网络世界中的“开心农场”令众多网友废寝忘食，乐不思蜀。但是代表着设施园艺最尖端技术的“家庭植物工厂”，在我国却是刚出现不久的新生事物。那么，在日本、美国、荷兰等少数发达国家，数字家庭植物工厂让人们在城市中享受自助播种、收获蔬果的乐趣。然而在国内，“家庭植物工厂”还是设施行业出现的新生事物。那么，什么时候这种尖端园艺技术能够走进中国老百姓的家中？何时市民才能真正体会到“开心农场”和“天然氧吧”的乐趣？

　　在发达国家“家庭植物工厂”已进入产业化阶段

　　植物工厂诞生于20世纪40年代，1957年丹麦约克里斯顿农场里产生了世界上第一座植物工厂。“早期的植物工厂建设规模小，主要局限在实验室内，且种植作物品种单一，采用人工气候室进行控制，运行成本较高。”北京市农业工程学会理事周增产介绍说。

　　20世纪70年代初至80年代中期，植物工厂开始发展起来，许多国家如美国、日本、英国、挪威、希腊、利比亚等企业都纷纷投入巨资，与科研机构联手研发关键技术。“这时候的植物工厂应用范围比较广，自动化控制系统逐渐完善，示范效果开始显现。”周增产说。

　　进入20世纪80年代以后，植物工厂迅速发展，发达国家相继成立了植物工厂协会，推动植物工厂的普及。同时，进入21世纪，随着社会经济的发展，人们开始有了对安全无公害蔬菜的需求和现代农业体验的向往，“家庭植物工厂”概念应运而生。

　　“从2009年开始，家庭植物工厂在日本、美国等都有应用，日本尤为突出。日本国民有消费生菜的习惯，而生菜等叶菜又适合在植物工厂种植，一些有实力的企业纷纷介入开发，比如松下、三菱化学、昭和电工等，它们每年都有新技术推出。”周增产举例说，“适用于植物工厂的专用光源和住友化学开发的营养液耕作系统，为家庭植物工厂的发展提供了技术基础。”

　　如今，在发达国家，“家庭植物工厂”已进入产业化阶段，相关的资材形成了制造供应的产业链，普通消费者可以方便地从零售渠道获得种子、营养液、栽培用具和各种耗材进行家庭种植。

　　然而在国内，“家庭植物工厂”是设施行业出现的新生事物。“概念较早就提出来过，但真正在实际中试验应用并见诸报端的还是2010年的事。”周增产说。

　　未来“家庭植物工厂”操作实现“傻瓜化”

　　“家庭植物工厂”为什么会大受欢迎？

　　“首先可以美化家居，将绿色带到身处钢筋混凝土丛林的现代人中；其次，因为不施用任何农药，种植的蔬菜水果形态好、无污染、营养丰富，满足家庭对蔬菜安全、卫生、绿色的需求；再次，能进行小规模的蔬菜生产，它的适应范围和区域比较广，只要是能提供稳定电力和一点洁净水源的地区，便可以应用，一般家庭也可以摆放。”吉林农业大学食品科学与工程学院院长刘景圣说，“一些开发商就尝试在小区里建成‘家庭植物工厂’吸引市民买房。不久的将来，家庭植物工厂甚至有望发展为城镇居民解决生产无公害蔬菜的一种方式。”

　　但是“家庭植物工厂”投入市场后并不能简单停留在观赏或美化家居的层面上。

　　“人们需要在有限的空间内栽种各种不同的蔬菜，这对于家庭植物工厂的结构分区、营养液系统和温湿度等环境调控提出了更高要求；其次，因为生产批量少、系统复杂程度高，目前家庭植物工厂成本比较高，在未来较长时期内，如何降低成本将是关键。”周增产说，“国内开发的家庭植物工厂均为高档产品，不同档次的家庭植物工厂的成本差异比较大，目前的样机生产，成本也相对较高，将来产业化后，有望降低成本。”

　　此外，“家庭植物工厂”面对的用户是普通的不具备栽培专业知识的人群，不同的栽培作物，其营养液的循环次数，光照明期暗期时段的搭配，营养液充氧量的调控等等专业性较强的操作和设置往往会让用户无所适从。

　　“接下来家庭植物工厂的控制软件必须向附带专家库的方向发展，其操作必须向‘傻瓜化’发展，例如种生菜，用户只需选择‘生菜’，顶多再输入一个植株的生长期，软件即可自动设置温湿度、营养液参数和光照参数，无需用户查阅资料进行手动设置。”周增产说这样的系统才能在市场上受到欢迎。

　　国产“家庭植物工厂”下半年走向市场

　　据了解，目前在“家庭植物工厂”开发和应用方面较具实力的北京京鹏环球科技股份有限公司，即将投入设计上更为新颖的“家庭植物工厂”。

　　主体三层式隔热箱体结构，设有的增温、降温、加湿、光照、营养液循环和供给、气流循环等系统。在自动控制系统的统一调控下，可调节植物生长的温度、湿度、光照环境，并控制营养液的供给，保证植物生长的环境。

　　“三层独立温区结构，使三层栽培箱有各自的增温、降温系统，这样做的好处是可以种植对环境要求不同的作物。”周增产介绍道，“在营养液回流管路系统的设计上，没有采用营养液回流管路上下层串联在一起，而是三层分开，使三层的栽培情况互不影响，即使其中一层的栽培出现了病害等问题，也不至于通过营养液直接对别的栽培箱栽种的植物造成影响。其次，三层栽培箱均设有液面调节装置，每层栽培箱的营养液液面高度均能独立调节，利于同时种植不同品种植物或不同生长期的植物。”

　　“就控制系统举个例子，温度调控在一个封闭空间是相对容易实现的，但家庭植物工厂栽培空间较小，且在较小空间内还有循环气流，要与外界有气体交换以实现二氧化碳浓度和湿度的调控，容易造成温度的较大波动。”周增产说，“因此，家庭植物工厂控制系统必须有合适的控制策略来决定何时开启通风，通风强度是多少，采用智能判断的方式平衡好温度、湿度及二氧化碳浓度等互相影响和制约的几个环境参数，使系统内各环境参数能比较稳定地保持在预设值。”

　　同时，京鹏科技“家庭植物工厂”还采用了一些新技术，比如真彩触摸屏、人机界面易于操作；营养液循环系统、空气环流系统均采用超静音的潜水泵或超静音的轴流风扇、运转噪声小。

　　为了解决节能问题，研发团队光从箱体隔热材料的选择和填充工艺改进、营养液循环系统驱动组件的设计、空气交换系统的布置和优化等方面进行了6项创新，使家庭植物工厂正常使用过程消耗较少电力，约等同于一台冰箱和一点营养液，维护费用降低。

　　据了解，京鹏科技“家庭植物工厂”首批样机已完成制造，正在进行试验测试，下半年将走向市场。