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植物工廠是設施園藝發展的必然趨勢和高級階段，是顛覆性的土地利用方式和農作方式，可以通過替代或補充傳統設施園藝模式實現我國設施園藝科技和產業的跨越式發展，解決當前我國設施園藝以簡易設施(日光溫室和塑料大棚)、土壤栽培和設施內被動式環控為特征的生產方式中的諸多的資源、環境和生產效率問題，也是實現21世紀農業可持續發展和食物安全保障的有效途徑。

植物工廠作為技術高度密集、資源高效利用型的立體化集約化的現代農業生產方式，被認為是突破資源環境約束，保障食物安全，提升生產效率，發展現代農業，實現鄉村振興和生態文明的重要途徑，東亞、歐美等一些國家和地區高度重視植物工廠的發展。我國是植物工廠技術裝備研發與產業化發展最快的國家，在引進消化吸收再創新的基礎上，在國家研發項目和產業政策引導下，在農業企業和照明企業的轉型探索下，僅用十幾年的時間使該領域的研發由跟跑發展到世界先進水平。我國植物工廠產業發展受到多元背景因素的直接或間接驅動，包括氣候變化資源、環境、食物安全、國內外設施園藝發展、社會發展水平和科技發展水平等從概念上講，植物工廠是有檔次級別之分的，其本質優勢在于植物生產要素的智能化管控水平，按此標準可分為4類。
20世紀60-90年代，LED光源的陸續發明與半導體照明技術的成熟是推動植物工廠21世紀快速發展的最直接、最有效、最持久和綜合效益最高的技術裝備因素，兼具多重效益目標、多元調控內涵、多樣應用場景，成為替代傳統光源，實現植物工廠生產全要素智能化管控的關鍵且不可或缺的一環。植物工廠是LED光源應用的最佳場所，LED光源植物工廠應用的優選光源，LED植物工廠是人工光植物工廠的發展基本方向。
LED光源植物工廠研發與應用激發了植物工廠產業和農業照明產業活力，成為農業和照明行業跨界交叉發展的原動力和產業增長點:同時，也催生了植物光生物學的分支即植物光質生理學學科。植物工廠是植物光質生理學研究與應用的理想場所和設施類型，光環境調控對植物優質高產穩產的農學意義重大。植物工廠高效運營有待于植物光質生理學的深入揭示，植物光質生理學規律的揭示將為植物工廠光環境調控乃至環控策略建立提供科學依據。本章總結了植物工廠的定義與內涵、發展背景、生產優勢、環境調控因素及調控方法、光環境內涵、植物光質生理學的定義與內涵、植物工廠光源特征及應用方法。