植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的系统，即是利用计算机对植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物的生长不受或很少受自然条件制约的省力型生产。植物工厂生产的对象包括蔬菜、花卉、水果、药材以及一部分粮食作物等。
植物工厂与传统的耕作方式（土壤栽培）不同，采用营养液栽培技术。常用水耕栽培、固体基质栽培和喷雾栽培等。营养液的组成、浓度直接影响栽培作物发育的速率，关系到作物的产量、品质和经济效益。一般情况下，除碳、氢、氧可从空气和水中获得外，另外十几种元素必须通过人为补充来供给，包括大量元素氮、磷、钾、钙、硫、镁，以及微量元素铁、锰、铜、锌、钼、硼和氯。针对具体的裁培作物，应选择适宜的营养液配方、合理的养分浓度及配比，给予最优的酸碱度等。
光对植物的生长发育具有特殊重要的地位，因为它不仅影响着植物几乎所有的发育阶段，还为光合作用提供能量。光能够调节发芽、茎的生长、叶和根的发育、向光性、叶绿素的合成、分枝和花的诱导等发育过程。植物工厂内的光照环境要素包括PPFD（光量子通量密度）、光照周期和光谱分布。在植物工厂中可以采用人工光控制，对光强、光质、光照时间等要素进行单独调节。灯具常采用荧光灯和LED灯（对不同植物采用不同的红光和蓝光的比例搭配使用）。对光照管理的同时，还需要考虑节能、高效、环保和空间利用率问题。
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