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植物工廠是設(shè)施園藝發(fā)展的必然趨勢和高級階段，是顛覆性的土地利用方式和農(nóng)作方式，可以通過替代或補充傳統(tǒng)設(shè)施園藝模式實現(xiàn)我國設(shè)施園藝科技和產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展，解決當前我國設(shè)施園藝以簡易設(shè)施(日光溫室和塑料大棚)、土壤栽培和設(shè)施內(nèi)被動式環(huán)控為特征的生產(chǎn)方式中的諸多的資源、環(huán)境和生產(chǎn)效率問題，也是實現(xiàn)21世紀農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和食物安全保障的有效途徑。

植物工廠作為技術(shù)高度密集、資源高效利用型的立體化集約化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，被認為是突破資源環(huán)境約束，保障食物安全，提升生產(chǎn)效率，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興和生態(tài)文明的重要途徑，東亞、歐美等一些國家和地區(qū)高度重視植物工廠的發(fā)展。我國是植物工廠技術(shù)裝備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的國家，在引進消化吸收再創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，在國家研發(fā)項目和產(chǎn)業(yè)政策引導下，在農(nóng)業(yè)企業(yè)和照明企業(yè)的轉(zhuǎn)型探索下，僅用十幾年的時間使該領(lǐng)域的研發(fā)由跟跑發(fā)展到世界先進水平。我國植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到多元背景因素的直接或間接驅(qū)動，包括氣候變化資源、環(huán)境、食物安全、國內(nèi)外設(shè)施園藝發(fā)展、社會發(fā)展水平和科技發(fā)展水平等從概念上講，植物工廠是有檔次級別之分的，其本質(zhì)優(yōu)勢在于植物生產(chǎn)要素的智能化管控水平，按此標準可分為4類。
20世紀60-90年代，LED光源的陸續(xù)發(fā)明與半導體照明技術(shù)的成熟是推動植物工廠21世紀快速發(fā)展的最直接、最有效、最持久和綜合效益最高的技術(shù)裝備因素，兼具多重效益目標、多元調(diào)控內(nèi)涵、多樣應用場景，成為替代傳統(tǒng)光源，實現(xiàn)植物工廠生產(chǎn)全要素智能化管控的關(guān)鍵且不可或缺的一環(huán)。植物工廠是LED光源應用的最佳場所，LED光源植物工廠應用的優(yōu)選光源，LED植物工廠是人工光植物工廠的發(fā)展基本方向。
LED光源植物工廠研發(fā)與應用激發(fā)了植物工廠產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)照明產(chǎn)業(yè)活力，成為農(nóng)業(yè)和照明行業(yè)跨界交叉發(fā)展的原動力和產(chǎn)業(yè)增長點:同時，也催生了植物光生物學的分支即植物光質(zhì)生理學學科。植物工廠是植物光質(zhì)生理學研究與應用的理想場所和設(shè)施類型，光環(huán)境調(diào)控對植物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)學意義重大。植物工廠高效運營有待于植物光質(zhì)生理學的深入揭示，植物光質(zhì)生理學規(guī)律的揭示將為植物工廠光環(huán)境調(diào)控乃至環(huán)控策略建立提供科學依據(jù)。本章總結(jié)了植物工廠的定義與內(nèi)涵、發(fā)展背景、生產(chǎn)優(yōu)勢、環(huán)境調(diào)控因素及調(diào)控方法、光環(huán)境內(nèi)涵、植物光質(zhì)生理學的定義與內(nèi)涵、植物工廠光源特征及應用方法。