外部環境條件，轉移到植物自身對種植者決策的實時響應上。

管理和分析部分，包括作物和農場管理解決方案，可能是所有組件技術中最有前途的。隨著傳感器和相關大數據分析的更廣泛部署，AI將越來越多地通過主動預測、實時自主優化來管理作物成長環境。

AI可以識別超出人類種植者能力的復雜交互。與田間耕作一樣，產量最大化并不意味著農場整體成功運營最大化。預測、勞力和整體農場管理解決方案可以滿足這一更大的需求。

自動化部門包括苗圃產前、產中和收獲后機械化的公司。苗圃和收獲后的自動化解決方案由來已久，包括前端的自動播種機和移栽機，以及后端的分揀、分級和包裝設備。

用于作物保護的機器人噴霧器和內部運輸方案，如自動引導車輛和移動工作臺系統，銷售狀況向好。

自動化的薄弱環節在于作物維護和收獲領域，特別是對于結果實的作物。盡管近年來進行了大量的研究和開發工作，但這些任務的自動化被證明是難以捉摸的，而且可部署的解決方案還處于萌芽狀態。

種植生產系統

除了向室內農業市場銷售單個組件技術外，企業還銷售各種配置的種植生產系統，包括家用、商用、全密閉和半封閉系統。

這些系統在尺寸和功能上幾乎是線性擴展的，從桌臺上消費級系統到專業的商業化規模級別的，供應商都有提供完整的生長環境。

雖然人們可以在亞馬遜、阿里巴巴和沃爾瑪網站上找到無數的消費者和業余愛好者種植系統，但由于此報告以商業作物生產為重點，所以并沒有關注他們。

工業種植裝置

這些獨立單元旨在用于餐館、超市或公司/學校的餐飲服務區域，專為批量生產而設計，既可以放在商店前也可以放在房子后。目前，雖然主要種植蔬菜和草藥，但他們可為零售商和食品服務提供最新鮮的產品，幾乎消除了配送途中產生的碳足跡。

這些設備不僅可設定生長環境，還包括操作軟件的所有必要元素，而且許多設備還提供服務/供應程序，其中包括種子、養分輸入、種植配方，甚至遠程監控和操作，即設備供應商可以遠程種植。

集裝箱系統

與工業裝置一樣，集裝箱系統提供了一個完整的成長環境，但通常被封閉在一個貨運集裝箱中。總體而言，這些單元可顯著增加產量，并在位置上提供極大的靈活性，包括在室外及室內使用。

只需適度的投資，大約10萬美元，它們每年就能生產出數噸的蔬菜和草藥。其各種優勢吸引了大量客戶，有零售商或食品服務商在其配送中心的設置集裝箱農場，也有想要嘗試每年室內種植的傳統農戶。

全密閉和半封閉種植系統

系統制造商可以以工業規模部署種植系統。它們通常是模塊化的，允許購買者根據需要來擴展。通常，這些系統含完整的種植環境，包括生產所需的所有組件，通常配置可以客戶需求制定。

這些系統專為減少勞動力和單位空間產量最大化而設計，并使用自動化來實現。與其他領域一樣，這些系統制造商中的許多都在為全密閉環境的和半封閉溫室的市場制造產品。

全密閉種植環境往往利用垂直農法，通常配置為堆疊的水平托盤或垂直生長的管柱/面板/墻壁。這些系統中的大多數利用水培提供養分，也有一些供應商正在提供氣培方法，例如瑞士CombaGroup的可移動氣培系統，或是魚菜共生方式。

目前，大多數的系統都在生產綠葉蔬菜和草藥，還生產草莓等水果。雖然與溫室相比，全密閉種植占地面積通常較小，但由于系統的垂直方向，它們能夠在每層面積上進行大量生產。

例如在瓊斯食品公司的垂直種植設施中，17層種植架堆疊到11米高。不過，在某些情況下，全密閉種植系統可以占據更大的面積，例如中科三安在中國的植物工廠占地面積超過12畝，每天生產1.5噸綠葉蔬菜。

中科三安植物工廠

這些系統提供了各種商業模式，從簡單的設備銷售到交鑰匙項目，其中供應商也可與客戶合作并提供運營專業知識和技術支持。

溫室生產系統通常是水平定向的，可通過各種方法輸送養分，如深水浮筏、營養薄膜技術或滴灌。溫室系統能在自然光和補充照明的環境中運行。它們可用于種植一系列作物，從綠葉蔬菜和草藥，到蔓藤類，如葡萄、西紅柿、黃瓜和辣椒等，以及越來越多的草莓。

典型的溫室占地面積相當大，以幾畝地起，甚至以數十畝為特點。系統內的自動化是多種多樣的，通常取決于作物，在蔓藤類種植系統中的用到最少，而在綠葉蔬菜和草本植物中的自動化程度就很高。許多供應商，如比利時Hortiplan和荷蘭科迪馬等等，都廣泛提供從播種到收獲的全自動化系統。

種植生產商

在今年的行業側寫中，除了室內農業技術之外，突出室內種植生產者也是必要的。雖然種植生產仍然是農業的核心，但科技是現代室內農業及其運作的精髓。室內種植者不僅利用科技進行生產，種植商在許多情況下，如Bowery農場和魚菜共生種植商Edenworks農場，也都在開發自己的技術。

這里匯集了今天市場上的優質室內種植經營者。這些代表，因其各自業務中使用的技術規模和范圍、創新的系統集成、新穎的方法而聞名，或因他們目前正在其國家或地區開創并實踐室內科學種植。

在過去幾年中備受矚目的現代受控環境種植者們，正站在亞洲早期植物工廠的肩膀上，那里是25年前開始受控環境農業的地方。雖然過去幾年為全密閉種植業提供的大部分公開資金都在美國，但現在亞洲各地有500多家工廠在運營。

經濟可行性仍然是這些設施和受控環境種植系統的關鍵挑戰和批評。日本種植商Spread在2018年末開設了他們的第二個設施，聲稱通過使用技術、規模和自動化，他們不僅可以盈利，而且可以與田間耕作相比具有成本競爭力。

日本Spread植物工廠

溫室則是更大更發達的種植方式。據估計，全球永久性溫室建筑有超過六百萬畝的蔬菜生產。盡管如此，大多數技術先進和最集中的地區都在荷蘭，那里“玻璃下”面積比曼哈頓還大。而且，最近對全密閉受控環境農業和大麻行業的興起似乎刺激了該行業的更多活動。

自2018年以來，已有超過5億美元的投資投入到受控環境農業上。在同一時期，行業已經看到了像谷歌，軟銀，Equilibrium這樣的實力資本部署了大量投資在受控環境（食品）行業；又比如，高譚農場和光明農場籌集了8400萬美元，ValueAct資本和Revolution等投資者對AppHarvest溫室農場進行了投資，作為肯塔基州東部美國最大的溫室之一。

AppHarvest溫室農場

同時，在亞洲，中國也正在大規模興建現代化溫室，升級室內農業產業，并引入大批荷蘭知名農業公司參與，利用荷蘭先進溫室農業技術的幫助來實現目標。

另外，還有許多令人印象深刻和基于社區迫切需要和社會影響的組織，專注于室內種植。這些努力的范圍從幫助青少年及弱勢群體在城市獲得新鮮農產品，到增加就業機會。這些都是重要的實體，但由于本報告側重于商業化的業務和生產，因此沒有包含他們。

不斷變化的行業

我們將溫室和全密閉種植系統作為不斷增長的方式或市場進行區分。這種細分只是為了提高行業意識，確保整個市場和各種方法都得到體現。
室內農業是否將成為農業生產的常態呢？我們經常會聽到這樣的說法，說“這”是室內農業的“正確”方法，或者這是農業的“未來”。實際上，從“你試圖解決什么問題”開始會更加合適。獨特的環境、氣候、經濟和市場因素將為種植方式提供參考信息。