发展智能植物工厂, 保障国家食物安全

 随着世界人口的不断增长,农产品需求数量逐年增加,但农业资源总量持续减少,加之环境污染日益严重、气候灾害频繁发生,农田生态系统生产性能及稳定性降低且难以保障,这对国家粮食安全、食物安全及农产品的可持续供给构成了严重挑战。因此,增加农产品及食物产能,保障食物安全成为国际社会必须解决的现实问题。发展生产环境可控的设施农业是应对这些问题的有效途径之一。     

中国迫切需要大力发展现代设施农业

 随着中国人口的不断增长,我国对农产品需求数量和质量持续增加,而农业不可再生资源不断减少,环境污染日益严重,气候变化及其灾害逐年增多,露地农田生产的不确定性增加,粮食产出难以保证,食物安全问题日益凸显。设施农业作为环境因子可控并可周年生产的高效农业生产模式,在植物和食用菌集约化生产,解决国家食物安全方面起着不可或缺的作用。近30年,我国的设施农业发展迅速,到2013年底设施栽培面积已近4万km²,居世界首位,其中玻璃温室与日光温室面积近1万km²。     

设施农业的技术革命——人工光植物工厂

 随着世界人口、资源、环境问题的日益突出,人工光植物工厂以其传统农业无法比拟的优势,如生产不受或很少受外界气候的影响,实现了多层立体栽培,大幅提高了植物产量、质量和投入资源（如电能、水、CO₂等）的利用效率,改善了工作环境等,被国际上公认为设施农业的最高级发展阶段。鉴于此,2009 年以来,一些国家特别是日本、中国等国的大学和研究机构纷纷投入巨资进行植物工厂技术研发工作。但由于植物工厂尤其是以电能消耗为主的人工光植物工厂,建设成本和运行成本较高,影响了现阶段植物工厂技术的进一步推广应用。