谈到未来植物工厂，我们马上会联想到科幻电影《火星救援》中的场景：因强沙尘暴导致被遗留在火星上的旅航员Mark Watney，面对食物缺少的生存危机，将居住舱改造成一片土豆农场，孤独地在火星上生存了500多天，然后成功地返回了地球。
这个火星上种庄稼的故事，仅仅应该是未来植物工厂满足航空航天战略需求的应用场景之一。如果未来地球遭遇《流浪地球》中太阳衰老膨胀事件，整个太阳系要被太阳吞没，而在地球不得不开启流浪之旅期间，植物工厂内进行作物生产也一定是拯救人类免于灭亡的关键工程之一。
颠覆传统的农作方式，突破外界自然气候影响，植物工厂作为一种全新的生产方式，被认为是21世纪解决人口、资源、环境问题的重要途径，甚至可以在荒漠、戈壁、海岛、水面、楼房等非可耕地实现作物生产，也是未来航天工程、月球和其它星球探索过程中实现食物自给的重要手段。
植物工厂是技术高度集成的农业系统，也是未来快速发展的重大农业产业形式。已拥有该项技术的国家及相关企业，不会轻易让其他潜在的商业竞争对手掌握其核心技术。因此，我国智能植物工厂的发展，必须依靠自主研发，掌握核心技术，拥有自主知识产权。
早在20年前，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所的科研人员就把植物工厂作为科研选题的重要方向之一，通过开展密闭式人工光植物生产系统以及水耕栽培营养液在线检测和控制系统的研究，为国产化智能植物工厂的发展奠定了重要基础。
2005年，我国的科研人员通过查阅资料，发现LED是一种非常好的节能光源。红蓝光LED组合，可为植物光作用提供理想的光谱，是未来农业与生物领域重要的人工光源。科研人员马上把这一信息与植物工厂联系起来，并设想如果将LED用于植物工厂代替当时的荧光灯，将是一个重要的发展方向。
在之后的2年多时间里，科研人员利用LED光源，先后进行了植物育苗、叶用蔬菜栽培、药用植物栽培以及植物组培等试验研究，取得了一大批原始数据，获得了大量的植物光配方参数，促进了LED植物工厂的发展。
植物工厂是光、温、湿、CO2及营养等生长环境条件下全智能控制的高效农业生产系统，代表了当前现代设施农业发展的最高阶段。适用于蔬菜、药材、种苗等大规模种植，致力于解决特殊区域(高原、雪地等）、特定品类（中药材等）、特定环节（作物育苗）等农业生产问题。
在可控环境下培育植物的园艺设施中，以环境信息和植物生长监测为前提进行高度的环境调控和植物生长预测，从而实现蔬菜等植物的计划性周年生产，同时可满足300+的作物生长需求。
植物工厂将有效缓解人口膨胀与耕地缺乏之间的矛盾，克服环境污染对植物生长的影响，产品高质量保障食品安全，同时可应对全球气候变化，不依赖阳光、土壤，不受气候环境的制约，最终解决能源消纳的问题，是能源+农业的最佳结合。
蔬菜植物工厂
以蔬菜为主要产品形态，具有生产周期短，产品品质高的特点。每年蔬菜可产出15茬，是单位面积土壤种植的上百倍，同时无农药、无重金属污染、高品质蔬菜符合国家食品安全战略要求，满足人们健康安全的食材需求。
模块化多层育苗生长系统，多层育苗技术，搭配专业育苗光谱、高均度光学设计和精准灌溉技术，实现科学营养供给，开创育苗产业新模式，种苗无徒长、根系发达、杜绝激素农药，提前15天挂果，黄瓜13天番茄20天辣椒27天可育成。药材植物工厂超洁净的种植空间解决了病虫害对药用植物的影响，不需施用任何农药，并可对基质、水、肥、光、温进行调控，模拟中药材道地产区的种植环境，定向促进药材有效成分的形成和积累，打破中药材种植的地域性限制。具有安全、周年生产、标准化、成分稳定的显著特点。其中九大仙草之首霍山石斛，其多糖比省标高3倍，黄酮比省标高10倍；在金线莲种植中其特质性成分金线莲苷比野生提高60%，黄酮提高100%。
牧草工厂是专门生产牧草的植物工厂，产量规模可按畜牧场的需求定制。牧草工厂可分为移动式和固定式两大类，自动化程度也可依投资者的情况选用人工式，半自动和全自动化方式。可以按照客户的要求定制或在客户现有房屋的基础上进行改造。具有新鲜、水分足、易消化的特点，可以较好地调理牲畜进食口感和口味，有效解决因激素、抗生素等产生的饲料安全问题。与传统园艺的不同之处——植物工厂将使本地种植的新鲜食品实现时间和空间上的生产自由。农业行业观察认为，从理论上讲，目前，地球上有足够的食物养活大约120亿人，但食物在世界各地的分配方式是低效且不可持续的。食物被运送到全球各地，保质期或新鲜度往往会大打折扣，总有大量的食物被浪费。而植物工厂是迈向新局面的一步——无论天气和外部条件如何，全年种植本地生产的新鲜食物是能够实现的，它甚至可能使我们改变食品工业的面貌。未来，植物工厂技术还将在节能环境管理、资源高效利用以及智能化管控等关键技术领域不断突破，形成一批具有国际领先水平的重大科技成果，在我国现代农业的发展中起到更大的作用。
