当前，植物主要用来种植两类作物：一是叶菜的大量量产，如茼蒿、香菜、小白菜、生菜等植物；二是种植难度系数高的铁皮石斛、人参、牛樟芝、金线莲、白芨等经济价值较高的中药材，透过特定的LED频谱和管控系统，就能培育生长条件较苛的季节性作物。

理论上，作为一种新型的现代化农业模式，植物工厂能为大部分地方供应蔬菜，但高成本导致其只能重点进攻国内人口密集的大城市。一方面，由于经济发展不平衡，导致大城市人口剧增，蔬菜供应增大，而可耕种土地资源却不断减少，供需不断失衡；另一方面，随着城市污染日益加剧，城市居民的食品安全意识更加强，越来越倾向于购买有机食品，植物工厂的出现能很好地满足城市居民为健康食材买单的需求。

LED灯光介入能迅速加快植物增长的速度，将生菜从种植到采收的30天周期缩短到18天，且品质不输自然生长。正是利用植物工厂高产的优越性，科学家规划建造植物工厂摩天大楼，这种植物工厂大楼只要建5座，就可以满足数百万人口的食用蔬菜量。除了高产量外，植物工厂还具备安全生产的优势。植物工厂是利用高科技打造的现代农业可持续生产系统。在这个生产系统中，实现植物的多层无土栽培，切断了植物与室外空气和土壤中重金属的接触；使用抗微生物材料的种植设备，采用经过消毒处理的植物种子，通过光质与光量的调整，改善蔬菜的营养与口感；采用物理农业技术代替农业杀虫灭菌，使植物品质达到有机品质甚至更高标准。

同时，园艺面积的大幅增加也加大了对植物工厂的需求。2015年设施园艺面积达410.9万公顷，产值达到9800亿元；植物组培面积2000万平方米，并且呈现逐年增长态势。此外，微型、迷你型植物工厂已应用于人们生活的各种环境，如：高级餐厅、咖啡馆、星级酒店等场所，实现了蔬菜从生产到加工一体化。

那么问题来了---成本高该如何盈利？

在国内甚至全球植物工厂的发展并不如人意，因为它投入产出不成比例已经严重阻碍了其发展步伐。

一直以来，植物工厂都是依托大的LED企业或集团建立的，其前期设备投入费用极大。首先，植物工厂初装成本较日光温室、连栋温室高出很多，一般在3 000元/㎡以上，一个100㎡的人工光植物工厂，初装成本在30万元以上。其次，植物工厂生产成本高。以生菜为例，人工光植物工厂生产生菜成本在5-10元。然后，植物工厂运行成本、能耗和人工成本高。一方面植物工厂光源、环境控制系统运行（空调、气流、营养液供给等）都需要消耗电能，能耗偏高；另一方面，自动化程度低，移栽定植、育苗、收获劳动力成本高。对成本高企的植物工厂而言，其收益却微乎其微。以目前普遍种植的生菜为例，植物工厂生产出来的单棵售价高达20元，是普通生菜平均每千克4.8元的售价的8倍。如此高价的菜对普通消费者来说并不容易被接受，无法得到大范围的推广，只能占据极小部分市场。

由于投入产出的严重不协调，现阶段植物工厂基本上是亏本运营，即便是在植物工厂发展最迅速的日本也不例外。如果不是靠政府补贴，很多植物工厂的经营者恐怕早已被淘汰出局。而国内对植物工厂的扶持力度还不是很大，这也导致我国植物工厂规模普遍偏小，生产以叶菜为单一主植物，环控技术装备水平参差不齐，而且以示范展示性和研究性植物工厂居多，商业化运行的植物工厂较少。

现在，以日本、中国台湾为代表的植物照明厂商都在积极地探寻新的商业模式，寻找新的赢利点。如今，植物工厂的市场机会可分为两大类：一是植物工厂设备销售与建置，另一个是植物工厂重点培育高附加值的产品。前者主要是针对追求食品安全的小众消费群体，像给家庭、特色餐厅等场所提供小、微型植物生产设备；而后者则是针对特殊人群，通过调控光谱及营养胁迫等方法，开发功能性蔬菜，以满足不同人群的营养摄入需求，或者种植药草、香料等作物。

解决问题的方案：若要实现商业模式上可持续盈利的植物工厂，有几个角度的问题需要思考：

一是不要单纯地种植蔬菜，可以与有高经济价值的如三七、铁皮石斛等药植打通，进行产品的组合；

二是在结构设计上，可以采用生态式、可移动式、小规模化的植物工厂，可链接式，如此供应链可以做的更全一点；三是人群定位，要有精准用户，保证利润。

技术不成熟需跨界合作推动

如何突破植物工厂系统能耗大、运行成本高等关键技术瓶颈，大幅度降低人工光源与空调系统能耗、提升蔬菜品质并实现植物工厂的智能化管控，构建“低碳、智能、高效”的植物工厂生产技术体系，是实现植物工厂快速普及与推广的关键。

最后当前LED植物工厂存在的主要技术难题有：

一，LED照明与植物研究分离。每一种植物对光的要求是不一样的，很多公司没有能力根据植物来应对调节光的波长，也不知道具体植物所需要的光的波长。由于LED植物照明需要结合LED照明技术和植物生长学，往往需要以植物为主体，从植物栽培原理的总体性光需求来综合考量。但目前，国内LED植物照明的开发和研究，与农业领域的研究领域是分离的，人才缺乏，很难为植物生长提供最合适的光源解决方案。

二，核心专利缺乏。目前，我国专业生产植物生长光照灯具的厂家绝大部分分散在制造功能性照明领域。农业主要需要的峰值660NM红光芯片无法形成规模，国内芯片外延片厂家也不愿投入人力、物力开发农用红光芯片。国内半导体芯片外延片行业起步较晚，积累经验少，在芯片外延方面的专利实力相对较为薄弱，大量的核心专利掌握在日本日亚、美国科锐等早期领跑企业手中，极大阻碍国内芯片企业的发展。

在刚刚结束的《2016植物工厂及其发展战略学术研讨会》上，中国农业科学院环发所所长张燕卿针对如何更好更快地发展植物工厂提出了自己的四点建议：

1、一定要有产业战略规划。未来产业能做什么，途径是什么，目标是什么？

2、尽快成立产业联盟，并且要纳入国家计划。事情要做大，必须要联合起来，科学家有想法，必须通过工程师做出来。中国高铁从一开始就有分工，谁做动力系统，谁做通信系统，都有明确分工。植物工厂要从高铁获取经验，产学研联合，发展出真正能有引领带头作用的龙头企业。

3、加强研发是必经之路。希望大家通力合作，找到产业发展内核。

4、建立国际平台。荷兰、以色列、美国、日本等国家农业各有各的特色，中国在植物工厂研究上，在与国际上同步的同时，要有中国特色。

为此，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员杨其长也曾建议，植物工厂的发展应该上升到国家战略，出台相应的产业扶持政策，并予以资金上的支持；同时，植物工厂产品还需要食品等有关部门的认证、评价和检测，让更多的消费者了解和认识植物工厂生产的农产品的益处。