李明　王志强

人工光植物工厂发展现状

人工光利用型植物工厂（以下简称“植物工厂”）是使用保温不透光材料作为围护结构，采用荧光灯、LED等人工光源为植物提供光照，并配备有多层栽培架、循环风机、空调、CO2施肥系统、营养液循环系统等设备的一种密闭式园艺栽培设施[1-2]（图1）。与普通的连栋温室、日光温室或塑料大棚相比，植物工厂室内环境封闭程度较高，不仅有利于温湿度和CO2浓度的精准控制，还可防止室外气候变化对室内环境产生不良影响，从而使植物工厂可以像工厂一样进行周年批量生产。除此之外，植物工厂还具有农产品品质高、安全无农药、室内作业自动化水平高、劳动强度低、不占用耕地、资源利用效率高等优点，被誉为设施农业的最高形式[2]。

日本是较早进行植物工厂商业化的国家。在2009年，日本农林水产省和经济产业省分别拨出专项资金在大阪府立大学、千叶大学、明治大学等机构进行植物工厂技术研发和示范，掀起了一场植物工厂建设热潮[3]。中国植物工厂起步较晚，但发展快速。目前已有多座植物工厂投入运营。

工业4.0的提出

植物工厂最初发展的动机是希望能像工厂一样批量化地进行农业生产。随着物联网技术和制造业服务化的兴起，德国在2013年正式推出了工业4.0的概念，即工业生产在经历了机械化、流水线生产、自动化之后，将进入以互联网、物联网和大数据等新一代信息技术为驱动的智能生产时代[4-5]。在该……