談到未來植物工廠，我們馬上會聯(lián)想到科幻電影《火星救援》中的場景：因強沙塵暴導(dǎo)致被遺留在火星上的旅航

員Mark Watney，面對食物缺少的生存危機，將居住艙改造成一片土豆農(nóng)場，孤獨地在火星上生存了500多天，

然后成功地返回了地球。

這個火星上種莊稼的故事，僅僅應(yīng)該是未來植物工廠滿足航空航天戰(zhàn)略需求的應(yīng)用場景之一。如果未來地球遭遇

《流浪地球》中太陽衰老膨脹事件，整個太陽系要被太陽吞沒，而在地球不得不開啟流浪之旅期間，植物工廠內(nèi)

進(jìn)行作物生產(chǎn)也一定是拯救人類免于滅亡的關(guān)鍵工程之一。

顛覆傳統(tǒng)的農(nóng)作方式，突破外界自然氣候影響，植物工廠作為一種全新的生產(chǎn)方式，被認(rèn)為是21世紀(jì)解決人口、

資源、環(huán)境問題的重要途徑，甚至可以在荒漠、戈壁、海島、水面、樓房等非可耕地實現(xiàn)作物生產(chǎn)，也是未來航

天工程、月球和其它星球探索過程中實現(xiàn)食物自給的重要手段。

植物工廠國內(nèi)發(fā)展歷程

植物工廠是技術(shù)高度集成的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，也是未來快速發(fā)展的重大農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)形式。

已擁有該項技術(shù)的國家及相關(guān)企業(yè)，不會輕易讓其他潛在的商業(yè)競爭對手掌握其核心技術(shù)。

因此，我國智能植物工廠的發(fā)展，必須依靠自主研發(fā)，掌握核心技術(shù)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。

早在20年前，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所的科研人員就把植物工廠作為科研選題的重要方向之

一，通過開展密閉式人工光植物生產(chǎn)系統(tǒng)以及水耕栽培營養(yǎng)液在線檢測和控制系統(tǒng)的研究，為國產(chǎn)化智能植物工

廠的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。

2005年，我國的科研人員通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)LED是一種非常好的節(jié)能光源。紅藍(lán)光LED組合，可為植物光作用

提供理想的光譜，是未來農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域重要的人工光源。科研人員馬上把這一信息與植物工廠聯(lián)系起來，并設(shè)

想如果將LED用于植物工廠代替當(dāng)時的熒光燈，將是一個重要的發(fā)展方向。

在之后的2年多時間里，科研人員利用LED光源，先后進(jìn)行了植物育苗、葉用蔬菜栽培、藥用植物栽培以及植物組

培等試驗研究，取得了一大批原始數(shù)據(jù)，獲得了大量的植物光配方參數(shù)，促進(jìn)了LED植物工廠的發(fā)展。

植物工廠價值意義

植物工廠是光、溫、濕、CO2及營養(yǎng)等生長環(huán)境條件下全智能控制的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，代表了當(dāng)前現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)

業(yè)發(fā)展的最高階段。適用于蔬菜、藥材、種苗等大規(guī)模種植，致力于解決特殊區(qū)域(高原、雪地等）、特定品類

（中藥材等）、特定環(huán)節(jié)（作物育苗）等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題。

在可控環(huán)境下培育植物的園藝設(shè)施中，以環(huán)境信息和植物生長監(jiān)測為前提進(jìn)行高度的環(huán)境調(diào)控和植物生長預(yù)測，

從而實現(xiàn)蔬菜等植物的計劃性周年生產(chǎn)，同時可滿足300+的作物生長需求。

植物工廠將有效緩解人口膨脹與耕地缺乏之間的矛盾，克服環(huán)境污染對植物生長的影響，產(chǎn)品高質(zhì)量保障食品

安全，同時可應(yīng)對全球氣候變化，不依賴陽光、土壤，不受氣候環(huán)境的制約，最終解決能源消納的問題，是能

源+農(nóng)業(yè)的最佳結(jié)合。

植物工廠類型

蔬菜植物工廠

以蔬菜為主要產(chǎn)品形態(tài)，具有生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品品質(zhì)高的特點。每年蔬菜可產(chǎn)出15茬，是單位面積土壤種植的

上百倍，同時無農(nóng)藥、無重金屬污染、高品質(zhì)蔬菜符合國家食品安全戰(zhàn)略要求，滿足人們健康安全的食材需求。

育苗植物工廠

模塊化多層育苗生長系統(tǒng)，多層育苗技術(shù)，搭配專業(yè)育苗光譜、高均度光學(xué)設(shè)計和精準(zhǔn)灌溉技術(shù)，實現(xiàn)科學(xué)營

養(yǎng)供給，開創(chuàng)育苗產(chǎn)業(yè)新模式，種苗無徒長、根系發(fā)達(dá)、杜絕激素農(nóng)藥，提前15天掛果，黃瓜13天番茄20天辣

椒27天可育成。

藥材植物工廠

藥材植物工廠超潔凈的種植空間解決了病蟲害對藥用植物的影響，不需施用任何農(nóng)藥，并可對基質(zhì)、水、肥、

光、溫進(jìn)行調(diào)控，模擬中藥材道地產(chǎn)區(qū)的種植環(huán)境，定向促進(jìn)藥材有效成分的形成和積累，打破中藥材種植的

地域性限制。具有安全、周年生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化、成分穩(wěn)定的顯著特點。其中九大仙草之首霍山石斛，其多糖比省

標(biāo)高3倍，黃酮比省標(biāo)高10倍；在金線蓮種植中其特質(zhì)性成分金線蓮苷比野生提高60%，黃酮提高100%。

牧草植物工廠

牧草工廠是專門生產(chǎn)牧草的植物工廠，產(chǎn)量規(guī)?？砂葱竽翀龅男枨蠖ㄖ啤Ｄ敛莨S可分為移動式和固定式兩大

類，自動化程度也可依投資者的情況選用人工式，半自動和全自動化方式?？梢园凑湛蛻舻囊蠖ㄖ苹蛟诳蛻?/p>

現(xiàn)有房屋的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。具有新鮮、水分足、易消化的特點，可以較好地調(diào)理牲畜進(jìn)食口感和口味，有效

解決因激素、抗生素等產(chǎn)生的飼料安全問題。

未來前景

與傳統(tǒng)園藝的不同之處——植物工廠將使本地種植的新鮮食品實現(xiàn)時間和空間上的生產(chǎn)自由。

農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察認(rèn)為，從理論上講，目前，地球上有足夠的食物養(yǎng)活大約120億人，但食物在世界各地的分配方式

是低效且不可持續(xù)的。食物被運送到全球各地，保質(zhì)期或新鮮度往往會大打折扣，總有大量的食物被浪費。而植

物工廠是邁向新局面的一步——無論天氣和外部條件如何，全年種植本地生產(chǎn)的新鮮食物是能夠?qū)崿F(xiàn)的，它甚至

可能使我們改變食品工業(yè)的面貌。

未來，植物工廠技術(shù)還將在節(jié)能環(huán)境管理、資源高效利用以及智能化管控等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域不斷突破，形成一批具

有國際領(lǐng)先水平的重大科技成果，在我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展中起到更大的作用。