农业具有强烈的季节性、地域性和周期性。在亿万年的自然环境演变过程中，生物资源长期进化形成了不同的种类和生态型，存在生物多样性和生态系统多样化的特征。为此，人们一直以来对生物资源的生物学特性，特别是对资源、环境需求的特性进行长期的研究探索，以期最大程度地为农业生物创造适宜的生长环境，也正是在此过程中，随着人们逐步掌握了生物学需求规律后，有利地促进了农业生产模式的变革和生产效率的提高。纵观农业发展历程，已完成了由刀耕火种到大田露地生产，简易保护地栽培到设施可控农业，正在由部分环境可控设施园艺到环境完全可控型人工光植物工厂的转变过程，此过程与人类对农业生物的认知进步和基于认知进步的技术革新是密不可分的。

农业生产系统的工厂化、智能化和生产要素的全程彻底可控一直是设施农业发展的目标，由大田露地、阳畦、拱棚、塑料大棚、日光温室、玻璃温室、连栋温室、植物工厂、垂直农业的发展历程正式这一目标逐渐实现的发展轨迹。

什么是植物工厂

植物工厂是一种通过设施内高精度环境控制，实现作物周年连续生产的高效设施农业系统，是由计算机对作物生育过程的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境要素进行自动控制，不受或很少受自然条件制约的全新生产方式。植物工厂被国际上公认为设施农业的最高级发展阶段。植物工厂按光照来源可分为人工光植物工厂和太阳光植物工厂两种。前者指在完全密闭可控的环境条件下采用人工光源与营养液栽培技术，在不受外界气候条件影响的环境下，进行植物周年生产的植物工厂。后者指在半密闭的温室环境下，主要利用太阳光或短期人工补光以及营养液栽培技术进行植物周年生产的植物工厂。

植物工厂的优势有哪些

植物工厂在反季节蔬菜、花卉、果品和食用菌生产方面具有重要用途，而且在种苗、组培苗、大田作物育苗（水稻、烟草等）和濒危植物（中草药）扩繁与生产中具有独特的用途。我国已经出现了蔬菜工厂、种苗工厂、植物组培工厂等形式。

植物工厂具有露地农业生产无法比拟的优势，具体表现为：

①不受外界气候条件影响，可进行计划性周年连续生产或按照订单生产，生产周期可控，产量稳定；②可实施多层立体栽培，单位面积产量高，土地、空间资源利用率高；③机械化、自动化程度高，劳动强度低，工作环境舒适；④洁净程度高，无病虫害，不使用农药，产品安全无污染，品质高；⑤可在非耕地（如砂石地与盐酸地）上生产，也可建在城市周边或市区，就地生产销售，减少碳足迹；⑥植物工厂环境因子控制精度高，植物生长快，不仅缩短生长周期，且确保了植物苗生长的一致性，农产品营养品质可调控；⑦适宜LED半导体光源应用，大幅提高资源能源利用效率；⑧植物工厂规模可大可小，适宜多种场所，具有“无所不在”特征；⑨适宜采纳水肥一体化技术装备；⑩可满足极地、太空和岛屿等特殊地域使用。

全球背景下，植物工厂的发展有其客观原因和必然性趋势。具体原因如下：

①气候变化导致极端天气事件时有发生，气候灾害更加频繁，使露地农田系统生产性能稳定性降低；②全球人口在本世纪持续增长，对粮食和农产品的需求逐年增加；③农业资源（土地、水肥、电能等）和劳动力短缺、利用率低，必须提高单产和生产效率；④农田环境污染严重（农药、重金属、抗生素等），食品安全问题日益突出；⑤科技发展驱动耦合的产物。植物工厂是水培技术、LED照明技术、传感器及智能控制技术发展耦合的产物；⑥我国现代农业发展的需求。我国设施农业一直徘徊在低投入一低产出一低效益的恶性循环中，单产不高，迫切需要利用工程手段进行变革，实施“环境替代资源”发展战略；⑦高附加值农业生物周年生产的需要。只有在生产要素高精度条件下才可以改善农业生物的产量、品质、生长周期，提高设施园艺生产效益。

嘉延（北京）环境科技有限公司致力于“植物生长可控环境”的技术研发和服务，秉承“自主创新、追求卓越”的理念，提供可靠的人工环境模拟调节技术。多年来，在人工环境应用领域不断深入探索，特别是在植物生长、组织培养、种质低温储藏、植物补光以及其他特殊人工环境等方面提供整体解决方案。

来源于：《设施园艺半导体照明》