故事

2022年中央一号文件《中共中央国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》正式发布。文件中提到，应加快发展设施农业，因地制宜发展塑料大棚、日光温室、连栋温室等设备。设施农业是为农业装备上现代化的工业及科学技术，人工建造出适用于农业栽培的设施，而植物工厂作为现代设施农业发展的高级阶段，摆脱自然环境对农业种植的影响，人工介入全面调控光、温、水、气、肥，为植物生长创造最优环境和条件，从而获得高质量、高产量的新型农作方式。

中科三安植物工厂内景

近年来，随着现代工业科技向农业的渗透，农业工程化的快速推进，我国设施农业的发展取得一定成绩，由温室大棚到植物工厂，甚至全自动化的植物工厂逐渐在颠覆传统的露地种植。《农民日报》相关数据表明，目前我国设施农业面积已位居世界第一，设施农业产值占农林牧渔业总产值的44%。虽然我国设施农业自古已有萌芽，但现代设施农业研究发展较国外起步晚，在设施、技术、研发等方面仍有广阔的提升空间。加之近几年国内入行室内农业、园艺照明的企业如雨后春笋般涌现，无论是行业还是企业在发展的道路上都存在巨大的机遇和挑战。

首先是种植品种问题。设施农业，无论是一般的温室大棚或是植物工厂，核心需求就是需要产出人们所需的农产品，包括粮食作物、经济型作物、高附加值作物等。由于不同作物的生长需求不同，对设施的要求也是不一样的，所以作物种植前的一项基础工作就是建立种植品种的生长模型，基于此才能够设定各种设施相应的参数。中科三安植物工厂现实际种植作物多达20余种，可种植品种有300多项，包括叶菜、嫩芽菜、茄果、水果、香料、食用花卉、药用植物、牧草等。

中科三安植物工厂部分种植品种

中科三安种植研发部高级工程师李晶介绍，作为品种研发的突出代表之一：蓝莓，果实约与一元硬币等大，可实现两年三季种植。植物工厂种植品种甚至集合了酸甜苦辣多种口味作物，如酸模叶、甜叶菊、苦苣以及樱桃萝卜等。

中科三安植物工厂种植的蓝莓

其次，设施农业的环境改造技术可以进行长期突破。从最开始的大棚的保温功能，到现在植物工厂对光、温、水、气、肥全面调控，设施农业的核心在于创造作物所需的标准环境。因此，植物工厂这种全面封闭的环境对整体环控技术以及LED植物照明的全面应用的要求也更加精准。

中科三安针对全智能化植物工厂装备、栽培与环控等全产业链环节的“卡脖子”问题，自主研发了模块式整合栽培系统，建成国际上首套植物工厂全自动化生产系统，开发出满足不同植物生长发育的80余种专用光配方和5大类型、100余种植物照明灯具，研发出6大类型植物专用营养液，攻克了厂房内环境均匀性的环控难题，能提供超大型植物工厂建设的系统解决方案。

国际上首个单体万平米级商业化植物工厂，位于福建泉州

由中科三安建设的植物工厂里，最大单体面积达到10000平方米，即便在这样大型的植物工厂内，也可以通过科学环境模型分析，提供植物工厂适宜的环控设计和参数选择，实现环境温度、湿度、C0₂、风向风速等因素的最优化，如，温度误差不超过±2℃，湿度误差不超过±5%。另外，在植物照明方面，中科三安对不同颜色的光进行不同比例和强度的组合，既能满足植物光合作用的能量需求，又适合其生长发育的精确控制，同时在生产中节约能源和成本，从而定制出最合适的光配方。

最后是解放劳动力，提高单位人员产出是设施农业发展的必然趋势。大田农业需要大量劳动力进行农业生产，但随着时代发展，已有大量的运输、灌溉、采摘等农用机械替代人工劳作。而植物工厂所创造的一个相对外界更稳定的环境，再装备上工站自动化甚至全流程自动化将更大程度的优化人员配置。中科三安的无人化垂直农业生产系统，已实现播种、分栽、清洗、转运等重要工序无人化，中科三安系统工程部负责人陆珍介绍，一套占地5000平方米，20层栽培层架的自动化植物工厂日产蔬菜可以达到4.2吨，仅需35名工作人员进行农业工作。这样的农业设施在一些恶劣环境区域及劳动力成本非常高的地方具有广阔的应用前景。

不同农业种植类型人均产量对比

（数据来源中科三安种植实验室，仅供参考）

目前，中科三安智能植物工厂技术已在国内外申报专利709项（包含PCT），获得授权专利328项，其中发明专利占比超过49%；具有143项企业专有技术，获得软件著作权4项。中科三安全智能植物工厂设备已向美国、日本、新加坡、南非、爱尔兰和阿联酋等33个国家和地区出口，推广面积达20万平方米。