植物工廠是通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制實現(xiàn)農(nóng)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng),是利用計算機對植物生育的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境條件進(jìn)行自動控制,使設(shè)施內(nèi)植物生育不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)。
植物工廠是現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段,是一種高投入、高技術(shù)、精裝備的生產(chǎn)體系,集生物技術(shù)、工程技術(shù)和系統(tǒng)管理于一體,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從自然生態(tài)束縛中脫離出來.按計劃周年性進(jìn)行植物產(chǎn)品生產(chǎn)的工廠化農(nóng)業(yè)系統(tǒng),是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中吸收應(yīng)用高新技術(shù)成果最具活力和潛力的領(lǐng)域之一,代表著未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。
植物工廠的共同特征是:有固定的設(shè)施;利用計算機和多種傳感裝置實行自動化、半自動化對植物生長發(fā)育所需的溫度、濕度、光照強度、光照時間和CO?濃度進(jìn)行自動調(diào)控;采用營養(yǎng)液栽培技術(shù);產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量大幅度提高。
收獲快速
通過對工廠內(nèi)環(huán)境的高精度控制,植物的生長在這里幾乎不受自然條件的制約,生長周期加快?,F(xiàn)在工廠內(nèi)種植的生菜、小白菜等,20天左右就能收獲,而在普通的大田里,則需要一個月到40天的時間。除了收獲快,空間利用率高也是植物工廠的重要特點。在工廠內(nèi)看到的都是三層的栽培架,從面積上就相當(dāng)于同樣大小露天耕地的三倍,加上其種植密度大,因此,植物工廠的產(chǎn)量可以達(dá)到常規(guī)栽培的幾十甚至上百倍。菜種植之外,植物工廠在育苗上也有應(yīng)用。在黃瓜和番茄的育苗方面都做了實驗。相比蔬菜生產(chǎn),育苗的周期更短,一般為一周左右。雖然常規(guī)栽培的周期也不是很長,但在育苗的整齊和健壯度上不如工廠的產(chǎn)品。畢竟大田的不可控因素太多,今天光照也許很好,但明天可能陰天,后天有可能降溫,而這些在工廠里都可以得到控制。
營養(yǎng)生長
不靠太陽不用土,這是營養(yǎng)液在循環(huán),用來固定植株的塑料泡沫板掀起,原來植物的根系根本不是生長在土壤里,而是完全浸泡在營養(yǎng)液中,土壤的作用是提供營養(yǎng)元素和水分,而營養(yǎng)液除了提供水分,也提供了植物生長所需的各種元素,包括氮磷鉀等大量元素及鋅鐵錳等微量元素,因此沒有必要使用土壤栽培。無土栽培的技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟,而且水栽比土栽的生長周期要快很多,也是使用水栽的重要原因。
墻上顯示器上有營養(yǎng)液監(jiān)控的數(shù)據(jù),那是對營養(yǎng)液溫度控制的參數(shù)。在寒冷的天氣中,系統(tǒng)會對營養(yǎng)液進(jìn)行加熱,如果溫度很低,會對植物的根系造成傷害。植物工廠的小屋沒有窗戶,外界的光線幾乎無法進(jìn)入,萬物生長靠太陽這句俗語人人皆知,但工廠內(nèi)的植物卻不見天日,難道它們生長不靠陽光?
LED燈照明
“完全不用陽光”,在每個栽培架上,都裝有一塊燈板。不同的是左側(cè)是LED(發(fā)光二極管)燈,右側(cè)是熒光燈。兩種燈光都能滿足植物生長的需要,只是LED比熒光燈更加節(jié)能。
LED燈板以紅燈為主,中間按一定距離均勻分布著藍(lán)燈,比例大概為8∶1到9∶1,太陽光對于植物而言是全波段的,紅光、藍(lán)光、紫外線、紅外線等都包括,但實驗顯示,植物吸收的光線波段主要是紅光和藍(lán)光,比例超過60%。因此將紅光和藍(lán)光按照一定配比制成光源,就能滿足植物生長需求。紅外和遠(yuǎn)紅外等成分主要以熱量的形式出現(xiàn),而且耗能嚴(yán)重。去掉那些部分,不會影響植物品質(zhì)。他們做過實驗,這種環(huán)境下成長起來的植物,維生素和糖的含量幾乎沒有變化。由于植物工廠內(nèi)環(huán)境可控性強,栽培環(huán)境的二氧化碳濃度可以得到大幅增加,使植物的光合效率提高,植物生物量的形成和營養(yǎng)物質(zhì)的積累,都是常規(guī)栽培的幾倍。
植物工廠將產(chǎn)生大量的營養(yǎng)廢水,對于廢水的利用,利用開放流道式的光生物反應(yīng)器,藻類是最好的植物,培養(yǎng)出來的藻在足夠的光照和溫度下快速生長,可以做飼料或者肥料,達(dá)到資源的合理利用。
同時配備保種用的小容量60L光生物反應(yīng)器
在遮光篷下[/caption]
大型的封閉式光生物反應(yīng)器