植物工廠的發(fā)展始于20世紀(jì)60年代歐美等，1960年，美國(guó)誕生了世界上植物工廠，20世紀(jì)80年代，日本等國(guó)也逐步發(fā)展起來(lái)，而我國(guó)作為后起之秀近十多年植物工廠發(fā)展迅速，因此從靠天依地到以塑料大棚為代表的設(shè)施農(nóng)業(yè)，種植模式雖然有了很大變化，但是蔬菜的生長(zhǎng)仍面臨氣候變化、自然災(zāi)害頻發(fā)、農(nóng)藥使用過量等問題。

早在2025年1月，《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于加快農(nóng)業(yè)發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型促進(jìn)鄉(xiāng)村生態(tài)振興的指導(dǎo)意見》提出因地制宜發(fā)展日光溫室、植物工廠、魚菜共生等立體種養(yǎng)模式。

2025年2月，《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部落實(shí)關(guān)于進(jìn)一步深化農(nóng)村改革扎實(shí)推進(jìn)鄉(xiāng)村振興工作部署的實(shí)施意見》提出探索實(shí)施大中城市周邊現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)更新工程，加快新技術(shù)新裝備新材料集成應(yīng)用，因地制宜發(fā)展日光溫室、植物工廠、設(shè)施化畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖。

2025年4月，印發(fā)《加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)規(guī)劃（2024－2035年）》，文件提出實(shí)施設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提升行動(dòng)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)代種養(yǎng)設(shè)施，發(fā)展農(nóng)業(yè)工廠等新形態(tài)。

那么植物工廠的誕生，能否解決百姓吃菜的問題？植物工廠里的蔬菜與傳統(tǒng)的蔬菜又有什么不同呢？植物工廠里蘊(yùn)含哪些科技密碼？今天我們一探究竟。

Q:植物工廠里的蔬菜和傳統(tǒng)蔬菜相比，生產(chǎn)過程有什么區(qū)別？

A:從整個(gè)生產(chǎn)過程來(lái)講，是沒有本質(zhì)區(qū)別的，都需要經(jīng)歷播種、萌芽、育苗、生長(zhǎng)等過程，植物工廠所有的生產(chǎn)過程都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和智能化控制。從建筑結(jié)構(gòu)來(lái)講，完全是密閉的一個(gè)空間，不受外界環(huán)境的影響。植物工廠是顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的一個(gè)新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。

Q:智能化植物工廠的陽(yáng)光怎么解決？

A:照明是植物工廠首先要解決的一個(gè)技術(shù)核心問題。植物主要是吸收太陽(yáng)光的可見部分，而可見部分就是紅橙黃綠藍(lán)靛紫這七色光，在植物工廠內(nèi)，不同植物、不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期需要的光質(zhì)光量是不同的。植物工廠早期是用鈉燈/熒光燈，提供的是全色光，能耗很高。后期LED燈源的產(chǎn)生可以形成不同的單色光，也能滿足植物生長(zhǎng)的光需。

Q:LED光源是如何幫助植物生長(zhǎng)的？LED光源如何使用？

A:不同波長(zhǎng)的光具有不同的生理作用。對(duì)葉菜來(lái)講，藍(lán)光條件下植物生長(zhǎng)更為健壯，紅光條件下植物生長(zhǎng)速度更快，綠光條件下更抗病。以生菜為例，育苗階段采用更多的藍(lán)光，這樣苗子就會(huì)長(zhǎng)得更健壯。到了快速生長(zhǎng)階段，采用更多的紅光，少量的遠(yuǎn)紅光，生菜長(zhǎng)得就會(huì)更快，產(chǎn)量就會(huì)更大。此外，通過調(diào)整光配方，可以調(diào)節(jié)生菜的纖維素含量、可溶性糖含量等指標(biāo)。

Q:植物工廠里的空氣如何控制？

A:首先，植物工廠里的空氣是經(jīng)過空氣過濾器處理后進(jìn)來(lái)的，不含病菌，大大降低植物病蟲害情況，減少農(nóng)藥使用，生產(chǎn)的產(chǎn)品更加安全。其次，植物工廠可以智能化控制二氧化碳濃度，加之光源、溫濕度配合，植物光合作用的速度提高，產(chǎn)量也隨之提高。結(jié)合雙碳政策來(lái)講，這也是固碳的一個(gè)重要途徑。

Q:植物工廠里土壤問題如何解決？

A:在植物工廠里，是用營(yíng)養(yǎng)液實(shí)現(xiàn)土壤功能的替代。植物營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)，是20世紀(jì)40年代50年代的重大突破，礦物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)產(chǎn)生以后，溫室里首先就產(chǎn)生了用營(yíng)養(yǎng)液來(lái)進(jìn)行水培植物，通常營(yíng)養(yǎng)液是由單管通道來(lái)供給植物的營(yíng)養(yǎng)。植物工廠創(chuàng)新了植物培養(yǎng)的模組，營(yíng)養(yǎng)液可以是水培多層的，還可以把營(yíng)養(yǎng)液系統(tǒng)和栽培支架組合在一起，形成一種營(yíng)養(yǎng)栽培的模組。通過智能化控制營(yíng)養(yǎng)液的成分，在植物不同生長(zhǎng)期，提供不同的營(yíng)養(yǎng)液種類和組成，而且可以調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液的pH、氧溶量等指標(biāo)。

Q:中國(guó)植物工廠的創(chuàng)新有哪些？

A:據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2024年我國(guó)植物工廠數(shù)量增長(zhǎng)至493座，建設(shè)規(guī)模為27.47億元，成為僅次于日本的植物工廠發(fā)展大國(guó)。單體規(guī)模一般為幾百平方米，上千平方米的有10多家，其中大的有6萬(wàn)平方米，很多地方建起了展示型、示范型植物工廠。植物工廠中的垂直農(nóng)業(yè)不僅可以作為我國(guó)農(nóng)業(yè)耕地減少的補(bǔ)充，還可以高產(chǎn)地機(jī)械化生產(chǎn)蔬菜，同時(shí)還能規(guī)避病蟲害及土壤污染對(duì)植物的影響。不僅如此，植物工廠還可以作為作物育種加速器，將為解決糧食安全保障提供重要的途徑。

Q:我國(guó)的植物工廠還可以生產(chǎn)哪些植物？未來(lái)的發(fā)展又如何？

A:植物工廠依托于設(shè)施園藝、建筑工程、環(huán)境控制、材料科學(xué)、生物技術(shù)、信息學(xué)和計(jì)算機(jī)（網(wǎng)絡(luò)通訊、人工智能、模擬與控制）等學(xué)科，是知識(shí)與技術(shù)密集的集約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。植物工廠能夠提供戰(zhàn)略需求。中國(guó)同樣也會(huì)存在這樣的問題，我國(guó)實(shí)際上也在大量的進(jìn)口谷物類糧食。隨著消費(fèi)水平的提高，國(guó)民對(duì)肉、奶、蛋、糧食的需求會(huì)越來(lái)越大。因此，植物工廠不僅僅可以生產(chǎn)蔬菜，在戰(zhàn)略需要的時(shí)候，它也可以生產(chǎn)小麥、玉米、水稻、中藥材等。在航空、海島，甚至邊防也需要用到相關(guān)技術(shù)。

Q:五大創(chuàng)新商業(yè)模式助力植物工廠盈利

A:

1.魚菜共生循環(huán)模式

該模式利用土地，從土地上實(shí)現(xiàn)效益倍增，達(dá)到1+1＞2的結(jié)果。比如95后女孩競(jìng)雯在江西鷹潭打造的43畝“魚菜共生”植物工廠，通過立體栽培系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上層種菜、下層養(yǎng)魚的水體循環(huán)利用。她采用激光補(bǔ)光技術(shù)，大幅降低能耗，使1畝地發(fā)揮5畝效益，年產(chǎn)果蔬2000噸，年收入突破千萬(wàn)。這一模式不僅提高了資源利用效率，還實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的雙贏。

2.訂單農(nóng)業(yè)直供模式

訂單直供模式解決產(chǎn)品銷售難題之外，利用垂直工廠模式提高了產(chǎn)品產(chǎn)出率和利潤(rùn)規(guī)模。比如，新疆庫(kù)車的智慧農(nóng)業(yè)植物工廠采用“訂單農(nóng)業(yè)”模式，從采收至入庫(kù)全程冷鏈，36小時(shí)內(nèi)將蔬菜送達(dá)4000公里外的杭州超市。上半年，該工廠草莓產(chǎn)出達(dá)5茬9.2噸，與葉菜共創(chuàng)收124萬(wàn)元。這種模式確保了產(chǎn)品的穩(wěn)定銷售和較高利潤(rùn)，為植物工廠的可持續(xù)發(fā)展提供了有力保障。

3.深加工增值模式

以植物工廠作為起點(diǎn)，配上前加工和精深加工，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)溢價(jià)。比如湖南桑植縣廖家村鎮(zhèn)通過發(fā)展黃蜀葵產(chǎn)業(yè)，建成自動(dòng)化烘干生產(chǎn)線，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，大幅提升附加值。通過“公司+基地+農(nóng)戶”模式，以每公斤1.6元的保護(hù)價(jià)收購(gòu)鮮花，使種植戶畝均收益達(dá)3000-4000元。這種模式不僅增加了農(nóng)民收入，還提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4.技術(shù)方案輸出模式

賣技術(shù)方案已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)公司的核心思路。這套模式成功區(qū)隔了賣產(chǎn)品模式，而是切入賣技術(shù)方法的賽道，提高了自身的競(jìng)爭(zhēng)空間和盈利角度。上海交大“莓立方”團(tuán)隊(duì)將其植物工廠的AI算法系統(tǒng)產(chǎn)品化銷售；浙江“擬生態(tài)隊(duì)”的水培技術(shù)已在新西蘭、卡塔爾等落地。技術(shù)輸出成為獨(dú)立盈利點(diǎn)，為植物工廠企業(yè)開辟了新的市場(chǎng)空間。

5.文旅體驗(yàn)融合模式

植物工廠的商業(yè)模式就是跳出農(nóng)業(yè)做農(nóng)業(yè)，農(nóng)文旅模式激活植物工廠，并為植物工廠落地提供了基礎(chǔ)。比如，無(wú)錫一家植物工廠通過邀請(qǐng)嘉賓現(xiàn)場(chǎng)采摘品嘗，利用“可生食”體驗(yàn)建立品牌信任。這類工廠逐步開放參觀體驗(yàn)，通過門票、研學(xué)課程創(chuàng)造額外收益。這種模式不僅增加了企業(yè)的收入來(lái)源，還提升了品牌知名度和美譽(yù)度。