（一）植物工厂概述
　　　
　　　　1.定义：植物工厂（plant factory）植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。
　　　　植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一，代表着未来农业的发展方向。

　　　　
　　　　植物工厂

　　　　2、植物工厂的分类
　　　　（1）、从建设规模分为：
　　　　大型（1000m以上）、中型（300~1000m）和小型（300m以下）

大型植物工厂

　　　　
小型植物工厂

　　　　（2）、从生产功能分为：
　　　　植物种苗工厂和商品菜（果、花）植物工厂；
　　　　

　　　　商品菜生产植物工厂

植物种苗工厂
　　　　
　　　花卉生产植物工厂
　　　（3）、从其研究对象的层次上分为：
　　　　以研究植物体为主的植物工厂、以研究植物组织为主的组培植物工厂、以研究植物细胞为主的细胞培养植物工厂。
　　　（4）从光能的利用方式不同来划分,共有三种类型：即太阳光利用型、太阳光和人工光并用型、人工光利用型。这是目前比较流行的分类方法，是按照植物生长中最重要的条件之一——光能的利用方式不同来划分的。
　　　　其中，人工光利用型被视为狭义的植物工厂，称为密闭式植物工厂，它是植物工厂发展的高级阶段。
　　　　3、植物工厂的特征：各类植物工厂都有固定的设施；利用计算机和多种传感装置实行自动化、半自动化空盒子；采用营养液栽培技术；产品的数量和质量大幅度提高。
　　　

　　　　本文重点谈人工可控型的植物工厂，或称智能型植物工厂。

　　　　（二）国外植物工厂发展状况
　　　　1957年世界上第一家植物工厂诞生在丹麦。
　　　　1974年日本等国也逐步发展起来。
　　　　美国犹他州立大学试验用植物工厂种植小麦，全生育期不到2月，一年可收获4－5次。20世纪60年代初次进行植物工厂的试验并开始推广。
　　　　1964年奥地利开始试验一种塔式植物工厂（高30米、面积5000平方米）。该国塔式植物工厂已在北欧、俄罗斯、中东国家采用。
　　　　奥地利的一家番茄工厂，工作人员仅30人，平均日产番茄13.7吨，生产1公斤番茄耗电9－10kwh，成本只有露地的60%。
　　　　1971年丹麦也建成了绿叶菜工厂，快速生产独行菜、鸭儿芹、莴苣等。
　　　　1974年日本建成一座电子计算机调控的花卉蔬菜工厂，该厂由1栋2层的楼房（830平方米）和两栋栽培温室（每栋800平方米）构成，在一年内生产两茬金香、两茬垄民花、一茬番茄，做到周年生产。
　　　　至1998年，日本已有用于研究展示、生产的植物工厂近四十个，其中生产用植物工厂17个。
　　　　2009年日本全国约有50家植物工厂，而截至2012年3月植物工厂已增加至127家。植物工厂即使不依赖专业农户的经验，也可以通过电脑等控制光、温度及湿度，因此加入运营植物工厂的门槛较低。
　　　

　　
　　　　Granpa农场(日本横滨市)因农地遭遇海啸损失惨重，建设了8处植物工厂生产生菜等。平均每日收获3,600株，向永旺集团、日本生活协同组合连合会及当地超市供应蔬菜。
　　　　植物工厂不仅减轻了生产成本，还避免了东日本大地震后土壤污染带来的问题，当地政府也期待“其能成为受灾农户复兴农业的有力选择”。
　　　　
　　　　近年，一种称为大厦型植物工厂(又名：垂直农场、大厦型农场)的新兴技术引起各国的重视，有的国家甚至已经将其付诸实施。
　　　　让农作物生长在城市中的高楼大厦之中，也可让农作物生长在乡村建筑物中、海上建筑物中和地下建筑物中。大厦型植物工厂是由多层植物工厂组成的高楼植物农场。
　　　　美国最大的冷冻蔬菜食品供应商Birds Eye公司目前正在研究建造一个“大厦型植物农场”，用以进行相关的农作物种植试验。在这种新型农场中，农作物被种植在分布于各个楼层的植物工厂之中，并采用新型的“Verticrop水培系统”来取代土壤，为农作物输送生长所需的营养液。由于每层植物工厂内的种植条件都是可控的，所以“大厦型植物农场”的农作物能够实现周年健康生长，大大提高了产量，可以在很大程度上满足日益增长的市场需求。
　　　　目前，“Verticrop水培系统”已经在英国德文郡佩恩顿动物园的蔬菜种植中获得了成功。
　　　　此外，现在一些超市里所售卖的西红柿和草莓等蔬果也是通过类似的水培系统进行种植的。Birds Eye公司希望能够尽快找到利用该系统进行大规模生产的方法。这种方法使我们能够在受控的室内环境中种植农作物，不仅能减少能源的使用，而且不用担心天气和虫害的影响，此外还能最大限度地利用空间，有助于实现农业的可持续发展，而且能为消费者提供质量更高的农作物产品。
　　　　瑞典的林雪平市目前兴建一个高54米的“大厦型植物农场”，预计将于2014年完工。
　　　　英国的East End食品公司也正在伯明翰建造“大厦型植物农场”。
　　　　据悉，瑞典、日本、中国、新加坡和美国芝加哥等地都在积极研究，或正在建设类似“垂直农场”的项目。
　　　　美国现在大力研究利用植物工厂种植小麦、水稻以及进行植物组织培养和快繁技术。
　　　　国外的发展经验证明，采用智能化、自动化的作业方式，发展植物工厂是农业生产的必然趋势。
　　　　
　　　　（三）国内植物工厂发展状况
　　　　2004年，中国农业大学开发了利用嵌入式网络式环境控制的人工光型密闭式植物工厂。
　　　　2005年，中国农科院建立第一个人工光植物工厂实验室。
　　　　2006至2008年，植物工厂的关键技术在我国陆续突破。
　　　　2009年9月7日，中国国内第一例以智能控制为核心的植物工厂研发成功，并在长春农博园投入运行，该植物工厂的研制成功，标志着中国在设施农业高技术领域已取得重大突破，成为世界上少数几个掌握植物工厂核心技术的国家之一。
　　　　2010年1月首个家庭植物工厂在上海研制成功。
　　　　2011年6月，1600平方米LED植物工厂在农科院建成。
　　　　2010年至现在，植物工厂在广东、珠海、南京、北京等地陆续建成。
　　　　2010年8月，国内首座大型植物工厂——京鹏植物工厂在北京通州农业示范园区落成。这座植物工厂迄今为止共获得发明专利2项，实用新型专利16项，科技创新产品奖4项，带来直接经济效益800余万元。

　　　　2012年8月29日北京市首个植物工厂工程技术研究中心位于通州农业示范园区。中心经北京市科委批准，依托北京京鹏环球科技股份有限公司和北京工业大学建设成立，专注于植物工厂工程技术方面的研究开发、成果转化及产业化推广。所形成的成果将以小汤山国家农业科技园区、顺义国际鲜花港、北京都市型现代农业科技与农机产业创新示范园为核心基地进行技术示范，同时向全国辐射推广，进而提升产业核心竞争力、延伸产业链，实现产业化，为国家现代农业科技城的建设提供强有力的科技支撑。预计3年内，植物工厂设施及装备累计推广面积将超过2万平方米，实现销售收入1.4亿元。

　　　  
    
　　　中国首家以智能控制为核心的植物工厂