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,有时候看到的还是红蓝相间的LED灯光。在这里几乎没有土污染和病害虫,远远超越了传统农业的种植方式。
发展植物工厂是趋势
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生产方式,也是世界各国保障食物安全的重要发展方向。由于植物工厂的这些卓越特性,因此它又被认为是衡量一个国家农业高技术水平的重要标志,就像航天工程、磁悬浮、大飞机等技术一样,发达国家不会轻易让其他对手掌握,必须依靠自主研发。
之前仅有日本、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。
发展中国植物工厂高技术产业,必须依靠自主研发实现在植物光配方及人工光源创制、节能环境控制以及智能化管控等核心关键技术上取得突破,否则必将受制于人。
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。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——光能的利用方式不同来划分,共有三种类型,即太阳光利用型、人工光利用型、太阳光和人工光并用型。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,它是植物工厂发展的高级阶段。
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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;
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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;
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从其研究对象的层次上又可分为以研究植物体为主的植物工厂、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。
不同的蔬菜种植也是很有讲究,植物工厂采用立体多层栽培模式,为了充分利用栽培空间,一般都会选择低矮的叶菜(生菜、小油菜、芹菜、菠菜等)、中草药、食用菌、草莓等种植。对于番茄、辣椒茄子、黄瓜等高大的茄果类和瓜果类蔬菜会选择另一种种植方式。
根据了解,日本、荷兰等发达国家从20世纪70年代开始研究,并已在植物工厂系统结构、营养液栽培与环境控制等一些关键技术方面取得了重要进展,但由于存在系统能耗大、运行成本高等突出瓶颈,大规模应用仍受到一定限制。
此外,智能化管控的实现也是难点之一。环境和营养要素的检测和控制,与传统农业有很大区别。需要高技术的手段,包括信息技术、智能装备技术、互联网技术等技术的集成和应用。
据可靠资料显示,我国人工光植物工厂总数已达100多座,成为数量仅次于日本的植物工厂发展大国。越来越多的植物工厂建设和生产运营的企业加入到现代化农业领域,植物工厂技术和装备也越来越成熟,已具备大规模推广的条件。
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