生产要素的智能控制是植物工厂最为本质的特征。当然，植物工厂技术的发展不是短期形成的，它是工业技术和农业技术发展共同作用的结果。归纳而言，植物工厂发展的技术基础包括以下4个方面:
①矿质营养学说的提出及化肥工业的发展孕育产生的立体无土栽培技术;
②计算机与传感器技术的发展使环境因子与养分检测与控制成为现实;
③半导体照明技术的发展促进了人工光照技术的发展，扩展了光环境控制的内涵;
④流水线无人化和自动化的管理机器装备是植物工厂未来重点发展的关键技术。
当前，植物工厂所有环境因素都实现了自动检测、储存分析和智能控制，发展智能型植物工厂的时机已经成熟重点是要实现自动化流水线式生产技术体系。
温室作物栽培实现了对种植环境的人工控制，无土栽培又将栽培作物的根区环境实现了人工控制，所以设施无土栽培蔬菜的根区、冠层是可以完全人工控制的，极大地提高了增产高产的潜力。顾名思义，无土栽培是指不用天然土壤，而是只用基质或仅育苗时用基质，而用营养液进行灌溉的栽培方法统称为无土栽培。这种栽培采用营养液取代天然土壤向植物提供水分、养分、气和温度，使植物能够正常生长，完成其整个生命周期。然而，无土栽培根区环境除了能够提供固定植株，提供水分、养分、氧气、温度外，还需要保持黑暗环境，避免绿藻滋生，这也是无土栽培设施应具备的基本功能。植物工厂是采纳无土栽培进行生产的，可实现循环利用，杜绝营养液的环境释放，可大幅度提高水肥利用效率。水肥一体化是发展现代农业重大技术，更是资源节约、环境友好现代农业重要技术。水溶性肥料和灌溉设备是水肥一体化技术的两大物质材料。我国常规肥料利用率大都在20%~30%，而水溶性肥料可以达到70%~80%。
土壤栽培具有很多局限性，设施蔬菜无土栽培取代土壤栽培是技术发展的必然趋势。土壤栽培无须购置介质材料，简单易操作，成本低。但是，因土壤比重大、紧实难移动、三相组分复杂、组分不可精准剔除、物理化学和生物学属性调控难等缺点，蔬菜产量和品质难以按照生产需要灵活调节，也缺乏调控根区与冠层的有效手段;加之设施内大气一土壤一地下水是连通的整体，在太阳光热和农艺措施的共同控制下投入的水肥、农药、抗生素等外源化学物质和温室气体可直接照释放到地下水或空气中，或者残留到土壤体中，生产过程很难做到洁净生产，易污染环境。无土栽培是控肥控水的栽培方式，具有土壤栽培无法比拟的优势:
①无土栽培(特别是基质栽培)是限根栽培，通过物理隔绝将根系和栽培介质限制到一个有限的局部区域，使得农业投入品被约束无法释放到环境中，阻断了扩散淋洗途径，解决了土壤栽培面源污染与连作障碍问题;
②精准滴灌水肥一体化可从源头减少水肥投入，防止了面源污染和土壤质量恶化，替代末端治理修复。但是，传统的无土栽培技术装备要求高，介质体积小，水肥和温热缓冲能力小，需要精准控制策略，避免断电等意外发生。
当前，基于设施作物生物学特性，尤其是食用部位，主要采用水培、基质培、气雾培和半水培等栽培方式，太空农业有其特有的栽培系统，以适应微重力或失重环境。
(1)水培(Hydroponics)。
水培或营养液栽培是植物工厂蔬菜生产的主体栽培技术，不利用固体基质而单一利用营养液进行栽培地一种栽培方法。由于水介质具有纯度高、流体易移动、可消毒、易调节组分等优点，是植物工厂优选栽培方式。植物工厂多采用立体多层栽培模式，提高蔬菜生产效率和空间利用率。水培需要维持稳定持续的水分和养分供给，也要保证根系获得充足的氧气供给，避光照才能生长良好。因此，在栽培装备上要包括:
①立体多层支架承重营养液和栽培装置，并保持水平:
②栽培床系统(栽培槽、带栽培孔的盖板、栽培杯或海绵块及辅助装置)承载植物;
③营养液管路系统，使得营养液均匀等深度地流经栽培槽底部，使得根系与营养液充分接触，吸收水分和养分:
④泵动系统和营养液池(槽)，供给营养液，接收回液;
⑤控制系统，包括营养液调配系统和控制系统，按需提供营养液;
⑥人工光照明系统，提供适宜植物生长的光环境，包括光强、光质和光周期;
⑦消毒过滤系统，通过UV、O3等方式消毒去掉病原菌，保持植物工厂健康。水培适合多数植物工厂植物栽培生产如叶菜、叶类药用植物等。但是，根菜和根茎类药用植物必须采纳基质栽培模式生产。
水培有多种衍生栽培模式，按栽培装置面积大小分可分为槽床式栽培和管道式栽培。槽床式栽培分为营养液膜技术(NFT)和深液流技术(DFT)2类，前者主要适合果菜生产，后者适合叶菜生产。槽床式栽培和管道式栽培都可实现多层立体栽培，其中NFT和DFT技术在植物工厂中应用广泛。NF是指将植物种植在浅层流动的营养液中的水培方法，而DFT是指将植物种植在较为深层且流动的营养液层内的一种种植技术。管道式栽培是指利用PVC管等材料按照一定形状连接起来，通过泵动和重力作用营养液在管道内流动生产植物的方法。
(2)基质培(Substrateculture)。
基质培是指采用固态颗粒或粉末状基质通过智能供给营养液栽培植物的方法。因此，在栽培装备上要包括:
①立体多层支架，承重营养液和栽培装置，并保持水平;
②栽培槽、盆钵和栽培基质承载植物;
③营养液管路系统或滴管系统，使得营养液均匀等深度地流经栽培底部，使得根系与营养液充分接触，吸收水分和养分;
④泵动系统和营养液池(槽)，供给营养液，接收回液;
⑤控制系统，包括营养液调配系统和控制系统按需提供营养液;
⑥人工光照明系统，提供适宜植物生长的光环境，包括光强光质和光周期;
⑦消毒过滤系统，通过UV、O3等方式消毒去掉病原菌，保持物工厂健康。水培适合多数植物工厂植物栽培生产，如叶菜、叶类药用植物等。但是，有些植物种类(如根菜和根茎类药用植物)基于特殊的生物学需求，需要根部提供压力和固体环境，在营养液中无法膨大根系，必须采纳基质栽培模式生产。
基质栽培缺点较多：
一是基质组分复杂。基质含有各种微生物、化合物和有机无机物质;
二是污染营养液。基质中水溶性物质易进入营养液中，污染营养液，滋生微生物;
三是基质根际环境调控难于水培。基质培很难自动化精准控制水肥供给，水肥循环再利用难度大;
四是基质培蔬菜采收和基质中根系去除难度大。就植物工厂中植物的供液方式而言，日本普遍使用潮汐式采用底部定时给水和排水的营养液供液技术，具有节水节肥、生产效率高降低环境污染等优点，主要针对盆栽植物和容器育苗，亦可应用于设施花卉蔬菜生产及种苗生产(VanderGaag等，2001;张晓文等，2011)。
与此同时温室工厂化育苗开始逐渐推广漂浮式育苗，这是一种将种子播于装有轻质育苗基质的泡沫穴盘上，使之漂浮于水面，由水床和基质提供水分和养分的供液技术(饶贵珍等，2008)，已成功应用于烟草(Masaka等，2007)、番茄和草莓(张军云等，2011)等园艺作物育苗。前人研究表明，潮汐式灌溉通过毛细管作用可以满足植物的水肥供应，有利于植株根系及植株的快速生长(王成等，2008)。漂浮式育苗能促进植株根系主根生长、侧根发生(齐选民等，2008)，从而增加植株生长量(Bilalis等，2009)。尽管目前有很多关于漂浮式育苗与传统育苗方式的报道，但有关植物工厂中漂浮式与潮汐式供液方式对育苗影响的报道很少。
苗妍秀等(2012)以植物工厂辣椒育苗为对象，研究漂浮式(loatingsystem)与潮汐式(ebb and flow bench system)供液方式对育苗的影响。试验结果表明，漂浮式处理营养液和基质的pH值显著高于潮汐式处理，EC值显著低于潮汐式处理;与潮汐式处理相比，漂浮式处理中幼苗株高和茎粗分别增加18.4%和23.6%;漂浮式处理幼苗根尖数、总根长和直径在0~0.5mm的根长分别增加了 37.0%、45.5%和50.1%;幼苗地上部鲜质量、全株鲜质量、地上部含水量和植株含水量分别增加45.6%、32.1%、2.5%和1.8%。漂浮式育苗显著促进辣椒幼苗侧根生长，形成良好的根系系统，促进根系对水分和可溶性盐类的吸收，加快地上部形态建成，提升种苗整体质量。与潮汐式育苗相比，漂浮式育苗能显著促进根系对可溶性盐类的吸收。
潮汐式灌溉系统起源于设施栽培技术发达的荷兰(刘铭等，2010)，该项技术最早应用于北美、欧洲等设施栽培技术发达的国家(周长吉，2005)，在荷兰已成为温室花卉种植和蔬菜工厂化育苗的主要灌溉方式(辜松等，2013)。以类似涨潮落潮的底部灌溉方式，通过基质的毛细管作用将水分提升到栽培容器中潮汐式灌溉方式有床式、槽式和地板式等，能够起到节水节肥、保持叶面干燥减少菌类滋生、促进光合作用和稳定根部水气含量等作用。无土栽培可有效阻断虫源入侵，减少病虫害的发生，为蔬菜提供适宜的生长环境(王成等，2008:张跃群和佘得琴，2002)。将潮汐式灌溉和无土栽培技术相结合，利用二者的优势，可实现速生叶菜规模化、集约化和机械化生产。目前潮汐式灌溉已在花卉与蔬菜工厂化育苗中得以规模化应用。
包长征等(2010)和李建设等(2010)对潮汐灌溉条件下蔬菜育苗进行了研究。结果表明，与传统灌溉相比，潮汐灌溉节水率达到40%;同时与上部喷水的灌溉方式相比，潮汐灌溉条件下黄瓜、辣椒和西葫芦幼苗的生长势和光合作用均最强，达到壮苗标准的幼苗数量也最多。潮汐灌溉底部供液，具有基质水肥供给均匀、快速;幼苗地上部保持干燥，降低病虫害发生;节省劳动力和生产成本，而且供液效率高等优点(赵颖雷和任莉，2013)，从而解决了传统育苗每株秧苗之间水肥环境独立、出苗不整齐、长势不一致等问题。目前国内潮汐灌溉技术研究还处于起步阶段，系统设备和供液精确程度还有待于完善和提高。采用电子控制设备，提高灌溉效率和供液精确程度，保证育苗质量和提升栽培效果，是未来穴盘育苗发展的必然趋势。
根菜需要采用基质培进行植物工厂生产。樱桃萝卜是一种生长周期短，株型矮小的根菜作物，其地上部及地下部均可食用，营养丰富，经济价值高，非常适宜在植物工厂中栽培。光环境调控是人工光生产中提高产量和改善品质的有效手段。光质、光强是光环境的关键组成部分，二者均可对根菜作物的生长发育产生显著影响。据早期报道，萝卜的形态显著依赖于光质，单独红光下萝卜不形成膨大根，根冠比低，但地上部生长受光质影响较小(Kara等，1996:Bukhov等，1997)。补充蓝光能够促进非结构性碳水化合物在地上部和贮藏根的分配，从而促进贮藏根的增粗(Samuolienè等，2011)，红光LED补充10%蓝色
荧光能够显著增加萝卜干重但仍无法达到萝卜的最大生长效率(Yoro等2001)。然而Drozdova等(2001)发现，在单独红光下，萝卜生长后期肉质根中也能积累大量的干物质。多个研究表明，光照强度对根菜的肉质根生长发育有显著影响(Ikeda等，1988;Inada和Yasumoto，1989;Cope等，2014)。在100~500mol/(m·s)光强范围内，随着光强的下降，根甜菜、胡萝卜和卜的贮藏根干鲜重均显著降低，但不同光强下根甜菜、胡萝卜的地上部鲜重维持不变，萝卜地上部干鲜重却随光强降低而降低，但其影响程度比根部轻(Hole和Dearman.1999)。
目前，有关纯红光和纯蓝光对萝卜生长影响的研究较多，但关于红蓝组合光对萝卜生长影响的研究报道甚少。Cope等(2014)利用含有其他光质的不同比例，研究红蓝光光质对萝卜生长的影响，发现随着蓝光比例的增加，萝卜叶片中的叶绿素和干物质含量均表现为先增加后降低的趋势，最高值出现在蓝光比例为20%~30%时的情况，当然其结果也可能受其他光质的影响。另外，光质、光强这两个光环境因子并不是相互独立的，而是共同影响植物生长发育。在不同光强下，光质对植物的影响也会发生改变。例如光强100μmol/(m2·s)时，不同红蓝光比下生菜干重差异不大，当光强200~300μmol/(m2·s)时红蓝光比0.23~0.33的干重显著高于其他组合(Furuyama等，2014)。但目前关于在不同光强下光质对萝卜生长影响的研究也鲜有报道。刘文科团队采用LED光源在室内可控环境下研究了红蓝光配比(R:B)及其光强和光周期对樱桃萝卜生长与产量的影响，以探索适合樱桃萝卜工厂化生产的光照条件。试验一光照处理设置了2种红蓝光比(1R:1B、2R:1B)和3种光照强度[180μmol/(m2·s)、240μmol/(m2·s)和300μmol/(m2·s);试验二设置了2种红蓝光比(1R:1B、2R:1B)和2种光周期(12/12、16/8)。结果表明，光强为180μmol/(m2·s)时，1R:1B和2R:1B对樱桃萝卜各生长指标的影响无显著差异。光强为240μmol/(m2·s)和300μmol/(m2·s)时，2R:1B处理的地上部和肉质根干鲜重、根直径和根体积均显著高于红蓝光1R:1B处理。樱桃萝卜的叶片叶绿素含量和肉质根的直径、干鲜重均随着光强的增加而增加。光强为240μmol/(m2·s)和300μmol/(m2·s)时樱桃萝卜的根才能膨大增粗形成肉质根。光周期为12/12时，1R:1B和2R:1B处理的真叶数、叶片叶绿素含量、地上部和肉质根干鲜重均无显著差异。光周期为16/8时，2R:1B处理显著提高了樱桃萝卜的根直径、根体积和肉质根干鲜重。光质一定时，叶片叶绿素含量随光周期延长显著增加。2R:1B、光周期16/8的处理的樱桃萝卜生物量显著高于其他光质光周期组合。数据表明，光强240~300μmol/(m2·s)、2R:1B、光周期16/8的光环境参数比较适宜樱桃萝卜的人工光生产。总之，一定强度适宜的LED红蓝光质是植物工厂樱桃萝卜高产的光环境基础，并且光强高于一定临界值时红蓝光质的调控作用更为显著。彩图1-1是试验一中2种LED光质和3种光强下定植24d时樱桃萝卜的生长情况。彩图1-2是试验二中2种LED光质和2种光周期下定植24d时樱桃萝卜的生长情况。
由表1-1可见，不同强度2种红蓝光配比LED照射下，定植24d后樱桃萝卜植株上的叶片数均无显著性差异，每棵植株上平均有3~4片叶;叶龄较长的老叶叶绿素含量(SPAD值)不同处理之间也无显著差异，而新叶叶绿素含量不同处理之间有一定的差异。各处理新叶中叶绿素含量最高达49.4，最低为38.5.表现出随光强增强而增高的特点，但光强相同时2种红蓝光配比下新叶叶绿素含量无显著差异。
表1-1中显示，不同强度下2种红蓝光配比的地上部干、鲜重有一定差异光强为180μmol/(m2·s)时，2种红蓝光配比下樱桃萝卜地上部干、鲜重的差异不显著，而光强为240μmol/(m2·s)和300μmol/(m2·s)时2种红蓝光配比下樱桃萝卜地上部干、鲜重的差异均显著，表现为2R:1B配比照射下地上部干、鲜重均显著高于1R:1B处理。光强变化对地上部干重的影响显著，而对其鲜重的影响则不显著;红蓝光配比的差异对地上部鲜重的影响显著，而对其干重的影响不显著。红蓝光配比和光强的交互作用对地上部鲜重和干重的影响分别表现为显著，且是影响地上部干鲜重的主要因素。
如表1-2所示，不同光照处理之间樱桃萝卜的肉质根根长差异不显著，根长平均为3.4~4.2cm。而不同红蓝光质和光强对樱桃萝卜肉质根的直径、体和和干鲜重影响显著，表现为1R:1B(300)、2R:IB(300)和2R:1B（240）3个处理的根直径、根体积及根干鲜重均显著高于其他3个处理。相同红蓝光比下根直径、根体积及根干鲜重均表现出随光强增强而增高的特点，且同一光强下1R:1B处理的萝卜根直径、根体积及根干鲜重均低于2R:1B处理，其中光强为180μmol/(m2·s)和300μmol/(m2·s)时不同光质处理之间无显著美异，而光强 240umol(m’.s)时则差异达显著水平。方差分析结果表明，强对根直径、根体积、根于和鲜重的影响均达到极显著水平，光质极显著影响根直径和根体积，显著影响肉质根干、鲜重。且光强的F值明显高于红蓝光比，说明光强是影响肉质根形态及生物量的主要因素。
如图1-1所示，相同红蓝光配比下鲜重根冠比和干重根冠比均表现出随光强增强而增高的特点。不同光照处理的根冠比存在显著差异，主要表现为处理1R:1B(300)、2R:1B(300)和2R:1B(240)处理的鲜重根冠比和干重根冠比均显著高于其他3个处理。不同红蓝光配比间根冠比的差异因光强不同而异，光强为180和300μmol/(m2·s)时，1R:1B和2R:1B处理间无显著差异，而光强为240μmol/(m2·s)时2R:1B处理的根冠比显著高于1R:1B处理。根冠比显著较高的3个处理鲜重根冠比高于干重根冠比，而根冠比较低的个处理鲜重根冠比则低于干重根冠比。
综上所述，当光强和光质同时作用于樱桃萝卜时，光强是影响萝卜生长的首要因素，光强达到240μmol/(m2·s)时，光质1R:1B和2R:1B间的差异才显著。相对于红蓝光比1R:1B，2R:1B能够显著提高樱桃萝卜的生长发育和生物量。光周期和光质同时作用于萝卜时，二者共同影响萝卜的生长发育，红蓝光比1R:1B、光周期12/12的处理能够提高的地上部鲜重和根鲜重，而红蓝光2R:1B、光周期16/8的处理则有利于同时提高地上部和根的鲜重与干重，说明红蓝光2R:1B、光强240~300μmol/(m2·s)、光周期16/8较适宜樱桃萝卜LED植物工厂栽培。在光强达到一定水平的条件下，通过调节光质增加的生物量能达到较高光强的水平，且调节光质相比提高光强要投入更少的能量。
(3)气雾培。
它是利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。作物悬挂在一个密闭的栽培装置(槽、箱或床)中，而根系裸露在栽培装置内部，营养液通过喷雾装置雾化后喷射到根系表面。气雾培由栽培系统、营养液供给与调控系统和计算机控制与管理系统三部分组成。它是所有无土栽培技术中根系的水气矛盾解决得最好的一种形式，同时它也易于自动化控制和进行立体栽培，提高温室空间的利用率。气雾培能使作物产量增长，根系洁白纯净、不黏连，容易收获和移栽定植。但是，气雾培装置由于需要不断地循环供液，若出现断电较长时间(30min以上)或水泵故障，而不能及时循环就会影响植物生长。传统气雾培因栽培空间需求大，无法在人工光植物工厂中使用。至今已有诸多改进使得气雾培也能在较小垂直空间里为叶菜提供水肥，在人工光植物工厂中运用气雾培的运用可节省营养液供给动力要求，无需基质，减少了栽培层架负荷要求，更容易控制营养液，满足根系氧气需求，而且也可用在蔬菜扦插及其根系诱导。但是，气雾培空间占用体积大，对营养和环境控制要求需要更加精准。
(4)半水培。
基于特殊的生物学需求，根菜和根茎类药用植物需要根部提供压力和固体环境，处于营养液中无法获得膨大根系，必须采纳基质栽培模式生产。以根和根茎入药的药用植物在中药材生产中占很大比例，其根茎的产量和质量直接决定着药用植物生产的效益，栽培过程中必须为根茎药用植物的地下部提供适宜的生长环境，以利于其膨大和药用成分的累积。因此，传统的无土栽培方法(如NFT、DFT和基质栽培技术)无法满足根茎类药用植物生长的需求。主要原因是水培条件下，植物的根系无法膨大;而且传统基质栽培条件下，基质层较薄，基质温度和湿度环境不易控制，导致植物的根系无法膨大。总之，单纯的基质栽培只能从基质层上部滴灌营养液，常导致植物根系较浅限制根系膨大和深扎，严重限制根茎类药用植物的生长和中药材的品相。
相对水培方法而言，半水培即基质与营养液分开，营养液在基质下面流动通过基质毛细作用和根吸收营养液供给植物需要，不仅能满足根系需要的溶解氧，而且基质中根系又不用经常处于营养液饱和状态，能为根系提供一个良好的生长环境。该方法利用植物根系的向水、向肥性诱导根系下扎，吸收根通过营养液槽底部的吸收孔吸收营养液，保持基质中溶解氧浓度充足，利于根系膨大，提高产量。同时，营养液槽应设有配套的密封措施，以保持营养液清洁防止营养液挥发。本方法中营养液槽两侧设有出水口和进水口，根据作物生长量调节水量大小，控制营养液槽的液位。在大面积推广时，多个装置通过出水口和进水口连接，营养液槽中的营养液同时循环流动供给作物。
半水培栽培尤其独特的优势，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所刘文科研究员团队发明了“一种根与根茎类药用植物的设施半水培栽培装置及方法”获得国家发明专利(ZL2014100808884)。该方法在植物工厂内具有广泛的应用前景，正在大力推广应用。半水培无土栽培装置包括营养液槽和栽培槽，分别装有营养液和栽培基质，栽培槽位于营养液槽内，栽培槽下部浸入营养液中并设有供营养液进入的开口。开口可以是圆孔、方孔、长条形开口、状开口等，优选采圆形开口。装置中养液槽为方形、圆形等形状，栽培槽设计时需采用与其相匹配的形状，本研究选用营养液槽为长方体形;栽培的上部为长方体形，下部为倒梯形，倒梯形与营养液槽同高，所述开口设于倒梯形的两个斜面上。本研究中使用的基质应有利于药用植物根的生长，该栽培基质包括蛭石、草炭和珍珠岩，按照1:2:1的体积比例混合而成。
该装置的功能在于可把栽培基质与营养液分开，营养液在基质下面流动通过基质向上吸水吸肥作用将营养液供给植物，满足其水肥需求，优势在于:
①既能满足根系水肥需要，也能满足其溶解氧需求，基质不需经常性处于营养液浸泡状态，可为根系生长提供一个良好的环境;
②可实现营养液的自动化管理，适合在设施条件下(特别是在人工光条件下)规模化栽培用，有利于通过水肥调控提高中药材质量;
③实现了根系下部供给营养液，根系的向水、向肥性可诱导根系下扎，增加膨大根系的长度，提高中药材的价值;
④该装置的尺寸大小可按照人工光源来设计制造，可用于完全人工光栽培。
(5)太空植物工厂栽培系统。
即受控生态生命保障系统，是人类开展未来长时间、远距离和多乘员载人航天活动唯一可以依赖的先进系统，是提供未来长期载人空间飞行和地外星球定居生命保障的唯一有效途径。一般认为，该系统中应包括高等植物、微生物、微藻、低等植物和动物5类生物。其中，高等植物通过自身的光合作用和蒸腾作用，可以为航天员提供食物、饮用水和氧气，同时去除航天员产生的CO2，从而实现载人航天中基本生保物资的再生。图1-2是驱动基于植物的高级生命支持系统基本关系，显示出动物-植物循环本质(Fer等，2002)。因此，发展高等植物的空间栽培技术是重要任务之一。蔬菜等高等植物的空间应用需要研究湿养栽培技术。近些年，已研制了蔬菜湿养栽培盘，探索蔬菜在密闭条件下光合作用。在太空无重力条件下，要保证植物的朝向和营养液不能喷溅，需要设计密闭式基质栽培系统。该系统由营养液管路槽状密闭营养液池、固定于槽底的盆钵以及连接部分构成，通过纤维布由槽底部供给营养液供植物生长。
蔬菜湿养栽培系统的功能是创造既湿润又无明水的物理环境，以确保蔬菜正常扎根、营养吸收、生长至收获。杨有泉等(2009)设计了蔬菜湿养栽培系统，其主要技术指标和性能要求
①栽培盘盘体尺寸:900mmx700mmx40mm:
②单层蔬菜湿养面积为0.63m2:
③单层蔬菜定植数量为 35 株:
④)株距x行距为140mmx128mm;
⑤蔬菜湿养介质要求湿养介质应始终保持湿润状况，且表面无明水出现;
⑥蔬菜湿养栽培盘接口要求配有进水和出水接口，装卸方便;
⑦所有操作和在线维修应在前面板进行。结构和工作原理为蔬菜湿养栽培盘的盘体采用不锈铜镜片材料，四边扣40mmx40mm，氩弧焊焊接后，形成底面呈长方形的 900mmx700mmx40mm薄盘。盘底镜面可为下一层人工光源起到反射镜的作
用。盘体前部左右两端设置进水接口和出水接口，分别与植物培养溃输配循环系统中的进水管路和回水管路连接。蔬菜湿养介质由蓄水基质层和支捧基质层构成，并冲35个直径22mm通孔，孔间距128mmx140mm。孔内安放蔬菜定植圈。掉架和压板系不锈钢方管25mmx13mm和18mmx8mm，用于固定蔬菜湿养介质，装配后拧紧紧定螺钉。
2018年5月15日，在由北京航空航天大学研制的“月宫一号”中进行了为期370d的人类密闭生存模拟试验获得了圆满成功，创造了人类密闭生存时间的世界纪录，众多权威新闻媒体纷纷报道，引起了世界的关注。这是继2014年5月20日在“月宫一号”一期系统中完成了长期多人高闭合度集成试验(3人 105d)记录基础上的又一壮举。首次试验实现了97%系统闭合度，氧气和水100%在系统内循环再生，55%的食物循环再生。“月宫一号”植物栽培利用了人工光植物照明技术，即LED光源植物照明。LED光源具有传统光源无法比拟的太空应用优势，具有节能、环保、体积小、光效高、可调制光谱、可智能控制光环境、冷光源和坚固耐用等光电优势，可很好地满足太空条件下狭小的生物再生生命保障系统中立体栽培，提高稀缺空间的利用效率，能够满足多种植物种类对光照条件特定的需求，保障了农作物的优质高产，LED运行时的低热量产出有利于减轻保障系统能量平衡的控制。总之，LED光源是生物再生生命保障系统乃至未来太空农业的最佳电光源，也只有LED照明才能解决太空植物照明问题。植物照明技术装备助力了这次试验成功，体现了LED光源的广泛应用前景(刘文科，2018)。
据报道，“月宫一号”植物舱的植物生长光源为LED光源，采用145支1m长100W智能4通道植物生长灯，162支1.2m120W智能4通道植物生长灯。物舱中需要种植几十种作物，如大豆、油莎豆等粮食作物，以及辣椒、茄子番茄等茄果类作物和油菜、生菜、荆芥等蔬菜作物。因此，针对不同类型的作物、不同生长周期、不同生长时段，方案采用独立的“多通道”无线调光方式以保障植物舱内各种植物对光的需求。“月宫一号”植物舱首创了4通道独立调控且峰值波长的组合符合植物光合作用吸收响应曲线，实现了在一个植物照明灯具上可以根据不同的作物的光合作用特征，在光质、光周期以及光量子通量密度上进行自由调控。
