農(nóng)業(yè)具有強(qiáng)烈的季節(jié)性、地域性和周期性。在億萬年的自然環(huán)境演變過程中，生物資源長期進(jìn)化形成了不同的種類和生態(tài)型，存在生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣化的特征。為此，人們一直以來對生物資源的生物學(xué)特性，特別是對資源、環(huán)境需求的特性進(jìn)行長期的研究探索，以期最大程度地為農(nóng)業(yè)生物創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境，也正是在此過程中，隨著人們逐步掌握了生物學(xué)需求規(guī)律后，有利地促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的變革和生產(chǎn)效率的提高。縱觀農(nóng)業(yè)發(fā)展歷程，已完成了由刀耕火種到大田露地生產(chǎn)，簡易保護(hù)地栽培到設(shè)施可控農(nóng)業(yè)，正在由部分環(huán)境可控設(shè)施園藝到環(huán)境完全可控型人工光植物工廠的轉(zhuǎn)變過程，此過程與人類對農(nóng)業(yè)生物的認(rèn)知進(jìn)步和基于認(rèn)知進(jìn)步的技術(shù)革新是密不可分的。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的工廠化、智能化和生產(chǎn)要素的全程徹底可控一直是設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，由大田露地、陽畦、拱棚、塑料大棚、日光溫室、玻璃溫室、連棟溫室、植物工廠、垂直農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程正式這一目標(biāo)逐漸實(shí)現(xiàn)的發(fā)展軌跡。

什么是植物工廠

植物工廠是一種通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制，實(shí)現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效設(shè)施農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是由計(jì)算機(jī)對作物生育過程的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境要素進(jìn)行自動(dòng)控制，不受或很少受自然條件制約的全新生產(chǎn)方式。植物工廠被國際上公認(rèn)為設(shè)施農(nóng)業(yè)的最高級(jí)發(fā)展階段。植物工廠按光照來源可分為人工光植物工廠和太陽光植物工廠兩種。前者指在完全密閉可控的環(huán)境條件下采用人工光源與營養(yǎng)液栽培技術(shù)，在不受外界氣候條件影響的環(huán)境下，進(jìn)行植物周年生產(chǎn)的植物工廠。后者指在半密閉的溫室環(huán)境下，主要利用太陽光或短期人工補(bǔ)光以及營養(yǎng)液栽培技術(shù)進(jìn)行植物周年生產(chǎn)的植物工廠。

植物工廠的優(yōu)勢有哪些

植物工廠在反季節(jié)蔬菜、花卉、果品和食用菌生產(chǎn)方面具有重要用途，而且在種苗、組培苗、大田作物育苗（水稻、煙草等）和瀕危植物（中草藥）擴(kuò)繁與生產(chǎn)中具有獨(dú)特的用途。我國已經(jīng)出現(xiàn)了蔬菜工廠、種苗工廠、植物組培工廠等形式。

植物工廠具有露地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無法比擬的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)為：

①不受外界氣候條件影響，可進(jìn)行計(jì)劃性周年連續(xù)生產(chǎn)或按照訂單生產(chǎn)，生產(chǎn)周期可控，產(chǎn)量穩(wěn)定；②可實(shí)施多層立體栽培，單位面積產(chǎn)量高，土地、空間資源利用率高；③機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，工作環(huán)境舒適；④潔凈程度高，無病蟲害，不使用農(nóng)藥，產(chǎn)品安全無污染，品質(zhì)高；⑤可在非耕地（如砂石地與鹽酸地）上生產(chǎn)，也可建在城市周邊或市區(qū)，就地生產(chǎn)銷售，減少碳足跡；⑥植物工廠環(huán)境因子控制精度高，植物生長快，不僅縮短生長周期，且確保了植物苗生長的一致性，農(nóng)產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)可調(diào)控；⑦適宜LED半導(dǎo)體光源應(yīng)用，大幅提高資源能源利用效率；⑧植物工廠規(guī)模可大可小，適宜多種場所，具有“無所不在”特征；⑨適宜采納水肥一體化技術(shù)裝備；⑩可滿足極地、太空和島嶼等特殊地域使用。

全球背景下，植物工廠的發(fā)展有其客觀原因和必然性趨勢。具體原因如下：

①氣候變化導(dǎo)致極端天氣事件時(shí)有發(fā)生，氣候?yàn)?zāi)害更加頻繁，使露地農(nóng)田系統(tǒng)生產(chǎn)性能穩(wěn)定性降低；②全球人口在本世紀(jì)持續(xù)增長，對糧食和農(nóng)產(chǎn)品的需求逐年增加；③農(nóng)業(yè)資源（土地、水肥、電能等）和勞動(dòng)力短缺、利用率低，必須提高單產(chǎn)和生產(chǎn)效率；④農(nóng)田環(huán)境污染嚴(yán)重（農(nóng)藥、重金屬、抗生素等），食品安全問題日益突出；⑤科技發(fā)展驅(qū)動(dòng)耦合的產(chǎn)物。植物工廠是水培技術(shù)、LED照明技術(shù)、傳感器及智能控制技術(shù)發(fā)展耦合的產(chǎn)物；⑥我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)一直徘徊在低投入一低產(chǎn)出一低效益的惡性循環(huán)中，單產(chǎn)不高，迫切需要利用工程手段進(jìn)行變革，實(shí)施“環(huán)境替代資源”發(fā)展戰(zhàn)略；⑦高附加值農(nóng)業(yè)生物周年生產(chǎn)的需要。只有在生產(chǎn)要素高精度條件下才可以改善農(nóng)業(yè)生物的產(chǎn)量、品質(zhì)、生長周期，提高設(shè)施園藝生產(chǎn)效益。

嘉延（北京）環(huán)境科技有限公司致力于“植物生長可控環(huán)境”的技術(shù)研發(fā)和服務(wù)，秉承“自主創(chuàng)新、追求卓越”的理念，提供可靠的人工環(huán)境模擬調(diào)節(jié)技術(shù)。多年來，在人工環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域不斷深入探索，特別是在植物生長、組織培養(yǎng)、種質(zhì)低溫儲(chǔ)藏、植物補(bǔ)光以及其他特殊人工環(huán)境等方面提供整體解決方案。

來源于：《設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明》