在“ 互聯網＋”迅猛發展、為廣大居民的蔬菜消費提供眾多獲取途徑的時代背景下，城市化進程日益加劇，居民的環保生態健康意識也隨之提高，可以在自己家里種菜的“一站式” 微型植物工廠已成為眾所關注的話題。
這種高端栽培模式的發展和興起， 使人們不但可以享受放心、無污染的蔬菜，而且還能體會到親手播種、采摘等樂趣，將為老百姓的蔬菜消費提供更加方便、快捷、新鮮、放心的選擇和全新的獲取體驗。
微型植物工廠概念
植物工廠是指對植物進行資金、技術、知識密集性投入、采用多種技術集成、創造植物生長最佳環境、創新植物生產模式，達到植物高產、高質、高效和可持續生產的生產系統。
植物工廠模式實現生產環境設施化、形式立體化、資源節能化、過程數字化、技術集成化、管理智能化[1-2],微型植物工廠是植物工廠的一類。
微型植物工廠是指微型化、智能化、立體化、有機化的植物生產系統。特征是微型（10㎡內）和自產自銷，特點是微、精、美、惠，且年年有產、季季有綠、月月有景、天天有收、餐餐有味。創新點在于植物生產、消費零距離。其優勢主要體現在立體生產、資源節能、環境清潔、管理智能。
微型植物工廠產生的背景
◆ 土地、水、勞動力等資源有限
由于自然災害風沙影響造成水土流失或沙化、城市化與工業化占有大量土地、化肥農藥超量使用造成土地污染， 我國可耕土地已減少三分之一 ，糧食進口已達糧食總消費的十分之一。
我國水資源也出現嚴重問題，國家環保部公布的2010年中國環境狀況報告顯示， 七大水系輕度污染，黃河、遼河中度污染，海河為重度污染，地下水水質六成較差或極差[3]，2013年全國水利普查顯示，20世紀90年代政府數據庫里有28000條河流消失，現僅剩23000條。在我國600座城市中，已有400座水庫缺水，130座嚴重缺水[4]。
現階段我國農業勞動力資源更加缺乏，每年有近2億農民工進城打工，“386199”已成為農業主要從業者。
◆ 化學農業危及國人健康
化學農業曾經為我國糧食增產、農民增收起過積極作用。但我國農藥施用量嚴重超標，是發達國家的2-5倍，造成食品安全事故頻發，危及國人健康[5], 人們對健康食品要求的呼聲高漲。
◆ 城市化、城鎮化使物流成本加大
這幾年城市化飛速發展， 城市化率已達56% ，城市居民生活食用蔬菜必須從農村釆購，運到城市銷售， 運輸成本加大、蔬菜價格居高不下，增加了城市居民的生活成本，而且蔬菜新鮮度和品質都有所降低。
在城市化、城鎮化高度發展的今天，建設和發展微型植物工廠，對于解決目前普遍存在的土地、水、環境、食品安全、老年化、“ 三農”、生態、農業結構、可持續發展等共性問題， 具有重大而深遠的意義。微型植物工廠正是在這種背景下誕生的， 微型植物工廠占地空間小， 最適宜家庭生產。
微型植物工廠技術系統和工作原理
◆ 技術系統
微型植物工廠可分為六大系統：
（1） 動力系統。微型植物工廠智能控制、水泵、補光、溫控等都需要電啟動和電線分布、電控等系統完成。
（2）供液系統。包括營養液配方、管道分布、液供給、液循環配套。
（3） 栽培系統。包括栽培板、定植綿、栽培床等部分。
（4） 補光系統。主要是光配方和LED燈等。
（5）植保系統。主要是釆用物理農業技術代替化學農業技術對微型植物工廠中的病菌和蟲害的防治技術和器材。
（6）智能控制系統。主要是根據不同品種、不同生長期、不同季節和溫度對一些參數設定以及對植物環境進行智能控制。
各種不同類型、不同栽培形式和不同栽培技術的技術系統有多有少，但這六大系統是共有和必不可少的。因為微型植物工廠不同于大型植物工廠， 在技術系統選材上，力求堅持微型、低成本、高效原則。
◆ 工作原理
微型植物工廠工作流程： 由智能系統啟動水泵，通過管道向栽培床植物供液， 多余部分回流進液池循環再利用， 補光系統為植物提供光合作用所需的光，物理植保系統為植物防病驅蟲。
微型植物工廠工作原理是： 創造植物最佳環境， 選擇與栽培形式相配套的栽培技術，對植物進行水、肥或水、肥、氣同補，促進快速、健康生長。
微型植物工廠栽培技術主要是營養液水培、潮溪培和霧培。營養液水培， 能使植物的根系實現水、肥同補，最大限度地吸收水肥并且無任何障礙地生長；潮溪培和霧培對植物實現了水、肥、氣同補， 并且零污染、零排放， 植物生長更快。
微型植物工廠的特色和優勢
◆ 栽培形式多種多樣
微型植物工廠栽培形式多種多樣， 可分為有管道式、吊槽式、吊瓶式、背掛式、冰箱式、圓柱式、垂簾式、塔式、梯架式、睡袋式、淺池式、一體兩面式、多層式、墻壁式、背袋式等多種栽培形式。常用的有冰箱式、垂簾式、多層式等， 最實惠、最好的形式是圓柱式和一體兩面式。
◆ 較省空間
微型植物工廠可以建在居室樓上、陽臺、走廊、外墻面、窗臺等一切可利用的地方， 也可建在居室內客廳、廚房、臥室或室內墻壁上0.25平方米以上任一位置。
◆ 管理簡單、操作簡便
微型植物工廠具有智能化生產、管理簡便的優勢， 且規模微型、成本低廉，既能實現水、肥、氣同補，又可節約資源，不但占地少，而且水肥循環利用率達到98% 。此外， 微型植物工廠的栽培床髙僅2m，重量輕，移動方便；栽培和收獲也比較簡便。
由于微型植物工廠是無土栽培、物理植保，因而零排放、零污染、降碳增氧，非常生態環保。
◆ 栽培可花可菜
微型植物工廠既可以栽培生菜、莧菜、青菜等多種葉類蔬菜， 建成家庭微型菜園，也可以栽培矮牽牛、三色堇、一串紅等多種草花，建成家庭微型花園，還可以栽培百里香、迷迭香、薰衣草等多種香草，使其成為家庭微型香草園。
◆ 經濟效益可觀
一體兩面和圓柱形兩種形式的微型植物工廠實驗結果顯示：一套一體兩面式微型植物工廠， 平面面積為0.25平方米， 高2m ，可年產菜190kg，按有機菜最低批發價10元/kg計算， 年可創效1900 元， 年總創效可達7600元/㎡； 圓柱式柱高2m、直徑1m ， 平面面積為0.78㎡，可植540 株菜，可年產菜500kg創效5000 多元， 年總創效超過6200元/㎡。兩種形式的微型植物工廠的效益是傳統農業的百倍以上。
◆ 社會效益顯著
以前， 人們到菜場或超市購菜， 現在在網上定購， 快遞送菜到家，省事、省時、省力、省心，而微型植物工廠隨時可采， 生產消費零距離，且新鮮、快捷、有機，蔬菜獲取模式被徹底顛覆。
微型植物工廠使蔬菜生產、消費零距離， 不僅為社會節約大量資源，為城市居民帶來極大方便， 而且， 植物在生長過程中可降低室內二氧化碳的同時，也增加了室內氧氣，還能起到滯塵、降燥、調節室內溫濕度和空氣的作用。
制約微型植物工廠發展的因素
微型植物工廠也是植物工廠的一種形式， 根本特點仍然是立體形式， 仍然要強調高產、優質、高效，否則就失去意義。目前大多數已建的微型植物工廠都是以平面多層冰箱式， 成本昂貴， 產量也不太高，而且不能滿足三口之家葉類蔬菜的全年自給， 因而難入尋常百姓家。
政府尚未對微型植物工廠技術的研發、應用、推廣乃至進人千家萬戶有足夠的重視，更沒有政策扶持。其實微型植物工廠社會效益遠大于經濟效益。重視食品安全、重視生態、重視節能。有很多省市出臺政策支持持都市農業，而實際上微型植物工廠一旦有了政府的支持會更具快速推廣潛力。
微型植物工廠發展前景
現階段，農業結構調整與轉型是黨和政府的既定決策，植物工廠已納入國家863計劃， 并進入快速發展階段。根據有關資料統計， 目前我國建成的各種類型植物工廠已達126家。
微型植物工廠將迎來最佳機遇期，自遼寧農業展覽館、上海世界博覽會、中國（ 壽光） 國際蔬菜科技博覽會、中國楊凌農業高新科技成果博覽會、廣州光博會等展示的迷你型家用植物工廠開始， 到光仙子微型植物工廠進入賓館、酒店、咖啡屋等公共場所，事實說明我國微型植物工廠技術已完全配套成熟， 微型植物工廠已進人快速發展階段。
隨著微型植物工廠技術更加完善，以圓柱形和一體雙面等為主的立體栽培新形式的微型植物工廠的出現， 必將帶動更加先進、技術更加集成、資源利用率更高的微型植物工廠的產生。微型植物工廠必將成為都市農業主體技術、核心技術的代表，必將進入億萬家庭，造福社會。
注：隨著中國城市化快速的發展，農村男性青壯年勞動力進城打工的數量劇增，廣大農村留守的婦女（38）、兒童（61）、老人（99）也作為一個特殊群體備受關注，被戲稱為“386199部隊”。
參考文獻
[1] 余錫壽， 劉躍萍．植物工廠的產生、發展及未來展望[J]農業展望，2012（4）:39-43.
[2] 余錫壽， 劉躍萍．植物工廠的產生、發展及未來展望[J]農業展望，2014（12）:50-55.
[3] 舒斐．警惕中國水資源危機[J] ．中國畜牧獸醫，2011（11）:74-75.
[4] 中國水資源危機引人深思［EB/OL］.(2013-10-24)[2015-12-20] . http://www.cnsgy.com/news/22464967.html
[5] 我國每年211萬人死于癌癥［EB/OL］.(2G15-1Q-17)[2015-12-20].
http://tech.163.com/15/1017/12/B64LFIT200094OE0. html
作者：安徽宣城市文鼎植物工廠研究中心 余錫壽、劉躍萍
來源：AO農業展望2016年第7期
原題：微型植物工廠發展分析與展望
