2025中国植物工厂行业现状及未来发展趋势

植物工厂，从广义上讲涵盖了从利用自然光到人工光和混合光源的所有设施园艺，从狭义上讲则是专指利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生长的温度、湿度、光照、CO 2 浓度和营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生长不受自然气候制约的省力型生产。

按照不同的划分方式，植物工厂可分为以下几类：

1、根据建设规模可分为大型（5000㎡以上）、中型（1000~5000㎡）、小型（100~1000㎡）、微型（100㎡以下）四种；

2、根据生产功能可分为植物种苗工厂、叶菜、瓜果、花卉植物工厂，还有一部分大田作物、药用植物、食用菌等；

3、从生产、研究对象的组织尺度上来说，植物工厂又可分为植物体生产型植物工厂、组培型植物工厂、细胞生产型植物工厂（光生物反应器）。

4、根据光能的利用方式可分为三种类型，即太阳光利用型植物工厂、全人工光利用型植物工厂、太阳光和人工光并用的综合型植物工厂。其中，全人工光利用型植物工厂又称为密闭式植物工厂，它是植物工厂发展的高级阶段。广义上来说，一切通过改变植物的生活环境的设施，包括大棚、温室、种苗繁育箱等都属于植物工厂概念范畴，但目前，比较习惯的分类方法是按照植物生长中最重要的条件之一光能来进行分类。

从植物工厂数十年的发展历程来看，大致历经3个主要发展阶段，即早期的试验探索阶段、中期的示范应用阶段、目前的快速发展阶段，具体包括：

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试验探索阶段（20世纪40年代—70年代初）

这一阶段是植物工厂的概念成型与试验探索阶段，其中2项技术的突破对植物工厂的发展起到了重要的支撑作用，一项被称之为“营养液栽培技术”，20世纪40年代以来以“矿物质营养学说”为理论基础的营养液栽培技术的应用，奠定了植物工厂的栽培技术基础；另一项为“人工模拟与控制环境技术”，以1949年美国植物生理和园艺学家Went教授在加州帕萨迪纳建立的第1座人工气候室为标志。

这一时期植物工厂的特点为 ： 建设规模较小，仅为几十平米到几百平米；应用范围窄，主要局限在实验室和示范农场；光源为高压钠灯，光源与空调能耗大，运行成本较高。

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示范应用阶段（20世纪70年代初90年代末）

水耕栽培和人工光源技术的突破是这一阶段植物工厂发展的重要标志。1973年营养液膜技术（Nutrient Film Technique，NFT）的出现，以及随后的深液流栽培技术（Deep Flow Technique，DFT）的发明为植物工厂栽培技术的发展奠定了基础。

这一时期，美国通用食品公司、赛纳拉鲁米勒斯公司与依法德法姆公司等，以及荷兰的飞利浦、日本的日立、三菱重工等多家公司纷纷介入植物工厂的研发。1974年日本日立制作所中央研究所高正基等开始进行人工光植物工厂的研究，1983年在静冈三浦农场推出日本第1个真正意义上的人工光植物工厂，栽培方式采用三角板气雾培与平面式水耕培两种方式。1989年4月日本专门成立了植物工厂学会（2007年1月植物工厂学会与生物环境调节学会联合成立日本生物环境工学会），每年定期召开植物工厂研讨会，有力地推动植物工厂产业的发展。截止到20世纪90年代末，日本拥有约20座人工光植物工厂。

这一阶段植物工厂的特点： 人工光源不断改善，高压钠灯逐渐被荧光灯替代，红光LED开始应用，光源的能耗进一步降低；传感器与自动控制技术逐渐引入；示范应用面不断扩大。

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快速发展阶段（21世纪初至今）

各国研发力度与产业化步伐不断加快，日本于2009年提出大力发展植物工厂、振兴现代农业计划，由农林水产省和经济产业省拿出500亿日元用于支援植物工厂的建设与研发，受此影响，一批大型企业如三菱、丰田、日立等纷纷介入，并计划输出植物工厂产品到中国、中东、欧美等国家或地区。2015年日本人工光植物工厂数量已达185座，其中位于宫城县多贺市的占地面积2300 ㎡