万物生长靠太阳，光是所有植物赖以生存与繁衍的基础。众所周知，植物的生长往往需要依赖阳光、土壤等条件。假如离开阳光和土壤，有没有一种方式能够稳定、持续地维持植物生长呢？事实上，“植物工厂”已经给出了答案。

 

什么是“植物工厂”？

“植物工厂”是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用智能计算机和电子传感系统对植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物的生长发育不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。

 

简单来说，“植物工厂”就是无需土壤，不洒农药，不受自然环境影响，通过数字化操控植物生长在完全工厂化的条件下生产植物。

 

 

 

“植物工厂”是一种新兴的农业生产方式，是现代设施农业发展的高级阶段，是对传统农作方式的一种颠覆，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，代表着未来农业的发展方向。

 

 

“植物工厂”的发展历程

1957年，世界上第一座植物工厂在丹麦约克里斯顿农场建成，面积1000m2，属人工光和太阳光并用型，栽培作物为水芹，从播种到收获采用全自动传送带流水作业；

 

1964年奥地利开始试验一种塔式植物工厂（高30米、面积5000平方米），采用上下传送带旋转式的立体栽培方式种植生菜；

 

1971年，丹麦也建成了绿叶菜工厂，快速生产独行菜、鸭儿芹、莴苣等；

 

1973年，英国温室作物研究所库珀教授提出了营养液膜法 (NFT)水耕栽培模式，成为植物工厂的一项标准技术；

 

1974年，日立制作所建成了一座采用计算机调控的花卉蔬菜工厂，通过计算机分析植物工厂温度、光照强度、二氧化碳浓度等对植物生长影响的数据，一年内生产一至两茬蔬果花卉，实现了周年生产。

 

1987-1989年，美国在亚利桑那州沙漠中建设了一座微型人工生态循环系统，称为生物圈2号；

 

1992-2002年，日本在营养液栽培方面推出了深液流(DFT)栽培模式，形成M式、神园式、协和式、新和等量交换式等系统；

 

2004年，中国农业大学开发了利用嵌入网络式环境控制的人工光型密闭式植物工厂。

 

2016年，福建省中科生物股份有限公司（中科三安）建成国际单体面积最大的全人工光植物工厂，实现植物工厂的产业化运营；

 

2017年，中科三安又成功实现了我国首例中药材的全人工光型植物工厂生产，建筑面积仅5000m的金线莲生产车间，其年产量与福建省金线莲年产最高的南靖县产量相当。

 

2023年，全球首座超高层无人化植物工厂正式投入运行，可实现从播种、间苗到采收、清洗包装等全栽培过程的自动化操作及高效生产智慧管控。

 

“植物工厂”的核心要素及优势

植物工厂需要三个核心要素：

第一，用人工光源代替阳光，用营养液代替土壤；

第二，需要可控的温度、湿度、二氧化碳等环境；

第三，需要一些智能装备。有了这三个核心要素，就可以在工厂化的条件下进行食物生产。

 

应用优势：

01不受自然环境影响，可正常连续生产

相比传统农业种植方式，植物工厂内的植物几乎可以不受到自然环境影响，并且能够提供更适宜植物生长的光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养的生长环境。同时，还可以通过优化利用空间，来实现全年生产，提高产量。

 

02无虫害、无农药残留

植物工厂采用水培技术，通过使用营养液向植物供给养分，植物的健康得以保障，因此产出的蔬菜不会受到土壤中的重金属污染，无虫害，无农药残留。

 

03绿色环保、降低对环境的影响

由于植物工厂内的植物无需农药喷洒，可以大大降低农药对土壤以及地下水的污染，更加绿色环保。

 

04高效利用水资源

植物工厂通过消毒和再循环系统对灌溉水进行重复利用，集中灌溉系统能够确定植物所需的精准水分平衡，更加高效利用水资源，从而大大减少种植所需用水量。

 

根据最新《全球粮食危机报告》相关数据显示，2022年，58个国家和地区的约2.58亿人受到严重粮食危机影响，相关数据高于2021年的53个国家和地区的1.93亿人。且随着全球人口的不断增长和城市化进程的加速，传统的农业生产方式已经无法满足人们的需求。植物工厂作为一种新兴的农业生产方式，赋予了未来农业模式更多的可能性，并且通过技术的不断升级和市场需求的变化，植物工厂或将成为农业生产的重要创新方向和发展方向。

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