在传统农业中，农民只能“靠天吃饭”，粮食收成极易受气候变化、季节轮转、资源限制、环境污染和病虫害等因素影响。杭州富阳四维生态数字农业产业园（以下简称四维生态）以垂直种植、智能控制、物联网、LED植物光照和植物营养等各领域的顶尖技术融合为基础，农作物不需要阳光和土壤，而是住在“小高层”，用上“精细粮”，过上数智生活；农产品更是打破时节制约，一年四季都能源源不断地产出。
LED植物灯让农作物吃上营养餐
盛夏时节，骄阳似火，阳光穿透玻璃房，洒向由一排排“货架”组成的“植物工厂”。可一走进室内，凉爽宜人，在这充满“赛博感”的空间里，每间种植室都有一排排像快递货架的种植柜，最高8层。在一层层“货架”上，各色水果蔬菜、香料花卉层叠排列，密集而整齐，长势喜人。
植物工厂是什么？简单来讲，就是将工业化生产“无缝植入”到农业系统的一种操作。“你看，每层架子的顶部是LED植物灯，底部是水培槽，各个水培槽有管道相连，形成一套灌溉系统，货架的侧面有一个类似小电扇的设备，可以促进空气流动。”四维生态政府项目经理Young记者介绍。
“LED植物灯厉害在哪里？”记者问道。
“它可以精确提供植物生长所需的光强和光谱，给植物们创造一个温暖舒适的家。”Young介绍，作为植物工厂的核心技术之一，LED照明为植物生长提供光源。Young说，不同植物生长所需的光强、光谱及光周期不尽相同，经过大量实验数据积累，四维生态自主研发LED照明控制系统，可根据植物特性进行光源“定制”，能为作物光合作用提供最有效的光谱、光强、光周期等“配方”组合，并且可以通过控制LED照明的光照强度渐变来模拟出“日出”与“日落”。
相比传统农业，植物工厂是一场翻天覆地的生产方式变革。“用仪器检测植物在生长过程中需要什么元素，通过循环灌溉系统给它‘对症下药’，让植物吃上‘精细粮’。”Young说，对于植物生长所需的温度、湿度、二氧化碳浓度等全程智能化调节，而水肥则由营养液循环系统自动供给，进一步提高了生长效率。
这套系统带来的最直观改变，就是“高产”。以生菜为例，在植物工厂中它的定植周期是14天，一个单位面积的生菜周期产量可以达到5千克，一年的单位面积产量高于120千克，这样的产量大约是露天栽培的50—100倍。所以，植物工厂育苗不仅可以让周期缩短30%至50%，还能实现周年接续种植和采收，收成茬次增加5—10倍，“以往的生菜一年可以割五六茬，现在可以产26茬”。
如此高产，却又非常节约种植用水。根据测算，一株菜从种植到收获只需要500毫升的纯净水。营养液是不断循环的，并在收成前三天切换到清水模式，到收割时全部吸收完毕。与普通陆地种植对比，工厂模式省水又环保。
用栽培基质代替土壤，植物实现零农残
一路走、一路看，植物工厂用科技所绘制的现代农业“画卷”愈发精彩。
记者发现，植物工厂内的植物不需要土壤栽培，Young解密道，植物被固定在用珍珠岩、泥炭、椰糠等组成的基质中。
与此同时，“健康”是植物工厂的最大特点。“蔬菜可以直接摘下来吃。”Young说，工作人员进入种植区域，必须换上无菌防护服，经过风淋室，除尘消毒，有效阻断或减少尘源进入生产区。
在草莓种植间，一名工人正忙着爬上云梯采摘成熟草莓，一排排鲜红的草莓整齐地生长在高架上，果实饱满，鲜艳诱人。
“通过稳定的环境调控和水肥技术，确保草莓0农残、0重金属、0激素添加，单颗重量能达到30克以上，价格在15—20元一颗。”Young说，空间利用率高和一年四季不间断生产也是植物工厂的重要特点，立体栽培模组的层数可以随着厂房的高度增加而增加。“植物工厂的草莓可以做到12个月连续采收，让消费者一年四季都可以吃到鲜美、健康的草莓。”
为什么植物工厂种植的草莓这么贵？Young说，让草莓在植物工厂实现规模化种植并非易事。一方面由于投入成本高，一直以来，植物工厂种草莓基本处在实验室阶段；另一方面，推行大规模产业化需要大量数据作为支撑。她补充道，植物工厂草莓的价格高，是一个短期和暂时的现象，随着技术的进步和规模的扩大，草莓的生产成本会快速下降，植物工厂种植的草莓在不远的将来一定会走进千家万户。
目前，AiBerry草莓品牌入驻盒马鲜生、山姆超市等多家高端商超及渠道，供不应求。
Young介绍，并不是所有的农作物都适合进入“植物工厂”，主要考虑两方面因素：一方面是评估植物生长周期、收获指数，比如叶菜类比较适合在植物工厂种植，除了栽培期较短，它的根系、地上部分均有可用价值；另一方面，市场需求大，经济价值高的高品质蔬果、中草药也很有前景，比如草莓、人参、金线莲等。
目前，四维生态已实现蔬菜水果类、香料类、花草类等农作物的精品育苗和高效种植，品类高达上百种，且仍在不断完善中。
四维生态“慧”就未来农业新蓝图
自2018年启动研发以来，四维生态打造的数智植物工厂已经进入商品化阶段，相继在浙江、云南、山东等地落地数智植物工厂项目，相关技术在北美、欧洲、东南亚等市场得到广泛应用。
四维生态集研发、生产、销售及技术服务于一体，面向全球推广系统化、智能化、标准化的新型农业种植解决方案。目前，四大业务板块已覆盖全国23个省、2个直辖市及香港特别行政区，并计划在中东、非洲等地进行布局。
除此之外，在技术能力持续跃升的背后，是四维生态对人才培育招引与研发投入的重视。四维生态董事长华桂潮2007年创办的英飞特电子（杭州）有限公司作为LED驱动器行业公认的全球领航者，为四维生态积攒雄厚技术实力。农业研发团队负责人由省级农科院首席科学家担任，公司54%以上的人员均为研发工作者，每年的研发投入数千万元。
目前，四维生态已申请、授权130余项国内外专利。其中包括发明专利65项、实用新型专利50项、外观设计专利15项及多项软著。
“植物工厂是未来农业的一种打开方式，它用工业思维实现农业标准化生产，农业生产不再靠天吃饭。接下来，我们将探索出一条‘高新农业’的大道，利用科技力量让老百姓的餐桌更安全、更丰富。”四维生态相关负责人表示，植物工厂既能拓展城市农业功能，又可在戈壁、沙漠、盐碱地等非耕地上建设，有助于缓解我国农业资源的瓶颈约束，有效化解人口快速增长与土地资源短缺之间的矛盾。
