植物工厂概述

植物工厂概述

一、植物工厂定义:按照严格的定义，完全在可控环境下进行工业化生产植物产品的设施才能称其为“植物工厂”或“植物工场”。日本千叶大学的古在丰树教授把植物工厂分为“人工光型植物工厂”“太阳光型植物工场”及“太阳光与人工光并用型植物工场”。简而言之，人工光植物工厂就是完全使用人工光源、进行多层立体栽培植物的设施，类似于工业化工厂实现了标准化流程的订单式规模生产，可简称为人工光植物工厂；太阳光型及其与人工光并用型植物工场就是不补光或补光的大型温室设施，实现了高效节能的规模化量产，可简称为太阳光型或自然光型植物工场。家庭植物工厂、集装箱式植物工厂、小型植物工厂等概念应该说是植物工厂技术的衍生词，因其不具备工业化生产流程和规模化量产的特征，故不能称其为真正意义上的“植物工厂”。关于“植物工厂”还是“植物工场”的术语用词，笔者认为，具有工业化生产工艺流程，能够实现标准化、规范化、规模化的周年稳定生产的商业化人工光型设施可以称为“植物工厂”，但对于其常规的温室设施来讲，即使是具有一定规模并能实现周年稳定生产的补光型或不补光设施都应称其为“植物工场”，而不是“植物工厂”。从准确描述设施类型和生产特点的角度出发，“植物工厂”和“植物工场”的音同字不同，应区别使用。

二、植物工厂的特点：可以大幅提高单位土地利用率、产出率和经济效益，自动化程度高，具有生产计划性，使农产品安全无污染，生产操作省力。植物工厂可以在极端恶劣的环境条件进行生产，有利于农业摆脱资源与环境的限制，实现农业的可持续发展。

三、植物工厂的产生和发展：20世纪60年代，人工光利用型植物工厂产生于美国和奥地利，该阶段属于植物工厂的试验研究阶段。随后在欧美地区开始出现各式各样的植物工厂，开发了更多的栽培形式和环境控制技术，太阳光利用型植物工厂从试验研究阶段开始进入示范应用阶段，而人工光利用型植物工厂仍处于试验研究阶段。自20世纪70年代日本开始着手人工光利用型植物工厂的研究以来，人工光利用型植物工厂的发展开始进入发展应用阶段。据统计，目前日本已经有近250个人工光利用型植物工厂用于商业化生产，并将植物工厂作为高科技产品出售到中国香港、俄罗斯和蒙古国等地。从 2009年开始，韩国政府大力

支持人工光利用型植物工厂的研发，仅仅几年间，科研单位和企业就推出了10多个型号的植物工厂产品。由于欧美国家多以垂直农场来定义植物工厂，统计缺乏一致性，因此尚未获得确切数据。

中国人工光利用型植物工厂的研究起步较晚，但发展较快。2006年，中国农业科学院建成人工光利用型植物工厂试验系统；2009年9月，商业化的人工光利用型植物工厂在吉林长春建成；2010年5月，中国科学家成功研制出“低碳·智能·家庭植物工厂”，并在上海世博会展出；2013年，中国科学技术部于2013年以“863项目”形式启动了“智能化植物工厂生产技术研究（2013AA103000）”专项。在中国台湾地区，人工光利用型植物工厂已形成产业且发展迅速，在2009-2015年间投入产业的企业数由不足10家成长到超过百家。2016年6月，中国科学院植物研究所和福建三安集团合力打造大规模的植物工厂，建成了单体面积1万m2植物工厂并正式投产，日产绿色无污染、高品质蔬菜1.5t，成为中国商业化人工光利用型植物工厂的优秀代表。