物工廠采用循環(huán)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液來(lái)滿足植物的生長(zhǎng)，不管何種類(lèi)型的植物工廠，營(yíng)養(yǎng)液栽培的基本原理都是將植物所需養(yǎng)分配置成科學(xué)合理的離子態(tài)營(yíng)養(yǎng)液，通過(guò)輸送，滿足栽培作物的需求。營(yíng)養(yǎng)液提供了植物生長(zhǎng)所需的各種元素，包括氮磷鉀等大量元素及鐵錳鋅等微量元素，因此沒(méi)有必要使用土壤栽培。無(wú)土栽培的技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟，所栽培植物的生長(zhǎng)比土培快很多，安全性的管控也更加有效。

  植物工廠的營(yíng)養(yǎng)液配置、滅菌、輸送、回收都有專(zhuān)門(mén)的設(shè)施裝置、電子儀器來(lái)完成，可實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液定量、自動(dòng)供應(yīng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控營(yíng)養(yǎng)液濃度、成分、酸堿度變化，通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)液，始終為植物創(chuàng)造好的營(yíng)養(yǎng)液環(huán)境;營(yíng)養(yǎng)液的流動(dòng)速度和溫度都保持在植物需要的適宜水平，以保證植物的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)。

  光照管理是植物工廠生產(chǎn)和成本降低的關(guān)鍵因素之一。在高精度環(huán)境控制的植物工廠中，LED照明作為新一代植物光源，它較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的人工光源，具有光量可調(diào)整、光質(zhì)可調(diào)整、冷卻負(fù)荷低與允許提高單位面積栽培量等特點(diǎn)。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展和節(jié)能環(huán)保的需求下，LED植物照明將逐步替換目前使用的傳統(tǒng)熒光燈，成為植物生產(chǎn)過(guò)程中光環(huán)境調(diào)控的主要工具。

  光環(huán)境的調(diào)控主要包含光譜、光照強(qiáng)度和光周期3個(gè)方面，也即是所謂的“光配方”。在太陽(yáng)光中，只有5%左右的不同波長(zhǎng)的光對(duì)光合作用產(chǎn)生影響，大量的光不能被植物利用，這與植物生長(zhǎng)所需要光質(zhì)種類(lèi)是不連續(xù)的、有選擇性和可替代性有關(guān)。紅光、藍(lán)光是植物正常生長(zhǎng)發(fā)育、完成生活史要光質(zhì)，在紅藍(lán)光基礎(chǔ)上添加一些特殊光質(zhì)成分可有效地促進(jìn)農(nóng)作物的增產(chǎn)或刺激藥用植物有效次生代謝物質(zhì)的大量積累。在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，植物的光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而加速。但也不是可以一味地提高光照強(qiáng)度，過(guò)高的光照一方面導(dǎo)致光抑制現(xiàn)象，影響產(chǎn)量和品質(zhì)，另一方面也浪費(fèi)了大量的電能，增加投資成本;在平衡產(chǎn)量、品質(zhì)與能耗的關(guān)系上，往往要同時(shí)考慮光照強(qiáng)度和光照時(shí)間，針對(duì)每一種蔬菜或者每一個(gè)發(fā)育階段，滿足其每日的光需量。適宜的光照強(qiáng)度和光照時(shí)間在保證產(chǎn)量和節(jié)省成本方面能起到事半功倍的作用。

  為了更好地促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，以及提高產(chǎn)量、品質(zhì)等特殊指標(biāo)，通過(guò)定制的光配方來(lái)實(shí)現(xiàn)植物工廠內(nèi)的光環(huán)境調(diào)控。根據(jù)植物的生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)別設(shè)計(jì)，選取對(duì)光合作用貢獻(xiàn)很大的光往往在提高光能利用效率和增產(chǎn)的同時(shí)，更節(jié)能。更為理想的“光配方”應(yīng)該是在一個(gè)完全封閉的環(huán)境中，像工業(yè)生產(chǎn)一樣去種植作物。定制的“光配方”意味著更快的生長(zhǎng)速度、更高的產(chǎn)量和更好的品質(zhì)。

  商業(yè)化植物工廠的成本分為一次性投資、設(shè)備折舊、生產(chǎn)管理三個(gè)方面。植物工廠的投入成本與建設(shè)規(guī)模有關(guān)，根據(jù)我國(guó)商業(yè)化大型植物工廠的數(shù)據(jù)計(jì)算，建設(shè)1000平米以下的小型植物工廠(包括內(nèi)部裝修、設(shè)備、設(shè)施)，每平米的成本在15000元-20000元之間，建設(shè)5000-10000平米的中型植物工廠，每平米的成本在8000元-10000元，建設(shè)10000m以上的大型植物工廠，建設(shè)成本會(huì)下降至8000元/m以下。需要特別指出的是，一些研究型植物工廠的成本無(wú)法為商業(yè)化建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本提供準(zhǔn)確參考。

  在植物工廠的應(yīng)用推廣方面，降低建設(shè)成本、開(kāi)發(fā)新材料、利用新能源、提高產(chǎn)量、用高自動(dòng)化設(shè)備降低人工使用數(shù)量都是未來(lái)植物工廠提質(zhì)增效的重要途徑。

  植物工廠技術(shù)的突破將會(huì)解決人類(lèi)發(fā)展面臨的諸多瓶頸，甚至可以實(shí)現(xiàn)在荒漠、戈壁、海島、水面等非可耕地，以及在城市的摩天大樓里進(jìn)行正常生產(chǎn)。利用取之不盡的太陽(yáng)能和其它各種清潔能源，加上一定的種子、水源和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，就可源源不斷地為人類(lèi)生產(chǎn)所需要的農(nóng)產(chǎn)品。因此植物工廠被認(rèn)為是21世紀(jì)解決糧食安全、人口、資源、環(huán)境問(wèn)題的重要途徑，也是未來(lái)航天工程、月球和其他星球探索過(guò)程中實(shí)現(xiàn)食物自給的重要手段。