植物工廠，從廣義上講涵蓋了從利用自然光到人工光和混合光源的所有設施園藝，從狹義上講則是專指利用環境自動控制、電子技術、生物技術、機器人和新材料等進行植物周年連續生產的系統，也就是利用計算機對植物生長的溫度、濕度、光照、CO2濃度和營養液等環境條件進行自動控制，使設施內植物生長不受自然氣候制約的省力型生產。

按照不同的劃分方式，植物工廠可分為以下幾類：

1、根據建設規?？煞譃榇笮停?000㎡以上）、中型（1000~5000㎡）、小型（100~1000㎡）、微型（100㎡以下）四種；          

2、根據生產功能可分為植物種苗工廠、葉菜、瓜果、花卉植物工廠，還有一部分大田作物、藥用植物、食用菌等；        

3、從生產、研究對象的組織尺度上來說，植物工廠又可分為植物體生產型植物工廠、組培型植物工廠、細胞生產型植物工廠（光生物反應器）。    

4、根據光能的利用方式可分為三種類型，即太陽光利用型植物工廠、全人工光利用型植物工廠、太陽光和人工光并用的綜合型植物工廠。其中，全人工光利用型植物工廠又稱為密閉式植物工廠，它是植物工廠發展的高級階段。廣義上來說，一切通過改變植物的生活環境的設施，包括大棚、溫室、種苗繁育箱等都屬于植物工廠概念范疇，但目前，比較習慣的分類方法是按照植物生長中最重要的條件之一光能來進行分類。

從植物工廠數十年的發展歷程來看，大致歷經3個主要發展階段，即早期的試驗探索階段、中期的示范應用階段、目前的快速發展階段，具體包括：  

這一階段是植物工廠的概念成型與試驗探索階段，其中2項技術的突破對植物工廠的發展起到了重要的支撐作用，一項被稱之為“營養液栽培技術”，20世紀40年代以來以“礦物質營養學說”為理論基礎的營養液栽培技術的應用，奠定了植物工廠的栽培技術基礎；另一項為“人工模擬與控制環境技術”，以1949年美國植物生理和園藝學家Went教授在加州帕薩迪納建立的第1座人工氣候室為標志。  

這一時期植物工廠的特點為：建設規模較小，僅為幾十平米到幾百平米；應用范圍窄，主要局限在實驗室和示范農場；光源為高壓鈉燈，光源與空調能耗大，運行成本較高。

水耕栽培和人工光源技術的突破是這一階段植物工廠發展的重要標志。1973年營養液膜技術（Nutrient Film Technique，NFT）的出現，以及隨后的深液流栽培技術（Deep Flow Technique，DFT）的發明為植物工廠栽培技術的發展奠定了基礎。  

這一時期，美國通用食品公司、賽納拉魯米勒斯公司與依法德法姆公司等，以及荷蘭的飛利浦、日本的日立、三菱重工等多家公司紛紛介入植物工廠的研發。1974年日本日立制作所中央研究所高正基等開始進行人工光植物工廠的研究，1983年在靜岡三浦農場推出日本第1個真正意義上的人工光植物工廠，栽培方式采用三角板氣霧培與平面式水耕培兩種方式。1989年4月日本專門成立了植物工廠學會（2007年1月植物工廠學會與生物環境調節學會聯合成立日本生物環境工學會），每年定期召開植物工廠研討會，有力地推動植物工廠產業的發展。截止到20世紀90年代末，日本擁有約20座人工光植物工廠。        

這一階段植物工廠的特點：人工光源不斷改善，高壓鈉燈逐漸被熒光燈替代，紅光LED開始應用，光源的能耗進一步降低；傳感器與自動控制技術逐漸引入；示范應用面不斷擴大。

各國研發力度與產業化步伐不斷加快，日本于2009年提出大力發展植物工廠、振興現代農業計劃，由農林水產省和經濟產業省拿出500億日元用于支援植物工廠的建設與研發，受此影響，一批大型企業如三菱、豐田、日立等紛紛介入，并計劃輸出植物工廠產品到中國、中東、歐美等國家或地區。2015年日本人工光植物工廠數量已達185座，其中位于宮城縣多賀市的占地面積2300㎡、15層立體栽培架、日產葉菜10000棵的LED植物工廠，以及大阪府立大學的占地面積550㎡、18層栽培架、日產葉菜5300棵的LED植物工廠，代表了日本近年來植物工廠的發展趨向。

我國植物工廠相比于歐、美、日等發達國家，起步較晚，但我國植物工廠建設發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，加強技術交流，對植物工廠相關技術經過了吸收，消化、創新再創新的過程。在實驗示范階段期間，我國先后有浙江麗水農科院與國防科技大學合作,于2004年成功地建起了我國第一座植物工廠,標志著我國具有自主知識產權植物工廠的正式誕生,中國智能農業從這里開始。成為世界上少數幾個掌握植物工廠核心技術的國家之一，這將對提升我國植物工廠競爭力和對我國現代農業的發展產生深遠影響。后來，中國農業科學院和中國科學技術大學、中國農業大學先后建起了研究型.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。

近年來，隨著世界環境、資源等問題日漸突出，植物工廠的發展優勢逐漸顯現，表現為：作物生產周期性強，可達到周年生產；不施農藥，產品安全無污染；多層立體栽培，資源（土地、水肥、空間等）利用率高；作物生長周期短，單位面積產量高；機械化、自動化程度高，勞動強度低；不受或很少受地理、自然環境的影響，甚至可在極端氣候區、外層空間等地區進行農業生產等。

由于不受環境影響、可就近供應蔬果的植物工廠正不斷升溫。中國已成為世界上植物工廠發展最快的國家，2021年，我國新增48座植物工廠，新增面積21.54萬平方米。目前，我國人工光植物工廠總數已超過250座，成為數量僅次于日本的植物工廠發展大國。  

植物工廠行業是一個相對新興的行業，目前還沒有明確的市場領導者。進入植物工廠行業的主要競爭者包括大型農業公司、科技公司、物流公司以及創新企業。這些競爭者各有不同的優勢和劣勢。        

大型農業公司和物流公司具有豐富的農業和物流經驗，能夠提供全方位的服務，包括種子選購、種植指導、植物育種、農產品銷售和物流運輸等。但是，這些公司在植物工廠方面的技術和設備可能不夠先進，無法滿足現代植物工廠的高效運作需求。

科技公司和創新企業在植物工廠技術方面具有很強的實力和優勢，能夠提供先進的植物育種技術、智能化設備和精準農業方案等。同時這些企業也具有較強的研發能力，能夠持續改進和創新產品，提高植物工廠的效率和產量。但是，這些公司在農業和物流方面的經驗相對較少，可能無法提供全方位的服務。    

此外，植物工廠行業的技術水平、環保標準和行業標準等還需要進一步統一和完善。這有利于提升市場競爭力，促進行業發展。        

隨著現代農業技術提高，植物工廠是現代農業的首選發展模式。目前，植物工廠管理多由人工完成，管理難度大、成本高、效率低，同時也容易帶來病菌污染。實現信息技術與設施裝備的深度融合，提升設施裝備的自動化、智能化水平，有助于解決設施農業走向產業化和規模化生產存在的問題。植物工廠發展至今，結合光電技術與生物學技術興起智能植物工廠，代表著未來農業的發展方向，集高技術、高投入、高產出于一體，更加集成化、產業化、智能化、網絡化、多功能化，是解決當下食品安全、環境污染、土地資源緊張、勞動力成本上升的有效途徑。

通過技術的不斷進步和市場的逐漸完善，植物工廠的盈利能力將會得到大幅提升。一方面，通過持續改進，植物工廠的光效與能效顯著提升，光源與空調的能耗將不斷降低，大幅減少系統運行費用。另一方面，植物工廠產品的品質與效益將會顯著提升。通過營養調控和光調控等手段，顯著提高植物工廠產品的 VC 含量、可溶性糖含量以及其他功能品質，同時通過選用一些功能性蔬菜、藥用植物甚至特種作物等高附加值的產品進行種植，提升植物工廠產品的經濟效益，增強植物工廠的盈利能力。

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