植物工厂现状、发展瓶颈及战略

     近年来，植物工厂在东亚、欧美，尤其在日本、中国、韩国、美国、新加坡等国家和地区发展迅速，一些国际知名企业（如飞利浦、GE、三菱等）也纷纷介入植物工厂的技术研发与产业推广，全球植物工厂呈现极为活跃的发展势头。

    植物工厂通常被定义为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农业系统， 是由计算机对作物生长过程的温度、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省力型生产方式。根据笔者的理解， 植物工厂的得名可能源于现代制造工厂的概念， 即以生产货物或产品为目标的工业建筑物， 在这种建筑物内按照一定的流程进行产品由初级零部件、组装件到成品化的生产。植物工厂的生产对象为园艺作物，按照工厂的定义应具备两个条件：

    一是作物的生产流程极为清晰，即播种、育苗、定植、收获、包装等分工明确；

    二是环境（温度、湿度、光照、CO2、气流以及营养元素等）相对可控，不受或少受外界气候的影响。

    根据这种理解， 完全密闭环境下以人工光源与营养液栽培为核心的蔬菜多层工厂化生产应属于植物工厂范畴（狭义），可控温室环境下以营养液栽培（水培或基质培） 为核心的蔬菜花卉工厂化生产也应属于植物工厂范畴（广义），只不过欧美（仅承认狭义的植物工厂）与亚洲的学者（承认广义、狭义均为植物工厂） 对植物工厂定义的意见不一致， 争论仍将会持续。由于植物工厂充分运用了现代装备、生物技术、营养液栽培与信息技术等手段，技术高度密集，多年来一直被国际上公认为设施农业的高级发展阶段，是衡量一个国家农业高技术水平的重要标志之一，受到世界各国的广泛关注。

    一、发展背景及意义

    植物工厂之所以受到世界各国的高度关注，原因是多方面的，概括起来主要有以下几个方面：一是全球人口的快速增长，可用耕地的不断减少，如何利用有限的耕地满足人们日益增长的对食物的需求已经成为全球性难题；二是随着城市化的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对洁净安全农产品的需求越来越迫切；三是农业从业人口老龄化，年轻人不愿务农的现象日趋严重，吸引年轻人务农已经成为全球面临的重大课题。植物工厂恰恰提供了解决上述问题的可能途径，其主要优势包括：

    ① 作物生产过程不受外界环境的影响，可实现周年按计划均衡生产、稳定供给；

    ② 单位面积产量和资源利用率高。叶菜1 年可收获15~18 茬，而且可多层立体栽培，LED植物工厂栽培层数可达18 层以上，产量为露地栽培的40 倍以上；

    ③ 机械化、自动化程度高，工作环境相对舒适；

    ④ 不施用农药，产品洁净安全无污染；

    ⑤ 可在非耕地上生产，不受或很少受土地的限制；

    ⑥ 建在城市周边或市区，就近生产、就近销售，大大缩短产地到市场的运输距离，减少物流成本和碳排放。植物工厂的这些显著特征为世界各国解决人口增长、资源紧缺、安全食品需求旺盛以及新时代劳动力不足等难题提供了有效的技术途径，因而受到广泛重视。