植物工厂的定义
自动化且可控环境的农业 | 在传送带上的生长系统 | 本地种植 减少食物浪费 | 优化光照、养分和水的供给,缩短了生长周期 |
自动灌溉和养分输送 | LED灯光技术 | 不使用杀虫剂、除草剂或转基因作物 | 低水能耗 |
植物工厂背景介绍
植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段,是一种高投入、高技术、精装备的生产体系,集生物技术、工程技术和系统管理于一体,使农业生产从自然生态束缚中脱离出来,按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统,是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一,代表着未来农业的发展方向。
植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统,是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO₂浓度以及营养液等环境条件进行自动控制,使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。植物工厂是现代农业的重要组成部分,是科学技术发展到一定阶段的必然产物,是现代生物技术、建筑工程、环境控制、机械传动、材料科学、设施园艺和计算机科学等多学科集成创新、知识与技术高度密集的农业生产方式。 | ![]() |
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植物工厂的主要优势
植物工厂的主要特征
环境要求 走进植物工厂,室内布满栽培架,上面种满生菜、小白菜等蔬菜植物。墙上的显示屏正报告着温度、湿度等数据植物工厂是给植物提供合适生长环境的系统设备,分为植物苗工厂和蔬菜工厂两部分。植物工厂是国际上公认的设施农业最高级发展阶段,是一种技术高度密集、不受或很少受自然条件制约的全新生产方式。目前,仅有日本、美国等少数发达国家掌握这项技术。植物工厂以节能植物生长灯和LED为人工光源,采用制冷-加热双向调温控湿、光照-二氧化碳耦联光合与气肥调控、营养液在线检测与控制等13个相互关联的控制子系统,可实时对植物工厂的温度、湿度、光照、气流、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行自动监控,实现智能化管理。 | ![]() |
收货快速 通过对工厂内环境的高精度控制,植物的生长在这里几乎不受自然条件的制约,生长周期加快。现在工厂内种植的生菜、小白菜等,20天左右就能收获,而在普通的大田里,则需要一个月到40天的时间。除了收获快,空间利用率高也是植物工厂的重要特点。在工厂内看到的都是三层的栽培架,从面积上就相当于同样大小露天耕地的三倍,加上其种植密度大,因此,植物工厂的产量可以达到常规栽培的几十甚至上百倍。菜种植之外,植物工厂在育苗上也有应用。在黄瓜和番茄的育苗方面都做了实验。相比蔬菜生产,育苗的周期更短,一般为一周左右。虽然常规栽培的周期也不是很长,但在育苗的整齐和健壮度上不如工厂的产品。毕竟大田的不可控因素太多,今天光照也许很好,但明天可能阴天,后天有可能降温,而这些在工厂里都可以得到控制。 | |
营养生长 不靠太阳不用土,这是营养液在循环,用来固定植株的塑料泡沫板掀起,原来植物的根系根本不是生长在土壤里,而是完全浸泡在营养液中,土壤的作用是提供营养元素和水分,而营养液除了提供水分,也提供了植物生长所需的各种元素,包括氮磷钾等大量元素及锌铁锰等微量元素,因此没有必要使用土壤栽培。无土栽培的技术现在已经非常成熟,而且水栽比土栽的生长周期要快很多,也是使用水栽的重要原因。 墙上显示器上有营养液监控的数据,那是对营养液温度控制的参数。在寒冷的天气中,系统会对营养液进行加热,如果温度很低,会对植物的根系造成伤害。植物工厂的小屋没有窗户,外界的光线几乎无法进入,万物生长靠太阳这句俗语人人皆知,但工厂内的植物却不见天日,难道它们生长不靠阳光? | ![]() |
LED灯光照明 "完全不用阳光",在每个栽培架上,都装有一块灯板。不同的是左侧是LED(发光二极管)灯,右侧是荧光灯。两种灯光都能满足植物生长的需要,只是LED比荧光灯更加节能。LED灯板以红灯为主,中间按一定距离均匀分布着蓝灯,比例大概为8∶1到9∶1,太阳光对于植物而言是全波段的,红光、蓝光、紫外线、红外线等都包括,但实验显示,植物吸收的光线波段主要是红光和蓝光,比例超过60%。因此将红光和蓝光按照一定配比制成光源,就能满足植物生长需求。红外和远红外等成分主要以热量的形式出现,而且耗能严重。去掉那些部分,不会影响植物品质。他们做过实验,这种环境下成长起来的植物,维生素和糖的含量几乎没有变化。由于植物工厂内环境可控性强,栽培环境的二氧化碳浓度可以得到大幅增加,使植物的光合效率提高,植物生物量的形成和营养物质的积累,都是常规栽培的几倍。 |
植物工厂与传统种植的对比
植物工厂特点
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控制及监控系统 局域网、互联网集中监控管理数据自动储存及备份管理、分级密码权限设定、短信告警。 | ||