植物工厂

植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段,是一种高投入、高技术、精装备的生产体系,集生物技 植物工厂 术、工程技术和系统管理于一体,使农业生产从自然生态束缚中脱离出来.按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统,是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一,代表着未来农业的发展方向。2009年9月7日,国内第一例以智能控制为核心的植物工厂研发成功,并在长春农博园投入运行,该植物工厂的研制成功,标志着中国在设施农业高技术领域已取得重大突破,成为世界上少数几个掌握植物工厂核心技术的国家之一,将对中国现代农业的发展产生深远的影响。

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、CO₂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。

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。

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CO₂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。

植物工厂技术的突破将会解决人类发展面临的诸多瓶颈,甚至可以实现在荒漠、戈壁、海岛、水面等非可耕地,以及在城市的摩天大楼里进行正常生产。利用取之不尽的太阳能和其它各种清洁能源,加上一定的种子、水源和矿质营养,就可源源不断地为人类生产所需要的农产品。因此被认为是21世纪解决粮食安全、人口、资源、环境问题的重要途径,也是未来航天工程、月球和其他星球探索过程中实现食物自给的重要手段。

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植物工厂展示

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