植物工厂系列谈(七) --植物工厂光照和温度调控

植物工厂是在高精度环境控制的封闭或半封闭生长空间内进行植物周年生产的系统。在系统内需要为对象作物提供适宜的生长环境。这些环境因子包括:光照(光强、光质和光照时数)、温度、湿度、CO2浓度、风速以及营养液的pH、EC、肥料成分、溶氧量、液温、流速等。对植物工厂进行环境优化控制,最根本的是要明确作物光合作用、产物积累、转流分配、发育和呼吸等生理过程与环境因子之间的关系,综合考虑各环境因子的复合作用效果,选择运行成本低、效果好的调控手段进行优化控制,以达到理想的控制效果。这里,主要对植物工厂的光照、温度调节作重点…     

WYK-1型无土栽培营养液自动控制箱

WYK－ 1型无土栽培营养液自动控制箱是生产及科学试验两用型专用设备，其功能主要包括对营养液 EC值、 pH值及温度的自动调控，适合中小型无土栽培生产，该装置还可以与大容积池体连通，以扩展成大型无土栽培系统。其控制精度高，运行准确无误，可以数日乃至整年连续作业，是无土栽培生产的理想控制设备。其工作原理如下： 　　一、营养液 EC值的自动控制一般蔬菜生长所需营养液的电导度为 2mS/cm左右，其值最高不得超过 2.6mS/cm。该系统 EC值设定范围在 0～ 3mS/cm之间，可连续无极变换任意设定 EC值的上下限值。 　　EC值自动控制…     

水培阳台蔬菜机营养液电导率自适应控制

针对当前水培阳台蔬菜机营养液电导率(Electrical conductivity,EC)控制系统易受外界温度、湿度、光照强度和混合营养液中pH等因素干扰的问题,设计了营养液EC的模型参考自适应控制系统。基于物料守恒关系建立营养液EC控制系统数学模型,同时依据被控对象模型、响应时间和控制性能等指标选取参考模型,并采用李雅普诺夫稳定性原理设计系统的自适应律和控制律。仿真试验表明,系统可在40 s左右进入稳定状态,同时在外界温度、湿度、光照强度、混合营养液p H等的扰动下,依旧具有较好的鲁棒性(控制绝对误差0. 1 m S/cm)。     

家庭植物工厂环境因子调控系统设计

针对家庭植物工厂生产对环境条件的要求,开发了以空调与风机为执行设备的环境因子调控系统,设计了多因素模糊控制策略,实现了环境温度、CO_2浓度的综合调控。试验结果表明:系统运行状态下,环境温度控制偏差小于0.3℃,温度上升响应速度大于1.24℃/h;CO_2浓度调控偏差小于24 ppm,湿度上升响应速度大于52.4 ppm/h。所设计环境因子调控系统整体性能稳定可靠,能够满足家庭植物工厂生长所需环境要求。     

花卉无土栽培营养液主要成分检测系统研究

本研究设计了一种花卉无土栽培营养液主要成分在线检测系统。该系统能够实时检测营养液NO3^-、PO4^3-和K^＋浓度以及温度、pH、EC的瞬时值,并且提供上述测量值的历史数据以供查询和分析。试用结果表明,该系统能够满足在设施内花卉无土栽培中实现自动化控制营养液氮、磷、钾等主要离子浓度,并具有可靠性和准确性。     

日本的植物工厂及其新技术

一、概况１．植物工厂的定义、分类和意义“植物工厂（PlantFactory）”一词是日本首先提出的，其概念广义上涵盖了设施园艺，而狭义上则专指人工光型的植物生产系统。根据日本植物工厂的现状，植物工厂是完全控制型和太阳光利用型营养液栽培系统的总称。日本植物工厂学会对植物工厂的定义是：利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO２浓度、营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然气候制约的省力型生产。植物工厂生产的…     

不同红蓝LED光照时间对冰菜生长和品质的影响

[目的]研究不同红蓝光照时间对冰菜生长发育的影响,分析其生长发育规律.[方法]以冰菜为研究对象,以红蓝光为人工光源,在植物工厂及水培条件下,采用可循环营养液(EC2.8 dS/m,pH6.5),待冰菜幼苗长至4片叶后移植到水培立体培养系统中,设置红光与蓝光比例为(3:1),光强统一设定为300μmol/(m2·s),补...     

气雾栽培条件下不同营养液浓度对生菜生长特性的影响

利用华南农业大学叶类菜A营养液配方,研究了雾培条件下4种营养液EC值对生菜生长发育的影响.结果表明,不同EC值对生菜鲜重量、叶面积、叶绿素含量、茎粗和叶片数量的影响明显.其中,处理②EC值是标准EC值75％～100％的营养液的生菜鲜重、叶面积、茎粗和叶片数最大.而叶绿素含量则以EC值为标准EC值100％～125％的营养液处理最高.生菜中营养元素的含量与营养液的EC值有关,但当EC值超过一定范围时,会抑制生菜对某些营养元素的吸收.综合分析表明,处理②EC值为标准EC值75％～100％的营养液最适合气雾栽培生菜的生长,并有利于提高生菜质量.     

基于云模型推理的施肥机pH值和电导率解耦控制

施肥机肥水pH值和电导率(EC)调节过程中,由于水分蒸发、植物对水分和营养物质的吸收等,调节过程存在非线性、时滞性、时变性、不确定性等特点,较难建立精确的数学模型。为实现施肥机pH值和EC值的稳定调节,提出一种基于云模型推理的施肥机pH值和EC值解耦控制方法。采用正态云模型描述调节误差语言值,基于一维正态云模型规则推理设计出云模型控制器,对pH值和EC值进行解耦控制并在线修正。利用阳台蔬菜机进行施肥控制试验,结果表明,提出的云模型控制器能够满足施肥机pH值和EC值精确配比以及施肥的要求,有效提高肥水利用率。     

深液流水培设施及种植技术

水培叶菜采用深液层旋转浮板系统,大部分根系在深5-10cm的营养液中,通过罗茨风机和两台对角循环器使营养液流动和增加营养液氧含量.采用自动施肥系统,对各种植区水培液EC、pH值及微量元素进行监测,自动调整营养液中的微量元素配比,从而提高蔬菜生长效率,降低生产成本.