植物工廠(plant factory)的概念最早是由日本提出來的。植物工廠是通過設施內高精度環(huán)境控制實現農作物周年連續(xù)生產的高效農業(yè)系統,是利用計算機、電子傳感系統、農業(yè)設施對植物生育的溫度、濕度、光照、CO₂濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境條件進行自動控制,使設施內植物生育不受或很少受自然條件制約的省力型生產。植物工廠是現代農業(yè)的重要組成部分,是科學技術發(fā)展到一定階段的必然產物,是現代生物技術、建筑工程、環(huán)境控制、機械傳動、材料科學、設施園藝和計算機科學等多學科集成創(chuàng)新、知識與技術高度密集的農業(yè)生產方式。
植物工廠其廣義上涵蓋了設施園藝,狹義上則是專指人工光型的植物生產系統。是一種科技高度密集、不受或者很少受外界自然條件制約的全新作物栽培模式,是以設施園藝栽培、建筑工程、生物技術信息學、植物生理生化、環(huán)境控制、材料科學、模擬與控制和計算機、網絡通訊以及人工智能等學科為基礎的,知識與技術交叉的集約型農業(yè)生產模式。它是通過設施內高精度環(huán)境控制系統對植物生理環(huán)境條件進行自動化控制,使植物生長不受或很少受外界自然條件制約的省力型生產模式,能夠實現農作物周年連續(xù)生產。
為大幅提高種苗的存活率,種子在育苗階段被單獨分離出來,先被放進一個密封的育苗箱,進行一個星期左右的育苗。“育苗箱能自動調節(jié)里面的溫度、濕度和二氧化碳濃度,使這些指標保持在最適宜種苗生長的狀態(tài),此外,箱內還有專用的LED燈照射種苗,幫助其快速成長。
種苗成熟后,工作人員會將它們從育苗箱里取出,一棵一棵地插進“種植床”的小孔里,其根部浸泡在“床墊”下面的營養(yǎng)液中,營養(yǎng)液經均衡配比,各類營養(yǎng)物質都達到最適宜蔬菜生長的水平。
這種標準化的蔬菜種植方式效率非常高,例如,菠菜在‘植物工廠’里的生長周期僅為19天,一年可以收獲19茬,而在普通田地里種植的菠菜一年收獲不會超過4茬。由于種每茬菜的營養(yǎng)液是循環(huán)利用的,植物工廠比在田地里灌溉作物節(jié)水90%以上。
2018年我國植物工廠銷售規(guī)模16.52億元同比增長33.6%。
圖表 2015-2018年我國植物工廠銷售規(guī)模