植物工厂,现代农业的投资新宠!

植物工厂,现代农业的投资新宠!

发布时间 : 2016-11-08

     

      植物工厂作为现代农业创新科技的应用,从根本上改变了农业种植的概念,它标志着设施农业发展的高级阶段,是现代农业的投资新宠。建立以生产蔬菜为目的的植物工厂成为世界各国竞相发展的新领域。

一 、植物工厂最权威定义

      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系统;是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO2浓度及营养液等条件进行自动控制,使设施内植物生育不受或少受自然条件制约的省力型生产;是现代生物技术、环境工程、机械、自动化控制等高新技术综合集成的产物。

 

植物工厂相关专著

      《植物工厂概论》是我国第一部有关植物工厂技术领域的学术专著,由中农金旺总规划师张成波与中国农业科学院研究员杨其长合著,同时,当今国际上植物工厂学术领域领军人——古在丰树教授所著《太阳光利用型植物工厂》,也是由张成波先生翻译介绍至我国,于2010年正式出版,受到业内广泛关注,对我国植物工厂学科建设起到了很大的推动作用。

 

植物工厂为何成为投资新宠?
  • 种植环境恶化,食品安全,医疗费用增加等对蔬菜的安全性要求增加。

  • 全球气候变迁的不确定性增加,水资源减少与土地沙漠化使得传统农业遇到困境。

  • 城市化进程带来的城市人口增加,蔬菜供应增大,而土地资源却不断减少。

  • 传统农业生产引发的环境负担不断增加。

  • 城市蔬菜供给的物流成本增加,城市蔬菜价格上升,提供了产品盈利空间。

  • 为追求产量而在蔬菜种植中使用农药和防虫剂,蔬菜污染忧虑增加。

  • 土地的重金属污染与浇灌用水的工业污染问题突出。

  • 太阳能与风能等清洁能源的应用规模不断扩大,地热应用技术也逐步应用。

  • LED技术的应用成本下降,多波段光质应用。

 

植物工厂七大优点:

      1) 产品是按照订单生产,生产周期与产量可以稳定。

      2) 采用植物人工辐射源与温度控制系统,不受地区气候条件的影响。

      3) 封闭的立体化种植,节省土地资源和防止污染。

      4) 生产周期短,全年产量高,年产量是露天种植的4到8倍。

      5) 可以实现真正的安全放心产品。

      6) 生产人员按照程序规范生产,无需专业技术。

      7) 工厂设置在城市内的购物区或者工业园区,减少供应物流成本。

 

植物工厂如何分类?

      1) 按照光合作用分为两类:完全人工辐射方式和太阳与人工辐射互补方式。

      2) 按照种植结构又分为平面种植和立体种植。

      3) 按照种植方式分为土耕,水耕,雾耕。

      4) 按照种植规模分为小型植物工厂(小于800平方米),大型植物工厂(大于1000平方米)。

      大部分的植物工厂采用的是立体种植的水耕法。

 

二、植物工厂的核心技术

      1)、植物的光合作用实质上是对太阳辐射的光子的生物化学反应,植物的光合作用是由太阳辐射的光子产生的,所以,我们把用于种植的人造光源称为植物人工辐射源(Plant Artificial radiation sources)简称PARS,如果用“照明”概念下的流明、照度等参数标定植物的光合作用会导致应用错误,LED植物人工辐射源波长范围在太阳辐射范围内,对植物与人的身体是安全的。

      2)、温度与湿度的控制在植物工厂里也起到关键作用,植物工厂要实现生产周期最小化且供货周期固定的生产模式,生产环境的温度与湿度的控制可以保证植物在最佳温度环境的快速生长,在植物工厂里温度控制也是衡量植物工厂能耗的主要指标。

      3)、植物工厂一般采用水培或者雾培的种植方式,这两种方式的基质是营养液,对营养液的成分指标的自动化控制也是保证植物工厂最小周期生产的主要手段,营养液自动化控制主要包括:液温、EC、pH、溶氧以及营养液成分的补充、营养液的循环处理。

      4)、植物的光合作用吸收二氧化碳,释放出氧气,植物生长环境的二氧化碳浓度控制也是保证植物快速生长的条件之一,在植物工厂的环境控制系统中,都设置有二氧化碳浓度控制装置,同时,植物光合作用产生的氧气也需要采用过滤通风设备排出。空气过滤装置也有效防止病菌的侵入,在植物工厂里,农作物几乎没有病虫害的侵害。

      5)、植物工厂的数据检测与传输采用无线网络,环境检测、营养液检测等数据需要网络技术支持,植物工厂的网络特点是距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输,是典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据的传输应用,各种传感器与控制器大多采用控制简单、距离短、功耗小、低速率的双向无线通讯技术。

三、立体种植是植物工厂的特色

      在植物工厂里,层架式立体种植是高效种植的另一个手段,与平面种植相比,立体种植对土地的利用率达到4-8倍,立体种植的管理效率也远高于平面种植,自动化耕种容易实现,立体种植把植物工厂引入小型化,数百平方米的小型植物工厂将是未来城市蔬菜供应的主要来源。 

四、采用植物工厂技术可以实现食品安全

      植物工厂的产品安全性是最有保障的,对各种食品安全指标也是完全可控制,植物工厂的生产环境是相对封闭的,内外空气交换需要过滤,基本上防止了病毒虫害入侵,植物工厂采用水培或雾培,使用的水质与营养液的有害成分的检测与控制是自动化完成的,重金属等不可能出现在植物工厂的产品里,植物工厂无需使用农药与生长素。

      同时,植物工厂里使用的种植设备采用抗微生物材料,植物的种子是经过消毒处理,整个生产系统的微生物比传统蔬菜种植降低数千倍,植物工厂产生的蔬菜可以达到无农药、无重金属、低硝酸盐、低生物菌,生产的叶菜类中的一些品种是可以直接食用的,通过光质与光量的调整,可以改善蔬菜的营养与口感,植物工厂的蔬菜是全球范围内安全度最高的蔬菜。

植物工厂生产的蔬菜,由于整个生产环节都符合安全型蔬菜生产的要求,生产的产品是健康食品,植物工厂的产品都标注无农药,成为安全蔬菜的标志

 

结束语

      植物工厂是设施农业发展的高级阶段,是环境因素与食品安全因素推动下的技术革命,是LED产业应用的一个重要领域,具有巨大的市场空间和投资潜质。

      中农金旺专业致力于植物工厂、人工气候室、组织培养室的设计与建造,多年的经验,成熟的技术,可根据您的使用要求,为您量身配置设备,目前已在国内外多家单位得到成功应用,并竭诚为您提供的完善的售前、售中和售后技术咨询等专业服务。