我国植物工厂发展概况

我国植物工厂发展概况作者：来源：浏览次数：60日期：2012-11-113:02:53我国植物工厂发展概况我国植物工厂建设，经历了两个不同发展阶段。即实验示范阶段和成长发展阶段。我国植物工厂相比于欧、美、日等发达国家，起步较晚，时间相距几十年。，但我国植物工厂建设发展速度是前所未有的，在这个过程中我国采取了走出去、引进来，加强技术交流，对植物工厂相关技术通过吸收，消化、再创新的过程，逐步掌握了植物工厂关健技术,形成了我国植物工厂技术集成体系，并创新开发出很多新技术,新材料和新装备,获得了多项专利,制定了多项标准,写出了相关植物工厂方面的多篇论文和专著。一、实验示范阶段（2000-2010年）在实验示范阶段这个期间，我国先后有浙江丽水农科院与国防科技大学合作,于2004年成功地建起了我国第一座植物工厂。接着中国农业科学院和中国科学技术大学、中国农业大学先后建起了研究型实验型植物工厂，接着上海世博会，长春农业博览会相继展出了植物工厂，山东寿光、北京盛阳谷和通州先后也建立了植物工厂，从而使我国的植物工厂由实验进入到示范阶段。这个阶段植物工厂具有以下特点：1、规模较小，通州除外，其余都仅有几十个平方；2、植物工厂的栽培技术，以基质栽培和营养液水培为主，栽培形式以平面栽培和平面多层栽培为主。3、使用范围局限实验室试验，研究，博览会展览为主，总之，植物工厂尚处于刚刚起步阶段和示范阶段,。二、成长和发展阶段（2011年起）。在这个阶段，我国植物工厂发展既有了技术基础，经济基础，和社会基础。一方面中国知识产权网已把植物工厂列入未来十大技术之一[15]，另一方面政府财政出台扶持政策，随着改革开放地深入进行，我国植物工厂产业已进入了快速成长和发展时期，在此期间福建平潭植物工厂，山东高青植物工厂，安徽宣城植物工厂纷纷建成并投产，尤其江苏发展最快，在2011年到2012年一年多的时间内先后建起了南京汤山植物工厂，南京六合植物工厂，江宁台湾农民创业园的智能植物工厂，无锡三阳植物工厂等多家生产型植物工厂。另外江苏太仓植物工厂、扬州植物工厂、湖北省中国农业谷植物工厂，安徽芜湖植物工厂,广东佛山雪莱特光生物产业植物工厂,安微马鞍山和县台创园蔬菜植物工厂,太仓花卉植物工厂,都已处于在建和待建中。这些植物工厂具有以下特点：1、生产规模越来越大，其中江宁台湾农民创业园智能植物工厂投资千万元建起12000㎡的特大型植物工厂。安徽芜湖新利晶公司准备和台湾大学农业研究院、中国农业科学院合作投资亿元拟在芜湖建21000㎡的植物工厂；2、植物工厂设施更具特色；江宁台湾农民创业园植物工厂全部采用栽培柱立体形式，产量将更高。南京六合建成高20m，直径80m，周长250m鸟巢式植物工厂，在造形上为世界之最；3、雾培技术的创新与使用比基质培和营养液培更科学、更先进，真正实现了水、肥、气同补；4、膜离技术、物联网技术、物理农业技术、计算机专家技术为主的集成技术，更多地在植物工厂中得到应用。5、陆生植物、水生植物、气生植物包括蔬菜、瓜果、苗木、花卉、药材、粮食等植物在植物工厂中的生产，植物品种更多,范围更广,标志着植物工厂已全面进入规模化、产业化、信息化、网络化发展阶段。6、前几年我们还在引进美国、日本、荷兰等国外的植物工厂技术，而今我们已开始向国外输出植物工厂技术。2012年新加坡利用我国鸟巢式植物工厂设施技术，建起了1000㎡的鸟巢植物工厂。韩国、俄罗斯等国家也从我国引进雾培技术和鸟巢式植物工厂技术，这一切标志着我国植物工厂技术现已相当成熟并已达到国际先进水平。7、在植物工厂创新建设过程中，我国研发了多种植物工厂设施、设备、新器材、新材料，申请了近百项植物工厂方面的技术专利，发表了数十篇植物工厂技术论文，制定了植物工厂多项技术标准和植物工厂产品标准，撰写了植物工厂科技专著。造就了一大批植物工厂设计、建设和管理的高科技创新、创业人才队伍。第二节、我国植物工厂产业的经典案例江苏南京，江宁台湾农民创业园智能植物工厂，是江宁台湾农民创业园发展有限公司投资建立的。该公司已投资近60亿元人民币,打造江宁台湾农民创业园这个国家级AAA生态旅游园区。智能植物工厂是园区亮点之一。江宁台湾农民创业园智能植物工厂，坐北朝南，采用半封闭式的塑膜温室，室内外上部装有降温用的内。外遮阳网。设施长250多米，宽48.6米计12000㎡，在工厂的两端规划出宽3m,长48.6m的活动板房，分别为门卫室、智能控制室、包装室和仪器检测室，在温室内的四周分别是2m宽的人行道，在温室正中心，按小区分别设有营养液池和两个蓄水池，植物工厂内设计2/3面积为叶类区，1/3为番茄区。叶菜区全是立体栽培柱，共分五个大区，，每个大区分8个小区，每个小区有44个栽培柱，共计1760个栽培柱，柱间距离均为1×1m按供水和回水管道东西向排列。池的两边每排应11柱。番茄区;栽番茄树，共立252值栽培柱（高1m、直径1m，圆周为3.142m）。番茄树下分布着36个育苗池供整个植物工厂用苗之需。这样合理地利用了空间，提高了设施的利用率,并使育苗和栽培一体化。池：在叶菜区每个大区设两个营养液池，五个大区共设1-10号十个营养液池，供叶菜区使用。番茄区设有5个池，即11-15号池。其中11号和15号为清水池，13-14号为营养液池，13号池供应育苗池使用，14号池供番茄树使用。11号池是软（熟）水池，专供叶菜区1-10号池清水添加之用，15号池是生水池专向11-14号池供应已经过熟化的水。生水在这里意指从植物工厂外面进来的水，这种水温度与室内的水是有区别的，不经过处理是不能立即使用，这样对植物适应性会产生变异，这种水或带有杂质和菌类进入室内，必须经过过滤和消毒处理，方法是在15号池的进水管入口处安装强磁处理器，让水管的水切割磁力线，使水中杂质和水分子结构进行分裂，一方面便于植物吸收，另一方面杀灭了水中的细菌和病毒，还要在进水管处安装杂质过滤处理（有条件的可进行膜离处理）。经过过滤和磁化的水在15号池中经过一段时间的沉淀，水净了、水温也改变了，即变为熟水而向11号池和12、13、14号池供水量。在植物工厂温室内的北面，安装有降温的水帘，水帘有水管（供水管和回水管）连接室外的地下蓄水池，当需要水帘降温时，就可启动水泵向水帘供水，流向水帘的水温度低于植物工厂内部的室温，水帘不断流动地水,由于温差产生一种吸热效应，起到室内降温效果。这种水流过水帘后，温度增加又回流到室外蓄水池进行循环再利用。根据植物工厂温室长度共设置三个这样的蓄水水帘降温池，保障了水帘室内降温之需。在植物工厂温室内的南边，安装有大功率的排气扇，它具有降温、换气、促长的功能，每天白天植物进行光合作用的时候，都需要保持室内CO2浓度的最佳值，而室内的CO2夜间沉淀后,空气中CO2拥有量已处于最下限，需要补充，启动换气扇既可起到降温效果，还能起到促使温室内空气流通以增加室内CO2浓度的作用。在高温季节，如果水帘和换气扇还达不到降温效果时，还需在植物工厂内的上部（内遮阳网下）安装弥雾系统，高温季节降温时可开启，可达到降温效果。在台创园植物工厂里，由内外遮阳网、水帘、风机、空中迷雾系统共同组成了有效的立体降温系统，确保植物工厂植物夏季温度的最佳值。叶菜区的立体栽培柱,和番茄区栽培柱,以及育苗池构成了,台创园植物工厂育苗和栽培系统统一体。这个栽培系统在整个植物工厂系统中起着最基础、最关键的作用。这是因为1、俗语说得好;“好种出好苗，好苗出好菜”，只有通过栽培系统从育苗、繁苗、定植这个源头抓起，才能保证植物品质；2、栽培柱是植物生长的载体，植物工厂中的植物是依附在栽培柱这个载体上进行生长的；3、栽培柱是栽培技术的载体，雾培技术是依附栽培柱这个这个载体而实施的。台创园植物工厂里的叶菜区的菜和番茄区的番茄树,全部采用雾培技术，都是依靠栽培柱实现的；4、植物工厂中的育苗池、立体栽培柱是实现高产优质的重要措施之一。二、植物工厂内部各系统的建立与协调为了在植物工厂内创造了植物生长的最佳环境，江宁台湾农民创业园智能植物工厂内建设了十大系统。为了在不同季节中，始终保持植物工厂生产的最佳温度，建设了地埋式地源热泵设施，安装了温控系统，既降低了成本又开辟了生态能源，确保了植物工厂的使用，这些地源资源是通过在植物工厂内安装的中心管道和空调来实施的。为了加快植物生长速度，植物工厂内科学地安装了近千只植物生长灯，在光补偿点时自动开启,对植物进行科学补光。为了加快植物生长，植物工厂内安装了多台CO2发生器和植物声频促生仪，使植物愉快地、健康地生长。为了针对不同植物品种，植物不同生长期、不同季节不同的需求量，植物工厂实行自主科学配方，降低了成本为了预防蔬果受病虫危害，植物工厂采取了多种复合驱虫灭菌技术，在水入口处安装了强磁处理器，在营养液池安装了紫外线杀菌器，在植物工厂门入口处安装了臭氧发生器，在植物工厂的空间安装了高压静电场，还购买了电功能水发生器对植物工厂内的各条道路，各个办公室等各个死角杀菌消毒。总之在植物工厂内进行立体全方位地利用物理技术杀菌消毒，确保植物健康生长。为了准确地掌握植物工厂的各种环境因子，并采用相应措施，江宁台湾农民创业园植物工厂采用了计算机专家系统技术和信息传感等技术，对植物工厂信息实时监控、数字显示、智能管理。在营养液池里安装了营养液浓度EC值传感器和酸碱度PH值传感器，力争做到科学施肥。羊在各大区内分别安装了环境温度传感器，光照传感器、叶片温度传感器、根部温度传感器、CO2浓度传感器、空气温度传感器。并在各大区的营养池的供水管上安装数十个电磁阀。智能控制室内安装了计算机专家系统主机和六台智能控制器分机。为了便于实现对植物工厂进行远程监视、控制和管理，为了让相关管理部门对植物工厂生产进行质量监督管理，让更多地消费者了解植物工厂里生产的过程，使消费者进行远程网络采购（有助于消费者吃得放心、吃得安心、吃得开心），为了可能的意外情况发生，对植物工厂的产品追踪溯源。植物工厂还安装了智能物联网。植物工厂多种系统的建设，多种技术的采用，系统和技术按照各自不同的特点，和各自不同的功能构成了完美组合，形成了一整套技术集成体系。当室内温度达不到最佳值时，通过多种温度传感器反馈到计算机专家系统中，系统自动决策，启动增温设施增温，但温度达到上限时，计算机专家系统就启动降温系统工作。遮阳网展开、分机启动或水帘工作，或进行空中弥雾,或开启地源热泵空调,直到温度达到最佳值时为止，才有部分或全部降温设施停止工作。当阴雨天或夜晚来临时，植物工厂内处于光补偿点时，光照传感器会自动把这一信息传递给专家系统，于是专家系统会立即启动补光系统开始补光。第二天太阳快出来时，光照传感器报告;光已达最佳值时，专家系统会立即关闭补光系统，植物生长灯就会熄灭。当冬天气温低的时候，由于温度传感器的作用，专家系统自动使用迷雾延长启动时间，缩短弥雾时间。如果PH值传感器显示营养液池中的酸碱度失调时，专家系统就会启动平衡系统达到最佳值。这一切，计算机专家系统是整个系统的大脑，是管家起决定作用。如果身处异地想知道植物工厂内蔬菜长势情况，又不能前来，那就利用手机或互联网就可以达到这个要求了，这就是植物工厂中的物联网功能体现，物联网与计算机专家系统进行联接，就可以轻松实现对植物构成远程监测，远程管理，远程销售和采购。江宁台湾农民创业園为了规范植物工厂中的生产,特制定了六顶企业标准和两项南京市地方标准江宁台湾农民创业园生产的速生叶菜经国家农委检测中心检测,达到有机蔬宷标准.