近幾年來，隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展，我國植物工廠新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)得到快速推進。從單一品類向多品類轉(zhuǎn)變、從小型向中大型甚至特大型轉(zhuǎn)變、從人工光型向日光型甚至露天型多型并存轉(zhuǎn)變、從試驗研究階段向示范應(yīng)用甚至商業(yè)化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段轉(zhuǎn)變、從人工氣候模擬型向計算機智能控制型轉(zhuǎn)變、從單一技術(shù)向集成技術(shù)轉(zhuǎn)變，囯際化水平得到快速提升。

　　植物工廠是用高科技打造的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)。在這個生產(chǎn)系統(tǒng)中，采用立體栽培技術(shù)，進行周年生產(chǎn)，植物產(chǎn)量是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的幾十倍甚至上百倍；采用物理農(nóng)業(yè)技術(shù)代替化學(xué)農(nóng)藥殺蟲滅菌，使植物品質(zhì)達到綠色甚至有機品質(zhì)；采用資源循環(huán)利用技術(shù)，既提高了多種資源利用率，又實現(xiàn)了零排放零污染。

　　植物工廠是科學(xué)技術(shù)攺造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的重要途徑、是設(shè)施農(nóng)業(yè)的最高階段、是一個地區(qū)或一個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志、是21世紀(jì)世界農(nóng)業(yè)發(fā)展方向。

　　一、國外植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　植物工廠是通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制,實現(xiàn)農(nóng)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的系統(tǒng)；即是利用計算機對植物生長的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境條件進行自動控制，使設(shè)施內(nèi)植物生長不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)。一九四九年，美國的植物學(xué)家和園藝學(xué)家在加州帕薩迪納建立了第一座人工氣候室（phototonus）、是植物photo與裝置torn的復(fù)合詞）它的出現(xiàn)就是植物工廠的早期模型，為植物工廠完善和發(fā)展做了成功探索和實踐，它的出現(xiàn)引發(fā)了模擬生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域里的一場風(fēng)暴。隨后，日本和蘇聯(lián)也先后相應(yīng)地建立了這種“人工氣候室”。

　　在“人工氣候室”的基礎(chǔ)上，從某種意義上說，丹麥一九五七年在哥本哈根市郊約克里斯頓農(nóng)場真正建起了世界上第一座真正意義上的植物工廠，因為它已經(jīng)具有植物工廠某些特征。①規(guī)模:1000㎡屬于大型植物工廠。②類型：采用人工光和太陽能并用型。③科技水平：從播種到收獲采用全自動傳送帶流水作業(yè)。④產(chǎn)量：年產(chǎn)400萬袋水芹（100萬公斤）。70年代美國,加拿大,瑞典以及挪威等國相繼建起了植物工廠,主要生產(chǎn)葉用萵苣。

　　后來，植物工廠規(guī)模不斷擴大，數(shù)量不斷增多，栽培植物品種范圍也不斷拓展。如蘇聯(lián)開始了發(fā)展大型溫室聯(lián)合企業(yè)，波蘭和羅馬尼亞等國先后建立了十多家植物工廠。

國外植物工廠不同發(fā)展階段及代表性企業(yè)

　　美國還建起了果樹植物工廠，維也納技術(shù)大學(xué)建起了鋼架結(jié)構(gòu)的植物工廠。日本在靜岡縣建起了植物工廠，在這一時期，世界上許多國家都建起了植物工廠，如美國、日本、英國、奧地利、挪威、希臘、伊朗、利比亞等國。這一階段重要特點是；荷蘭的菲利普，美國的通用電氣，日本的日立、豐田，三菱重工等一些著名的國際公司紛紛投巨資與科研機構(gòu)聯(lián)手進行植物工廠關(guān)鍵技術(shù)和配套產(chǎn)品的開發(fā)，為植物工廠的發(fā)展奠定了堅實地技術(shù)、經(jīng)濟基礎(chǔ)。

　　二、中國植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　1、產(chǎn)生和發(fā)展：我國植物工廠相比于歐、美、日等發(fā)達國家，起步較晚，但我國植物工廠建設(shè)發(fā)展速度是前所未有的，在這個過程中我國采取了走出去、引進來，加強技術(shù)交流，對植物工廠相關(guān)技術(shù)經(jīng)過了吸收，消化、創(chuàng)新再創(chuàng)新的過程。
八○年浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，在引進吸收基礎(chǔ)上，研制出FCH浮板毛管水培技術(shù)。此后，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等也先后研制出簡易NFT和巖棉栽培技術(shù)。國家科委“九五”期間立項“國家重大科技產(chǎn)業(yè)化工程—工廠化高效農(nóng)業(yè)示范工程”在北京市、上海市、廣東省、浙江省、遼寧省同時展開。一九九九年我國北京和深圳分別從加拿大引進兩套植物工廠水耕栽培技術(shù)系統(tǒng)。進入二十世紀(jì)以來，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等科教單位也先后在水耕栽培方面進行了一些研究與開發(fā)，并取得了階段性成果。在實驗示范階段期間，我國先后有浙江麗水農(nóng)科院與國防科技大學(xué)合作,于2004年成功地建起了我國第一座植物工廠,標(biāo)志著我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)植物工廠的正式誕生,中國智能農(nóng)業(yè)從這里開始。2009年七月長春農(nóng)展館出現(xiàn)了小型展示用的植物工廠，2009年中國農(nóng)科院楊其長教授等人成功研制出智能植物工廠，實現(xiàn)了智能植物工廠關(guān)鍵技術(shù)的突破，同年10月余錫壽、劉躍萍在密云縣太莊建起了兩幢溫室計1200平方蔬菜植物工廠。，2010年北京通州建起了1289平米植物工廠.我國麗水農(nóng)科院球形（鳥巢）智能溫室創(chuàng)新技術(shù)和植物氣霧培技術(shù)已經(jīng)成熟。使我國邁入了國際設(shè)施農(nóng)業(yè)高技術(shù)擁有國行列，成為世界上少數(shù)幾個掌握植物工廠核心技術(shù)的國家之一，這將對提升我國植物工廠競爭力和對我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。后來，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)先后建起了研究型.實驗型植物工廠，上海世博會，山東壽光菜博會相繼展出了植物工廠，從而使我國的植物工廠由實驗型進入到示范型階段。

我國植物工廠發(fā)展?fàn)顩r

2、定義與模式：中國植物工廠定義，是指對植物進行資金、技術(shù)密集性投入、創(chuàng)造植物生長最佳環(huán)境、創(chuàng)新植物生產(chǎn)模式、進行高產(chǎn)量、高品質(zhì)、高效益和可持續(xù)生產(chǎn)的系統(tǒng)。中國植物工廠創(chuàng)新了生產(chǎn)“環(huán)境設(shè)施化、形式立體化、資源節(jié)能化、流程數(shù)字化、管理智能化、技術(shù)集成化”的生產(chǎn)模式。

三、國外植物工廠發(fā)展現(xiàn)狀

植物工廠是資金和技術(shù)密集型投入的新興環(huán)保健康產(chǎn)業(yè),離不開政府的重視和支持。

1、荷蘭農(nóng)業(yè)資源有限，政府提出了“溫室村（zonneterp）概念,即資源循環(huán)利用概念，把植物工廠作為發(fā)展目標(biāo)之一。利用植物工廠主要發(fā)展蔬菜和花卉。對建造植物工廠的企業(yè)實行60%補貼，從而，使荷蘭每年生產(chǎn)蔬菜收入35億歐元、花卉收入45億歐元，是世界上設(shè)施園藝產(chǎn)品出口量最大的國家。荷蘭植物工廠機械化、自動化、智能化、無人化程度高，荷蘭太陽光型植物工廠技術(shù)全球領(lǐng)先，荷蘭現(xiàn)已把太陽光型植物工廠全套技術(shù)和設(shè)備作為強項產(chǎn)業(yè)，向中東、非洲、中國等國出口。

2、韓國植物工廠技術(shù)起步較晚，但現(xiàn)在政府極為重視。把植物工廠列為韓國七大前沿技術(shù)之首加以開發(fā)，一方面從曰本引進人工光植物工廠技術(shù)、從中國引進鳥巢式植物工廠設(shè)施，對企業(yè)和個人植物工廠建設(shè)成本直補60-65%；另一方面，匯集了數(shù)百博士以上的高科技人才對植物工廠進行研究和創(chuàng)新。

3、日本認(rèn)為植物工廠，是解決土地問題、人口問題、糧食問題、食品安全問題、能源問題、農(nóng)業(yè)人員老年化問題、氣侯問題、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等問題的根本途徑；認(rèn)為植物工廠是“活化地域的起爆劑”，為地域生產(chǎn)發(fā)展、技術(shù)聚集、人員就業(yè)、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟繁榮帶來變化；認(rèn)為植物工廠是“中間產(chǎn)業(yè)”，不僅能帶動農(nóng)業(yè)、而且還能帶動工業(yè)、健康產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)等農(nóng)工商多業(yè)的發(fā)展。所以，日本政府對植物工廠發(fā)展非常重視。政府對建設(shè)植物工廠的企業(yè)和個人直接補貼50%以上，從而促進了植物工廠快速發(fā)展：到2012年6月，日本植物工就已經(jīng)建起了130多家，截止2014年8月止，日本植物工廠已發(fā)展到304家，植物工廠數(shù)量為世界之最。日本植物工廠發(fā)展經(jīng)歷了從人工氣侯模擬環(huán)境到計算機控制轉(zhuǎn)變過程、從少量品種向多品種栽培的轉(zhuǎn)變過程、從基質(zhì)栽培向水耕霧耕轉(zhuǎn)變過程、從平面栽培向平面多層立體栽培轉(zhuǎn)變過程、從日光燈向led光使用轉(zhuǎn)變過程（日本建起了全球最大的led人工光2300平米的植物工廠）、從人工作業(yè)到機器人作業(yè)轉(zhuǎn)變過程。現(xiàn)階段,由于制造業(yè)的優(yōu)勢,日本人工光型植物工廠技術(shù)全球領(lǐng)先。裝備先進，技術(shù)配套，智能化、自動化程度高。日本植物工廠已完全處于商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。

由于世界經(jīng)濟發(fā)展緩慢，日本工業(yè)衰退，農(nóng)業(yè)政策便逐漸向提高產(chǎn)業(yè)國際競爭力的方向轉(zhuǎn)變。植物工廠作為其有效方法之一而受到關(guān)注。日本植物工廠現(xiàn)已呈現(xiàn)兩大趨勢：（1），多功能趨勢：日本大坂府立大學(xué)植物工廠研究中心主任安保正一教授今年9月宣布：利用植物工廠制造氫氣。關(guān)健技術(shù)是光催化劑。安保教授長年從事光化學(xué)研究，他所在的該校研究生院工學(xué)研究科物理化學(xué)研究組目前的主要研究方向就是光催化劑。研究的具體內(nèi)容之一，是利用可見光響應(yīng)型光催化劑生成氫氣。方法是利用以陽光和燈光等可見光激活的氧化鈦（TiO2）光催化劑來分解水，生成氫氣和氧氣。日本富士通公司宣布利用植物工廠生產(chǎn)低鉀蔬菜，為腎病患者提供食材。東芝無塵植物工廠生產(chǎn)多酚和維生素v含量高的葉類蔬菜。（2），技術(shù)出口趨勢：日本東芝公司準(zhǔn)備在海外新建植物工廠。該公司已經(jīng)開始考慮于2014財年內(nèi)，在中國等亞洲國家建設(shè)大型植物工廠。這是因為中國等地也在逐漸形成生吃蔬菜習(xí)慣，對在無塵室培育的清潔、安全蔬菜可能產(chǎn)生巨大的需求。除此之外，有效利用寶貴水源的蔬菜生產(chǎn)在中東、全年穩(wěn)定供應(yīng)在俄羅斯等寒冷地區(qū)也將分別成為強有力的武器。日本三菱化學(xué)控股集團將與中國農(nóng)業(yè)合作社組織攜手在中國全境啟動蔬菜栽培系統(tǒng)的銷售。5月下旬，它們將合資成立無農(nóng)藥蔬菜自動栽培系統(tǒng)的銷售公司。在2017年之前，它們將在江蘇省等15個省份的50個地點開始銷售這一“植物工廠”日本植物工廠技術(shù)和裝備正在向中國、俄羅斯、韓國、波蘭、中東等國外輸出。

4、美國植物工廠

美國在1987-1989年間就在亞利桑那州圖森市北部的Oracle地區(qū)愛德華，建起了到目前止，全球最大的超大型植物工廠一生物圈二號。占地1.3萬平方米，大約有8層樓高，為圓頂形密封鋼架結(jié)構(gòu)玻璃建筑物。“生物圈二號它被用于測試人類是否能在以及如何在一個封閉的生物圈中生活和工作，也探索了在未來的太空殖民中封閉生態(tài)系統(tǒng)可能的用途。“生物圈二號”使得人們能在不傷害地球的前提下，對生物圈進行研究與控制。

現(xiàn)今美國溫室面積1,9萬hm,溫室設(shè)施材料大多為雙層充氣膜、陽光板和玻璃。溫控/環(huán)控設(shè)備全球領(lǐng)先,全球消費電子、家電與照明大廠飛利浦（Philips）宣布與美國芝加哥農(nóng)企業(yè)Green Sense Farms（GSF）宣布策略合作，將針對特定作物使用LED生長光源打造室內(nèi)植物工廠，而這座植物工廠預(yù)計將成為全球最大的植物工廠之一。

這座植物工廠將采用飛利浦LED「光配方」（Light Recipes），優(yōu)化產(chǎn)量后，此一創(chuàng)新的農(nóng)場模式，估計能讓芝加哥農(nóng)企業(yè)一年內(nèi)可進行高達20次至25次的采收，并節(jié)省了85%的能源。此一結(jié)果將顯著提升作物產(chǎn)量，降低營運成本，同時能在

一年中不間斷地為消費者提供所在地種植的新鮮蔬菜。

芝加哥農(nóng)業(yè)正在使用的垂直水培技術(shù)與飛利浦LED生長光源，為當(dāng)?shù)貛�來了獨一無二的優(yōu)勢，能夠常年持續(xù)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物。據(jù)了解，芝加哥當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)企業(yè)已經(jīng)投資了數(shù)百萬美元，對其28,000多立方公尺的室內(nèi)種植空間進行改造與設(shè)備更新。該公司將在兩個環(huán)境控制生長室內(nèi)配備14個高度為7.62公尺的種植塔，并采用飛利浦節(jié)能的LED照明解決方案來種植特定作物。這種方法也杜絕了有毒的農(nóng)藥、化學(xué)肥料與防腐劑的使用，使得產(chǎn)量得到有機提高，而且?guī)缀鯖]有化學(xué)添加。

與飛利浦進行聯(lián)合研發(fā)，藉由不斷創(chuàng)新與精進室內(nèi)作物生長體系的LED照明，讓作物充分享受光合作用，并透過永續(xù)的方式種植美味可口、營養(yǎng)豐富的蔬菜，同時最大程度地減少能源的使用。美國垂直空中植物工廠、太空植物工廠已開始由設(shè)計圖向現(xiàn)實轉(zhuǎn)變。

四、我國植物工廠發(fā)展現(xiàn)狀

1、政府越來越重視：我國政府提出”四化同步”、“工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)”，連續(xù)多年把農(nóng)業(yè)列為“重中之中”，不斷加大對農(nóng)業(yè)的投入，尤其對高科技農(nóng)業(yè)加大投入和扶持。并在2013年正式把植物工廠列入國家863科技發(fā)展計劃。

2、應(yīng)用范圍越來越廣：由于植物工廠技術(shù)不斷完善和提高，微型化迷你型植物工廠已應(yīng)用人們生活各種環(huán)境，光仙子歺廳、咖啡館、酒店植物工廠，辦公室、居室植物工廠、廚房植物工廠實現(xiàn)了蔬菜從生產(chǎn)到舌尖零距離。微型植物工廠無處不在。

3、投資規(guī)模越來越大：植物工廠吸引著大量社會資金和財團的關(guān)注。

（1），恒大集團準(zhǔn)備投資超過1000億打造中國民族品牌，現(xiàn)已投資近70億建設(shè)和并購了22個生產(chǎn)基地。以此提升中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)競爭力和盈利水平，開創(chuàng)全球產(chǎn)業(yè)新格局。

（2），6月28日上午，由嘉興農(nóng)投、臺灣源鮮農(nóng)業(yè)、北京娃哈哈餐飲三方合資組建的植物工廠項目-嘉興市源璟農(nóng)業(yè)生態(tài)技術(shù)研發(fā)有限公司，作為浙商創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的代表在嘉興市第一屆浙（禾）商大會開幕式簽約儀式上簽約。該項目將全面啟動。

（3）10月22日上午，中科院植物研究所和福建三安集團有限公司在植物所簽署合作協(xié)議，共建植物工廠。中科院植物所所長方精云表示，與三安集團的合作是植物所落實“率先行動”計劃的重要舉措之一。此次合作以研發(fā)帶動基礎(chǔ)研究，希望促進我國植物工廠建設(shè)和相關(guān)基礎(chǔ)研究的創(chuàng)新發(fā)展。另外東苑、廣州、香港、浙江勿忘農(nóng)等多家財團紛紛投巨資建設(shè)植物工廠。截止目前我國已建植物工廠達80多家。據(jù)日本株式會社專家預(yù)計:中國植物工廠未來有望達到日本植物工廠10倍以上的規(guī)模。

4、科技含量越來越高：我國植物工廠栽培技術(shù)由基質(zhì)培、營養(yǎng)液水培逐漸向霧培前沿技術(shù)轉(zhuǎn)變、平面多層立體栽培向園柱體、多面體立體栽培轉(zhuǎn)變、化學(xué)液肥向礦物質(zhì)肥和光碳核肥轉(zhuǎn)變、溫室控制向遠程控制轉(zhuǎn)變、單向的技術(shù)和裝備引進向引進和輸出雙向轉(zhuǎn)變、試驗示范階段向商業(yè)化產(chǎn)業(yè)化階段轉(zhuǎn)變。

5、培訓(xùn)人才數(shù)越來越多：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院不僅對內(nèi)加強植物工廠人才培訓(xùn)，而且對國外人材也進行了多期培訓(xùn)，臺灣大學(xué)植物工廠技術(shù)研習(xí)班也舉辦了5期，麗水農(nóng)科院就植物工廠人才培訓(xùn)班巳舉行了近百期。我國植物工廠人才培訓(xùn)為植物工廠的大發(fā)展積累了大量人才。

五、中國植物工廠未來展望

展望未來:更多高產(chǎn)、高抗、高質(zhì)的蔬菜、花卉、香草、藥材、苗木、糧食作物、珍稀植物、瀕危植物等植物在植物工廠中生產(chǎn)；更多個人、企業(yè)、財團投入到植物工廠中來、形成資金聚集、人才集中、技術(shù)集成、建設(shè)更多更大的植物工廠；更多新能源、新材料、新裝備在植物工廠中使用，使植物工廠成本更低、品質(zhì)更好、效益更高；植物工廠將更加集約化、產(chǎn)業(yè)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能化。我國植物工廠將迎來最佳發(fā)展機遇期，必將推動我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化早日實現(xiàn)！（本文作者：余錫濤）