住无菌房、照红蓝光、喝营养液,这样的植物工厂你值得拥有!

住无菌房、照红蓝光、喝营养液,这样的植物工厂你值得拥有!

发布时间 : 2017-09-12

我国植物工厂已达80多家

植物工厂是用高科技打造的现代农业可持续生产系统。在这个生产系统中,采用立体栽培技术进行周年生产,植物产量是传统农业产量的几十倍甚至上百倍,产出的植物品质达到绿色甚至有机品质。目前世界上仅有日本、美国和荷兰等少数发达国家掌握这项技术,其中日本科技企业建设有大量植物工厂。

植物工厂的发展始于20世纪50年代欧美发达国家,它在丹麦、美国、荷兰以及奥地利等国率先应用。1974年日本开始了人工光植物工厂研究,第一个用于生产实践的人工光植物工厂是1983年静冈三浦农场三角板型植物工厂,采用高压钠灯。

上世纪90年代以来,随着新型光源、环境控制等关键技术的突破,植物工厂迎来了快速发展时期。2009年,日本拿出了500亿日元的预算补助用于支援植物工厂的建设研发,受此影响,截至2016年日本已经有254家植物工厂。

目前,各类资本正加速进入这一新兴领域,不仅国内中粮、宝钢在布局植物工厂园区,菲利普、三菱等企业也纷纷介入植物工厂的技术研发与产业推广。据不完全统计,截至目前,我国已建植物工厂达80多家。

植物工厂相关专著

中国 . 张成波、杨其长著

日本.古在丰树著

张成波译

《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。

住着“无菌房”

走进福建某植物工厂,这里是全球最大的植物工厂,占地300亩,总建筑面积达到70万平方米。

进入厂房,必须先穿上防护上衣,再穿上防护裤,换上拖鞋,进入里间。然后又穿上一件帽、衣、裤、鞋连体的经过消毒的防护服,之后再套上经过酒精消毒的手套,蹬上长筒靴。在通过消毒间、踏过消毒水池后才能走进这个10万级洁净度的生产车间。

蔬菜在静静地生长,它们分别置身于6层的栽培架上,根部扎在营养液里。每一层蔬菜的上方亮着许多盏LED灯,这些灯像太阳一样照射着蔬菜,让它们通过光合作用奋力生长。

在生产车间里,栽培架上种满了生菜、小白菜、冰菜等10余种水培叶菜,另外还有石斛、金线莲等中草药材。

植物工厂的生产,击破了对蔬菜生产的固有观念。没有土壤,没有阳光,没有污染及病虫害,也不使用任何农药,并且20天就可以采摘食用了。

这仿佛是一个科幻的世界。

照着红蓝“配方光”

万物生长靠太阳。古人早已知晓太阳在植物生长中的作用,而现代科学技术进一步破解:植物通过光合作用,将二氧化碳和水转化为碳水化合物和氧,将太阳能转化为化学能。植物的生物量中90%来源于植物的光合作用,所以光合作用是影响植物生长和产量的最基本要素。

光是由不同波长的电磁波组成的,我们肉眼能够感知的是可见光——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,其波长范围都在380—780纳米之间。此外,还有不可见光,如紫外线、红外线和远红外光等。植物并不是吸收所有的光,它们更青睐蓝光和红光,吸收比例超过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,植物将几乎不吸收的绿色部分反射回去,所以我们看到的植物是绿色的。

在植物工厂里,蔬菜所需要的光是通过LED灯照射的。

当然,蔬菜的生长不是由LED灯简单照射就可以完成的。植物工厂的生产车间里,有高精度环境控制、从而实现蔬菜周年连续生产的高效农业系统。它利用计算机对植物发育生长的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境条件进行自动控制。

通常情况下,生产生菜的车间里,昼夜温度在18℃—23℃,湿度在65%—75%,而二氧化碳浓度则根据不同植物的不同需求,一般在400—1200ppm之间,这样的环境条件最适合蔬菜的生长。

植物工厂为何选LED灯做光源?

LED灯的发光效率高,发热少,而且光强、光谱都是根据不同的植物需求特制的。这种“光配方”既能满足植物生长的需要,又比荧光灯更加节能。

喝着营养液

植物工厂是无土栽培,植物生长的全部养分均从营养液中获取。

在每一层栽培板的下面,都储存着营养液,将蔬菜轻轻地提起来,蔬菜的根系就从营养液里露了出来。营养液除了提供水分,也提供植物生长所需的各种元素,包括氮、磷、钾等元素及锌、铁、锰等微量元素。根据植物不同的生育阶段,如苗期、分栽期等,会有不同的专用营养液,来满足不同阶段植物对养分的需求,促使植物快速生长。

营养液的温度控制是自动的。在寒冷的天气中,系统会对营养液自行加热,否则低温会对植物的根系造成伤害。

在植物工厂,通过对环境的高精度控制,植物的生长几乎不受自然条件的制约,生长周期会加快。在生产车间,工人的播种速度极快,就是往栽培板的凹陷小坑里放置一粒蔬菜种子。借助播种机一个人一小时能播种2万粒。从播种到收获,生菜、小白菜等的生长周期大概需要35天。除去育苗期,真正占用栽培架的时间只有20天。而在普通大田里,则需要一个月到40天的时间。

中国:植物工厂正在大力推广

不需土壤,无需阳光,蔬菜照样生长,而且质量和产量都更好,因此植物工厂被称为设施农业的最高级阶段。在我国,植物工厂的兴起和发展时间还比较短,大多数植物工厂还处于科研、试验、示范阶段。

据悉,植物工厂一般分为5级,它们按照发展流程如下:芽菜植物工厂→菌菇、药用菌植物工厂→叶菜植物工厂→浆果、花卉植物工厂→中药植物工厂。而我国的植物工厂一般处于第三级和第四级。

目前,在我国的北京、山东、江苏、福建等地都有“植物工厂”在进行生产研发,种植品种包括生菜、西红柿、油菜、葡萄、黄秋葵、辣椒等品种,以及一些高档花卉种苗。

我们的目标是星辰大海

看过电影《火星救援》的人一定对在火星上种土豆的场景记忆深刻,宇航员因此存活了500多天。虽然是科幻情节,但也描绘了植物工厂技术在未来航空航天的应用前景。

其实,在现实生活中,植物工厂生产的蔬菜已经走入寻常百姓家。以中科生物的植物工厂为例,日产1.5吨蔬菜,投放到厦门、福州和泉州等地的130多个中高端超市。

不仅如此。植物工厂技术也已为特殊环境的人们提供着食物需求。记者在中科生物植物工厂厂区见到一个大型集装箱。箱顶上是一排太阳能电池板,箱体内一层层的栽培架上种植着生菜。

为航天服务更是植物工厂技术的追求

2016年10月19日凌晨,神舟十一号载人飞船发射升空,并与天宫二号对接成功。我们中国的航天员也已经开始了在太空中种植生菜的尝试。植物工厂技术在中国的航天领域有了应用。

在未来蔬菜可以“私人定制”

中科生物研究院院长李绍华说,我国蔬菜种植面积1600万公顷,每年使用农药31万吨,化肥5912万吨。在相同种植面积下,植物工厂使用的肥料是传统种植方式的1/25,农药则一点不用,最大程度保障了所种植物的食用安全性。

“我们的研究结果表明,植物工厂生产的植物,维生素和糖等的含量几乎没有变化。经过第三方机构检测发现,植物工厂种植的蔬菜产品检测不到农药、重金属等有害物质。”

未来针对不同需求的顾客,植物工厂也会为他们定制蔬菜。比如,肾脏病人要严格控制钾的摄入量,我们可以为他们提供低钾配方的蔬菜。

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。