植物工厂通常采用无土栽培方式进行园艺作物生产，植物类型包括种苗:叶菜、果菜、根茎菜、花卉、果树、药用植物和草莓等。植物工厂内存在多变量、非线性的系统构造，植物生长受控于环境因素(光环境、CO2浓度、空气水蒸气饱和差、根际水势、根际无机养分浓度、地上部和根际温度、植物群落内外空气及水蒸气扩散速率、根际CO2浓度等)、植物生物因素(群落构成及其光学特征、光合生理特征、虫害与天地昆虫及病原菌等)和人的因素。
植物工厂高效运行依赖于所栽培植物的基本生理特性，包括光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、形态建成、水肥吸收和初次级代谢过程等，这些生理过程和植物器官也是环境调控的作用位点和执行机构。
环境控制目标是按照人类对植物产品质量和数量的需求，通过适当地资源和能源投入，促进植物生长发育(高产)，提高特定代谢物质合成累积(优质、保健)。而且，人工光植物工厂进行环境控制的目的就是在维持较高的植物生长速率或净光合速率的同时提高光能利用效率，因为光照成本是诸多环境调控措施中成本最高的一项。
为了优质高产，冠层环境调控要力争提高植物的光合作用，适当降低植物的呼吸作用增加光合产物的净累积量，以及光合产物向可食部位的分配转移比例。根据植物工厂所在地的气候，人工光型植物工厂围护结构的传热系数应设置为0.1~0.2W/(m2·K)，栽培室的换气次数约为0.01~0.02次/h。
另外，栽培的密闭程度很高，为了保护工人健康，防止植物生长不良，应当选择不产生挥发性气体的建材，力争达到食品级。对于光照来说，栽培床面的光合有效光量子密度约为100~200μmol/(m2·s)，对于宽度为1m左右的栽培床，单位面积上应配置3~5支40W的荧光灯。一般栽培架包含10~15层栽培床。总之，维护结构、环境调控和植物生理需求构成植物工厂植物生长发育的基本要素条件。
文章来源：《植物工厂植物光质生理及其调控》
作者：刘文科 查凌雁 编著
