植物工廠是國際上公認(rèn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)最高級發(fā)展階段，是一種技術(shù)高度密集、不受或很少受自然條件制約的全新生產(chǎn)方式。目前，僅有日本、美國、荷蘭等少數(shù)發(fā)達國家掌握這項技術(shù)。日前，中國大陸第一例以智能控制為核心的LED植物工廠由中國農(nóng)科院環(huán)發(fā)所也研發(fā)成功，并在吉林省長春農(nóng)博園投入運行。

　　談到植物工廠的概念，項目負(fù)責(zé)人、中國農(nóng)科院環(huán)發(fā)所的楊其長研究員介紹說，植物工廠是給植物提供合適生長環(huán)境的系統(tǒng)設(shè)備，以節(jié)能植物生長燈和LED為人工光源，采用制冷—加熱雙向調(diào)溫控濕、光照—二氧化碳耦聯(lián)光合與氣肥調(diào)控、營養(yǎng)液在線檢測與控制等13個相互關(guān)聯(lián)的控制子系統(tǒng)，可實時對植物工廠的溫度、濕度、光照、氣流、二氧化碳濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境要素進行自動監(jiān)控，實現(xiàn)智能化管理。通過對工廠內(nèi)環(huán)境的高精度控制，植物的生長在這里幾乎不受自然條件的制約，生長周期加快。

　　中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所程瑞鋒表示，工廠中植物的根系不是生長在土壤里，而是完全浸泡在營養(yǎng)液中。同時植物的成長“完全不用陽光”。在每個栽培架上，都裝有一塊燈板。不同的是左側(cè)是LED燈，右側(cè)是螢光燈。程瑞鋒說，兩種燈光都能滿足植物生長的需要，只是LED比螢光燈更加節(jié)能。LED燈板以紅燈為主，中間按一定距離均勻分布著藍燈，比例大概為8∶1到9∶1。楊其長說，太陽光對于植物而言是全波段的，紅光、藍光、紫外線、紅外線等都包括，但實驗顯示，植物吸收的光線波段主要是紅光和藍光，比例超過60%。因此將紅光和藍光按照一定配比制成光源，就能滿足植物生長需求，不會影響植物品質(zhì)。

　　盡管植物工廠在產(chǎn)量和效率方面具有優(yōu)點突出，但存在的問題也同樣明顯，那就是高昂的成本，在一定程度上影響了它的推廣。一個小屋的建成就需要十幾萬元RMB的投入，另外后期的運行和維護也是一筆花銷，因此，如何降低成本是下一步研究人員所要面對的問題。楊其長說，在降低建設(shè)成本方面，他們將主要致力于新材料的研發(fā)，制作出成本低、隔熱保溫性能好、便于安裝的新材料。而在運營方面，除了盡可能減少動力方面的消耗外，新能源的利用也是重要的手段。如果能使用太陽能、風(fēng)能等清潔能源，雖然會增加前期投入，但運營費用也會大大降低。

　　那么，植物工廠這種生產(chǎn)方式，將來是否有可能成為人類糧食和蔬菜供應(yīng)的主要手段?

　　楊其長表示，植物工廠將來肯定會走向普及，但由于其需要一定的投入，因此全部使用它來供應(yīng)糧食蔬菜并不現(xiàn)實，但在一些特殊環(huán)境下，比如極地或太空中，它作為主要供應(yīng)方式還是有可能的。另外，由于植物工廠的成本原因，它的主要培育對象是以經(jīng)濟和園藝作物等附加值高的植物為主體。水稻、小麥等糧食作物由于產(chǎn)值低、周期長等原因，一般不會成為植物工廠的主要生產(chǎn)對象，但可以利用其生產(chǎn)周期短的優(yōu)勢，推動育種方面的研究。畢竟植物工廠內(nèi)50天收一茬水稻的速度比大田的120天要快一倍還多。（編輯：PCL）