植物工厂与无土栽培：在洁净车间里种菜，中国这些企业已经跑在前面

从"看天吃饭"到"按标准生产"

一提起种菜，脑海里多半是成片的田地、看天吃饭的收成。但在一些洁净车间里，蔬菜长在离地一米多的栽培床上，喝的是调配好的营养液，照的是人为调控的 LED 光，全年不间断地生长。这就是植物工厂，而无土栽培是它的底层技术。

把农业搬进厂房，听起来像科幻，却是应对耕地紧张、食品安全和长期食物保障的一条现实路径。中国人均耕地面积不到世界平均水平的四分之一，用更少的土地、更少的水，稳定产出安全的蔬菜，意义不言而喻。

无土栽培：用营养液代替土壤

无土栽培的核心只有一句话：不靠土壤，改用营养液给植物供水、供肥、供氧。根系或者直接接触营养液，或者固定在岩棉、椰糠这类惰性基质里由基质传导营养。土壤承担的"固定"和"供给"两件事，被分开解决了。

按根系怎么被固定，无土栽培分成三大类：

• 水培：根系直接泡在流动的营养液里，没有基质。常见三种做法——深液流（DFT，液层厚、环境稳）、营养液膜（NFT，浅层营养液像水膜一样流过根区，省液省架重）、浮板毛管（FCH，长床存液多、不怕临时停电）。
• 雾培：把营养液雾化成细小液滴，直接喷到悬空的根系上。根周围全是富氧的雾，水气矛盾解决得最好，产量能成倍往上走，但设备要求高、怕断电，推广受限。
• 基质栽培：用岩棉、珍珠岩、蛭石、椰糠等固体基质把根固定住，再滴灌喂营养液。水肥气协调、投资低、好就地取材，是国内果菜类最常用的方式。

换成数字更直观：相比传统土培，无土栽培能把用水量压到约十分之一、肥料用到约四分之一，封闭循环下农药用量可减少九成；番茄产量能做到土培的三倍上下。对营养液和环境因子精准调控，还能定向提升品质——比如把维生素 C 含量提上去、硝酸盐压下来。

图1：无土栽培三大技术路线——水培、雾培与基质栽培

植物工厂：无土栽培的"完全体"

植物工厂是无土栽培叠加上"全环境可控"后的形态。它一般具备几个特征：人工光（LED）替代或补充阳光、多层立体栽培架、温度湿度光照二氧化碳全部由计算机调控、洁净车间隔绝病虫害、周年连续生产。

支撑它的，是几套环环相扣的系统：

• 光系统：不同作物、不同生长阶段有不同"光配方"。蓝光促维生素合成、红光让茎秆粗壮、特定红远红比影响开花和果实类胡萝卜素积累。可调光谱 LED 是植物工厂的"发动机"。
• 水肥系统：营养液在线调配比、循环使用，配合 NFT 等灌溉工艺，既节水又稳供。
• 环境系统：温湿度、二氧化碳浓度、空气洁净度被实时调控；"十万级洁净度"的车间里，蔬菜可以免洗直接吃。
• 智能闭环：传感器采集温光水气肥，AI 按作物阶段给出光照和水肥方案，自动执行设备闭环调控，全程少人甚至无人。

效果很可观：立体多层加周年生产，单位面积产量是露地的数十倍；育苗移栽后二十天左右就能收一茬叶菜，生长周期比传统方式短一半以上；因为环境洁净、不用农药激素，蔬菜免洗即食。

图2：植物工厂的「光—水肥—环境—智能」闭环系统

中国的主要企业

这条赛道上，中国已经跑出几家有代表性的企业，技术路线和定位各不相同。

中科三安：全球单体最大的 LED 植物工厂

中科三安（SANAN BIO）由中国科学院植物研究所与福建三安集团在 2015 年合资成立，依托三安光电的 LED 光源技术。它的泉州安溪基地有一栋国际上单体面积最大的植物工厂，约 1 万平方米，日产绿色无污染蔬菜约 1.8 吨。第三代无人化垂直农业生产系统（UpLift 3.0）实现了从播种、育苗、分栽、生产、采收到包装的全流程自动化。更特别的是，它还建了金线莲这类药用植物工厂，并把装备和技术出口到美、日、新加坡等三十多个国家，产业化规模和水平处于全球前列。

京东植物工厂：商超直连的消费端样本

京东植物工厂 2018 年底落地北京通州，面积约 1.1 万平方米，是国内最大的"太阳光 + 人工光"结合型植物工厂，引进了日本三菱化学的水培技术和净水设备。它每年向京东生鲜线上和七鲜超市供应约 300 吨绿叶菜，从种子到成菜每棵只耗约 500 毫升水、比常规种植节水九成以上，营养液循环使用、接近零排放。菠菜一年能收 19 茬，而露地一年不过 4 茬。这是一条把"种"和"卖"直接打通的路线。

中环易达：百分之百国产化的技术集成商

北京中环易达成长于中国农业科学院，是国内最早做植物工厂和都市设施园艺的企业之一，运营着国家农业科技创新园里的多种数字化植物工厂。它的超高层自动化叶菜种植能做到 32 层，栽培设施和数字管理软件实现 100% 国产化；同样产出下，劳动力成本降约 85%、综合能耗降约 30%、建设成本降约 40%。相关技术拿过国家科技进步二等奖，走的是"为政府和园区提供整体解决方案"的路线。

武汉植物方舟：新锐的数智垂直工厂

武汉植物方舟智能科技 2023 年成立，建了 1920 平方米、层高十米以上的大型数智垂直植物工厂，八成以上核心技术全栈自研，联合华中农业大学等做规模化运营。它用 AI 按作物阶段定制 LED 光谱和水肥方案，模块化立体栽培加水肥循环，节水九成以上，相较露地产量提升 40 到 100 倍，是华中地区智慧种植的标杆。

图3：四家代表性植物工厂企业的定位与关键指标

除了这几家，京东方（BOE）把显示和物联网能力延伸到农业、海尔卡奥斯用工业互联网给植物工厂做全生命周期管理，都是科技跨界入局的信号。方向很清晰：植物工厂正从单点示范，走向可复制、可集成的产业。

挑战与趋势

也要泼盆冷水。植物工厂初始投资高（设备每亩常要数万到十多万元）、能耗大、技术要求高，国内普遍规模偏小、品种单一，公开资料里"鲜见盈利案例"。营养液 pH 波动零点几就可能失衡，水泵停两小时就能让一批菜受损——稳定运营是硬功夫。

趋势则指向三件事：一是节能与国产化，可调光谱 LED 光效提升、光温耦合节能，把运行成本压下来；二是智能化，用 AI 和数字孪生做环境优化与故障预警；三是极端环境适配，从南极科考站集装箱农场、迪拜沙漠气雾培，到面向太空的食物保障，植物工厂的价值在"没有耕地也能生产"时被放大。

写在最后

植物工厂不是要取代田园，而是给"吃什么、怎么种"多一种底气。当无土栽培把土壤换成营养液、把经验换成数据，农业第一次有了像工业一样被复制和放大的可能。中国企业在这条路上已经占住几个关键位置，接下来比的不是谁先建起来，而是谁先把成本和稳定性跑通。

这篇也发布在必学必会，更多硬核科普见 bixuebihui.com。

参考来源

• 人民网. 《植物工厂里的"黑科技"》. 2025-12-18.
• 农业农村部. 智慧农业典型案例：国产化植物工厂智慧种植模式（中环易达）. 2025.
• 中科三安官网. 《全球首座无人植物工厂探秘》《获评市级农业产业化重点龙头企业》.
• 中国日报网. 《福建中科生物：拥有全球单体最大的 LED 植物工厂》. 2023-06.
• 北京日报 / 学习强国. 京东植物工厂实地探访.
• JD Corporate Blog. JD.com Opens Largest Plant Factory Featuring Japanese Hydroponic Technology. 2019.
• 武汉市农业农村局. 智慧农业典型应用场景：武汉植物方舟智能科技有限公司. 2025.
• 百度百科. 《无土栽培系统》《北京中环易达设施园艺科技有限公司》.