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未来农业新希望——植物工厂

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-07-10 手机版

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植物工厂(plant factory)的概念最早是由日本提出来的。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、CO 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。

工人正在记录植物的生长状况

1957年世界上第一家植物工厂>

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典型植物工厂的结构

分类

关于植物工厂的分类,因所持的角度不同,其划分方式也各异。 1.从建设规模上来分可分为大型(1000m以上)、中型(300~1000m)和小型(300m以下)三种; 2.从生产功能上来分可分为植物种苗工厂和商品菜、果、花植物工厂,还有一部分大田作物、食用菌等; 3.从其研究对象的层次上又可分为以研究植物体为主的狭义的植物工厂、以研究植物组织为主的组培植物工厂、以研究植物细胞为主的细胞培养植物工厂。 4.按光能的利用方式不同来划分,共有三种类型,即太阳光利用型(简称太型)、人工光利用型或者叫完全控制性(简称完型)、太阳光和人工光并用型(综合型)。其中,人工光利用型被视为狭义的植物工厂,称为密闭式植物工厂或者叫完全控制性(简称完型),它是植物工厂发展的高级阶段。广义上来说,植物工厂由分为温室型半天候的植物工厂和封闭式全天候的植物工厂,包含了豆芽菜、蘑菇、萝卜缨等的生产工厂;半自动控制的温室水耕系统;种苗繁育系统或人工种子生产系统。但目前,比较习惯的分类方法是按照植物生长中最重要的条件之一光能来分类的。

主要特征

植物工厂的共同特征是:有固定的设施;利用计算机和多种传感装置实行自动化、半自动化对植物生长发育所需的温度、湿度、光照强度、光照时间和CO 浓度进行自动调控;采用营养液栽培技术;产品的数量和质量大幅度提高。

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。

植物工厂内景

收获快速

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。

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