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【農業(yè)新模式】植物工廠：賦予未來農業(yè)模式更多的可能性

2023-12-16 21:31:09

[ 導讀 ] 植物工廠賦予未來農業(yè)模式更多的可能性~

萬物生長靠太陽，光是所有植物賴以生存與繁衍的基礎。眾所周知，植物的生長往往需要依賴陽光、土壤等條件。假如離開陽光和土壤，有沒有一種方式能夠穩(wěn)定、持續(xù)地維持植物生長呢？事實上，“植物工廠”已經給出了答案。

什么是“植物工廠”？

“植物工廠”是通過設施內高精度環(huán)境控制實現(xiàn)農作物周年連續(xù)生產的高效農業(yè)系統(tǒng)，是利用智能計算機和電子傳感系統(tǒng)對植物生長的溫度、濕度、光照、CO?濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境條件進行自動控制，使設施內植物的生長發(fā)育不受自然條件制約的省力型生產方式。

簡單來說，“植物工廠”就是無需土壤，不灑農藥，不受自然環(huán)境影響，通過數字化操控植物生長在完全工廠化的條件下生產植物。

“植物工廠”是一種新興的農業(yè)生產方式，是現(xiàn)代設施農業(yè)發(fā)展的高級階段，是對傳統(tǒng)農作方式的一種顛覆，使農業(yè)生產從自然生態(tài)束縛中脫離出來，代表著未來農業(yè)的發(fā)展方向。

“植物工廠”的發(fā)展歷程

1957年

世界上第一座植物工廠在丹麥約克里斯頓農場建成，面積1000m?，屬人工光和太陽光并用型，栽培作物為水芹，從播種到收獲采用全自動傳送帶流水作業(yè)；

1964年

奧地利開始試驗一種塔式植物工廠（高30m、面積5000m?），采用上下傳送帶旋轉式的立體栽培方式種植生菜；

1971年

丹麥也建成了綠葉菜工廠，快速生產獨行菜、鴨兒芹、萵苣等；

1973年

英國溫室作物研究所庫珀教授提出了營養(yǎng)液膜法 (NFT)水耕栽培模式，成為植物工廠的一項標準技術；

1974年

日立制作所建成了一座采用計算機調控的花卉蔬菜工廠，通過計算機分析植物工廠溫度、光照強度、二氧化碳濃度等對植物生長影響的數據，一年內生產一至兩茬蔬果花卉，實現(xiàn)了周年生產。

1987-1989年

美國在亞利桑那州沙漠中建設了一座微型人工生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，稱為生物圈2號；

1992-2002年

日本在營養(yǎng)液栽培方面推出了深液流(DFT)栽培模式，形成M式、神園式、協(xié)和式、新和等量交換式等系統(tǒng)；

2016年

福建省中科生物股份有限公司（中科三安）建成國際單體面積最大的全人工光植物工廠，實現(xiàn)植物工廠的產業(yè)化運營；

2017年

中科三安又成功實現(xiàn)了我國首例中藥材的全人工光型植物工廠生產，建筑面積僅5000m的金線蓮生產車間，其年產量與福建省金線蓮年產最高的南靖縣產量相當；

2023年

全球首座超高層無人化植物工廠正式投入運行，可實現(xiàn)從播種、間苗到采收、清洗包裝等全栽培過程的自動化操作及高效生產智慧管控。

“植物工廠”的核心要素及優(yōu)勢

植物工廠需要三個核心要素：

1、用人工光源和營養(yǎng)液代替陽光和土壤；

2、可控的溫度、濕度、二氧化碳等生長條件；

3、智能化裝備和系統(tǒng)。

應用優(yōu)勢

不受自然環(huán)境影響，可正常連續(xù)生產

相比傳統(tǒng)農業(yè)種植方式，植物工廠內的植物幾乎可以不受到自然環(huán)境影響，并且能夠提供更適宜植物生長的光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養(yǎng)的生長環(huán)境。同時，還可以通過優(yōu)化利用空間，來實現(xiàn)全年生產，提高產量。

無蟲害、無農藥殘留

植物工廠采用水培技術，通過使用營養(yǎng)液向植物供給養(yǎng)分，植物的健康得以保障，因此產出的蔬菜不會受到土壤中的重金屬污染，無蟲害，無農藥殘留。

綠色環(huán)保、降低對環(huán)境的影響

由于植物工廠內的植物無需農藥噴灑，可以大大降低農藥對土壤以及地下水的污染，更加綠色環(huán)保。

高效利用水資源

植物工廠通過消毒和再循環(huán)系統(tǒng)對灌溉水進行重復利用，集中灌溉系統(tǒng)能夠確定植物所需的精準水分平衡，更加高效利用水資源，從而大大減少種植所需用水量。

根據最新《全球糧食危機報告》相關數據顯示，2022年，58個國家和地區(qū)的約2.58億人受到嚴重糧食危機影響，相關數據高于2021年的53個國家和地區(qū)的1.93億人。且隨著全球人口的不斷增長和城市化進程的加速，傳統(tǒng)的農業(yè)生產方式已經無法滿足人們的需求。植物工廠作為一種新興的農業(yè)生產方式，賦予了未來農業(yè)模式更多的可能性，并且通過技術的不斷升級和市場需求的變化，植物工廠或將成為農業(yè)生產的重要創(chuàng)新方向和發(fā)展方向。

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植物工廠種植

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