植物工厂最早诞生于丹麦，却在日本受到了热烈追捧。
日本将解决人多地少、社会人口老龄化的希望寄托在植物工厂上。尤其是2011年后，经历了311海啸和福岛核电站事故，日本政府投入大量资金，希望通过鼓励建植物工厂为国民解决食物的供给和安全问题。一时间，植物工厂成为了创业风口，东芝、松下、富士通等光电业巨头也纷纷入局。
但几年时间过去了，植物工厂在日本的发展却不尽如人意。
日本70%的植物工厂不盈利
植物工厂遭遇挫折的征兆出现在2015年6月。当时日本国内最大的植物工厂运营公司“未来”（MIRAI）股份有限公司因负债11亿日元，提出破产申请。这家公司由日本千叶大学与一些日本企业联合成立于2004年，被认为是植物工厂领域的先驱，推动了日本国内的第三次植物工厂风潮。
2016年底，东芝宣布结束“横须贺无尘室内农场”，这是当时日本规模最大的一家植物工厂。
有报道显示，在日本，仅有30%的植物工厂能实现盈利，70%处于亏本状态，只能靠政府补助勉强维持。
明明有那么好的先天优势，为什么日本的植物工厂却失败了？
经营不善的植物工厂
植物工厂的主要获利途径大概有2种：
一是叶菜类的大量量产，如生菜、小白菜、莴苣等十字花科植物；
二是种植难度高的人参、牛樟芝、金线莲、冰花等高经济价值作物。
对于第一种获利途径，因为生产成本高，价格远远高于露天栽培的蔬菜。
除了前期设备成本的投入，生产用的电费也非常高昂，10度电只能生产1公斤左右的蔬菜。
第二种获利途径，药用植物中的某些成分必须在特定的自然条件下才能生产，比如人参皂苷是人参中的核心成分，需要多年生长才能积累，雪莲中的营养成分也需要在极寒和缺氧的环境中才能产生。要在植物工厂中模拟这些环境，成本将会成倍上升。
与高昂的生产成本不匹配的是下游的销售渠道。
植物工厂生产的蔬菜，最大的优势在安全（无虫无菌生产，不用药；全液态肥，成分可控），但在口感和味道方面与露天蔬菜的区别并不大。在同一卖场里，日本消费者更愿意选择价格便宜的露天蔬菜。
蔬菜的高效育苗技术概述（蔬菜培育壮苗的技术）
大棚种植是一种比较常见的蔬菜种植技术，它具有较好的保温性能，而且非常方便，大棚种植技术的出现使人们可以在任何时间都可吃到反季节的蔬菜。下面我们一起来看看具体的大棚蔬菜种植技术及一些需要注意的事项。
大棚蔬菜种植技术大棚蔬菜种植技术：
大棚蔬菜大多采用竹与钢为主的结构骨架，然后在上面覆盖上一层或多层保温塑料薄膜，这样一个简易结构就制造出一个完整的温室空间。塑料薄膜可以有效防止蔬菜生长过程中产生的二氧化碳流失，以达到大棚内需要的保温效果。大棚搭建地点应选择向阳、避风、高燥、排水良好，没有土壤传染性病害的地方。
棚架类型和结构：
塑料大棚的类型结构有很多种。目前推广应用最多的有装配式镀锌薄壁钢管型（简称钢管大棚）和竹木圆拱型大棚两种。主要用于番茄、甜（辣）椒、茄子、黄瓜等夏菜的春季早熟栽培和冬延后栽培，以及育苗、杂交制种等。还有一种竹架小棚，常单独或与大棚配合（即大棚套小棚），用于冬春季茄、瓜类蔬菜育苗和春季早熟栽培。
大棚蔬菜栽培模式：
一、 春季夏菜早熟栽培 ；
茄瓜类蔬菜早熟栽培是大棚栽培应用最普遍的项目。露地栽[2] 培一般在3月下旬至4月中旬定植，5月上旬至7月收获。大棚栽培可提前在1─3月定植，3月下旬至7月收获。上市早、产量更高，开花结果期延长，经济效益明显。另外还可根据市场需要，提早播种苋菜、木耳菜、空心菜等喜温绿叶蔬菜，提早上市。
1、 品种（组合）选择 ：番茄早熟品种选用早丰、日本大红×矮红；中熟种选用浙杂5号、苏抗4号、5号等，甜辣椒选用熟性早、抗病、丰产而且适销对路的优良品种。辣椒：鸡爪×吉林F1、早丰1号；甜椒：加配3号；茄子：闽茄1号、屏东长茄；黄瓜：津春2号、3号等。
2、 定植 ：定植前10天进行扣膜盖棚。每亩施入厩肥或腐熟垃圾肥3000公斤、人粪尿2000公斤、复合肥50公斤，开深沟施或全层施，翻入土中。番茄，一个大棚整4条畦，畦带沟1.5米，采用双行定植，行距75厘米，株距20─30厘米，每亩种植2500─3000株。辣椒亩植3000株。茄子株距40─50厘米，每亩栽2000─2400株。黄瓜亩栽植2000─2400株。
3、 田间管理 ：
（1）温度管理：定植后一周内不通风，以保温为主，特别是茄子和黄瓜，应适当保持较高的温度，以利还苗。还苗后还要保持较高温度，番茄苗期生长适温白天20─25℃，夜间10─15℃；茄子生长适温为20─30℃，气温低于15℃时会引起授粉、授精不良；甜（辣）椒生长适温为25─28℃；黄瓜为28─30℃，夜间温度不能低于10℃，5月中、下旬气温逐渐上升，可逐渐拆除裙膜，苗期揭膜通风换气时间在9时─10时，下午15时─16时后要关门盖膜。
（2）肥水管理：定植还苗后，提苗肥以稀薄人粪尿或牲畜肥。番茄，①第一穗果膨大期，复合肥10公斤/亩；第2─3穗果开始膨大期，复合肥30公斤/亩；第4─5穗果开始膨大期，复合肥20公斤/亩。②甜（辣）椒提苗肥施后，在整个生长期间，保持田间湿润，不过干、不积水，薄肥勤施。一般每采收两次追肥一次，复合肥10公斤/亩，盛果期增加施肥量20公斤/亩。茄子追肥与辣椒相似，黄瓜每采收两次追肥一次。
（3）搭架整枝：番茄、黄瓜要插竹扶持植株及引蔓上架，有利结果。番茄要用双杆整枝法，第一花穗以上第一个侧芽留住，以下腋芽及分枝全部摘除。茄子第一朵花、果以下第1分枝留下，其他全部摘除。甜（辣）椒开花结果很有规律，在生长、开花结果过旺，植株生长势小的情况下，把上部花果摘除，以利于下层花果正常生长。
（4）保花保果：春季气温低，番茄，第一、二穗花需用激素保花保果，以提高前期产量，用防落素40PPM点花梗；茄子在开花前1─2天（喇叭形）点花或者用防落素15PPM喷洒；辣椒也可以用防落素喷洒。
保花保果处理应在气温15℃以下进行，高于15℃以上，光照充足则不要处理。浓度要严格控制，不要过高，以免产生副作用。
二、 夏菜秋冬延后栽培 ；
夏菜秋冬延后栽培一般采收期在10─12月，如果通过贮藏保鲜，可延长到春节，经济效益高。
1、 栽培季节与品种 ：
（1）番茄，7月上旬播种，苗龄30天，8月下旬至9月定植，10─12月收获。品种选用浙杂7号、早丰。
（2）黄瓜：7月底到8月中旬直播，9月至11月收获。品种选津研4号、津春4号、秋黄瓜1号，夏丰等。
（3）秋番茄，9月中旬以前开的花，常因夜温过高而落花，而10月后开的花，又因温度低而不易座果。因此，均需使用10─15PPM的防落素喷花，或用40PPM浓度涂花梗，防止落花落果。
2、 夏季遮阳防雨育苗栽培：
编辑 南方地区6月下旬至8月上旬，强光高温且有雷阵雨及台风暴雨，严重影响蔬菜生产与早秋菜育苗，近年来遮阳网、无纺布的应用，促进大棚在夏季育苗和栽培上发挥作用。
（1）大棚遮阳覆盖的作用
遮光作用：遮阳网，使棚内光照强度显著降低，密度规格越大，遮阳效果越好，同样规格黑色比银灰色遮阳效果好。一般黑色的遮光率为42｛bf｝─65｛bf｝，银灰色为30｛bf｝─42｛bf｝。
降温作用：棚内温度因遮阳网覆盖有所下降，特别是地表和土壤耕作层降温幅度最大，上午10时─下午2时，大棚上部温度高达37─40℃，而地表植株周围温度在22─26℃，土壤温度在18─22℃之间，适宜作物生长。
（2）保墒防暴雨：棚内蒸发减少，土壤含水量比露地高，表土湿润。由于遮阳网有一定的机械强度，且较密，能把暴雨分解成细雨，避免菜叶被暴雨打伤，且土壤不易板结，空隙度大，通气性好，在大棚塑料膜外包盖遮阳网，效果更好。
（3）遮阳覆盖栽培注意事项
根据蔬菜种类选用规格合适的遮阳网，通常夏秋绿叶菜类栽培短期复盖选用黑色遮阳网，秋冬蔬菜夏季育苗选用银灰色遮阳网，且可避蚜。茄果类留种或延后栽培，最好网膜并用。
覆盖时期：一般7─8月，其他时间光照，强度适宜蔬菜生长，如无大暴雨则不必遮盖。
遮光管理：遮阳网不能长期盖在棚架上，特别是黑色遮阳网，只是在夏秋烈日晴天中午，其网下才会达到近饱和的光照强度，最好上午10时─11时盖，下午4─5时揭网。揭网前3─4天，要逐渐缩短盖网时间，使秧苗、植株逐渐适应露地环境。
三、 叶菜类栽培；
大棚除了瓜茄等高杆蔬菜外，还可栽培经济价值较高的叶菜类，如木耳菜、空心菜、西芹、生菜等，进行春提前、秋延后，以及越冬栽培，以达到避免冻害，促进生长，提高产量和延长供应以及反季节上市的目的，经济效益好。
喜温耐热的叶用菜，如木耳菜、空心菜等大棚栽培可在9─10月播种，后期实行保温覆盖，提前上市，加上常规栽培，基本上达到周年供应。生菜等喜冷凉但较不耐霜冻的蔬菜，露地最适播种 8月下旬至9月上旬及春季3─4月，若在11月到翌年3月播种，在大棚栽培。
病虫害及生理障碍的防（矫）治
大棚大部分时间种植蔬菜，特别是冬季，给病虫害的越冬繁衍提供了适宜的生态条件，使蔬菜病虫害及生理障碍日趋严重。因此，病虫害的防治和克服作物生理障碍，是大棚栽培蔬菜成功的关键。
除了在各种不同栽培品种、时期及时防治病虫害外，不定期用百菌清熏蒸，消灭病菌。地下害虫用呋喃丹防治。
一、大棚栽培的生理障碍及其矫治措施
1、 高温生理障碍
主要表现影响花芽分化，如黄瓜在高温长日照下雄花增多，雌花分化减少；番茄、辣椒花芽分化时遇高温，花变小，发育不良。
（1）日烧：主要症状，初期叶片褪色后变为乳白状，最后变黄枯死。
（2）落花落果，出现畸形果：高温，尤其是夜间高温不但延迟番茄第一花序的雌花分化，而且还会影响雄蕊的正常生理机能，不能正常授粉，引起落花落果。
（3）影响正常色素形成：果实成熟期高温危害表现在着色不良。番茄成熟时，温度超过30℃，茄红素形成慢；超过35℃，茄红素难以形成，果实出现黄、红的几种颜色相间的杂色果。
防止措施：主要是加强通风，使叶面温度下降。遮阳网覆盖，也可以用冷水喷雾，降低棚温。
2、 有毒气体生理障碍
氨气中毒：当氨气在空气中达到0.1｛bf｝─0.8｛bf｝浓度时，就能危害蔬菜，如果晴天气温高，氨气挥发浓度大，1─2小时即可导致黄瓜植株死亡。
防治措施：有机肥要充分熟腐施用，化肥要量少勤施。
二、 黄瓜、番茄典型生理障碍症状及矫正措施
1、 黄瓜蔓徒长
花打顶，生长点附近节间缩短，形成雌雄杂合的花簇，瓜苗顶端不生成心叶而呈现抱头花；黄化叶和急性萎蔫症。
生原因：偏施氮肥。早春低温、昼夜温差大、阳光不足、根系活动差，育苗时土壤养分不足。
防治措施：适时移栽，前期加盖小拱棚提高温度。加强通风换气，正确施肥，管好水分及温度和阳光。
2、 黄瓜、番茄畸形果
番茄开花期营养过剩，氮磷肥过多，特别是冬季或早春，在花芽分化前后，当遇到几天6─8℃的低温就会出现畸形果，用浓度过高的激素处理，或处理期间温度偏低，光照不足，空气干燥，或者是营养条件极差，本来要掉落的花经激素处理，抑制了离层，但得到的光合产物少形成了粒形果、尖形果和酸浆果。
蔬菜育苗是蔬菜生产的－大特色，是争取农时，增多茬口，发挥能力，提早成熟，延长供应，减免病虫害和自然灾害、增加产量的－项重要措施。育苗还可节约用种，便于集中管理、培育健壮秧苗。育苗通常是在大田播种或定植适期以前提早进行，或在数九寒天的严冬与早春，或在炎热多雨的盛夏与早秋。即在气候条件不适于蔬菜生长的时期，利用保护设施创造适宜的环境来培育适龄的壮苗。一旦气候条件适合定植于大田。
一、育苗床的类型
（一）冷床。冷床又称阳畦，是依靠太阳光加温的保护设施。它由畦框，玻璃盖（或薄膜），草帘三部分组成。冷床的床址应选择背风向阳、地势高燥、排水良好、接近水源、交通方便、靠近菜地、靠近宿舍，管理方便的地方挖床，冷床的方位应座北朝南稍偏西15?，以利增加光照，提高床温。床框结构可用水泥与红砖砌成，也可用泥草筑成，但以前者经久耐用，不用每年维修，使用比较方便。一般北框高50公分，南框高15公分。玻璃窗既可采光，又可保温。草帘一般在寒冷的夜间覆盖在玻璃窗上，以加强保温效果。玻璃窗也可用农膜代替，不过在雨天或雪天要加强看护工作，保证排水流畅和及时清扫积雪。
蔬菜的高效育苗技术概述
（二）塑料小拱棚。塑料小拱棚是利用竹片做成拱型的小棚架，上盖塑料薄膜而成，棚架高50公分，上面覆盖－幅2m宽的薄膜，将薄膜－边用土压实，以利保温防风。另－边用砖压好，以便随时揭膜，通风换气。小拱棚常在早春季节用来播种瓜、豆类种子或摆放茄果类、瓜类幼苗的营养钵。也可作为假植床。小拱棚一般宽1、2m，长20～30m。
（三）塑料大棚。塑料大棚是利用竹木、钢筋水泥片或钢管做成拱圆形骨架材料，上面覆盖塑料薄膜而成。目前长江流域各省份多采用长30公分，宽6m或长20m，宽4m的塑料大棚。塑料大棚在冬季主要用于茄果类育苗（图1-2），在棚内架设塑料小拱棚，小拱棚内铺设电热线进行辣椒、茄子、番茄育苗，塑料大棚作为育苗设施比冷床、温床和塑料小拱棚育苗管理方便，效果好。
二、苗床培养土的配制
（一）培养土应具备的条件。用于蔬菜育苗的床土又称培养土。培养土质量的好坏对秧苗生长发育的关系很大，为了培养壮苗，要求培养土具备肥沃，疏松、呈微酸性或中性，保水排水性能良好，不带病菌、虫卵和杂草种子等条件。要使培养土具备上述优良性状，必须经过科学配制、堆沤发酵、药剂消毒等过程。
（二）培养土的配比及原料准备。园土，是配制培养土的主要成份，一般应占30～50%。选用园土要注意防止土传病害如猝倒病、立枯病，茄科的早疫病、绵疫病，瓜类的枯萎病、炭疽病的传人，一般不要使用同科蔬菜的园土。栽培过茄果类、瓜类的土壤不宜用，以种过豆类、葱蒜类蔬菜的土壤为好。因为豆类菜地中有根瘤菌，具有一定的固氮作用，能增加土壤肥沃度。葱蒜类菜地中含大量大蒜素等硫化物，有利于抑制或杀灭土壤中的病菌。如以上园土确有困难，一定要铲除表土，挖取心土。园土最好在8月高温时挖取，经充分烤晒后，打碎、过筛，筛好的园土应存贮于室内或用薄膜覆盖，保持干燥状态备用。有机肥料，如人畜粪尿，其它栏粪或堆厩肥，食用菌下脚料，垃圾等，是主要的营养源，其含量应占培养土的20～30%。这些有机肥应充分发酵腐熟后才能使用。未经腐熟的有机肥，吸附病菌较多，易侵害秧苗。所以，猪粪渣等栏粪或其它堆厩肥，必须先堆置腐熟后方可使用。或者将其与园土混合堆积起来，待完全腐熟后使用。化学肥料，大约1000千克培养土中分别加入尿素1千克、氯化钾0、5千克，过磷酸钙或钙镁磷肥2千克。炭化谷壳或草木灰，能增加钾素。使土壤疏松、透气、颜色变深，多吸收太阳热能，提高土温，其含量可占培养土的20%～30%。谷壳炭化时应掌握好适宜的程度，一般应使谷壳完全炭化，但仍基本保持原形为好。如缺乏谷壳，也可用种植食用菌后的废棉籽屑代替，与园土、厩肥－同堆沤发酵。
（三）培养土的堆沤发酵。原料准备好后，应在播种育苗前的40～50d进行堆沤发酵。一般选择高燥、排水良好、离育苗场所近的坪地上堆沤培养土，堆宽1～1 、5m，堆长视培养土的量而定，堆呈长梯形。具体作法：先在地面上铺一层20公分厚的园土，然后用粪水浇透，再铺一层10～13公分厚的厩肥及其它土杂肥，又浇泼一层粪水。以后再按上列顺序继续加高肥堆，一般至1、5m高，然后覆盖塑料薄膜防雨。
蔬菜育苗技术
三、电热温床的设置
（一）电热加温线的性能与型号。电热温床主要依靠电热加温线来提高苗床温度，而电热加温线实质上是一种电热转换的器件，是具有一定电阻率的特制电线。它的外面包有耐热性能强的乙烯树脂作为绝缘层，将其埋在一定深度的土层中，通电以后，电流通过阻力大的导体，产生一定的热量，使电能转换为热能，从而提高了土壤温度。由电热加温发出的热量逐层向外水平传递，传递距离可达25公分左右，以15公分内的热量最多，靠电热加温线接近的土温越高，反之则低。因此，要使苗床土壤中的热量分布均匀，线与线之间的距离不应超过30公分。
（二）电热温床的铺设程序
1、平整床底在ps?4型大棚内，按床长10m或20m，宽1m的标准作床，并把床内多余土壤铲出，将床底整平。
2、铺隔热层在床底铺上5公分厚的隔热层，并耙平。
3、布电热线布线前准备若干根小竹签，布线时将小竹签按布线间距直接插在苗床两端，然后采用3人布线，两人在两端拉线，逐条拉紧（图1-3）。布线前必须考虑到电热加温线的两根引出线处于苗床的同一端，以便连接电源。（10?1）m2苗床采用dv20810型电热加温线1根，刚好绕5个来回。（20?1）m2的苗床需dv20012型电热加温线2根，刚好绕6个来回，这样可以保证引出线均处于苗床的同一端。布线时应注意：（1）线与线之间不能重叠或交叉，更不能扭结，以防通电时烧断。（2）电热线不能随意接长或缩短，因其电阻和功率是额定的，否则会引起烧断。（3）2根或2根以上的电热加温线铺在同－床中时，只能用并联，不可串联。
4、通电试验线布好后，接通电源，合上闸刀开关，通电1～2min，如电热线变软发热，说明工作正常，即可覆盖床上。如电热线不发热，说明线路不通，应检查线路，排除故障。
5、覆盖床土通电试验后，应在电热线上面覆盖8～10公分厚的床土，即每m2覆盖100～125千克床土。盖土时应注意先用部分床土将电热线分段压住，以免填土时移位，同时床土应顺着电热线延伸的方向铺放。床土覆好后，将床表面用木板刮平，以便播种。
蔬菜育苗
四、电热温床的播种
（一）播种时期的确定。电热温床的播种时期依栽培方式、栽培目的及通电时间的多少而定。大棚春提早栽培，茄果类应10月中下旬播种，培育适龄大苗过冬，2月中旬定植于塑料棚内，黄瓜应在2月上旬播种，3月中旬定植于塑料棚内。露地栽培，茄果类在12月下旬至元月上旬播种，4月上旬定植于露地。黄瓜在3月上旬播种，4月上旬定植于露地。另外，如果选用早熟品种，以早熟栽培为目的，可适当早播7～10d。选用中晚熟品种，以丰产栽培为目的，则可适当迟播7～10d。育苗通电时间短，幼苗生长慢，可适当早播。近年来，一些菜农探索出仅在出苗期通电，其它时期不通电，而将播种时期提早到11月中旬的方法，大大降低了育苗成本。
（二）播前种子处理。目前生产上进行种子处理的常见方法是温汤浸种和催芽。
1、温汤浸种。温汤浸种可以杀灭潜伏在种子表面的病原菌，并促使种子吸水均匀。其具体做法是：将种子装在纱布袋中（只装半袋，以便搅动种子），一般先放在常温水中浸15min，然后转入55～60摄氏度的温水中，水量为种子量的5～6倍，为使种子受热均匀，要不断搅动，并及时补充热水，使水温维持在所需温度之内达10～15min。随后让水温逐渐下降，继续浸泡数小时。通常茄果类种子浸泡4～5h，黄瓜、南瓜和甜瓜种子浸泡2～3h，其它瓜类种子依种壳厚薄相应延长浸泡时间。
温汤浸种要注意严格掌握水温与时间。温度偏低、时间短起不到杀菌效果。温度过高，时间太长，会烫坏种子。加热水时不要直接倾倒在种子上。浸种完毕后，要用清水将种子表面的粘液冲洗干净，沥干表面水分。
2、催芽。催芽可使种子快速、整齐出芽，缩短在电热温床加温的时间，减少能耗。其做法是：将温汤浸过的种子用湿润细煤灰拌匀，种子与煤灰的体积比为1：2～3，拌匀后调节含水量至60%，即用手捏成团，松开即散为宜。然后将煤灰拌和的种子盛入容器（瓦罐、塑料袋等）中，上方或侧面留通气孔，随即放入28～30摄氏度的恒温箱中或土温箱中催芽。催芽过程中，每隔12h查看一次，翻动种子，补充氧气和水分。一般黄瓜种子经过15～20h，番茄种子经2～3d，辣椒种子经3～4d，茄子种子经3～5d就可出芽。当发现有75%的种子出芽（粉嘴）时，即可播种。
3、播种。播种宜选晴天或寒潮刚过，即将转暖的天气进行。催芽开始时，掌握天气变化的动态，以保证播种时天气较好。播种前先在整平的床面上浇足底水，待水渗下后，撒－薄层药土（药土配合比例按重量计，1份药剂拌和1000份土。常用农药有五氯硝基苯，敌克松、福美双等），然后开始播种。每m2播种量依作物种类而有不同，番茄8～10g，辣椒15～20g，茄子10g，黄瓜40～50g。茄果类、黄瓜幼苗均需假植，故一般采用撒播法，将发芽种子连同煤灰均匀地撒播于苗床上，然后及时覆上0、5～1、0公分厚的盖籽培养土，并用酒水壸喷上一层薄水，冲出来的种子再用培养土覆没。为增加保温保湿效果，床面盖上一层地膜后，再设置塑料小拱棚，形成地膜、小拱棚，大棚三层配套覆盖保温。
幼苗培育管理
