OFweek半导体照明网讯 植物工厂是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，采用立体栽培技术进行周年生产，植物产量是传统农业产量的几十倍甚至上百倍，产出的植物品质达到绿色甚至有机品质。目前世界上仅有日本、美国和荷兰等少数发达国家掌握这项技术，其中日本科技企业建设有大量植物工厂。

　　我国植物工厂发展时间尚短，还处于科研、试验、示范阶段。但植物工厂作为一种新兴农业生产模式，已经开始在花卉、蔬菜等品种的栽培中使用并被越来越多人接受。未来随着中国农业产业环境的变化、城市人口的增加以及植物工厂应用成本进一步降低，植物工厂有望迎来发展的黄金期。

　　从《火星救援》到植物工厂

　　电影《火星救援》中有这样一幕：宇航员马克是一名植物学专家，当他被独自遗留火星后，为了克服生存威胁，开始在没有合适的土壤和空气的情况下，一步步手动盖起一座马铃薯生产工厂，用自己的排泄物和人造水浇灌土豆成长。最终孤身留在火星上的宇航员马克在火星荒漠上种出了土豆，并靠种土豆、吃土豆生存500天。

　　看完《火星救援》后，很多人都开始想象如何在贫瘠的荒漠上依赖科学智慧养活自己。宇航员马克在火星基地的室内铺好火星土壤，生产出了宝贵的土豆。而在实际生活中，亦有人在高楼林立、寸土寸金的中国城市里建起了植物工厂。

　　台湾人萧俊丞从2013年起开始在北京CBD创建“植物工场”。这片位于东三环高档写字楼地下空间的“菜地”约50平方米，狭长的空间里整齐地摆放着一排四层高的货架，通过直流冷光LED照明和流动的营养液来培养蔬菜，每月可收获新鲜蔬菜一千斤。由于采用无尘车间生产，摆脱了土壤污染、水源污染和空气污染，保证了蔬菜的品质，越来越多的人开始上门寻求合作。由于需求量大，萧俊丞又在北京丰台郭公庄建设了另外一座“植物工场”，以满足越来越多企业、写字楼、餐厅及家庭的要求。

　　在人们的印象中，中国有广阔的土地，可以栽培大量的果蔬产品，好像植物种植与科技的距离还比较遥远。但是真实的情况却比较复杂。业内专家表示，我国大田露地农业生产系统虽然面积较大，但是其产能和稳定性却一直较低。其中原因包括从农业生产资源的数量和质量上看，土地、水肥、人力资源的数量和质量都在下降。

　　另外，由于农业环境的污染、自然灾害频发、季节干扰大。大田农业受季节干扰很大，中国北方在冬季根本无法进行大田农业生产，还有就是即使使用温室栽培，但是人为干预能力差。比如去年12 月下旬，受雾霾天气影响，北京市昌平区温室大棚光照普遍不足，草莓生长发育受到极大影响，上市时间比原计划推迟了半个月左右。

　　基于上述原因，设施农业虽然在我国得到大力发展，但这种低端的设施农业，包括塑料大棚、日光温室等，其产能和稳定性一直比较差，增产和稳产的潜力有限，那么如何才能人为控制光照、水分、养料、温度等条件来提高果蔬产量和质量呢？结合目前人类已有的技术，解决办法只能是发展“植物工厂”。

　　“植物工厂”的定义就是通过设施内高精度环境控制，来实现作物周年连续生产的系统，这个系统不受或很少受自然条件的制约，是一种高效农业生产方式。李克强总理2015 年提出，要“通过升级创新农业生产系统，提升农业装备的级别，用工业的理念发展农业”，就是这个意思。只有通过这种方法，我们才能用有限的资源、有限的空间生产更多的粮食和食物。

　　4月20日，第十七届中国(寿光)国际蔬菜科技博览会在寿光开幕。其中十号展馆的“植物工厂”就是一项样板工程。该植物工厂是利用物联网系统对植物生长的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度及营养液等环境条件进行实时监测和自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。其智能精准采集系统可以实时无线采集温度、湿度、土壤酸碱度、肥力指标、农残等数据，智能节水节肥控制系统可根据土壤肥力指标、酸碱度等数据控制智能管控水阀。

　　另外，该工厂还将光伏太阳能发电应用到植物工厂中，除可作LED 植物补光系统外，还可应用到营养液循环系统、生物杀虫灯和自动化控制系统等，有效降低植物工厂的成本。

　　日本科技企业大量建设植物工厂

　　植物工厂是一种新兴农业生产模式，可广泛用于花卉、蔬菜、药材和食用菌种植栽培，目前这种技术主要被荷兰、日本、美国等发达国家掌握，其特点是在高科技支撑下，作物栽培可以不受或者很少受外界自然条件制约。

　　据了解，植物工厂可以大幅提高单位土地利用率、产出率和经济效益。由于自动化程度高，所以其还具有生产计划性，使农产品安全无污染，生产操作省力。植物工厂可以在极端恶劣的环境条件进行生产，有利于农业摆脱资源与环境的限制，实现农业的可持续发展。因此，植物工厂被认为是21 世纪解决世界资源人口和环境问题的重要途径，也是未来高科技工程( 如航天工程、海洋探索过程) 中实现食物自给的重要途径。

　　在日本，由于人口老龄化日趋严重，植物工厂在日本获得了广泛应用。近年来，日本科技界建设了大量的植物工厂，东芝、富士通、松下、夏普等电子行业巨头纷纷将闲置的工厂改装为高科技温室大棚，种植无菌蔬菜，很多电子工程师也随之摇身一变，成为新时代“农夫”。

　　日本国民自古有吃生菜的习惯，而生菜等叶菜又特别适合在植物工厂内种植，一些有实力的公司便纷纷介入开发( 比如三菱、松下等)，每年都有新技术推出。