我國植物工廠已達80多家

植物工廠是用高科技打造的現代農業可持續生產系統。在這個生產系統中，采用立體栽培技術進行周年生產，植物產量是傳統農業產量的幾十倍甚至上百倍，產出的植物品質達到綠色甚至有機品質。目前世界上僅有日本、美國和荷蘭等少數發達國家掌握這項技術，其中日本科技企業建設有大量植物工廠。

植物工廠的發展始于20世紀50年代歐美發達國家，它在丹麥、美國、荷蘭以及奧地利等國率先應用。1974年日本開始了人工光植物工廠研究，第一個用于生產實踐的人工光植物工廠是1983年靜岡三浦農場三角板型植物工廠，采用高壓鈉燈。

上世紀90年代以來，隨著新型光源、環境控制等關鍵技術的突破，植物工廠迎來了快速發展時期。2009年，日本拿出了500億日元的預算補助用于支援植物工廠的建設研發，受此影響，截至2016年日本已經有254家植物工廠。

目前，各類資本正加速進入這一新興領域，不僅國內中糧、寶鋼在布局植物工廠園區，菲利普、三菱等企業也紛紛介入植物工廠的技術研發與產業推廣。據不完全統計，截至目前，我國已建植物工廠達80多家。

植物工廠相關專著

中國 . 張成波、楊其長著

日本.古在豐樹著

張成波譯

《植物工廠概論》是我國第一部有關植物工廠技術領域的學術專著，由中農金旺總規劃師張成波與中國農業科學院研究員楊其長合著，同時，當今國際上植物工廠學術領域領軍人——古在豐樹教授所著《太陽光利用型植物工廠》，也是由張成波先生翻譯介紹至我國，于2010年正式出版，受到業內廣泛關注，對我國植物工廠學科建設起到了很大的推動作用。

住著“無菌房”

走進福建某植物工廠，這里是全球最大的植物工廠，占地300畝，總建筑面積達到70萬平方米。

進入廠房，必須先穿上防護上衣，再穿上防護褲，換上拖鞋，進入里間。然后又穿上一件帽、衣、褲、鞋連體的經過消毒的防護服，之后再套上經過酒精消毒的手套，蹬上長筒靴。在通過消毒間、踏過消毒水池后才能走進這個10萬級潔凈度的生產車間。

蔬菜在靜靜地生長，它們分別置身于6層的栽培架上，根部扎在營養液里。每一層蔬菜的上方亮著許多盞LED燈，這些燈像太陽一樣照射著蔬菜，讓它們通過光合作用奮力生長。

在生產車間里，栽培架上種滿了生菜、小白菜、冰菜等10余種水培葉菜，另外還有石斛、金線蓮等中草藥材。

植物工廠的生產，擊破了對蔬菜生產的固有觀念。沒有土壤，沒有陽光，沒有污染及病蟲害，也不使用任何農藥，并且20天就可以采摘食用了。

這仿佛是一個科幻的世界。

照著紅藍“配方光”

萬物生長靠太陽。古人早已知曉太陽在植物生長中的作用，而現代科學技術進一步破解：植物通過光合作用，將二氧化碳和水轉化為碳水化合物和氧，將太陽能轉化為化學能。植物的生物量中90%來源于植物的光合作用，所以光合作用是影響植物生長和產量的最基本要素。

光是由不同波長的電磁波組成的，我們肉眼能夠感知的是可見光——紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，其波長范圍都在380—780納米之間。此外，還有不可見光，如紫外線、紅外線和遠紅外光等。植物并不是吸收所有的光，它們更青睞藍光和紅光，吸收比例超過60%，因此將紅光和藍光按照一定配比制成光源，就能滿足植物生長需求，植物將幾乎不吸收的綠色部分反射回去，所以我們看到的植物是綠色的。

在植物工廠里，蔬菜所需要的光是通過LED燈照射的。

當然，蔬菜的生長不是由LED燈簡單照射就可以完成的。植物工廠的生產車間里，有高精度環境控制、從而實現蔬菜周年連續生產的高效農業系統。它利用計算機對植物發育生長的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營養液等環境條件進行自動控制。

通常情況下，生產生菜的車間里，晝夜溫度在18℃—23℃，濕度在65%—75%，而二氧化碳濃度則根據不同植物的不同需求，一般在400—1200ppm之間，這樣的環境條件最適合蔬菜的生長。

植物工廠為何選LED燈做光源？

LED燈的發光效率高，發熱少，而且光強、光譜都是根據不同的植物需求特制的。這種“光配方”既能滿足植物生長的需要，又比熒光燈更加節能。

喝著營養液

植物工廠是無土栽培，植物生長的全部養分均從營養液中獲取。

在每一層栽培板的下面，都儲存著營養液，將蔬菜輕輕地提起來，蔬菜的根系就從營養液里露了出來。營養液除了提供水分，也提供植物生長所需的各種元素，包括氮、磷、鉀等元素及鋅、鐵、錳等微量元素。根據植物不同的生育階段，如苗期、分栽期等，會有不同的專用營養液，來滿足不同階段植物對養分的需求，促使植物快速生長。

營養液的溫度控制是自動的。在寒冷的天氣中，系統會對營養液自行加熱，否則低溫會對植物的根系造成傷害。

在植物工廠，通過對環境的高精度控制，植物的生長幾乎不受自然條件的制約，生長周期會加快。在生產車間，工人的播種速度極快，就是往栽培板的凹陷小坑里放置一粒蔬菜種子。借助播種機一個人一小時能播種2萬粒。從播種到收獲，生菜、小白菜等的生長周期大概需要35天。除去育苗期，真正占用栽培架的時間只有20天。而在普通大田里，則需要一個月到40天的時間。

中國：植物工廠正在大力推廣

不需土壤，無需陽光，蔬菜照樣生長，而且質量和產量都更好，因此植物工廠被稱為設施農業的最高級階段。在我國，植物工廠的興起和發展時間還比較短，大多數植物工廠還處于科研、試驗、示范階段。

據悉，植物工廠一般分為5級，它們按照發展流程如下：芽菜植物工廠→菌菇、藥用菌植物工廠→葉菜植物工廠→漿果、花卉植物工廠→中藥植物工廠。而我國的植物工廠一般處于第三級和第四級。

目前，在我國的北京、山東、江蘇、福建等地都有“植物工廠”在進行生產研發，種植品種包括生菜、西紅柿、油菜、葡萄、黃秋葵、辣椒等品種，以及一些高檔花卉種苗。

我們的目標是星辰大海

看過電影《火星救援》的人一定對在火星上種土豆的場景記憶深刻，宇航員因此存活了500多天。雖然是科幻情節，但也描繪了植物工廠技術在未來航空航天的應用前景。

其實，在現實生活中，植物工廠生產的蔬菜已經走入尋常百姓家。以中科生物的植物工廠為例，日產1.5噸蔬菜，投放到廈門、福州和泉州等地的130多個中高端超市。

不僅如此。植物工廠技術也已為特殊環境的人們提供著食物需求。記者在中科生物植物工廠廠區見到一個大型集裝箱。箱頂上是一排太陽能電池板，箱體內一層層的栽培架上種植著生菜。

為航天服務更是植物工廠技術的追求

2016年10月19日凌晨，神舟十一號載人飛船發射升空，并與天宮二號對接成功。我們中國的航天員也已經開始了在太空中種植生菜的嘗試。植物工廠技術在中國的航天領域有了應用。

在未來蔬菜可以“私人定制”

中科生物研究院院長李紹華說，我國蔬菜種植面積1600萬公頃，每年使用農藥31萬噸，化肥5912萬噸。在相同種植面積下，植物工廠使用的肥料是傳統種植方式的1/25，農藥則一點不用，最大程度保障了所種植物的食用安全性。

“我們的研究結果表明，植物工廠生產的植物，維生素和糖等的含量幾乎沒有變化。經過第三方機構檢測發現，植物工廠種植的蔬菜產品檢測不到農藥、重金屬等有害物質。”

未來針對不同需求的顧客，植物工廠也會為他們定制蔬菜。比如，腎臟病人要嚴格控制鉀的攝入量，我們可以為他們提供低鉀配方的蔬菜。

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