植物工厂可行性报告

植物工厂可行性报告

植物工厂最早起源于日本，也称为植物工场，它是日本80年代就已研发与运用的一个

农业高新技术项目，当时在日本海洋博览馆展出了单株13000多个果实的西红柿王，就是运用植物工厂技术及各种高新技术集成的产物。

当时，这种超高巨型植物的栽培成功，就预示着人类在发挥植物潜能上将有大的突破与

发展，也成为日后植物工厂的开发与推广起到了极为重要的作用。

随后，美国、以色列、荷兰等农业发达国家也相继开始了这方面的研究与推广。为什么它有如此大的魔力，让大家趋之若鹜呢？肯定有它独特之处。在植物工厂里，西红柿单株产

量可上千斤，水稻可生产5-6季，黄瓜产量可提高200倍，生菜35天可收成，这不是天方夜谭，而是被实践证明的科学与真理。

至于植物工厂在中国的实现，除了它是各种高新技术集成的产物外，以日本建造一座

1400平方米的植物工厂总投资就需1亿日圆，资金的投入也是门坎。而随着中国农业科技

的迅猛发展，以及人们对于农产品的无公害绿色要求，外围环境的改善，也逐渐实现植物工

厂在中国的可能性。因为，植物工厂生产的农产品是无污染及残留的，在栽培生菜，因使用

LED的补光环境，与传统生菜相比，Vc可提高4倍，Va可提高12倍，加上植物工厂已开

始发展立体式多层次栽培，空间利用上已非任何一种栽培模式所能比拟，并大大降低单位栽

培面积的运用成本。这些都直接降低植物工厂的建设成本，也将为植物工厂落实中国农业发

展开辟出崭新空间。

缘起

依据联合国人口署的预估，2010与2050年的全球人数将会是68.6亿与91.7亿，联合国粮农组织在2009年同时也发布了全球饥饿人口超过9.6亿的报导。换言之，在2009~2010年间，

粮食供应量只足够供应59亿人。到2050年要喂饱91.7亿人，粮食供应量必须达到目前的1.56 倍(91.7 / 59) 。问题是目前全球的可耕地已经用了80 %，如果仍然采取目前的农耕方式，

剩下的20 %绝对无法供应足够粮食。加上土地沙漠化与全球暖化的威胁，光是1980到2000年的二十年间，全球平均温度已经升高0.4 C,且持续升温，没有趋缓的趋势。南北极冰原、极地冰河融化等造成海平面上升的威胁更是让沿海肥沃的可耕地面积有急遽减少的风险。

因此很明显，提高单位面积产能是现阶段农业发展的关键任务，现阶段透过植物工厂立

体式栽培可用最小的土地面积生产最大量的短期蔬菜，亦可避免受到风灾、雨灾等的影响，加上逐年扩大产能更可避免产销失衡，避免现地耕除的浪费，以及逐年减少对农业灾害损失

的补贴，满足消费者对食的安全的最基本需求。未来，甚至是粮食作物都有必要也可在植物

工厂内量产。

建造植物工厂的科研生产意义

建造植物工厂除了本身经济效益外，还具有更大的社会效益与科研价值。^ 口，日本的

植物工厂由原先地上发展成地下，东京建设的植物工厂就在银行机构下的地下室，将农业生

产从田野搬至都市，除了生产外，更重要是为都市开启一扇认识农业、认识自然与植物的教

育窗口，也是学生培养生物技术兴趣的良好实践教育基地，更是都市人在繁忙工作之余休闲

参观基地。

同时，地球变暖后对农业造成的影响与恐慌，植物工厂也成为人类找到真正无公害对人

体及环境没有任何残留与污染的农业生产模式，它的意义不亚于任何一个时期的农业革命，虽然其推广离普及还有相当时间，但也让人们意识到克服自然、解决蔬菜与粮食问题、解决

环保绿色与污染问题，甚至，我们可以突发奇想，如在月球或在太空站建立农业生产基地，这些都需要更多的农业科研人才投入。

植物工厂无疑为科研人员提出方向、开辟思路、提高水平，并在高科技领域中创建一个

更广阔的平台。同时，这种新型的农业模式，劳动力已得到彻底解放，劳动强度降低，生产场所环境已完全优化，自然风险完全解除，在植物工厂内会让生产过程由原来也外劳力付出行变成室内智力付出型，这种改变将加速农业产业发展，提高农业生产水平意义是深远与巨大的。

植物工厂的类型与生产运用

什么是植物工厂？植物工厂是一种可在屋内耕作农作物，利用空调系统、荧光灯或LED 灯等人工光源，人工控制温度、湿度、光量与光质的农业。日本千叶大学前校长古在丰树教授在一次访谈中即提到：

「完全人工光利用型」植物工厂采用了制造业生产的光源、空调、测量控制、节电、隔

热及信息等相关技术。从这一意义上来说，植物工厂具有“工业性”。而植物培育本身又是一种生命现象，需要采用农业和农学相关的栽培技术及经验，所以又具有“农业性”。不仅

二者缺一不可，而且可以说是一种超越了工农业的新产业领域。植物工厂涉及制造业、服务

业以及包含福利及保健在内的健康产业。植物工厂是可满足多样性需求的产业，植物工厂是

可以同时综合解决环保问题、粮食问题、能源资源问题、高龄化及贫富差距问题的基础技术之一。

即可看出植物工厂可分为温室型半天候的植物工厂（荷兰为此类型的先进国家）与封闭

型全天候的植物工厂（日本为此类型的先进国家）。以封闭型全天候植物工厂来说，主要特

点是：

1•植物生长的任何环境因子都是人工精确化模拟创造，不受外界任何因素的点滴影响，植物生长为数字可控化，生产除外观型态及质量一致，且符合标准。此外，在可控精确环境下，职务的收获期是确定的。这种植物工厂能为农业生产如期精准供应农产品，且不受自然

病虫侵害与土壤污染，供给清洁无任何残留的高档农产品，并按照职务遗传基因的性状最大

化表达，培养出超常规、超营养价值的农产品。

2•植物工厂内能按照人工研究的农艺参数为生长创造仿真最佳生长模式，为农业专家的

系统的研究与运用创造出最好的平台。在植物工厂中，植物基因能比传统模式下得到最大化

最优化的表达与发挥，而且可以通过环境的人为创造，有计划或目的性地表达一些能改善质量营养的目标基因，培养出常规环境不能培育的特色产品。

作为最先进的植物栽种模式，在生产上具有以下作用：

（1）单位面积产量是传统生产的几十倍甚至上百倍，增产的部分主要是生育周期的栽培

天数大大缩短与复种指数提高；