植物工廠顛覆傳統農作方式

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植物工廠是設施農業的高級階段

植物工廠 PF（Plant Factory）是農業種植工業化的產物，是 21 世紀蔬菜種植髮展方向，它標誌著設施農業發展的高級階段，是未來 10 年最具有投資價值的新型產

業。在城市內建立以生產蔬菜為目的的植物工廠成為世界各國競相發展的新領域。

植物工廠是典型的現代農業高科技成果，是一種通過設施內高精度的環境控制實現農作物周年連續生產的高效農業系統，是由計算機對植物生育過程的溫度、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，不受或很少受自然條件制約的全新生產方式。植物工廠脫離的天（太陽），由人工光源代替；也脫離了地（土壤），由營養液代替，實現了可控環境下的高效生產。

由於植物工廠實現了全程人工控制，作物生產計劃性強，能夠實現周年均衡生產，生產者完全可以按照市場需求，制定出周年的生產計劃，可以有效地避免了市場風險。

由於光照、溫濕度精準可控，植物的生長速度加快，葉菜類作物的生長速度快、周期短，單位面積產量高，效益好。作物生長的機械化、自動化程度高。運營人工少，節省人工成本。在封閉或半封閉的環境中，配有防蟲網和衛生管理體系，可以有效防止昆蟲和病原菌的侵入，不施農藥，實現清潔生產。

植物工廠作為一種全新的生產方式，人工控制植物生產所需要的環境和營養，實現了作物生長不受外界自然氣候影響的技術突破，單位面積產量可達露地的幾十倍甚至上百倍，因此又被認為是21世紀解決人口、資源、環境問題的重要途徑，甚至可以在荒漠、戈壁、海島、水面、樓房等非可耕地實現作物生產，也是未來航天工程、月球和其它星球探索過程中實現食物自給的重要手段。

植物工廠成為設施農業高級階段的原因

環境的破壞加上天候的丕變，食物的污染和產量不足，邁入二十一世紀之際，此一問題越顯嚴峻。儘管學者專家欲藉基因改造大幅提升農作物的產量，並同時降低生產成本，但安全性卻倍受質疑。經歷一番熱烈的討論之後，有學者專家力倡仿照工業化大量生產模式的植物工廠，將可大幅提高糧食產量及嚴控品質，可同時解決糧食短缺和食物污染的雙重問題。

其主要原因有下面幾點：

1) 種植環境惡化，食品安全，醫療費用增加等對蔬菜的安全性要求增加。

2) 全球氣候變遷的不確定性增加，水資源減少與土地沙漠化使得傳統農業遇到困境。

3) 城市化進程帶來的城市人口增加，蔬菜供應增大，而土地資源卻不斷減少。

4) 傳統農業生產引發的環境負擔不斷增加。

5) 城市蔬菜供給的物流成本增加，城市蔬菜價格上升，提供了產品盈利空間。

6) 為追求產量而在蔬菜種植中使用農藥和防蟲劑，蔬菜污染憂慮增加。

7) 土地的重金屬污染與澆灌用水的工業污染問題突出。

8) 太陽能與風能等清潔能源的應用規模不斷擴大，地熱應用技術也逐步應用。

9) LED 技術的應用成本下降，多波段光質應用。

植物工廠效益高

植物工廠的出現與兩項技術的突破有密切關係，一是營養液栽培技術，另一是環境控制技術。發達國家從20世紀50年代開始持續進行植物工廠的探索，並取得了重要進展。

植物工廠作為技術高度集成的農業系統，就像航天工程、磁懸浮、大飛機等技術一樣，是體現一個國家高技術水平的的重要標誌，也是農業智能裝備國際競爭的重要領域，中國作為具有重要影響的農業大國，在植物工廠高技術領域必須實現自主突破。

我國的植物工廠發展很快，技術水平處於世界前列，但與發達國家相比，仍有一定差距。因此，他建議未來我國植物工廠研發與產業：

一是加強新材料、新裝備、新能源與節能技術的應用研究，進一步降低裝備建設成本與運行成本；

二是基於大數據與物聯網的植物工廠智能化管理技術亟待提高，顯著提升精細化與流程工廠化管理水平；

三是專用品種選育亟待開展，儘快培育出適宜於植物工廠的高產、優質蔬菜以及功能性植物新品種；四是加強專業人才培育。植物工廠對運營管理要求高，未來我們需要大量的專業化、技術層次高的管理工人。

最近30年，我國的設施園藝面積已經達到370萬公頃，成為世界上設施園藝面積最大的國家，設施園藝有效保證了我國四季果蔬供應和菜籃子安全，也為農業增效、農民增收做出了積極貢獻。

小型植物工廠

小型植物工廠佔地面積在 200-500 平方米，由於種植空間小，溫度調節的效率高，自動化設備也可以進行簡化設計，如自動化設備也可以更改為手動控制，檢測設備也可以把無線數據傳輸改為人工巡視，不需要自動化播種設備和自動傳輸與採摘設備，這種小型植物工廠同樣可以完成植物工廠的設計目標，小型植物工廠可以連鎖方式實現規模化經營。

在植物工廠里，蔬菜的頭頂沒有太陽、腳下沒有土壤，卻依然充滿綠意——這得益於頭頂的彩色LED燈和腳下的營養液。植物工廠環境全部是智能調控、立體種植，因此生產不受自然環境的束縛，能周年生產，葉菜類18至20天能生產一茬，總產量是自然環境下的幾十倍。

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