網絡世界中的“開心農場”令眾多網友廢寢忘食，樂不思蜀。但是代表著設施園藝最尖端技術的“家庭植物工廠”，在我國卻是剛出現不久的新生事物。那么，在日本、美國、荷蘭等少數發達國家，數字家庭植物工廠讓人們在城市中享受自助播種、收獲蔬果的樂趣。然而在國內，“家庭植物工廠”還是設施行業出現的新生事物。那么，什么時候這種尖端園藝技術能夠走進中國老百姓的家中？何時市民才能真正體會到“開心農場”和“天然氧吧”的樂趣？

　　在發達國家“家庭植物工廠”已進入產業化階段

　　植物工廠誕生于20世紀40年代，1957年丹麥約克里斯頓農場里產生了世界上第一座植物工廠。“早期的植物工廠建設規模小，主要局限在實驗室內，且種植作物品種單一，采用人工氣候室進行控制，運行成本較高。”北京市農業工程學會理事周增產介紹說。

　　20世紀70年代初至80年代中期，植物工廠開始發展起來，許多國家如美國、日本、英國、挪威、希臘、利比亞等企業都紛紛投入巨資，與科研機構聯手研發關鍵技術。“這時候的植物工廠應用范圍比較廣，自動化控制系統逐漸完善，示范效果開始顯現。”周增產說。

　　進入20世紀80年代以后，植物工廠迅速發展，發達國家相繼成立了植物工廠協會，推動植物工廠的普及。同時，進入21世紀，隨著社會經濟的發展，人們開始有了對安全無公害蔬菜的需求和現代農業體驗的向往，“家庭植物工廠”概念應運而生。

　　“從2009年開始，家庭植物工廠在日本、美國等都有應用，日本尤為突出。日本國民有消費生菜的習慣，而生菜等葉菜又適合在植物工廠種植，一些有實力的企業紛紛介入開發，比如松下、三菱化學、昭和電工等，它們每年都有新技術推出。”周增產舉例說，“適用于植物工廠的專用光源和住友化學開發的營養液耕作系統，為家庭植物工廠的發展提供了技術基礎。”

　　如今，在發達國家，“家庭植物工廠”已進入產業化階段，相關的資材形成了制造供應的產業鏈，普通消費者可以方便地從零售渠道獲得種子、營養液、栽培用具和各種耗材進行家庭種植。

　　然而在國內，“家庭植物工廠”是設施行業出現的新生事物。“概念較早就提出來過，但真正在實際中試驗應用并見諸報端的還是2010年的事。”周增產說。

　　未來“家庭植物工廠”操作實現“傻瓜化”

　　“家庭植物工廠”為什么會大受歡迎？

　　“首先可以美化家居，將綠色帶到身處鋼筋混凝土叢林的現代人中；其次，因為不施用任何農藥，種植的蔬菜水果形態好、無污染、營養豐富，滿足家庭對蔬菜安全、衛生、綠色的需求；再次，能進行小規模的蔬菜生產，它的適應范圍和區域比較廣，只要是能提供穩定電力和一點潔凈水源的地區，便可以應用，一般家庭也可以擺放。”吉林農業大學食品科學與工程學院院長劉景圣說，“一些開發商就嘗試在小區里建成‘家庭植物工廠’吸引市民買房。不久的將來，家庭植物工廠甚至有望發展為城鎮居民解決生產無公害蔬菜的一種方式。”

　　但是“家庭植物工廠”投入市場后并不能簡單停留在觀賞或美化家居的層面上。

　　“人們需要在有限的空間內栽種各種不同的蔬菜，這對于家庭植物工廠的結構分區、營養液系統和溫濕度等環境調控提出了更高要求；其次，因為生產批量少、系統復雜程度高，目前家庭植物工廠成本比較高，在未來較長時期內，如何降低成本將是關鍵。”周增產說，“國內開發的家庭植物工廠均為高檔產品，不同檔次的家庭植物工廠的成本差異比較大，目前的樣機生產，成本也相對較高，將來產業化后，有望降低成本。”

　　此外，“家庭植物工廠”面對的用戶是普通的不具備栽培專業知識的人群，不同的栽培作物，其營養液的循環次數，光照明期暗期時段的搭配，營養液充氧量的調控等等專業性較強的操作和設置往往會讓用戶無所適從。

　　“接下來家庭植物工廠的控制軟件必須向附帶專家庫的方向發展，其操作必須向‘傻瓜化’發展，例如種生菜，用戶只需選擇‘生菜’，頂多再輸入一個植株的生長期，軟件即可自動設置溫濕度、營養液參數和光照參數，無需用戶查閱資料進行手動設置。”周增產說這樣的系統才能在市場上受到歡迎。

　　國產“家庭植物工廠”下半年走向市場

　　據了解，目前在“家庭植物工廠”開發和應用方面較具實力的北京京鵬環球科技股份有限公司，即將投入設計上更為新穎的“家庭植物工廠”。

　　主體三層式隔熱箱體結構，設有的增溫、降溫、加濕、光照、營養液循環和供給、氣流循環等系統。在自動控制系統的統一調控下，可調節植物生長的溫度、濕度、光照環境，并控制營養液的供給，保證植物生長的環境。

　　“三層獨立溫區結構，使三層栽培箱有各自的增溫、降溫系統，這樣做的好處是可以種植對環境要求不同的作物。”周增產介紹道，“在營養液回流管路系統的設計上，沒有采用營養液回流管路上下層串聯在一起，而是三層分開，使三層的栽培情況互不影響，即使其中一層的栽培出現了病害等問題，也不至于通過營養液直接對別的栽培箱栽種的植物造成影響。其次，三層栽培箱均設有液面調節裝置，每層栽培箱的營養液液面高度均能獨立調節，利于同時種植不同品種植物或不同生長期的植物。”

　　“就控制系統舉個例子，溫度調控在一個封閉空間是相對容易實現的，但家庭植物工廠栽培空間較小，且在較小空間內還有循環氣流，要與外界有氣體交換以實現二氧化碳濃度和濕度的調控，容易造成溫度的較大波動。”周增產說，“因此，家庭植物工廠控制系統必須有合適的控制策略來決定何時開啟通風，通風強度是多少，采用智能判斷的方式平衡好溫度、濕度及二氧化碳濃度等互相影響和制約的幾個環境參數，使系統內各環境參數能比較穩定地保持在預設值。”

　　同時，京鵬科技“家庭植物工廠”還采用了一些新技術，比如真彩觸摸屏、人機界面易于操作；營養液循環系統、空氣環流系統均采用超靜音的潛水泵或超靜音的軸流風扇、運轉噪聲小。

　　為了解決節能問題，研發團隊光從箱體隔熱材料的選擇和填充工藝改進、營養液循環系統驅動組件的設計、空氣交換系統的布置和優化等方面進行了6項創新，使家庭植物工廠正常使用過程消耗較少電力，約等同于一臺冰箱和一點營養液，維護費用降低。

　　據了解，京鵬科技“家庭植物工廠”首批樣機已完成制造，正在進行試驗測試，下半年將走向市場。