德州首个植物工厂在齐河建成 开启智能化种植新模式
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德州齐鲁网11月24日（齐河台 赵志涛 ）日前，德州市首个植物工厂在齐河县美东农业科技公司建成运营。在这里，蔬菜不需要扎根在泥土里，而是生长在立体式栽培架上或塑料泡沫板里，完全浸泡在营养液中，长在半空中，青翠欲滴，长势喜人。
原标题：德州首个植物工厂在齐河建成开启智能化种植新模式
德州齐鲁网11月24日（齐河台 赵志涛）日前，德州市首个植物工厂在齐河县美东农业科技公司建成运营。在这里，蔬菜不需要扎根在泥土里，而是生长在立体式栽培架上或塑料泡沫板里，完全浸泡在营养液中，长在半空中，青翠欲滴，长势喜人。
植物工厂是国际上公认的设施农业最高级发展阶段，是一种技术高度密集、不受或很少受自然条件制约的全新生产方式。种蔬菜就好比是工业化的生产线，各种蔬菜需要的温度、湿度等环境要素以及进行施肥、浇水等，只需要在控制器上输入代码、设定好时间，就可以实现高精度控制，智能化管理。
&我们植物工厂采用的水肥一体化设施，完全在我们控制之内，全部用我们这套水肥一体化操作。我们具体的操作就是通过不同的植物不同的生长需求，他们对温度对湿度还有对营养液各种营养需求可以按照不停的比例进行调配；同时，可以减少土蚕病害的接触，减少对植物根系的腐蚀，所以他的生长期可以大大缩短，缩短到30%到40%；因为营养液是直接供给到植物根系之中，同时也保持了植物那种原始的本质的营养需求，可以保持它的原汁原味。&齐河美东农业科技有限公司科研中心主管宰童童介绍说。
水肥一体化设施除了会自动把水和这一生长周期需要的营养液通过管道直接输送到每株蔬菜的根茎外，被蔬菜吸收过的水和营养液又会自动回收、处理，在工厂内形成一个闭路循环系统，实现&零排放&。
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[责任编辑：藏亚楠]
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播放数：535774作者：蒋建科 来源： 发布时间： 10:16:06
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我国已掌握智能型植物工厂关键技术
科技创新成就展上智能植物工厂的展台。中国农科院环发所供图
一般认为，农业生产离不开土壤。然而，这一状况未来或许会改变。在前不久举办的国家&十二五&科技创新成就展上，一项名为&智能LED植物工厂&的成果受到广泛关注。这项被业界誉为颠覆&土地利用和农作方式&的技术，到底新在哪里？这种培植技术在我国进展又如何？
借助植物工厂，人类甚至可以在太空、荒漠、戈壁等地域进行作物生产
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所（以下简称中国农科院环发所）是我国植物工厂的重要阵地，在国家&十二五&科技创新成就展亮相的正是该团队自主研发的成果。中国农科院环发所研究员杨其长表示，目前我国掌握了智能LED植物工厂关键技术，整体水平处于国际前沿。
所谓植物工厂，就是通过设施内的高精度控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是由计算机对植物生育过程的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行全天候控制，不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。
杨其长解释，农业生产就是植物通过光合作用生产碳水化合物的过程。遵循该科学原理，智能LED植物工厂根据不同作物对营养和阳光的需求，对&工厂&内环境要素和营养要素进行实时自动调配，精准供给植物，以确保植物健康生长，这样就实现了不用土、不用阳光，可实现全天候的植物智能化生产，人类甚至可以在太空、荒漠、戈壁等非可耕地里进行作物生产。
与传统农业生产方式不同，植物工厂有七大技术优势：一是作物生产计划性强，可在不受外界环境影响的条件下，实现周年均衡生产；二是单位面积产量高，可大幅提高资源利用效率；三是机械化、自动化程度高，劳动强度低，工作环境舒适；四是不施用农药，产品安全无污染；五是多层式、立体栽培，节省土地和能源；六是不受或很少受地理、气候等自然条件影响；七是与现代生物技术紧密结合，可以生产出稀有、价高、富含营养的植物产品。
&我国人口多，耕地少，人均资源相对不足。同时，人们对洁净安全农产品的需求越来越迫切。这种形势下，当下发展植物工厂非常有必要。&杨其长说。
植物工厂是目前全球农业高技术研究的热点，因其融合了现代生物技术、智能装备与信息技术等新科技，也是彰显一个国家农业高技术水平的重要标志。
杨其长认为，未来植物工厂有望颠覆传统的农作方式，代表了农业发展的方向，掌握植物工厂核心关键技术具有战略意义。
我国从上世纪90年代开始植物工厂研发，目前拥有约100座人工光植物工厂
近年来，植物工厂在东亚、欧美，尤其在日本、韩国、美国、新加坡等国家和地区发展迅速，飞利浦、松下、通用等国际知名企业也纷纷介入植物工厂的技术研发与产业推广，全球植物工厂发展极为活跃。
回顾植物工厂发展历程，从上世纪40年代至今，主要历经早期的试验探索、示范应用和当前的快速发展三个阶段。
20世纪40年代到70年代初为试验探索阶段。该阶段是植物工厂的概念成型与试验探索期，其中两项技术的突破对其发展起到了重要支撑作用，一项是&营养液栽培技术&，另一项为&人工模拟与控制环境技术&，以1949年美国科学家在加州帕萨迪纳建立的第一座人工气候室为标志。其后，日本和苏联相继建成大型人工气候室，进行植物栽培试验。这一时期植物工厂规模较小，仅为几十平方米到几百平方米。应用范围也比较窄，主要局限在实验室和示范农场。光源为高压钠灯，光源与空调能耗大，运行成本较高。
20世纪70年代至90年代末为示范应用阶段，其中以水耕栽培和人工光源技术的突破为重要标志。1973年营养液膜技术的出现，以及随后的深液流栽培技术的发明为植物工厂栽培技术的发展奠定了基础。这一时期，日本植物工厂发展较快，截至上世纪末，日本拥有约20座人工光植物工厂。在这一阶段，人工光源不断改善，高压钠灯逐渐被荧光灯替代，红光LED开始应用，光源的能耗进一步降低；传感器与自动控制技术逐渐引入；示范应用面不断扩大。
21世纪初至今植物工厂快速发展，主要得益于蓝光LED的出现与红蓝LED组合光源的研制成功，以及基于网络的智能控制技术的应用。随着LED的应用，植物工厂人工光源能耗显著降低，栽培层间距进一步缩短，能效比大幅度提升；同时，传感器、智能控制器以及物联网技术的应用为植物工厂智能化管控提供了可能。
在这一时期，各国加快了对植物工厂的研发力度与产业化步伐，日本2009年提出大力发展植物工厂、振兴现代农业计划。韩国自2009年开始，政府支持科研机构与企业共同进行人工光植物工厂的研发，数年时间内就推出了10多个型号的植物工厂产品。美国一方面通过植物工厂的研究希望为空间站和星球探索提供食物保障，另一方面提出了&摩天大楼农业&的构想，希望从空间上突破资源瓶颈，先后出现了芝加哥大厦农场、新泽西州&垂直农场&等设计模式。我国从上世纪90年代开始植物工厂研发工作，2002年成功研发自然光植物工厂，2005年研制出LED植物工厂实验系统，并在2010年上海世博会首次展出家庭LED植物工厂。2013年国家正式将&智能化植物工厂生产技术研究&项目列入&863&计划，由15家科教单位与企业联合进行技术研发。目前，我国拥有不同规模的人工光植物工厂约100座。
2009年，我国建成首例智能型植物工厂，现已推广到20多个省份
看到农民种地的艰辛，儿时杨其长就常想：&种地不用土&该多好！上世纪90年代，杨其长敏锐地意识到，植物工厂是未来的发展方向。他带领研究团队潜心研究，率先提出多个植物的&光配方&，并创制出基于光配方的LED节能光源及其光环境调控技术装备，在业界完成了多个首创性工作&&
首次提出&光&温耦合节能环境调控&方法，创制出植物工厂节能环境调控技术装备；率先提出&光&营养调控蔬菜品质&方法，创制出采前短期连续光照提升品质工艺及技术装备；率先提出植物工厂光效、能效以及营养品质提升的智能管控方法，创制出基于物联网的智能化管控系统。
2009年，中国农科院环发所植物工厂的研发团队与北京中环易达设施园艺科技有限公司研发出国内第一例智能型植物工厂。目前，该技术成果已推广到北京、上海、山东等20多个省区市。
我国的植物工厂逐渐走向国际舞台。2012年至2015年我国连续举办4期植物工厂技术国际培训班，20多个国家的学员接受了系统的植物工厂训练。基于光配方的植物LED光源产品推广到美国、日本、欧洲等，植物工厂成套产品已推广到新加坡等。
植物工厂虽然拥有众多优势，但在实际发展过程中也面临着一些&瓶颈&。杨其长说，植物工厂普及和推广的核心是工业产品化，从目前看，植物工厂标准化、模块化装备的研发方面还有待提高。从研发力量上来看，目前参与研究的主要是科研单位、高校和中小企业。
&希望未来有中国的大企业能积极参与其中，只有实现植物工厂标准化、规模化生产，才能在国际竞争中有地位。&杨其长说。从经济效益上来看，与露地、大棚相比，植物工厂由于初期建设成本较高、耗能较大等原因，总体上来看单位生产成本还是相对偏高，未来仍需要进一步降低成本。
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还没有评论。探访中国首家植物工厂：收获快产量高(图)
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来源：北京日报
探访中国首家植物工厂
国内首例以智能控制为核心的植物工厂近日研发成功
　　国内首例以智能控制为核心的植物工厂近日研发成功，使我国成为世界上少数几个掌握植物工厂核心技术的国家之一。植物工厂啥模样？会给人们生活带来些什么？
　　在中国农业科学院的巨大温室内，各种绿植遍布四周，仿佛置身林中。植物工厂，便在这“密林”深处。
　　在中国农科院农业环境与可持续发展研究所程瑞锋博士的引导下，笔者一直走到温室最里面。可能是顶部有植物覆盖的缘故，这里光线较暗。
程瑞锋转动门把手，植物工厂的大门打开了……
　　收获快且产量高
　　走进植物工厂，室内布满栽培架，上面种满生菜、小白菜等蔬菜植物。墙上的显示屏正报告着温度、湿度等数据。
　　项目负责人、中国农科院农业环境与可持续发展研究所的杨其长研究员介绍说，植物工厂是给植物提供合适生长环境的系统设备，分为植物苗工厂和蔬菜工厂两部分。植物工厂是国际上公认的设施农业最高级发展阶段，是一种技术高度密集、不受或很少受自然条件制约的全新生产方式。目前，仅有日本、美国等少数发达国家掌握这项技术。
　　植物工厂以节能植物生长灯和LED为人工光源，采用制冷―加热双向调温控湿、光照―二氧化碳耦联光合与气肥调控、营养液在线检测与控制等13个相互关联的控制子系统，可实时对植物工厂的温度、湿度、光照、气流、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行自动监控，实现智能化管理。
　　通过对工厂内环境的高精度控制，植物的生长在这里几乎不受自然条件的制约，生长周期加快。现在工厂内种植的生菜、小白菜等，20天左右就能收获，而在普通的大田里，则需要一个月到40天的时间。
　　除了收获快，空间利用率高也是植物工厂的重要特点。在工厂内看到的都是三层的栽培架，从面积上就相当于同样大小露天耕地的三倍，加上其种植密度大，因此，植物工厂的产量可以达到常规栽培的几十甚至上百倍。
　　蔬菜种植之外，植物工厂在育苗上也有应用。程瑞锋介绍说，他们在黄瓜和番茄的育苗方面都做了实验。相比蔬菜生产，育苗的周期更短，一般为一周左右。虽然常规栽培的周期也不是很长，但在育苗的整齐和健壮度上不如工厂的产品。“毕竟大田的不可控因素太多，今天光照也许很好，但明天可能阴天，后天有可能降温，而这些在工厂里都可以得到控制。”
　　正当笔者在植物工厂里听取专家的介绍时，墙上的管道中突然发出一阵蜂鸣声，打破了小屋原本的安静……
　　不靠太阳不用土
　　“这是营养液在循环”，程瑞锋解释道。说着，他把用来固定植株的塑料泡沫板掀起，原来，植物的根系根本不是生长在土壤里，而是完全浸泡在营养液中。
　　程瑞锋介绍说，土壤的作用是提供营养元素和水分，而营养液除了提供水分，也提供了植物生长所需的各种元素，包括氮磷钾等大量元素及锌铁锰等微量元素，因此没有必要使用土壤栽培。无土栽培的技术现在已经非常成熟，而且水栽比土栽的生长周期要快很多，也是使用水栽的重要原因。
　　墙上显示器上有营养液监控的数据，程瑞锋说那是对营养液温度控制的参数。在寒冷的天气中，系统会对营养液进行加热，如果温度很低，会对植物的根系造成伤害。
　　植物工厂的小屋没有窗户，外界的光线几乎无法进入，“万物生长靠太阳”这句俗语人人皆知，但工厂内的植物却不见天日，难道它们生长不靠阳光？
　　“完全不用阳光”。程瑞锋的回答令人吃惊。在每个栽培架上，都装有一块灯板。不同的是左侧是LED(发光二极管)灯，右侧是荧光灯。两种灯光都能满足植物生长的需要，只是LED比荧光灯更加节能。
　　LED灯板以红灯为主，中间按一定距离均匀分布着蓝灯，比例大概为8∶1到9∶1。杨其长说，太阳光对于植物而言是全波段的，红光、蓝光、紫外线、红外线等都包括，但实验显示，植物吸收的光线波段主要是红光和蓝光，比例超过60%。因此将红光和蓝光按照一定配比制成光源，就能满足植物生长需求。红外和远红外等成分主要以热量的形式出现，而且耗能严重。去掉那些部分，不会影响植物品质。他们做过实验，这种环境下成长起来的植物，维生素和糖的含量几乎没有变化。
　　另外，由于植物工厂内环境可控性强，栽培环境的二氧化碳浓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营养物质的积累，都是常规栽培的几倍。
　　技术成本需降低
　　尽管植物工厂在产量和效率方面优点突出，但存在的问题也同样明显，那就是高昂的成本，在一定程度上影响了它的推广。一个一般规模的植物工厂，建成需要十几万元的投入，后期的运行和维护也是一笔花销，因此，如何降低成本是下一步所要面对的问题。
　　杨其长说，在降低建设成本方面，他们将主要致力于新材料的研发，制作出成本低、隔热保温性能好、便于安装的新材料。而在运营方面，除了尽可能减少动力方面的消耗外，新能源的利用也是重要的手段。如果能使用太阳能、风能等清洁能源，虽然会增加前期投入，但运营费用也会大大降低。
　　那么，植物工厂这种生产方式，将来是否有可能成为人类粮食和蔬菜供应的主要手段？杨其长表示，植物工厂将来肯定会走向普及，但由于其需要一定的投入，因此全部使用它来供应粮食蔬菜并不现实，但在一些特殊环境下，比如极地或太空中，它作为主要供应方式还是有可能的。
　　当走到环发所的办公楼下时，程瑞锋指着楼顶的一栋板房说，看，那是我们刚刚新建的植物工厂。新建工厂的位置和他们的设想很一致：高楼大厦的顶端或地下室。随着城市的发展，土地紧张的问题已经开始显现，而植物工厂的做法，大大提高了土地和空间的利用效率。随着技术的发展普及，也许不远的将来，钢筋水泥的都市丛林就会成为各种植物生长的温床。张超
(责任编辑：罗园)[]
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