日本的植物工厂及其新技术

“植物工厂”日本人激光培育蔬菜
“植物工厂” 日本人激光培育蔬菜
日本全国各地建了许多依靠人造光培育蔬菜的“植物工厂”，植物工厂里的生菜和莴苣不久会进入人们的餐桌。

在日本一家公司的高层写字楼地下，正进行着“圣保那一02”无阳光植物栽培的各种实验，以研究如何有效地采光，光源有荧光灯、钠光灯和发光二极管。

另外，这里还可以观看到用激光栽培的情景。

日本科斯莫植物公司在全国设有6家植物工厂，并已生产出莴苣、西芹和香菜等蔬菜。

在植物工厂，可以摆放多层栽培系统，而且植物生长速度快，比如莴苣，种植秧苗后2周即可收获。

用几十平方米的地方就可以生产出相当于20hm2耕地的产品，效益等于耕地的2000倍，而且还有不使用农药、不受气候影响的优点。

一旦解决了成本问题，植物工厂则会进一步发展壮大。

信息来源：《蔬菜》。

日本培育花卉新方法
近年来，随着人们对环保意识的增强和对美的追求的不断提高，花卉
市场迅速发展，成为了一个潜力巨大的产业。

然而，传统的花卉培育方法
存在很多弊端，如土地资源有限、化肥农药的过度使用、水资源浪费等，
严重制约了花卉产业的可持续发展。

为了解决这些问题，日本科学家们不
断探索和创新，在花卉培育方面提出了一些新方法。

首先，日本科学家们提出了“无土栽培”技术。

传统的花卉栽培往往
采用土壤作为生长介质，但土地资源有限，而且土壤中存在很多病虫害，
需要大量的农药来控制。

而无土栽培技术可以用石棉、泥炭、藓苔等人造
介质来代替土壤，不仅可以节约土地资源，还可以有效防治病虫害。

另外，无土栽培还可以通过控制水肥供应来达到精准供给的目的，提高了花卉的
质量和产量。

其次，日本科学家们提出了“植物工厂”技术。

植物工厂是一种完全
封闭的环境下进行植物生产的方法，可以在任何时间、任何地点生产花卉。

植物工厂采用LED光源、恒温恒湿控制系统、无土栽培技术等先进技术，
可以调节光照、温度、湿度等环境参数，提供植物生长所需的最佳条件。

这种方法不仅可以解决土地资源有限的问题，还可以节约大量的水资源和
化肥农药，并且可以实现全年无间断生产，大大提高了花卉的供给能力。

看9个最出名的日本农场，带给你创意与灵感！导语：日本农场商业模式花样繁出，各有各的特色和出彩之处。

小农户家庭经营是我国农业的基本面，也是农业发展必须长期面对的现实。

我们的邻国日本，土地资源稀缺、人口老龄化问题严重，不利于发展家庭农场。

但日本通过运用农业新技术、品牌化战略、发展观光农业、深加工等措施，使日本家庭农场经济得以振兴，其经验值得我国借鉴。

1、日本富田农场——第一花世界富田农场规划180亩，是一个私家农场，是北海道最著名的花卉农场。

园内种植多达一百五十种花卉，从每年4月花季开始，直至10月中旬，游人络绎不绝。

这里有五大景观花田，还有制造香水与粹取熏衣草精油的工厂，更自行研发了五花八门的熏衣草加工制品，农场内有8个商品销售处。

干花之舍：这里拥有日本最大规模的干花展示空间。

环绕在落叶松和花卉的香气之中，欣赏颜色鲜艳的花卉布置，可给游客提供关于花卉生活的些许灵感。

建筑物内的设计是荷兰的花卉设计师Lenoakemaid亲手设计，被题名为郊外富良野的森林in北海道。

花卉美食品尝：充分利用农场内部的新鲜花卉的提取物，并配合邻近地区的名产，制作富有农场和当地特色的甜点和美食。

农场内有销售薰衣草、哈密瓜（夕张名产）及牛乳（北海道名产）等口味的零食与饮料。

2、日本甲府市胜沼町——葡萄乡山梨县是日本葡萄酒的发祥地，这里所生产的葡萄酒占日本全国的3成。

甲府市位于山梨县中央位置，“甲府葡萄酒”美誉全日本。

主要产地为甲府盆地东部的笛吹川地区、特别是以胜沼町为中心，这里是日本最古老也是最著名的葡萄产区。

许多葡萄园成为种植、观光两用园。

这里的葡萄园几乎都是藤架式栽培，葡萄藤像是粗壮的树，每棵距十公尺之远，种植的大多是一种名为甲州的粉红色葡萄。

在日本有“日本酿酒厂协会”但没有全国范围内的葡萄酒相关法律，不论本国酿酒厂使用哪国的原酒或什么品种的葡萄，统统被标记为“日本酒”。

但目前日本有些地区也采用了类似法国的AOC制度和美国的（AVA）的”原产地标记。

植物工厂产业现状与趋势植物工厂是一种利用先进的农业技术和设备，在对环境进行严格控制的条件下，通过模拟自然光照、供应适宜的水和养分等方式，进行大规模、高效、可持续的植物生产的一种农业形式。

随着人口增长和城市化进程的加速，传统的农业模式已经无法满足人们对食品和植物产品的需求，因此植物工厂逐渐成为农业发展的一种重要模式。

本文将对植物工厂产业的现状和趋势进行详细分析。

一、植物工厂产业现状1. 国内外植物工厂产业发展概况植物工厂产业最早起源于日本，在20世纪90年代开始逐渐兴起并得到快速发展。

目前，日本已经成为全球植物工厂产业的领军国家，拥有众多的植物工厂企业和研究机构，涉及的领域包括蔬菜、水果、草药、花卉等。

此外，美国、荷兰、新加坡等国家和地区也在加大对植物工厂产业的投入和研发力度，逐渐形成了完善的产业链和市场体系。

在中国，植物工厂产业也逐渐兴起并取得了一定的发展。

目前，国内植物工厂企业大部分分布在东部沿海地区，以新加坡、台湾等地的技术引进型企业为主。

植物工厂产业主要涉及高科技农业、节能环保等领域，对于提高农业生产效率、保障食品安全、改善环境质量具有重要意义。

2. 植物工厂产业的技术发展和创新植物工厂产业的快速发展离不开先进的技术支持和创新。

目前，植物工厂产业的技术创新主要包括以下几个方面：（1）光照技术：植物工厂的光照系统是模拟自然光照，为植物提供适宜的光照环境。

传统的植物工厂主要采用荧光灯和高压钠灯等人工光源，而新一代的植物工厂则不断引入LED光源技术，具有节能、调控效果好等优势。

（2）温度和湿度控制技术：植物工厂利用先进的温度和湿度控制设备，可以根据不同的作物需求，实现精确的温湿度调节。

这种技术可以提高生产效率，减少资源浪费。

（3）水肥一体化技术：植物工厂通过施肥系统和水循环系统的结合，实现了水肥一体化，可以最大限度地节约水资源和化肥，减少对环境的污染。

（4）自动化和智能化技术：植物工厂引入机器人和智能控制系统，实现了整个生产过程的自动化管理。

植物工厂带来的启示浙江日报/2002年/08月/22日/最近,日本出现了一种植物工厂,引起了全球农业研究人员的关注。

这种脱离了土地的农业生产方式,试图用工业技术手段解决农业问题。

作为一种新的尝试,对面临类似问题的我国农业也有借鉴意义植物工厂带来的启示日本农业后继乏人由于日本工业的发展,日本农业人口在上世纪50至60年代大量流入城市。

以1955年2.5至5马力的小型动力耕作机取代畜耕犁为标志,日本农业拉开了机械化的序幕。

在接下来的10年内,日本普及了40马力的4轮拖拉机。

后来随着工业的发展,小型化功能强的拖拉机、插秧机、收割机全面普及,日本彻底实现了农业机械化,从而节省了大量劳力,解决了人口流入城市导致的人手不足问题,使农业取得了长足的发展。

然而,由于人口老龄化日趋严重,近几年来,日本农业后继乏人的问题更加突出,据有关部门统计,日本农业从业人员现在约为686万人,几乎全是老人和小孩。

记者在长野学车的时候,驾校周围大片大片的稻田里从来见不到干活的人。

终于有一天在吃过早饭的时候,看到一辆汽车停在稻田旁边,从汽车里下来一对70多岁的老年夫妇,老汉从汽车上卸下铲草机,女的手持镰刀,铲除田埂上的杂草。

尽管他们很努力,但显然有些力不从心,老汉手中的机械总不太听话,一弄就滑进稻田里,不一会儿就大汗淋漓,女的弯腰割了一会,便坐在潮湿的田埂上大口大口喘粗气。

据两位老人说,他们这一带已经没年轻人了,原因是光靠种地没法生活,日本人均地少,他们老两口靠种地仅能维持生活,所以家里两个孩子都到城市去了,老大开长途车,老二在公司上班,只剩下老两口在家守空巢。

由于农业早已实行机械化,干活不累,农村到处山清水秀,空气十分新鲜,农闲的时候还可以到城里去打工,按说是挺不错的,所以个别年轻人也会决心留下来务农。

但一个实际问题没法解决,那就是很多姑娘不愿嫁到农村去,她们认为当农民没有出息,所以不少日本农民只有依靠国际婚姻解决问题,而外国来的姑娘又多是因为羡慕日本的现代化而出国。

无尘植物工厂生机勃发在日本，一种被称为“植物工厂”的新生产方式正成为改变日本传统农业生产方式的新亮点，它不但有望以更少的资源产出更多的蔬菜和粮食，还可为提高就业率作贡献。

记者日前应日本政府的邀请，参观了东京千叶县一家“植物工厂”。

面对西装笔挺的嵨村茂治（37岁），你一定无法想象他的专长是种菜，而且他不只是自己种菜，还教人种菜。

嵨村不是传统的农夫；他不必一年365天每天十多个小时在菜园里锄草施肥抓害虫，他甚至不需要去菜园，因为他的菜都种植在室内。

嵨村采用的是一种称为“植物工厂”的科技，也就是在密封的环境中，人为地调节植物的生长环境，包括控制光线、温度、湿气、二氧化碳和水，以确保全年可以稳定地收成。

毕业自千叶大学园艺学院的嵨村，在求学期间接触到在植物工厂的新科技。

据该大学副教授丸尾达介绍，植物工厂可分为完全使用人造灯光、同时使用人造灯光和阳光，以及只靠阳光三种设施。

嵨村的植物工厂所采用的，就是只靠人造灯光的先进设施。

植物在强烈灯光的照射下，就像被阳光照耀一样，也能产生光合作用。

由于植物不需要靠阳光生长，加上新科技确保植物不会在人造灯的照射下，表面温度过高，所以植物工厂内的蔬菜，不必像在农田里那样，一字排开地种植，而是可以种在多层架子上，节省了许多空间。

植物工厂的收成也高于传统种植法。

据嵨村介绍，他们可以通过调节灯光来控制植物的生长。

例如，他们一般会让灯光照射植物六七个小时，然后关灯一两个小时，以“欺骗”植物一天过去了，借以加速其生长周期，更快和更频繁地收成。

干净无尘无杀虫剂此外，由于植物工厂是个密封空间，植物的生长不再受到天气等自然环境的影响，蔬菜的供应量也可以保持稳定。

为了确保植物不被害虫侵害，植物工厂犹如半导体业中的洁净室，工人进去之前，必须先洗净身体，换上连衫裤和戴上头罩、手套和口罩。

工厂内的植物也不是种在泥土中，而是利用水耕法，靠营养液生长。

嵨村说，植物的形状和味道，也可以通过控制营养液的种类和数量等方式，来加以控制和改变。

36 GREENHOUSE HORTICULTURE植物工厂系列谈（六）——植物工厂主要设备与特征■ 杨其长 张成波机械化、自动化是植物工厂的重要特征之一，各类机械设备和配套装置在植物工厂内所占的比重较大，除了对象作物和营养液之外，绝大多数都属于机械与设备的范畴，包括营养液栽培系统、环境调控系统、计算机控制系统以及相关的配套设备等。

这里主要针对育苗、定植、移栽、收获、包装、预冷贮藏等辅助设备加以介绍。

育苗设备精量播种生产线在植物工厂内依据其栽培作物的品种与栽培方式不同，所采取的育苗播种手段也不同，有些是采用工厂化穴盘育苗精量播种生产线来完成作业。

主要工艺过程包括：基质筛选→混拌→提升装料→穴盘装料→刷平→压穴→精量播种→刷平→喷水等。

工作时，操作人员把穴盘接连不断地送到机器的传送带上，播种机能自动填充基质材料、刷平，在穴盘的每个穴中央压出一个浅坑，同时把基质压实。

播种器受光电控制，精确地在每个穴的浅坑中央点播一粒种子，接着再覆盖薄薄一层轻基质（如蛭石），以盖住种子并遮挡日光直射，最后把穴盘表面多余的基质刮平并喷水。

育苗播种机育苗播种机的类型多种多样。

按照其工作原理，一般分为吸附式和磁性播种机两种。

吸附式育苗播种机 吸附式育苗播种机（图１）又分为吸嘴式、板式和齿盘转动式三种形式，这里主要介绍前两种。

◇　吸嘴式播种机 适用于营养钵育苗点播。

该播种装置与制钵机配合使用，可实现边制钵边播种联合作业。

已播种的营养钵块由输送带送出机外，并装入育苗盘最后送到催芽室进行催芽。

◇　板式育苗播种机板式育苗播种机由带孔的吸种板、吸气装置、漏种板、输种管、育苗盘和输送机等组成。

工作时，种子被快速地撒在吸种板上，使板上每个孔眼都吸附１粒种子，多余的种子流回板的下面。

将吸种板转动到漏种板处，此时通过控制装置，去掉真空吸力，种子自吸种板孔落下并通过漏种板孔和下方的输种管，落入育苗盘对应的营养钵块上，然后覆土和灌水，将盘送入催芽室。

博　采552019年 第3期 下 ／ 总第864期2018年华为稳坐全球手机第三名 发货量紧逼苹果近日，美国市场研究公司IDC发布了2018年全球智能手机市场报告。

报告显示，2018年全年，全球智能手机总发货量为14亿部，同比萎缩4.1%。

不过在市场普遍颓势的情况下，中国手机品牌都获得同比增长，其中华为的成绩十分亮眼。

具体来看，2018年三星发货2.923亿部，同比下滑了8%；苹果以2.088亿部位居全球第二名，但也下滑了3.2%；华为公司获得2.06亿部的成绩，位居第三，华为2018年手机发货量猛增了33.6%。

 （摘自《羊城晚报》）日本“植物工厂”在城市地下种菜近年来，日本各地掀起一股“植物工厂热”，即在封闭或者半封闭环境中，借助人工光照，使用营养液培育绿叶蔬菜。

这种植物工厂让缺乏耕地的大城市也可以进行农业种植。

位于城市地下综合管廊中的幕张地下植物工厂分为地上和地下两个区域。

在种植过程中，首先要对菜苗进行30天的地上培育，之后再将模块化的菜苗盒通过传送带送入地下。

地下工厂的LED光照和营养液输送都可以自动完成。

菜苗在这里生长24天后再被传送带送回地面，进行包装销售。

与其他植物工厂有所区别的是，这家植物工厂从菜苗盒送入地下，到长好的蔬菜被送至地面的过程中，实现了全自动化。

另外，在地下管廊建设植物工厂具有明显优势。

首先，地下管廊温度常年保持在18~22摄氏度，节省了一大笔取暖降温的能源费。

其次，该种植工厂与消费市场距离很近，节省了大量物流和包装费用，又保持了蔬菜的新鲜度。

第三，由于是对闲置管廊的再利用，工厂节省了一笔基建费用。

据介绍，植物工厂计划于2020年开始量产生菜。

该植物工厂产出的蔬菜与普通蔬菜价格相同。

（摘自《人民日报》）网游花钱升级，在韩国算违法“青铜”不想打怪升级，想出钱买现成的“王者”？这将是违法行为！据《韩国先驱报》报道，韩国议会近日审议通过新修订的《游戏产业促进法》，修订后的新法禁止网游收钱升级角色账号的行为，违反者最高可处2000万韩元（约合12万元人民币）罚款或两年徒刑。

日本营养液栽培现状及其新技术目前在中国、日本、韩国的设施园艺面积占耕地面积的1％左右，预计中国今后将会有更大的发展。

温室栽培作为现代集约化的作物栽培技术得到广泛利用，但在以往的设施栽培中，存在着土壤栽培的连作障碍及重体力劳动等问题，因此人们越来越关注营养液栽培。

营养液栽培方式，由于不使用土壤，也称为无土栽培。

这种栽培方式可以避免与土壤有关的连作障碍，实现清洁蔬菜的生产，因此有可能使产品作为优质、安全的食品进入超市优质优价销售，获得较高的经济效益。

近几十年来，营养液栽培在荷兰、英国、日本得到厂广泛的研究和在生产中实际应用。

在日本，最早的营养液栽培是在二战以后．由进驻美军以生产清洁蔬菜(改变传统用人畜粪便施肥方式)为目的的沙砾耕(培)。

1960年，山崎崛等人在当时的农林水产省园艺试验场进行了沙砾耕的实用化试验。

此后。

英国的NFT栽培以及荷兰的岩棉栽培等简易的营养液栽培方式也被相继引入日本，逐渐出现了多种多样的栽培方式。

1 日本营养液栽培的发展规模现在，日本所使用的营养液栽培主要有水培、固形基质栽培、喷雾栽培等方式。

其中，水培有深液型和NFT 方式；固型基质栽培主要有沙砾栽培、砂培、岩棉栽培等方式。

根据农林水产省的统计资料，营养液栽培面积自1980年后快速增加，至1997年已达916hm#2，跃居世界第三位。

这一面积约占日本温室设施栽培总面积(52·2571hm#2)的1．7％，其中，以深液型和岩棉栽培居多。

在营养液栽培的总面积中，蔬菜栽培面积最多，约为655hm#2，占71·5％。

不同蔬菜品种的栽培面积如表2所示，西红柿最多，其次是三叶芹；但从1995年到1997年．黄瓜、草莓的营养液栽培面积开始明显增加。

花齐栽培面积约为261hm#2：，占28．5％左右。

其中．玫瑰为223hm#2(85％)占绝对优势，其次是康乃馨10 hm#2，菊花7hm#2。

2 营养液栽培的投资费用营养液栽培的面积急剧增长．投资很高。

⽇本植物⼯⼚的现状和展望精选Plant factory in Japan: Current situation and perspectives作者 Toyoki Kozai 翻译 郭⽃⽃在⽇本，⼈⼯光植物⼯⼚（PF ）被⽤于蔬菜的商业化⽣产。

每年每单位⾯积销售量⼤约是露地⽣产的100倍。

植物⼯⼚可以建在任何地区任何建筑中，因为它既不需要太阳能也不需要⾃然⼟壤；植物⼯⼚的⽣产不依赖于外界环境和⼟壤肥⼒。

在不久的未来，植物⼯⼚将在⼤都市健康安全叶菜的地产地销中扮演很重要的⾓⾊。

什么是植物⼯⼚？植物⼯⼚是指包含以下六个主要组成部分的植物⽣产设施：绝热、接近密闭、不透光的类似库房的主体结构；4到20层配备有⽔培系统和荧光灯或LED 灯等光照设备的栽培床；空⽓风机及空调；⼆氧化碳施肥系统；⽔泵及营养液供给系统；环境控制系统（图1,2 Kozai ，2007）。

通常情况下，⼯⼈只有在洗完澡或者通过空⽓浴并换好⼲净的⼯作服之后才能进⼊植物⼯⼚的栽培室。

由于地上部和根系部分环境的最优化控制，通过植物⼯⼚可以周年⽣产⾼品质⽆农药的植物。

在植物⼯⼚⽣产的叶菜很洁净，不需要进⼀步清洗就可以直接⾷⽤或者加⼯。

植物⼯⼚⽣产的蔬菜收获后的货架期是温室⽣产的两倍，因为其细菌附着量通常低于300CFU/g ，是⽤⾃来⽔清洗之后的⽥间蔬菜的百分之⼀到千分之⼀。

商业化和成本效益据估计，在2012年12⽉⽇本商业化运营的植物⼯⼚已经超过120家，预计在2013年会增加更多。

⽇本最⼤的植物⼯⼚Spread 公司每天可以⽣产近25000株⽣菜，每年可⽣产900万株。

粗略估计，有20%的植物⼯⼚是盈利的，60%处于收⽀平衡，20%在亏损。

从2009年到现在，盈利的植物⼯⼚数量和⽐例都在增加。

折旧成本约占整个⽣产成本的30%，劳动成本占25%，电⼒成本占20%（Kozai ，2013a ）。

在2012年，每株⽣菜总的⽣产成本（包含折旧）⼤约在0.6欧元（⼈民币约5元），售价在0.7-0.8欧元（5.8-6.6元）。

日本植物工厂简介所谓植物工厂，即利用高新技术对环境加以全面控制，实现蔬菜等农作物的全年有计划生产的一种设施园艺农业模式。

主要有两种类型：1、通过建设人工温室，利用阳光和人工辅助光源进行调节和改善夏，冬季温度的阳光利用型。

2、完全人工光型，在完全封闭环境下利用人工光源的设计使用，并且通过温湿度，二氧化碳等方面的控制来进行蔬菜工厂化生产的人工光源型。

植物工厂的优点及待研究课题归纳如卜：优点．不受季节、气候影响，实现蔬菜的稳定供给（4定：定时、定量、定质、定价）．不受地域及土壤限制．单位面积产量高4．通过营养及水份调节，使蔬菜味道更佳；通过光线控制和调节来提高蔬菜的营养品质，完全不使用农药。

．作业舒适、生产环境良好。

6．便于外行投资者的参与。

待研究课题技术经营层面：．建设及运营成本高，如何降低电费及栽培用材成本？．需确保产品销路及稳定的价格。

3．可栽培的果菜品种少。

4．需费时费力培养可靠信任的技术、经营人才‘。

此外，目前，阳光利用型植物工厂很难做到严格意义上的环境控制（如夏季高温）发展前景展望：．使农业彻底摆脱经验型、靠天吃饭型的传统耕作模式。

2．实现以市场为导向的供需一体化形态的蔬菜生产。

3．确保全年生产费用的控制及稳定的收入。

4．有效利用社会闲置建筑资源。

5．创立一种新型产业。

据截止2010年4月的日本政府官方统计资料显示，日本已投入使用的植物工厂为．完全人工型：34座。

2．阳光、人工混合型：16座。

栽培品种：以生菜类为主，其余为青菜，菜苗等。

投资主体：56％为企业，32％为农业法人，其中引人关注的是有一家由社会福利法人投资经营的完全人工光源型植物工厂。

占地：工业用地、住宅地、荒地，从而大大节省了农业用地（注：人工辅助光源型植物工厂主要以使用农业用地为主）建设时间：1995年前建设的有6家。

但最近3年的植物工厂建设呈现高峰状态，共有13家，占到38％。

也就是说，日本植物工厂以新设施居多。

设施规模：不到1000平米的占85％。

植物工厂技术在农业中的未来发展植物工厂技术是一种新兴的农业技术，它通过精确控制环境条件，如光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等，在室内种植作物。

这种技术为农业带来了许多潜在的优势，也预示着未来农业发展的新方向。

一、植物工厂技术的现状目前，植物工厂技术已经在一些发达国家得到了较为广泛的应用。

在日本，植物工厂种植的生菜、菠菜等叶菜类蔬菜已经进入了市场销售。

这些蔬菜在植物工厂中生长周期短，产量高，并且不受季节和气候的影响。

在荷兰，植物工厂技术也被应用于花卉种植，能够生产出高质量、标准化的花卉产品。

植物工厂通常采用多层立体种植的方式，充分利用空间，提高单位面积的产量。

通过人工光源提供光照，可以根据不同作物的需求调整光的强度、波长和光照时间。

例如，对于叶菜类蔬菜，蓝光和红光的组合能够促进光合作用，提高生长速度。

在温度和湿度控制方面，植物工厂可以保持稳定的环境条件，避免因外界气候变化而导致的病虫害爆发。

二、植物工厂技术在农业中的优势（一）提高产量和质量植物工厂能够提供作物生长所需的最佳环境条件，使得作物生长速度加快，产量提高。

由于环境可控，可以减少病虫害的发生，减少农药的使用，从而提高作物的质量。

例如，无农药残留的蔬菜更符合现代消费者对健康食品的需求。

###（二）节约资源与传统农业相比，植物工厂可以节约用水。

在传统农业中，灌溉水的大部分会通过蒸发、渗漏等方式流失，而植物工厂采用循环灌溉系统，水的利用率大大提高。

植物工厂还可以精确控制肥料的施用量，减少肥料的浪费。

###（三）不受自然条件限制植物工厂可以在任何地点建立，无论是城市中心还是偏远地区。

它不受季节、气候、土壤等自然条件的限制，可以全年不间断地生产作物。

这对于解决粮食安全问题，特别是在一些自然条件恶劣的地区，具有重要意义。

三、植物工厂技术面临的挑战（一）成本较高植物工厂的建设和运营成本较高。

建设一个植物工厂需要投入大量的资金用于购买设备，如人工光源、空调系统、自动化控制系统等。

(国外都市农业信息服务平台第十八刊国外农业信息!北京市科学技术情报研究所 2011年12月8日国外植物工厂及其技术设备发展概况一、植物工厂与植物工厂机械的概念植物工厂是通过采用现代农业工程和机械技术,改变自然环境,为动植物生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥等环境条件,而在一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产的农业,有时也把其称为可控环境农业。

具有高投入、高技术含量、高品质、高产量、高效益等特点,是最有活力的农业新产业。

广义植物工厂包括设施栽培和设施饲养,狭义植物工厂是指设施栽培。

本研究项目涉及的植物工厂是狭义植物工厂,即利用设施栽培,它可以充分发挥作物的增产潜力,增加产量,改善品质,并能使作物在相反季节生长,在有限的空间中相对较少的时间里生产出高品质的作物。

植物工厂机械,是指适合植物工厂耕作、栽培、收获等农艺特点,并在各类设施中工作的农业机械。

国外植物工厂起步比较早,作物栽培己具备了成熟成套的技术,植物工厂机械及作业设备也齐全,生产比较规范,产量稳定,质量保证性强,并在向高层次、高科技和自动化、智能化方向发展,将形成全新的技术体系。

为适应植物工厂的发展,荷兰、日本、韩国、美国、以色列和意大利等国家加强了植物工厂作业机具的开发、研究、推广和应用。

目前其温室生产过程中的耕整地、播种、间苗、灌溉、中耕和除草等作业均已实现机械化。

其开发的耕耘机可以在温室中进行耕整地、移栽、开沟、起垄、中耕、锄草、施肥、培土、喷药及短途运输等多种作业,大大提高了机械利用率和生产效率。

二、发达国家植物工厂发展的现状世界上植物工厂与植物工厂机械比较发达的国家主要有荷兰、美国、英国、日本、以色列、意大利和韩国等国家,由于地理情况的限制,这些国家的植物工厂发展都比较早,植物工厂机械及作业装备都已达到了机械化水平,有些甚至都达到了智能化。

1.荷兰荷兰耕地不足,促使其比任何国家都更注重提高劳动生产率。

因此,大多农业企业都采用集约化、规模化的生产方式。

“植物工厂”目前的国内外研究状况植物工厂在日本是目前正在倡导与推广的高新农业项目，它们已有成熟的技术与配套的相关设备与设施，而且都已经做到相当专业化的程度。

它们通过植物工厂普及振兴会进行推广，现已有几十家较有规模的植物工厂基地，主要以生产瓜果蔬菜为主，还有芽苗菜植物工厂与花卉类的植物工厂，这些植物工厂已经为日本本国对农产品的需求起到了很大的调剂作用。

如建在爱知县的芽苗菜工厂一天能产 200 万盘，可供好几个城市的芽苗菜需求，还有许多利用植物工厂进行规模化的生产莴苣，已成为生产无公害高档莴苣的主要模式；还有在农作物水稻上进行了科学的偿试，取得了很好的种植效果。

而在台湾，80 年代就建立了设施与功能齐全的我国第一个芽苗菜植物工厂，内部设备从播种传送培育收获包装全部实现自动化机械化，并且结合微机与自走式的环境控制管理，使芽苗菜的栽培层次达到十几层以上，空间利用率极高，集约化程度大大地提高。

还有美国、以色列、荷兰这些发达的国家也都对植物工厂进行了研究偿试与推广，都取得了很好的效果与颇有价值的科研成果。

目前，特别是在节能化的研究上，已形成了从风能电能到生物能的多种能源开发趋势，并且都在生产上得以运用，如利用太阳能供电的自发电型植物工厂与风能发电植物工厂，还有利用光导技术进行传纤传播实现光的充分利用，还有利用科学的反光原理，使工厂内的光能得到最大化的利用，更有些植物工厂甚至利用微生物发酵发电以实现农业可持续与循环发展，能源与材料是植物工厂普及推广的限制因子，有了这些先进的技术作为支撑，使植物工厂的普及渐趋可能；最近在补光节能化方面，日本又有了新的发展，如利用半导体二极管及激光发光技术，可以使光的效率大大提高，使电能消耗得到进一步的降低，还可以实现植物叶片表面的近距离补光；补光技术的改进发展为植物工厂的低成本运用起到了关键性的作用，原本植物工厂内耗能最大的就是补光而现在可以几倍地下降，特别是有特定光谱的二极管与激光光源，可以在不影响光合效率前提下，实现电能转换率的最大化；在计算机的控制上，目前基本实现环境模拟的自动化智能化与精确化，能够实现诸如温度湿度光照强度二氧化碳浓度营养液EC 液温溶氧等植物生长相关因子的在线检测与反馈闭环控制，甚至还可以通过互联网进行远程监控，以及通过卫星系统进行全球控制，在视频监控上采用数字化硬盘技术实现植物图象的远距离清晰化传送，做到参数与图像的全方位监控，实现管理者只需敲击键盘就能进行生产指挥的数字化管理，另外，对于各种不同栽培植物专家系统的研发运用上也得以采用，管理者只需轻松地调动相关植物的最佳生长模式就可进行最优化的生产管理，使农业生产更为傻瓜化；有些较为先进的植物工厂还安装上植物生理传感器，实现植物生长过程中各项生理指标的在线检测，以实现环境因子的最科学化控制，也就是可以按发育生理所需来命令控制各项环境因子，如光合效率、呼吸作用、蒸腾系数、茎流量、果实膨胀等，并且能利用计算机技术进行曲线记载，科研者可随时调出实时的在线资料而进行科学研究，为科研者的研究提供了最科学的试验平台；目前，随着智能机器人技术的发展，也在植物工厂中被采纳运用，如种苗的嫁接插苗与果实的采收与走动式的管理等，都开始利用机器人来完成，取代了原来繁杂的人工操作；在无菌环境的创造上，也结合了当前较为先进的纳米材料技术物理杀菌技术，使整个植物栽培空间实现无菌化自洁化；营养液的供应调配及控制上，也能有了很大的提高，如营养液控制中心的建立代替了原来复杂的人工操作，各种植物所需元素上的在线检测及调控也被运用，做到了植物所需元素及栽培液酸碱度的精确化控制，在废液的处理与再利用上也有了进一步的改进与提高；使栽培成本与环境排污最大化的降低，真正实现了封闭式自循环生态系统的合理构建。