温室技术最高阶段 植物工厂解决方案

〖植物工厂〗

1.技术介绍

植物工厂是指利用环境控制和自动化高新技术在全封闭式或半封闭式空间内进行植物周年工厂化安全生产的一种体系。它是现代生物技术、环境工程、机械传动、自动化控制等高新技术综合集成的产物。

它的主要特征是：精确可控环境设施、工厂化作业、卫生安全、绿色环保、高密度生产，植物工厂是设施农业发展的高级阶段，代表未来设施农业的发展方向，是一个高技术、高投入、高产出的新兴产业。

植物工厂综合应用了多学科高技术手段，形成高度集约化生产系统，不仅可以大幅度提高作物产量和品质，提高土地利用率，减轻劳动强度，而且对解决粮食危机、资源短缺、环境污染问题乃至宇宙空间的开发利用都具有十分重要的价值。它的诞生是对人类社会的重要贡献，随着社会的不断进步，植物工厂的独特魅力将会得到更大体现，其优越性主要表现在以下几个方面：

1)作物生产的计划性，周年生产的均衡性，产量和品质的稳定性；

2)作物生长周期短，设施利用率高，单位面积产量高，产值高；

3)机械化、自动化程度高，劳动强度低，用工少，工作环境轻松；

4)不施农药，产品无污染；

5)多层式，立体栽培，大大节省土地；

6)不受地理、气候等自然条件的影响，甚至可在极端气候区、外层空间及其它星球上进行农业生产；

7)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。

植物工厂可以根据建设规模、研究对象、生产功能、光源利用等方式进行分类，主要类型如下：

①从规模上分为：大型（建设面积1000 m以上）、中型（300～

1000m）、小型（300 m以下）。

②从研究对象的层次上分为：A、以研究植物体为主的植物工厂；B、以研究植物组织为主的组培植物工厂；C、以研究植物细胞为主的细胞培养植物工厂。

③从生产功能上分为：种苗植物工厂与商品菜（果、花）植物工厂。

222④从光能的利用方式上分，共有三种类型：A、人工光利用型，B、太阳光利用型，C、太阳光和人工光并用型。

2.发展历史

植物工厂的诞生是从20世纪40年代开始的。第一座植物工厂是在1957年丹麦约克里斯顿农场里建成。早期的植物工厂建设规模小，主要局限在实验室内，且种植作物品种单一，采用人工气候室进行完全控制，运行成本较高。在20世纪70年代初至80年代中期，植物工厂真正开始发展起来。在这一时期，世界上许多国家如美国、日本、英国、挪威、希腊、利比亚等国家的企业都纷纷投入巨资与科研机构联手进行植物工厂关键技术的开发，为植物工厂的快速发展奠定了坚实的基础。此时的植物工厂应用范围较广，自动化控制系统逐渐完善，示范效果明显。进入20世纪80年代以后，植物工厂迅速发展起来，一些发达国家相继成立了植物工厂协会，极大地推动了植物工厂的普及与发展。目前，植物工厂已成为21世纪高科技农业的重要发展领域。

进入21世纪以来，我国一些科教单位先后在无土栽培和植物工厂方面进行了一些研究与开发，并取得了阶段性的成果。随着京鹏植物工厂的建成，我国植物工厂将进入崭新的阶段，它标志着我国农业进入工厂化种植的时代。

3.京鹏植物工厂介绍

京鹏植物工厂主体结构采用单层轻钢结构，总建筑面积为1289m2，形状像一艘航空母舰，象征着我国农业率先向现代农业最先进技术扬帆起航，象征着京鹏公司沿着产学研相结合的方向驶向成功的彼岸。

植物工厂作为目前最高水平的设施农业生产方式，是继温室栽培之后发展而成的一种高度专业化、现代化的设施农业。由于受自然条件影响小，作物生产计划性强，周期短，自动化程度高，无污染，多层次立体栽培可以节省5~10倍的土地。目前，我国在此领域尚属起步阶段，迫切需要植物工厂环境控制关键技术的研究和探索。

京鹏植物工厂建设，完全可以直接供应北京及周边地区的需求，使蔬菜、花卉种苗全过程工厂化生产，同时可以提高整个北京地区的现代化育苗水平以及农作物品质与产量。

植物工厂将大幅度提高设施农业产业发展的技术水平，走在行业的前列，打造全国高端设施农业形象，同时发挥辐射、示范效应，引领全国设施农业技术向高科技方向发展，对提高我国农业的综合生产能力、培育新兴产业，大幅度提高劳动生产率和经济效益，具有十分重要的意义。

4.京鹏植物工厂的主要功能：科研、生产、示范、孵化

京鹏植物工厂的档次与水平目前已经处于国际先进水平，同时充分发挥它的生产功能，建设成为种苗繁育中心和三种不同模式的植物工厂化生产（A、人工光利用型，B、太阳光利用型，C、太阳光和人工光并用型），生产高品质的叶采和果菜。通过农机所京鹏植物工厂项目的实施，提升农业机械研究所和北京京鹏环球科技股份有限公司的核心技术，同时开发出一系列高技术的装备产品，提高产业公司的竞争力，推动我国设施农业现代化进程，缩小与发达国家设施农业的差距，为产学研的有机结合，建立一个良好的交流合作平台。农机所京鹏植物工厂体现了现代农业高新技术、食品的安全生产、节能环保的理念。

植物工厂内部分为四大区域：组培播种区、育（炼）苗区、生产收获区和包装储藏区。

组培播种区北侧区域由西向东依次为：控制室、催芽室、闭锁型育苗室、人工光利用植物工厂。组培播种区南侧区域由西向东依次为化验室、接种组培室、LED栽培箱、精密播种育苗、移栽生产线、人工光灌溉施肥首部区等。

5.京鹏植物工厂主要技术创新点

新建植物工厂总体思路是在有限的面积之内尽可能全面和深入地对国际前沿的一些植物工厂新技术新装备进行研究和展示，如精准育苗生产线、移栽机器人、组培技术、采摘收获机器人等，提高整个植物工厂现代化和自动化水平。