在人工氣候室的基礎上，從某種意義上說，1957年丹麥在哥本哈根市郊約克里斯頓農場真正建起了世界上第一座真正意義上的植物工廠，因為其規模達到了1000m2，采用人工光和太陽能并用技術，從播種到收獲采用全自動傳送帶流水作業，且產400萬袋水芹（100萬kg），而這些是植物工廠的重要特征。

 

　　

 

　　1、日本

 

　　日本認為，植物工廠是解決土地問題、人口問題、糧食問題、食品安全問題、能源問題、農業人員老年化問題、氣候問題、環境和可持續發展問題等的根本途徑；是“活化地域的起爆劑”，為地域生產發展、技術聚集、人員就業、生態環境、經濟繁榮帶來變化；是“中間產業”，不僅能帶動農業發展，而且還能帶動工業、健康產業、信息產業等的發展。所以，日本政府對植物工廠發展非常重視。

 

　　日本政府對建設植物工廠企業和個人直接補貼50%以上，從而促進了植物工廠的快速發展。截至2012年6月，日本植物工廠就已經建起了130多家，截至2014年8月，已發展到304家，植物工廠數量為世界之最。

 

　　日本植物工廠發展經歷了從人工氣候模擬環境到計算機控制轉變過程，從少量品種向多品種栽培的轉變過程，從基質栽培向水耕霧耕的轉變過程，從平面栽培向平面多層立體栽培的轉變過程，從日光燈向LED光使用的轉變過程（日本已建起了全球最大的LED人工光2300m2的植物工廠），從人工作業到機器人作業的轉變過程。現階段，由于制造業的優勢，日本人工光型植物工廠技術全球領先，裝備先進，技術配套，智能化、自動化程度高。日本植物工廠已完全處于商業化、產業化發展階段。

 

　　近年來，由于世界經濟發展緩慢，日本工業衰退，農業政策便逐漸向提高產業國際競爭力的方向轉變。植物工廠作為其有效方法之一而受到關注。日本植物工廠現已呈現兩大趨勢：

 

　　（1）多功能趨勢

 

　　日本大坂府立大學植物工廠研究中心主任安保正一教授2014年9月宣布，利用植物工廠制造氫氣，關鍵技術是光催化劑，方法是利用以陽光或燈光等可見光激活氧化鈦（TiO2）光催化劑來分解水，生成氫氣和氧氣。日本富士通公司宣布利用植物工廠生產低鉀蔬菜，為腎病患者提供食材；東芝無塵植物工廠生產多酚和維生素V含量高的葉類蔬菜。

 

　　（2）技術出口趨勢

 

　　日本東芝公司準備在海外新建植物工廠，已經開始考慮在中國等亞洲國家建設大型植物工廠。這是因為中國等地也在逐漸形成生吃蔬菜的習慣，可能對在無塵室培育的清潔、安全蔬菜產生巨大需求。除此之外，有效利用寶貴水源的蔬菜生產在中東全年穩定供應以及在俄羅斯等寒冷地區也將分別成為強有力的武器。

 

　　日本三菱化學控股集團將與中國農業合作社組織攜手，在中國全境啟動蔬菜栽培系統的銷售，5月下旬它們將合資成立無農藥蔬菜自動栽培系統的銷售公司，2017年之前將在江蘇省等15個省份的50個地點開始銷售這一“植物工廠”，日本植物工廠技術和裝備正在向中國、俄羅斯、韓國、波蘭、中東等輸出。

 

　　2、美國

 

　　1987—1989年，美國在亞利桑那州圖森市北部的愛德華建起了目前全球最大的超大型植物工廠——生物圈二號，占地1.3萬m2，約有8層樓高，為圓頂形密封鋼架結構玻璃建筑物。生物圈二號被用于測試人類是否能在以及如何在一個封閉的生物圈中生活和工作，也探索了在未來的太空殖民中封閉生態系統可能的用途。生物圈二號使得人們能在不傷害地球的前提下，對生物圈進行研究與控制。

 

　　現今美國溫室面積達1.9萬hm2，溫室設施材料大多為雙層充氣膜、陽光板和玻璃。溫控、環控設備全球領先，全球消費電子、家電與照明大廠飛利浦（Philips）宣布與美國芝加哥農業企業Green Sense Farms（GSF）策略合作，將針對特定作物使用LED生長光源打造室內植物工廠，而這座植物工廠預計將成為全球最大的植物工廠之一。美國垂直空中植物工廠、太空植物工廠已開始由設計圖向現實轉變。

　　3、荷蘭

 

　　荷蘭農業資源有限，政府提出了“溫室村（Zonneterp）”概念，即資源循環利用概念，把植物工廠作為發展目標之一。利用植物工廠主要發展蔬菜和花卉，對建造植物工廠的企業實行60%補貼，從而使荷蘭每年生產蔬菜收入35億歐元、花卉收入45億歐元，是世界上設施園藝產品出口量最大的國家。

 

　　荷蘭植物工廠機械化、自動化、智能化、無人化程度高，太陽光型植物工廠技術全球領先，現已把太陽光型植物工廠全套技術和設備作為強項產業，向中東、非洲、中國等出口。

 

　　4、韓國

 

　　韓國植物工廠技術起步較晚，但當前政府極為重視，將植物工廠列為韓國七大前沿技術之首加以開發，一方面從日本引進人工光植物工廠技術，從中國引進鳥巢式植物工廠設施，對企業和個人植物工廠建設成本直補60%～65%；另一方面，匯集了數百博士以上的高科技人才對植物工廠進行研究和創新。

 

　　5、中國

 

　　我國植物工廠相比于歐、美、日等發達國家，起步較晚，但我國植物工廠建設發展速度是前所未有的，在這個過程中我國采取走出去、引進來策略，加強技術交流，對植物工廠相關技術經過了吸收、消化、創新再創新的過程。

 

　　中國植物工廠是指對植物進行資金、技術密集性投入、創造植物生長最佳環境、創新植物生產模式、進行高產量、高品質、高效益和可持續生產的系統。中國植物工廠創新了生產“環境設施化、形式立體化、資源節能化、流程數字化、管理智能化、技術集成化”的生產模式。

 

　　1980年浙江省農業科學院，在引進吸收基礎上，研制出浮板毛管水培（FCH）技術。此后，沈陽農業大學、中國農業大學、南京農業大學、華南農業大學等也先后研制出簡易營養液膜（NFT）栽培技術。國家科學技術委員會“九五”期間立項“國家重大科技產業化工程—工廠化高效農業示范工程”，在北京市、上海市、廣東省、浙江省、遼寧省同時展開。

 

　　1999年北京和深圳分別從加拿大引進兩套植物工廠水耕栽培技術系統。進入20世紀以來，中國農業科學院、中國農業大學、華南農業大學、南京農業大學等科教單位也先后在水耕栽培方面進行了一些研究與開發，并取得了階段性成果。

 

　　在實驗示范階段，我國先后有浙江麗水農業科學研究院與國防科技大學合作，于2004年成功建起我國第4座植物工廠，標志著我國具有自主知識產權植物工廠的正式誕生，中國智能農業從這里開始。

 

　　2009年7月長春農展館出現了小型展示用的植物工廠。2009年中國農業科學院楊其長教授等成功研制出智能植物工廠，實現了智能植物工廠關鍵技術的突破。同年10月密云縣太莊建起了兩幢溫室計1200m2的蔬菜植物工廠。2010年余錫壽等在北京通州建起了1289m2植物工廠。我國麗水農業科學研究院球形（鳥巢）智能溫室創新技術和植物氣霧培技術已經成熟。這些都說明我國邁入了國際設施農業高技術擁有國行列，成為世界上少數幾個掌握植物工廠核心技術的國家之一，并將對提升我國植物工廠競爭力和對我國現代農業的發展產生深遠影響。

 

　　后來，中國農業科學院和中國科學技術大學、中國農業大學先后建起了研究型和實驗型植物工廠，在上海世博會和山東壽光菜博會相繼展出了小型植物工廠，從而使我國的植物工廠由實驗型進入到示范型階段。

 

　　據不完全統計，截至目前，我國已建植物工廠達80多家（部分植物工廠概況如下表）。日本預計，中國植物工廠未來有望達到日本植物工廠10倍以上的規模。