植物工厂背景技术
植物工厂背景资料1
植物工厂植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一，代表着未来农业的发展方向。
植物工厂的定义植物工厂（plant factory）是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。
植物工厂是现代农业的重要组成部分，是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是现代生物技术、建筑工程、环境控制、机械传动、材料科学、设施园艺和计算机科学等多学科集成创新、知识与技术高度密集的农业生产方式。
植物工厂分类目前，比较习惯的分类方法是按照植物生长中最重要的条件之一一一光能的利用方式不同来划分，共有三种类型，即太阳光利用型、人工光利用型、太阳光和人工光并用型。
三、植物工厂优势●作物生产具有很强的计划性、周年均衡性和产量的稳定性●叶菜类作物的生育期短、果菜类的始收期提早、收获期延长，产量高，产值也高。
●机械化和自动化程度高，较大程度上摆脱了繁重的体力劳动，劳动强度大大降低，工作环境较为轻松。
●产品不施用农药，清洁卫生。
●与现代生物技术紧密结合，可生产出稀有、价高、营养丰富的植物产品。
●栽培向立体化方向发展，不占用农用耕地，不受地理及气候条件的限制。
蔬菜工厂主要技术应用1、采用营养液栽培技术：营养液膜栽培（NFT）、深夜流水培（DFT）技术，该技术具有以下优点：（一）产量高、品质好（二）节约水分和养分（三）清洁卫生（四）省力省工、易于管理（五）避免土壤连作障碍（六）不受地区限制、充分利用空间（七）有利于实现农业现代化2、环境控制技术使用营养液自动循环控制系统、计算机智能控制系统等先进的环境控制技术。
植物工厂可行性研究报告
植物工厂可行性研究报告一、背景介绍植物工厂是一种基于现代农业科技的新型农业生产模式。
它利用人工光源、温室环境控制技术和水培技术，为植物创造出理想的生长环境，从而实现农作物的高产、高品质和高效率生产。
本报告旨在对植物工厂的可行性进行研究。
二、市场分析1.1 市场需求随着人口的增加和城市化的进程，对农产品的需求呈现出不断增长的趋势。
然而，传统的耕种方式受到土地和气候等自然条件的限制，无法满足市场的需求。
植物工厂的出现可以解决这一问题，并且其生产效率远高于传统农业。
1.2 市场规模根据市场调查数据显示，植物工厂市场规模在不断扩大。
2020年全球植物工厂市场规模约为100亿美元，预计到2025年将达到150亿美元。
在这个快速增长的市场中，植物工厂具有巨大的发展潜力。
三、技术研究2.1 环境控制技术植物工厂通过人工光源和灌溉系统来控制植物的生长环境。
人工光源提供适宜的光照条件，而灌溉系统则保证植物获得足够的水分和营养。
同时，温室环境控制技术也能够调节温度和湿度，创造出最适宜植物生长的环境。
2.2 水培技术水培技术是植物工厂的重要组成部分。
通过在水中添加适当的营养液，可以为植物提供充足的养分，促进植物的生长。
此外，水培技术还能减少土壤传播的病虫害，提高农作物的品质和产量。
四、经济效益分析3.1 降低生产成本与传统农业相比，植物工厂能够有效降低生产成本。
植物工厂的自动化程度高，节省了大量的人力资源。
此外，植物工厂可以实现全年无休的生产，提高了单位面积的产量，进一步降低了农产品的生产成本。
3.2 提高农作物品质植物工厂的环境控制技术能够创造出优越的生长环境，使植物生长的质量更加稳定。
植物工厂根据不同的植物需求，精确调节光照、温度、湿度等环境参数，提高了农作物的品质和口感，更能满足消费者的需求。
3.3 增加产品附加值植物工厂的高品质农产品在市场上具有较高的附加值。
由于植物工厂的产品具有明显的优势，价格相对较高，能够带来更高的利润。
《设计与建造“植物工厂”作业设计方案》
《设计与建造“植物工厂”》作业设计方案一、项目背景随着城市化经过的加快和人口增长，人们对食品的需求也在不息增加。
然而，传统的农业生产方式已经无法满足这种需求，因此，新型的农业生产方式——“植物工厂”应运而生。
植物工厂利用先进的技术，将植物栽培环境控制在一个理想的状态，从而提高植物的产量和质量，实现高效的农业生产。
二、项目目标本项目旨在设计并建造一座摩登化的“植物工厂”，实现以下目标：1. 提高植物的产量和质量；2. 减少对土地和水资源的需求；3. 减少对化肥和农药的应用；4. 实现全年无季节限制的生产；5. 探索新型农业生产方式，为未来的农业发展提供借鉴。
三、项目内容1. 设计方案：通过对植物工厂的结构、设备和环境控制系统进行设计，确保植物在最适宜的环境中发展。
2. 建造过程：按照设计方案，选用优质的材料和设备，进行植物工厂的建造。
3. 管理运营：建成后，对植物工厂进行管理和运营，保证植物的正常发展和产量。
四、设计方案1. 结构设计：植物工厂采用温室结构，保持温度和湿度在适宜范围内。
顶部采用通明材料，利用自然光线照射植物。
2. 设备选择：选择先进的灌溉系统、光照设备和温度控制设备，确保植物在最佳环境中发展。
3. 环境控制系统：采用自动化控制系统，监测和调节温度、湿度和CO2浓度，保证植物发展的最佳条件。
4. 种植方案：选择适合植物工厂发展的作物，如叶菜类、水果类等，制定种植计划和管理方案。
5. 节能减排：采用节能设备和环保材料，减少能源消耗和排放，实现可持续发展。
五、建造过程1. 确定建造地点：选择阳光充足、空气流通的地点建造植物工厂。
2. 设计施工图纸：根据设计方案，制定详细的施工图纸，确保施工质量。
3. 采购材料设备：选用优质的材料和设备，保证植物工厂的建造质量。
4. 施工建造：按照施工图纸和设计方案，进行植物工厂的建造，确保工程进度和质量。
六、管理运营1. 人员培训：对管理人员和工作人员进行培训，提高他们对植物工厂管理和运营的能力。
植物工厂的核心技术与应用前景
植物工厂的核心技术与应用前景《植物工厂的核心技术与应用前景》一、植物工厂的概念植物工厂是一种通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统。
它不再依赖于大自然的气候条件，像是在一个封闭或者半封闭的空间里创造出最适合植物生长的小天地。
这种空间可以是室内的大型建筑物，也可以是集装箱式的小型可移动单元。
在植物工厂里，植物的生长环境如光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等都能被精准调控。
二、植物工厂的核心技术光照技术光照是植物进行光合作用的能量来源。
在植物工厂中，不能依靠自然阳光，必须采用人工光源。
LED灯是目前植物工厂最常用的光源。
它具有很多优点，比如可调节光谱。
不同的植物在不同的生长阶段对光的波长需求是不一样的。
例如，在植物的发芽阶段，可能更需要蓝光来促进植物的形态建成；而在开花结果阶段，红光则对花的诱导和果实的发育更为重要。
通过调节LED灯的光谱，可以精准满足植物各个生长阶段的需求。
而且LED灯的能效高，发热量低，使用寿命长，这使得它在植物工厂中广泛应用成为可能。
环境控制系统温度、湿度、二氧化碳浓度等环境因素对植物生长有着至关重要的影响。
植物工厂的环境控制系统就像是一个智能管家。
它通过传感器实时监测环境数据，一旦数据偏离设定的最佳值，系统就会自动调节。
比如，当温度过高时，制冷设备会启动来降低温度；当湿度不够时，加湿设备会增加空气湿度。
对于二氧化碳浓度，也能根据植物的需求进行精准补充。
在白天植物进行光合作用时，适当提高二氧化碳浓度可以促进光合作用的进行，提高作物产量。
营养液供给技术在植物工厂里，植物生长的介质往往不是传统的土壤，而是营养液。
营养液供给技术要确保植物能得到充足的水分、养分以及合适的酸碱度。
精确的营养液配方是关键，不同的植物对各种营养元素如氮、磷、钾、钙、镁等的需求比例是不同的。
而且在植物的不同生长阶段，这个比例也会发生变化。
例如，叶菜类植物在生长初期可能需要更多的氮肥来促进叶片的生长。
植物工厂项目实施方案
植物工厂项目实施方案一、项目背景。
随着城市化进程的加快和人口的增长，食品安全问题日益受到关注。
传统的农业生产方式受到了空间和环境的限制，而植物工厂作为一种新型的农业生产方式，能够在城市中实现无土栽培，实现全天候的生产，大大提高了农产品的产量和质量。
因此，我们决定开展植物工厂项目，以满足城市居民对优质农产品的需求。
二、项目目标。
1. 建设一座现代化的植物工厂，实现全天候生产优质农产品。
2. 提高农产品的产量和质量，满足城市居民对绿色有机农产品的需求。
3. 探索植物工厂的可持续发展模式，为城市农业的发展提供示范和借鉴。
三、项目内容。
1. 地点选择，选择空旷的城市郊区地段，建设现代化的植物工厂。
2. 设施建设，引入先进的无土栽培技术，配备自动化的灌溉、通风、照明等设施。
3. 种植规划，选择适合无土栽培的蔬菜和水果进行种植，制定合理的种植计划。
4. 管理运营，建立科学的作物管理制度，进行定期的监测和调控，确保作物的生长和品质。
5. 市场销售，与周边超市、餐饮等进行合作，将生产的农产品销售给城市居民。
四、项目实施步骤。
1. 确定项目实施计划，明确项目的时间节点和工作内容。
2. 土地选址和规划设计，确定植物工厂的建设方案和布局。
3. 设施采购和安装，引入先进的无土栽培设备和自动化系统。
4. 种植准备和作物培育，进行种子选育和育苗工作。
5. 生产运营和市场推广，进行作物的生产管理和市场销售。
五、项目预期效果。
1. 生产效益，实现全天候生产，提高农产品的产量和质量。
2. 经济效益，打造绿色有机农产品品牌，实现经济效益和社会效益的双赢。
3. 社会效益，为城市居民提供优质的农产品，促进城市农业的可持续发展。
六、项目风险及对策。
1. 技术风险，引进先进的无土栽培技术，提前进行技术培训和实地考察。
2. 市场风险，进行市场调研，制定合理的市场推广策略，确保产品畅销。
3. 管理风险，建立科学的管理制度，加强作物监测和调控，降低生产风险。
《设计与建造“植物工厂”作业设计方案
《设计与建造“植物工厂”》作业设计方案一、项目背景随着城市化经过的加快和人口增长，农业生产面临着空间受限、土地资源匮乏、环境污染等问题。
因此，植物工厂作为一种新型的农业生产模式，受到了越来越多人的关注和青睐。
本设计方案旨在探讨如何设计和建造一座摩登化、智能化的植物工厂，实现高效生产、勤俭资源、珍爱环境的目标。
二、设计理念1. 环保节能：利用先进的设备和技术，最大限度地减少能源消耗和废弃物排放，实现绿色生产。
2. 智能化管理：借助物联网技术和人工智能算法，实现对植物发展环境的精准监控和调控。
3. 多功能性：结合垂直种植、水培技术等多各种植方式，实现多样化农产品生产。
三、设计方案1. 建筑设计：采用摩登化玻璃幕墙设计，最大限度地利用自然光线，减少人工照明。
建筑结构采用轻钢结构，方便快速搭建和改造。
2. 种植系统：引入智能水培系统和气候控制系统，实现植物发展环境的精准控制。
同时，采用垂直种植技术，最大水平地勤俭空间。
3. 营养液循环系统：设计循环利用营养液的系统，减少浪费，提高资源利用率。
4. 自动化管理：引入自动化种植管理系统，实现植物发展过程的自动监控和调节，提高生产效率。
5. 节能环保：采用太阳能光伏板和风力发电设备，实现自给自足的能源供应，减少对传统能源的依靠。
四、实施计划1. 筹办阶段（1-3个月）：确定项目需求，进行市场调研，制定详细的设计方案和预算计划。
2. 设计阶段（3-6个月）：与设计团队合作，完成建筑、种植系统、水培系统等方面的设计工作。
3. 施工阶段（6-12个月）：选择合适的施工团队，按照设计方案进行施工，保证工程质量和进度。
4. 调试阶段（1-3个月）：对植物工厂的各项系统进行调试和优化，确保设备正常运行。
5. 运营阶段：建成后进行试运营，根据实际情况不息优化管理和生产流程，实现高效生产。
五、预期效果1. 提高农产品产量和质量，满足城市居民对绿色有机农产品的需求。
2. 减少土地占用和化肥农药应用，降低农业对环境的影响。
植物工厂背景资料2
植物工厂是一种通过设施内的高精度控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是由计算机对植物生育过程的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境要素进行全天候控制，不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。
植物工厂是现代农业的重要组成部分，是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是现代生物技术、建筑工程、环境控制、机械传动、材料科学、设施园艺、微电子技术和计算机科学等多学科集成创新、知识与技术高度密集的农业生产系统，是目前许多发达国家农业高技术研究的热点。
植物工厂作为一种全新的生产方式，具有其他栽培模式无法比拟的技术优势，主要表现为：一是作物生产计划性强，可在不受外界环境影响的条件下，实现周年均衡生产；二是单位面积产量高，效益好。
生菜产量可达150t/1000m2，为露地栽培的20-30倍；三、机械化、自动化程度高，劳动强度低，工作环境舒适；四、不施用农药，产品安全无污染；五、多层式、立体栽培，节省土地和能源；六、不受或很少受地理、气候等自然条件影响，可以在高层建筑的屋顶或地下室，也可以在极地和不毛之地建立植物工厂，进而为开发宇宙和为外层空间进行植物生产提供了技术基础；七、与现代生物技术紧密结合，可以生产出稀有、价高、富含营养的植物产品。
我国是一个农业大国，人口多，耕地少，人均资源相对不足。
我国农业的发展正面临着人口、资源、环境的巨大压力和社会需求不断增加的严峻挑战。
如何来利用有限的资源满足人们日益增长的对食物和纤维的需求，保障食物供给、食品安全和生态安全，实现农业的可持续发展，是新时期我国农业发展所面临的重要课题。
植物工厂作为设施栽培的最高级阶段，集中应用了现代高技术的重要手段，使土地利用率和作物产量可以得到成倍甚至数十倍的提高，必将成为新世纪我国缓解人口、资源、环境压力，提供安全无污染食品的重要手段。
同时，植物工厂又是显示一个国家农业高技术水平的重要标志。
我国作为一个农业大国，植物工厂的研究与开发，必将会对我国社会经济的发展和我国农业高技术水平的提升产生重要影响。
植物工厂技术在现代农业中的应用
植物工厂技术在现代农业中的应用随着全球人口的不断增加，以及城市化进程的加速，城市化率不断提高，土地资源的稀缺性日益严峻，为现代农业带来了前所未有的挑战。
而植物工厂技术则在当前的经济社会背景下成为了新型农业发展趋势。
本文将就植物工厂技术的应用进行探讨。
一、什么是植物工厂植物工厂（Plant Factory）是一种高度自动化、环境控制精细、无极光无季节限制、大规模、高效率、高品质、空间利用率极高的现代化农业生产技术。
它是利用先进的工程技术和模拟自然环境的手段，在封闭式厂房内实现精密的环境控制，消除自然环境对植物生长和生产的不利影响，从而达到在任何地点、任何时候、生产高品质、高产量、安全可靠的果蔬、经济作物的目的。
二、植物工厂技术的优势植物工厂的优势在于：1.节约土地资源。
由于城市面积的不断扩大，土地资源的紧缺也成为了困扰现代农业的重要问题。
而植物工厂就是在有限的土地资源下实现高效率、大规模农业生产的重要手段。
2.环境控制性好。
植物工厂环境的温湿度、光照、CO2、氧气等环境因素均可进行合理的调节和控制，提高了作物的品质和产量。
3.无土栽培。
植物工厂采用无土栽培，可以避免土壤污染、土壤虫害、病毒病害等问题。
4.对环境友好，实现“三无生产”（无污染、无残留、无农药）。
5.可以实现四季都有新鲜果蔬等经济作物供应。
由于温湿度、光照环境的精细的控制，可以在任何时候实现各种种类的经济作物的种植，实现四季都有供应的目标。
三、植物工厂技术的应用植物工厂技术已在全球范围内被广泛应用。
日本是世界上最早、最广泛使用植物工厂技术的国家之一。
美国、荷兰等国家也在大规模开展植物工厂技术的实践。
近年来，我国也逐步将植物工厂技术引入农业生产中，取得了良好的效果。
植物工厂技术可以应用在以下几个方面：1.蔬菜类生产。
在有限的土地资源下，通过植物工厂技术，可以实现各种蔬菜类作物的生产，如生菜、西兰花、胡萝卜、豆角等。
2.药材类生产。
药材是高品质农产品的重要品种之一，而植物工厂技术可以保证药材生长条件的稳定，从而提高药材品质和产量。
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一概述植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一，代表着未来农业的发展方向。
背景技术“植物工厂”是指在一定人工环境控制及生产管理下可以全年无休的植物栽培系统。
进一步言之，“植物工厂”就是利用高科技栽培方式，配合电脑化自动化调控系统，将植物栽种在一个受到控制犹如工厂厂房的封闭性空间环境内，该空间内的二氧化碳、氧气、温度、湿度、肥料养分、光照等物化及微气候条件均受控制，使植物的生长速率、品质及产量，可不受气候、环境与季节变化的影响，使植物的生长在如同工厂的生产线上进行，而能使收成作物具有精细化、均质化及丰产性等特点。
环视地球的环境问题，不论土壤或气候皆日渐恶化，尤其气候环境的多变及难以捉摸的特性，皆使露天式栽种方式及轻设施栽培方式容易受到气候的影响，从而造成栽种生产过程中的损失，故“植物工厂”可以在有限的土地面积上，以最集约的栽培技术，生产出品质好、产量高的经济作物（蔬菜即为一例），并达到栽培环境管理自动化和操作空间清洁化，节省劳力以及从事者年轻化等目标，所以“植物工厂”是现代农业技术的重要发展，已受到各国政府及相关学术机构的重视。
二定义植物工厂（p lant factory）的概念最早是由日本提出来的。
植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO2 浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。
植物工厂是现代农业的重要组成部分，是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是现代生物技术、建筑工程、环境控制、机械传动、材料科学、设施园艺和计算机科学等多学科集成创新、知识与技术高度密集的农业生产方式。
三历史发展1957年世界上第一家植物工厂诞生在丹麦，1974年日本等国也逐步发展起来。
美国犹他州立大学试验用植物工厂种植小麦，全生育期不到2 月，一年可收获4－5 次。
20 世纪60 年代初次进行植物工厂的试，并开始推。
1964年奥地利开始试验一种塔式植物工厂（高30 米、面积5000 平方米）。
该国鲁斯纳公司的塔式植物工厂已在北欧、俄罗斯、中东国家采用。
奥地利的一家番茄工厂，工作人员仅30 人，平均日产番茄13.7 吨，生产 1 公斤番茄耗电9－10kw.h，成本只有露地的60％。
1971年丹麦也建成了绿叶菜工厂，快速生产独行菜、鸭儿芹、莴苣等。
1974年日本建成一座电子计算机调控的花卉蔬菜工厂，该厂由1 栋2层的楼房（830 平方米）和两栋栽培温室（每栋800平方米）构成，在一年内生产两茬金香、两茬垄民花、一茬番茄，做到周年生产。
至1998年，日本已有用于研究展示、生产的植物工厂近四十个，其中生产用植物工厂17 个。
2004年，中国农业大学开发了利用嵌入式网络式环境控制的人工光型密闭式植物工厂。
四分类与特征关于植物工厂的分类，因所持的角度不同，其划分方式也各异。
从建设规模上来分可分为大型（1000m以上）、中型（300~1000m）和小型（300m以下）三种；从生产功能上来分可分为植物种苗工厂和商品菜（果、花）植物工厂；从其研究对象的层次上又可分为以研究植物体为主的植物工厂、以研究植物组织为主的组培植物工厂、以研究植物细胞为主的细胞培养植物工厂。
但目前，比较习惯的分类方法是按照植物生长中最重要的条件之一——光能的利用方式不同来划分，共有三种类型，即太阳光利用型、人工光利用型、太阳光和人工光并用型。
其中，人工光利用型被视为狭义的植物工厂，称为密闭式植物工厂，它是植物工厂发展的高级阶段。
植物工厂的共同特征是：有固定的设施；利用计算机和多种传感装置实行自动化、半自动化空盒子；采用营养液栽培技术；产品的数量和质量大幅度提高。
数字植物工厂是一种通过设施内高精度的环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是由计算机对植物生育过程的温度、湿度、光照、CO2 浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，不受或很少受自然条件制约的全新生产方式。
由于数字植物工厂充分运用了现代工业、生物工程和信息技术等手段，技术高度密集。
多年来，数字植物工厂一直被国际上公认为设施农业发展的最高级阶段，成为衡量一个国家农业高技术水平的重要标志之一，目前仅有日本、美国、荷兰等少数发达国家掌握这项技术数字植物工厂不占用农用耕地，产品安全无污染，操作省力，机械化程度高，单位面积产量可达露地的几十倍甚至上百倍，因此又被认为是21 世纪解决人口、资源、环境问题的重要途径，也是未来航天工程、月球和其他星球探索过程中实现食物自给的重要手段数字植物工厂技术的突破将会彻底解决人类发展面临的诸多困惑，甚至可以实现在荒漠、戈壁、海岛、水面等非可耕地，以及在城市的摩天大楼里进行作物生产。
利用取之不尽的太阳能，加上一定的种子和矿质营养，就可源源不断地为人类生产所需要的食品。
近年来，一些耕地资源紧缺的发达国家正在加大资金与技术的投入，加紧数字植物工厂的研发和推广工作，在日本，政府采取补贴50%的手段，推进数字植物工厂的发展，预计3年后将新增150 座数字植物工厂这个国内第一例智能型数字植物工厂建筑面积为200平方米，共由植物苗工厂和蔬菜工厂两部分组成，以节能植物生长灯和LED 为人工光源，采用制冷-加热双向调温控湿、光照-C O2耦联光合调控、空气均匀循环与流通、营养液（E C、pH、DO 和液温等）在线检测与控制、图像信息传输、环境数据采集与自动控制等13 个相互关联的控制子系统，可实时对植物工厂的温度、湿度、光照、气流、CO2 浓度以及营养液等环境要素进行自动监控，实现智能化管理。
植物苗工厂由双列五层育苗架组成，种苗均匀健壮，品质好，单位面积育苗效率可达常规育苗的40 倍以上，育苗周期可缩短40%以上。
蔬菜工厂采用五层栽培床立体种植，栽培方式选用DFT（深液流）水耕栽培模式，所栽培的叶用莴苣从定植到采收仅用16-18 天时间，比常规栽培周期缩短40%，单位面积产量为露地栽培的25 倍以上，产品清洁无污染，商品价值高。
植物工厂作为设施园艺的最高级发展阶段，集中应用了现代生物技术、新型材料、环境控制和信息技术的最新科技成果，是现代农业高新技术集成的产物。
因此，高新技术的广泛应用和不断创新是植物工厂发展的重要特征。
LED 光源光是植物工厂最重要的环境因子之一，光能消耗约占植物工厂运行费用的20％～40％，能耗问题一直是影响植物工厂推广普及的重要限制因素。
近年来，LED光源的研究与开发为植物工厂尤其是人工光利用型植物工厂的发展提供了良好的契机，使植物工厂的普及应用成为可能。
LED 概况LED 是英文Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，因此LED的抗振性能较好。
利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。
当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED 阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
LED 光源具备以下特点：·使用低压电源，供电电压在6～24V 之间，比使用高压电源更安全。
·节能高效，消耗能量较同光效的白炽灯减少80％。
·适用范围广。
形状很小，每个单元LED小片是边长为3～5mm 的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。
·稳定性强。
可以使用5 万小时以上，光衰为初始的50％。
·响应时间快。
白炽灯的响应时间为毫秒级，LED 灯的响应时间为纳秒级。
·无污染。
无有害金属汞，不污染环境。
·可以改变颜色。
改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿蓝橙多色发光。
·价格较昂贵。
这是影响其普及的主要原因，但由于晶片技术的改进，制造成本急剧下降，正朝着高效率低成本方向发展。
以上是LED的一般性特征，将这些特征应用到植物栽培光源之中，又具体表现为以下优势：·可以调节光源的光谱分布植物利用可见光中限定波长的光有三种：用于光合成反应的红色光；强光反应的蓝色光；红色光和远红色光。
使用LED可以集中特定波长的光均衡地照射作物，不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分。
·可以靠近作物照明植物栽培上应用的LED 属于冷光源，可以置于离植物很近的地方而不会把作物烤伤。
光的利用率很高，可用于多层栽培立体组合系统。
·使植物生产设施小型化，使用寿命长LED 形状极小，每个单元只有0．3ram，用环氧树脂密封的LED灯每个单元小片是边长为3～5mm 的正方形，所以可以制备成多种形状的器件，占用空间很小，安装方便。
此外，其特强的耐用性降低了运行成本。
LED 的试验研究及其在植物工厂的应用前景最早将LED用于植物栽培的是日本三菱公司，早在1 982 年就有关于波长为650nm的红色LED 光源用于温室番茄补光的试验报告。
此后，美国NASA 研究中心也把此项技术作为宇宙基地等闭锁式生命维持系统(c E Lss)的相关技术之一开展研究。
1 987 年以Wisconsin大学的D r．T 1 bbitts 等为主的研究小组正式采用LED 光源，开始进行莴苣的栽培试验并形成阶段性成果的研究报告。
1 992年日本千叶大学进行了有关LED红色光、远红色光对马铃薯生理过程影响的试验研究。
以色列和中国台湾省的一些研究部门也进行过有关LED 在植物工厂和组培室的试验。
研究表明，植物并非利用太阳光的全部成分来进行光合作用，以往的照明灯中因含有红、蓝以外波长的光，耗电量大，特别是红外线属于热光源。
利用蓝色和红色LED 作光源栽培生菜的试验已经取得成功。
此外，研究还表明植物一般在白天吸收红、蓝等限定波长的光进行光合作用，夜间主要是进行生长。
因此，单一波长的LED 要比波段宽的太阳光更能促进光合作用。
LED 光源特别适合于人工光控制型植物工厂。
日本正在运行的～家LED蔬菜工厂，采用NFT方式，栽培光源为改良型水冷式红色LED(660nm)，育苗光源为白色荧光灯。
该系统可以把培育植物的环境要素控制在最佳状态，LED 光源的光利用效率达到了O．01，是目前正在运行的植物工厂中光利用效率最好的实例。
当前，影响LED光源普及应用于植物工厂的因素主要有两个方面，一是与广域的光谱范围的其他人工光源相比，单色光还难以应对更多种类的作物；二是LED 高昂的价格。