植物工廠，從廣義上講涵蓋了從利用自然光到人工光和混合光源的所有設施園藝，從狹義上講則是專指利用環境自動控制、電子技術、生物技術、機器人和新材料等進(jìn)行植物周年連續生産的系統，也就(jiù)是利用計算機對(duì)植物生長(cháng)的溫度、濕度、光照、CO2濃度和營養液等環境條件進(jìn)行自動控制，使設施内植物生長(cháng)不受自然氣候制約的省力型生産。1、根據建設規模可分爲大型（5000㎡以上）、中型（1000~5000㎡）、小型（100~1000㎡）、微型（100㎡以下）四種(zhǒng)； 2、根據生産功能(néng)可分爲植物種(zhǒng)苗工廠、葉菜、瓜果、花卉植物工廠，還(hái)有一部分大田作物、藥用植物、食用菌等； 3、從生産、研究對(duì)象的組織尺度上來說(shuō)，植物工廠又可分爲植物體生産型植物工廠、組培型植物工廠、細胞生産型植物工廠（光生物反應器）。 4、根據光能(néng)的利用方式可分爲三種(zhǒng)類型，即太陽光利用型植物工廠、全人工光利用型植物工廠、太陽光和人工光并用的綜合型植物工廠。其中，全人工光利用型植物工廠又稱爲密閉式植物工廠，它是植物工廠發(fā)展的高級階段。廣義上來說(shuō)，一切通過(guò)改變植物的生活環境的設施，包括大棚、溫室、種(zhǒng)苗繁育箱等都(dōu)屬于植物工廠概念範疇，但目前，比較習慣的分類方法是按照植物生長(cháng)中最重要的條件之一光能(néng)來進(jìn)行分類。從植物工廠數十年的發(fā)展曆程來看，大緻曆經(jīng)3個主要發(fā)展階段，即早期的試驗探索階段、中期的示範應用階段、目前的快速發(fā)展階段，具體包括： 這(zhè)一階段是植物工廠的概念成(chéng)型與試驗探索階段，其中2項技術的突破對(duì)植物工廠的發(fā)展起(qǐ)到了重要的支撐作用，一項被稱之爲“營養液栽培技術”，20世紀40年代以來以“礦物質營養學(xué)說(shuō)”爲理論基礎的營養液栽培技術的應用，奠定了植物工廠的栽培技術基礎；另一項爲“人工模拟與控制環境技術”，以1949年美國(guó)植物生理和園藝學(xué)家Went教授在加州帕薩迪納建立的第1座人工氣候室爲标志。 這(zhè)一時(shí)期植物工廠的特點爲：建設規模較小，僅爲幾十平米到幾百平米；應用範圍窄，主要局限在實驗室和示範農場；光源爲高壓鈉燈，光源與空調能(néng)耗大，運行成(chéng)本較高。 水耕栽培和人工光源技術的突破是這(zhè)一階段植物工廠發(fā)展的重要标志。1973年營養液膜技術（Nutrient Film Technique，NFT）的出現，以及随後(hòu)的深液流栽培技術（Deep Flow Technique，DFT）的發(fā)明爲植物工廠栽培技術的發(fā)展奠定了基礎。 這(zhè)一時(shí)期，美國(guó)通用食品公司、賽納拉魯米勒斯公司與依法德法姆公司等，以及荷蘭的飛利浦、日本的日立、三菱重工等多家公司紛紛介入植物工廠的研發(fā)。1974年日本日立制作所中央研究所高正基等開(kāi)始進(jìn)行人工光植物工廠的研究，1983年在靜岡三浦農場推出日本第1個真正意義上的人工光植物工廠，栽培方式采用三角闆氣霧培與平面(miàn)式水耕培兩(liǎng)種(zhǒng)方式。1989年4月日本專門成(chéng)立了植物工廠學(xué)會(huì)（2007年1月植物工廠學(xué)會(huì)與生物環境調節學(xué)會(huì)聯合成(chéng)立日本生物環境工學(xué)會(huì)），每年定期召開(kāi)植物工廠研讨會(huì)，有力地推動植物工廠産業的發(fā)展。截止到20世紀90年代末，日本擁有約20座人工光植物工廠。 這(zhè)一階段植物工廠的特點：人工光源不斷改善，高壓鈉燈逐漸被熒光燈替代，紅光LED開(kāi)始應用，光源的能(néng)耗進(jìn)一步降低；傳感器與自動控制技術逐漸引入；示範應用面(miàn)不斷擴大。 各國(guó)研發(fā)力度與産業化步伐不斷加快，日本于2009年提出大力發(fā)展植物工廠、振興現代農業計劃，由農林水産省和經(jīng)濟産業省拿出500億日元用于支援植物工廠的建設與研發(fā)，受此影響，一批大型企業如三菱、豐田、日立等紛紛介入，并計劃輸出植物工廠産品到中國(guó)、中東、歐美等國(guó)家或地區。2015年日本人工光植物工廠數量已達185座，其中位于宮城縣多賀市的占地面(miàn)積2300㎡、15層立體栽培架、日産葉菜10000棵的LED植物工廠，以及大阪府立大學(xué)的占地面(miàn)積550㎡、18層栽培架、日産葉菜5300棵的LED植物工廠，代表了日本近年來植物工廠的發(fā)展趨向(xiàng)。 我國(guó)植物工廠相比于歐、美、日等發(fā)達國(guó)家，起(qǐ)步較晚，但我國(guó)植物工廠建設發(fā)展速度是前所未有的，在這(zhè)個過(guò)程中我國(guó)采取了走出去、引進(jìn)來，加強技術交流，對(duì)植物工廠相關技術經(jīng)過(guò)了吸收，消化、創新再創新的過(guò)程。在實驗示範階段期間，我國(guó)先後(hòu)有浙江麗水農科院與國(guó)防科技大學(xué)合作,于2004年成(chéng)功地建起(qǐ)了我國(guó)第一座植物工廠,标志著(zhe)我國(guó)具有自主知識産權植物工廠的正式誕生,中國(guó)智能(néng)農業從這(zhè)裡(lǐ)開(kāi)始。成(chéng)爲世界上少數幾個掌握植物工廠核心技術的國(guó)家之一，這(zhè)將(jiāng)對(duì)提升我國(guó)植物工廠競争力和對(duì)我國(guó)現代農業的發(fā)展産生深遠影響。後(hòu)來，中國(guó)農業科學(xué)院和中國(guó)科學(xué)技術大學(xué)、中國(guó)農業大學(xué)先後(hòu)建起(qǐ)了研究型.實驗型植物工廠，上海世博會(huì)，山東壽光菜博會(huì)相繼展出了植物工廠，從而使我國(guó)的植物工廠由實驗型進(jìn)入到示範型階段。 
近年來，随著(zhe)世界環境、資源等問題日漸突出，植物工廠的發(fā)展優勢逐漸顯現，表現爲：作物生産周期性強，可達到周年生産；不施農藥，産品安全無污染；多層立體栽培，資源（土地、水肥、空間等）利用率高；作物生長(cháng)周期短，單位面(miàn)積産量高；機械化、自動化程度高，勞動強度低；不受或很少受地理、自然環境的影響，甚至可在極端氣候區、外層空間等地區進(jìn)行農業生産等。 由于不受環境影響、可就(jiù)近供應蔬果的植物工廠正不斷升溫。中國(guó)已成(chéng)爲世界上植物工廠發(fā)展最快的國(guó)家，2021年，我國(guó)新增48座植物工廠，新增面(miàn)積21.54萬平方米。目前，我國(guó)人工光植物工廠總數已超過(guò)250座，成(chéng)爲數量僅次于日本的植物工廠發(fā)展大國(guó)。 植物工廠行業是一個相對(duì)新興的行業，目前還(hái)沒(méi)有明确的市場領導者。進(jìn)入植物工廠行業的主要競争者包括大型農業公司、科技公司、物流公司以及創新企業。這(zhè)些競争者各有不同的優勢和劣勢。 大型農業公司和物流公司具有豐富的農業和物流經(jīng)驗，能(néng)夠提供全方位的服務，包括種(zhǒng)子選購、種(zhǒng)植指導、植物育種(zhǒng)、農産品銷售和物流運輸等。但是，這(zhè)些公司在植物工廠方面(miàn)的技術和設備可能(néng)不夠先進(jìn)，無法滿足現代植物工廠的高效運作需求。科技公司和創新企業在植物工廠技術方面(miàn)具有很強的實力和優勢，能(néng)夠提供先進(jìn)的植物育種(zhǒng)技術、智能(néng)化設備和精準農業方案等。同時(shí)這(zhè)些企業也具有較強的研發(fā)能(néng)力，能(néng)夠持續改進(jìn)和創新産品，提高植物工廠的效率和産量。但是，這(zhè)些公司在農業和物流方面(miàn)的經(jīng)驗相對(duì)較少，可能(néng)無法提供全方位的服務。
此外，植物工廠行業的技術水平、環保标準和行業标準等還(hái)需要進(jìn)一步統一和完善。這(zhè)有利于提升市場競争力，促進(jìn)行業發(fā)展。 随著(zhe)現代農業技術提高，植物工廠是現代農業的首選發(fā)展模式。目前，植物工廠管理多由人工完成(chéng)，管理難度大、成(chéng)本高、效率低，同時(shí)也容易帶來病菌污染。實現信息技術與設施裝備的深度融合，提升設施裝備的自動化、智能(néng)化水平，有助于解決設施農業走向(xiàng)産業化和規模化生産存在的問題。植物工廠發(fā)展至今，結合光電技術與生物學(xué)技術興起(qǐ)智能(néng)植物工廠，代表著(zhe)未來農業的發(fā)展方向(xiàng)，集高技術、高投入、高産出于一體，更加集成(chéng)化、産業化、智能(néng)化、網絡化、多功能(néng)化，是解決當下食品安全、環境污染、土地資源緊張、勞動力成(chéng)本上升的有效途徑。 
通過(guò)技術的不斷進(jìn)步和市場的逐漸完善，植物工廠的盈利能(néng)力將(jiāng)會(huì)得到大幅提升。一方面(miàn)，通過(guò)持續改進(jìn)，植物工廠的光效與能(néng)效顯著提升，光源與空調的能(néng)耗將(jiāng)不斷降低，大幅減少系統運行費用。另一方面(miàn)，植物工廠産品的品質與效益將(jiāng)會(huì)顯著提升。通過(guò)營養調控和光調控等手段，顯著提高植物工廠産品的 VC 含量、可溶性糖含量以及其他功能(néng)品質，同時(shí)通過(guò)選用一些功能(néng)性蔬菜、藥用植物甚至特種(zhǒng)作物等高附加值的産品進(jìn)行種(zhǒng)植，提升植物工廠産品的經(jīng)濟效益，增強植物工廠的盈利能(néng)力。
