植物工厂的概念与国内外发展现状

正植物工厂的概念按照严格的定义,完全在可控环境下进行工业化生产植物产品的设施才能称其为"植物工厂"或"植物工场"。日本千叶大学的古在丰树教授把植物工厂分为"人工光型植物工厂""太阳光型植物工场"及"太阳光与人工光并用型植物工场"。简而言之,人工光植物工厂就是完全使用人工光源、进行多层立体栽培植物的     

植物工厂

“植物工厂”大都指其生产方式是“工厂化生产”,包括对作物生育环境的控制能够达到周年计划生产、实用并产品定额化,而且从播种至收获等作业工序达到一定的自动化水平。早在1957年,“植物工厂”首先在丹麦克里斯蒂森农场,就以现今的形式经营生产水芹。如图1所示,在全长90米的温室内,设置了六条链式运输带,在其上连续进行从播种至收获作业,是当今工业性设施园艺的代表实例。栽培工程分六个阶段,每阶段需用一天,全过程共需六天。使用全自动播种机播种,发芽后,为使根系发育良好,用机械进行镇压,并逐渐降低气温。冬季因得不到充分的自然光照,在第4、6阶段用高压钠光灯进行补光。在第5阶段用风扇强制通风搅拌,使作物具有独特的苦味。     

LED光源在植物工厂中的应用

LED光源作为第四代新型半导体固态冷光源,具有光质纯、光效高、波长类型丰富、光强与光质可调控及节能、环保、寿命长等优点,在人工光植物工厂光环境调控和太阳光植物工厂人工补光方面具有广泛的应用前景。文章阐述了植物工厂和LED光源的特性及优点,介绍了LED光源在植物工厂补光、光环境调控中的应用,并对LED光源在植物工厂中的应用前景进行了展望。     

丝瓜的栽培新技术

丝瓜又名天罗丝、天络等,为葫芦科,丝瓜属,一年生攀缘性植物。1、播种育苗苗床准备:丝瓜苗床应选择避风向阳、太阳光照射时间长的地方作为育苗地,并提前10～15d施好苗床基、种肥,应以腐熟的有机肥为主。播种前1～3d整地制好营养钵,并覆盖好薄膜,以待播种。播种:丝瓜播种宜三月底四月初进行。播种时:一是采用浸种催芽,先将种子晒2～3d,之后用温     

植物工厂系列谈(二)--植物工厂研究现状及其发展趋势

植物工厂研究现状植物工厂发展历史植物工厂发展历程概括起来大致分为3个阶段,各个阶段之间既相互联系又各有特点。试验研究阶段(20世纪40年代～60年代末)早在20世纪40年代,美国加州帕萨迪纳建立了第一座人工气候室,并把营养液栽培与环境控制有机地结合起来。人工气候室(Phytot     

智能生产时代的人工光植物工厂技术展望

正人工光植物工厂发展现状人工光利用型植物工厂(以下简称"植物工厂")是使用保温不透光材料作为围护结构,采用荧光灯、LED等人工光源为植物提供光照,并配备有多层栽培架、循环风机、空调、CO_2施肥系统、营养液循环系统等设备的一种密闭式园艺栽培设施[1-2](图1)。与普通的连栋温室、日光温室或塑料大棚相比,植物工厂室内环境封闭程度较高,不仅有利于温湿度和CO_2浓度的精准控制,还可防止室外气候变化对室内环境产生不良     

人工光型及太阳光型植物工厂空调应用技术

本文主要论述人工光型植物工厂和太阳光型植物工厂内空调技术的应用特征。首先讨论了人工光型植物工厂的主要构成要素、CO_2浓度、室内气温、饱和蒸汽压差等环境因子设定值与实际值之间的关系,室内降温负荷的影响要素,降温时热泵成绩系数与室外气温的关系。在太阳光型植物工厂方面,论述了室内气温、饱和蒸汽压差以及CO_2浓度的设定值的控制方法,同时对叶片附近蒸汽压差与气流速度的重要性,及室内加温、降温负荷的变化进行了总结。     

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…     

LED与太阳能光伏结合在人工光植物工厂的应用

人工光植物工厂是在密闭环境下以人工光和营养液栽培为核心，采用在线检测和智能控制技术，进行作物高效生产的系统。植物工厂环境稳定性强，可以实现光、温、水、气、肥的精确控制，不占用农用耕地，产品安全无污染，单位面积产量可达露地栽培的几十倍甚至上百倍，因此被认为是21世纪解决人口、资源、环境问题的重要途径，也是未来航天工程、月球和其他星际探索过程中实现食物自给的重要手段。但是，能耗问题一直制约着植物工厂的大规模推广应用。人工光植物工厂中的电能消耗成本通常约占总体运行成本的50％～60％，     

人工光利用型植物工厂核心技术研究进展

随着对植物生长发育的深入了解和对环境控制技术的不断探索,人们逐步掌握在完全密闭的环境中培育植物的技术,即在人工光利用型植物工厂中栽培作物。主要对人工光利用型植物工厂的产生与发展、优点与不足以及发展方向进行简单介绍,并对人工光利用型植物工厂的核心技术:无土栽培技术、光照技术和环境控制技术进行整理归纳,总结出适合人工光利用型植物工厂的栽培管理方式,以期加深人们对人工光利用型植物工厂的认识和了解,为在人工光利用型植物工厂中栽培作物提供借鉴指导。     

京东方植物工厂:用科技改变农业,让大家吃的更健康!

北京市大兴区庞各庄的京东方植物工厂占地面积4156m^2,高9m,分自然光种植区、混合光种植区以及人工光育苗室,共有1名技术管理人员和2名员工。相对于一般的大棚种植,植物工厂的培育速度更快,周期更短,且不受季节的影响,可实现全年生产。由于采用NFT浅液流模式,比传统土培农业节水近90%。     

自然光型植物工厂叶菜高效无土栽培技术

随着现代植物工厂的发展,各种无土栽培新技术在植物工厂中得到应用。在充分利用自然光的基础上,通过将现有温室改造为半密闭式自然光型植物工厂,结合营养液温度管理调控技术,以人工光育苗+自然光栽培的方式生产叶菜,可实现叶菜高效、优质、安全、规模化生产和周年连续供应,是一种生产计划性强、单位面积产量高、劳动强度低、资源利用率高的叶菜栽培技术。     

全人工光型植物工厂烟草栽培技术

烟草具有可高效表达外源基因的特性,使其成为许多科学研究的材料,被称为"植物王国的小白鼠"。植物工厂代表了现代农业发展的方向,具有不受或较少受外界自然环境因素影响的特点,可实现作物周年连续性生产。本文总结全人工光型植物工厂烟草栽培技术,包括育苗盘及水培槽消毒、营养液配制及循环、播种育苗、定植、后期管理等方面内容。     

小黄瓜无土栽培技术

1.育苗管理 将种子在25℃～30℃的温水中浸泡8～10小时,再用2%福尔马林进行消毒,浸泡10～15分钟后取出,用清水冲洗干净.催芽应在播种前的第6～7天开始进行,可选用温室、温缸、电灯泡等催芽方法.发芽后播种于直径10cm的育苗钵或50孔穴盘内.     

基于LED光源优势的植物工厂光照策略探讨

LED是半导体固态电光源,具有节能、光效高、寿命长、响应快、环保、体积小和坚固耐用等众多传统光源无法比拟的光电优势,更兼具按需调制光谱、智能控制和冷光源等在植物工厂应用中的独特优势,被誉为人工光植物工厂的理想光源。LED光源所提供的光环境(光质和光强及其持续时长)及其时间转换智能可控的特性赋予了LED在植物工厂中应用的诱人潜力和广阔前景。因此,LED光源植物工厂具备调控智慧生产光环境的能力,通常可以在纳米波长光质、PPFD基本单位光强和分钟尺度时长等方面对光环境进行管控,也可实现内涵丰富的连续光照、间歇光照和交替光照等特殊光照模式及其集成应用。对植物工厂光照策略的制定,应针对各种植物种类及品种构建出集成了多种光照模式的光照策略,实现提高植物生产力和植物工厂生产效率的光调控目标。因此,应加强对各种光照模式植物生理效应和能耗的研究和评价,筛选出基于植物种类或品种的适宜集成机制,以获得高效节能的植物工厂光照策略。     

人工光植物工厂技术装备与产业发展的战略思考

人工光植物工厂是设施园艺发展的高级阶段和必然趋势。经过10余年的技术研发,我国人工光植物工厂的众多共性技术和关键技术被攻克,已具备了产业化发展所需的技术、资本、人才和市场基础,生产规模和细分领域不断扩展。阐述了人工光植物工厂技术装备与产业发展的现状及存在问题,总结分析了人工光植物工厂技术装备研发与产业推进的战略重点,并对未来植物工厂的发展进行了展望。除了继续研发围护结构、多层立体栽培、水肥一体化、环境控制、品质调控、智能管理等技术装备外,应重点开展基于植物种类和品种、地理区域气候特征、生产尺度规模差异基础上的连续周年高效生产技术参数、投入产出清单、植物时空管理流水线技术装备研究工作。     

育种工厂的建设及其在节水抗旱稻种质创新中的应用

加代是育种工作不可或缺的环节,节水抗旱稻新种质的创制需要进行多次结合抗旱性筛选的加代。通过结合实际案例,对育种工厂建设和应用进行了详细描述。节水抗旱稻育种工厂主体为一座以钢结构骨架搭建的玻璃温室,内部依次连通播种育苗室、人工光温控制室和抗旱鉴定筛选室,3间分室内的温度、光照、湿度等条件均可控。以‘沪旱6220’的创制为例,介绍在育种工厂内进行种质创新的应用。节水抗旱稻分离群体材料在育种工厂种植,结合密直播、短日照处理,并通过节水抗旱性筛选和“一粒传”等系列手段,在正常水田结合高世代产量、米质等选择,明确株系的综合表现,实现了在上海1年3—4次的加代。‘沪旱6220’的应用情况表明,该品种的大面积试种与推广可有效缓解水稻生产对地下水资源的过度开采,保护黑土层,具有较大的利用价值。     

“云上蔬”植物工厂育苗实践

正"云上蔬"植物工厂项目是昆明立深新园生物科技有限公司于2015年投资建设完成的,并于当年投产市场。在植物工厂内引进了先进的日本技术,主要生产无农药、无激素叶类蔬菜。其中,在育苗环节使用密闭式人工光育苗系统。本文基于5个多月的连续批量育苗试验,主要介绍蔬菜育苗的流程、经验和存在问题。密闭式人工光育苗系统密闭式人工光育苗系统(以下简称育苗箱)是"云上蔬"植物工厂项目引进的核心技术     

植物工厂系列谈(六)--植物工厂主要设备与特征

机械化、自动化是植物工厂的重要特征之一,各类机械设备和配套装置在植物工厂内所占的比重较大,除了对象作物和营养液之外,绝大多数都属于机械与设备的范畴,包括营养液栽培系统、环境调控系统、计算机控制系统以及相关的配套设备等。这里主要针对育苗、定植、移栽、收获、包装、预冷贮藏等辅助设备加以介绍。育苗设备精量播种生产线在植物工厂内依据其栽培作物的品种与栽培方式不同,所采取的育苗播种手段也不同,有些是采用工厂化穴盘育苗精量播种生产线来完成作业。主要工艺过程包括:基质筛选→混拌→提升装料→穴盘装料→刷平→压穴→精量…     

LED植物工厂光质生物学研究与应用现状

植物工厂是设施园艺发展的必然趋势和高级阶段,其本质优势在于包括人工光照明在内所有生产要素可实现智能控制。LED光源是植物工厂应用的优选光源,可提供植物生理有效辐射范围内所有波长的光质,丰富了光生物学内涵,LED光源研发与应用催生了光生物学的分支即光质生物学学科。LED植物工厂是植物光质生物学研究与应用的理想场所和设施类型,植物光质生物学研究及LED光环境调控具有提高植物工厂植物产品产量与品质的重大应用价值,LED植物工厂产业的可持续发展有待于植物光质生物学的深入揭示。总结了LED植物工厂光质生物学的定义、内涵,并着重阐明了红蓝光替代全光谱的充要性、红蓝光质比优化、红蓝光连续光照、UV-LED光质生物学和昼夜节律等重点方向国内外研究与应用新动态,指出了未来LED植物工厂植物光质生物学研发与应用重点。