糧食需求不斷膨脹，城市耕地卻日益萎縮，如何解決這個問題呢?日本，這個土地面積非常有限的國家，給出了一個解決方案——植物工廠。這個植物工廠可以建設 在郊區(qū)或者閑置的廠房里，在層層疊疊的栽培架上，蔬菜們“不見天日”地成長，但卻出落得水靈健康。這不是想象或假設，而是日本株式會社未來 (Mirai)已經(jīng)商業(yè)化并正在全球推行的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
植物必須進行光合作用才可能生長，那么在全封閉的植物工廠，植物如何獲取生長的能量呢?答案是，LED燈。植物工廠完全以LED燈和日光燈取代自然光，有針對性地為蔬菜提供它們所需的營養(yǎng)光，對溫度、濕度、光照、二氧化碳、營養(yǎng)成分等植物生長所需的環(huán)境進行嚴格控制。
光照是植物工廠的核心。過往，類似的植物工廠多數(shù)使用金屬燈、節(jié)能燈作為光源，但由于耗電量大，只能用作補光手段，不能用作主要照明。而LED燈則是非常 理想的替代品：LED燈的芯片發(fā)光單一，可配比調(diào)節(jié)出對植物更有針對性的營養(yǎng)光，而且能實現(xiàn)人為調(diào)節(jié)亮度、光質和光節(jié)奏;此外，它還有著光質純、光效高、 低發(fā)熱和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢。
太陽輻射不能精準匹配植物需求，但人工光可以。根據(jù)上述研究結果，植物工廠栽培架上的照明被分成了白色、紅色、白色三個區(qū)域，并采用了通用的照明技術，既 能均勻分散高指向性LED 光線，又能根據(jù)植物的生長階段照射不同波長光線的技術。比如，在蔬菜播種到育苗的初期階段，會照射白色和紅色LED 光源混合在一起的偏白光線來促進光合作用。然后，再照射由配備紅藍色LED 光源發(fā)出的偏紅光線來促進葉子和根莖的生長。臨近收獲期時，會再次照射偏白的光線來促進光合作用。采用這種方法之后，與只使用熒光燈時相比，不僅耗電量減 少了40%，相同面積的收獲量也提高了50%。
由于植物工廠的栽培架是層疊的，栽培架間隔為35厘米左右，總高可從6層到15層不等(視實際環(huán)境而定，可調(diào)節(jié))，占地更少，生長周期則縮短了一半左右。 目前，植物工廠總共可栽培40～50種蔬菜，以生菜，香草類葉菜居多。
