植物工厂系列谈_四_植物工厂栽培设施体系_上_
植物工厂解决方案
植物工厂解决方案1. 简介植物工厂是一种通过室内垂直耕种，利用人工环境控制技术来种植植物的新型农业模式。
植物工厂可以在没有土壤和阳光的情况下种植作物，极大地提高了土地利用效率和作物产量。
本文将介绍植物工厂的解决方案。
2. 解决方案的设计原理2.1 环境控制植物工厂的核心是环境控制技术，它包括光照、温度、湿度、二氧化碳浓度、水分等参数的控制。
通过控制这些参数，植物工厂可以提供适合植物生长的理想环境。
光照可以通过LED灯光补光系统实现，温度和湿度可以通过控制空调和加湿器来实现，二氧化碳浓度可以通过自动控制通风系统来调节。
2.2 水培技术植物工厂通常使用水培技术种植作物。
水培是一种将植物根部浸泡在水中，通过给水中添加适量的营养液来提供植物所需的养分的方法。
水培技术可以有效地控制植物的水分和养分供应，提高作物的生长速度和产量。
2.3 无土栽培技术植物工厂通常采用无土栽培技术来种植作物。
无土栽培是一种将植物的根系放置在无土的介质中，通过给介质添加适量的营养液来提供植物所需的养分的方法。
无土栽培技术可以节约水资源，减少土壤污染，提高作物的生长速度和产量。
3. 解决方案的优势3.1 提高土地利用效率植物工厂可以在垂直空间上种植多层作物，大大提高土地利用效率。
相比传统的种植方式，植物工厂可以在相同面积的土地上种植更多的作物，从而提高作物的产量。
3.2 减少农药和化肥的使用植物工厂可以通过环境控制技术精确控制植物的生长环境，减少病虫害的发生。
同时，植物工厂采用水培和无土栽培技术，可以减少对农药和化肥的依赖，减少对环境的污染。
3.3 提供全年供应的作物由于植物工厂可以通过环境控制技术提供适合植物生长的理想环境，因此可以实现全年供应的作物。
与季节性种植相比，植物工厂可以根据市场需求随时调整种植作物的种类和数量，满足消费者的需求。
3.4 提高食品安全性植物工厂可以减少对农药和化肥的使用，提高作物的食品安全性。
同时，由于植物工厂的种植环境是封闭的，可以有效地控制外界环境的污染，保证作物的质量和安全性。
植物工厂设计方案
植物工厂设计方案1. 引言植物工厂是一种通过控制环境条件来种植植物的现代农业生产模式。
它利用先进的技术手段，如LED光源、温度湿度控制系统等，为植物提供最佳的生长环境。
本文将介绍一个基于垂直种植的植物工厂设计方案，旨在提高植物生长效率和提供高质量的农产品。
2. 设计目标本设计方案的目标是在有限的空间内实现高效的植物生产，并确保农产品的质量和安全性。
具体目标如下：•提供适宜的光照、温度和湿度，以满足植物生长的需求。
•最大化空间利用，通过垂直种植方式提高产能。
•实现自动化控制，减少人工操作和能源消耗。
•保证农产品的无农药残留和纯净度，提供安全的食品。
3. 设计要素3.1 空间布局植物工厂的空间布局应充分考虑到植物的生长需求和操作的便利性。
本方案建议采用多层垂直种植架的布局方式，以最大化空间利用。
种植架的高度和间距应根据植物的生长特性和灯光的照射需求进行调整。
3.2 光照系统植物工厂的光照系统是核心设备之一。
本方案建议使用LED光源，通过控制不同波长的光线和光照强度，以提供最适合植物生长的光照条件。
光照系统还应考虑到节能和照明效果，以确保稳定而高效的生产环境。
3.3 温湿度控制温度和湿度是植物生长的重要影响因素。
本方案建议采用先进的温湿度控制系统，以确保生产环境中的温度和湿度处于最适宜的范围。
系统应配备温湿度传感器，并能自动调整加热、冷却和除湿设备，以维持稳定的生产条件。
3.4 自动化控制为了减少人工操作和提高生产效率，本方案建议实现植物工厂的自动化控制。
通过集成传感器和执行器，可以实现对光照、温湿度、水分和营养等因素的自动调节和监控。
自动控制系统还可以与农业物联网平台连接，实现远程监控和数据分析。
3.5 无土栽培系统为了减少土壤传染病的风险并提高水肥利用效率，本方案建议采用无土栽培系统。
通过在种植架上设置水培槽和营养液供给系统，可以实现植物的根系生长和养分吸收。
无土栽培系统还可以与自动化控制系统集成，实现自动供水和营养液循环。
植物工厂计划书
植物工厂计划书摘要植物工厂是一种利用先进的室内种植技术，以人工控制和优化植物生长环境的方式来生产农作物的设施。
植物工厂可以在任何时间、任何地点种植农作物，不受季节和气候的限制。
本计划书旨在介绍我们建立一个植物工厂的计划，包括设施规划、种植方案以及经济效益分析等内容。
1. 引言植物工厂是近年来崛起的一种现代农业生产方式，通过室内种植，可以实现无季节限制、无地域限制的农作物生产。
在城市化快速发展的今天，植物工厂可提供新鲜、高质量的蔬菜和水果，满足城市居民对健康饮食的需求。
本植物工厂计划旨在建立一个先进的、高效的植物工厂，以满足当地市场对新鲜蔬菜的需求，同时降低食品运输的成本和排放。
通过优化种植环境、控制生长条件、使用自动化设备和科学管理，我们可以实现高产、高质量的农作物生产，并提供给消费者健康、安全的食品。
2. 设施规划植物工厂的设施规划是建立一个成功的植物工厂的重要环节。
在本计划中，我们将选择合适的场地建立植物工厂，并设计适合农作物生长的室内种植环境。
2.1 场地选择场地选择是植物工厂建设的关键决策之一。
我们将选择一个距离城市市中心较近、交通便利的场地作为植物工厂的址点。
同时，场地应具备良好的水源、电力供应和通风条件。
我们还将考虑场地的租金和土地成本，以确保项目的可行性和经济性。
2.2 设施设计植物工厂的设施设计应考虑到农作物的生长需求和优化生产效率。
我们将建造温室设施，利用先进的气候控制技术，包括温度、湿度和光照的调节。
此外，我们还将安装自动化设备，如灌溉系统、喷雾系统和照明系统，以确保农作物得到最佳的生长条件。
3. 种植方案种植方案是植物工厂计划中的核心部分，它涉及到选择适宜的农作物、种植方法和管理技术。
3.1 农作物选择在选择农作物时，我们将重点考虑市场需求和适合室内生产的农作物。
根据市场调研，我们计划种植高需求的蔬菜，如叶菜类、豆类和根茎类。
这些农作物生长周期较短，适合在植物工厂中种植。
3.2 种植方法种植方法包括选种、育苗和栽培等环节。
植物组培苗工厂化生产与管理(自制)
8.炼苗移栽车间 主要是进行组培苗清洗、整理、炼苗、移栽和培育的地方， 要求清洁，最好配有恒温恒湿控制设备、喷雾器、光照调节 装置等。主要设备有基质灭菌机、基质搅拌机、装盘机、育 苗盘、育苗筒、种植钵等。 9.苗圃 可分为原种圃、品种栽培示范圃、繁殖圃。 原种圃主要是保存引进或选育的优良资源、 品种栽培示范圃主要是展示本工厂生产的各种组培苗的成年 植株，展示其优良的性状和生产习性。 繁殖圃主要繁殖不同规格的商品苗。
3.药品配制车间 主要用于配制各种母液及其他液体，面积应为15~20m2，车 间内应设置1~2个实验台，台面应使用防腐蚀台面，且牢固， 平稳。主要放置磁力搅拌器、电子天平、玻璃器皿柜等。实 验台下方存放称量药品用的药匙、硫酸纸、毛刷、吸水纸、 玻璃棒等物品。在屋内一角安装通风橱，一排放有毒、有害 气体。 4.培养基制作车间 主要用于培养基的配制、灭菌和存放。制作间面积为 80~100m2，空间要宽敞透亮，设备摆放合理。制作室里应有 大型实验台及高压灭菌锅、电热干燥箱、液化煤气炉、电炉、 移液架、培养基罐装器、微量可调移液器、酸度计、蒸馏水 器、恒温培养箱、冷藏柜等设备。
4、组培工厂设计设想
1、试管苗增值率的估算
组培苗增值率计算： y=mXn （y年繁殖数，m瓶内母株苗数，x每个培养周期 增值的倍数，n全年可增殖的周期次数） 蝴蝶兰每一个月为一个繁殖周期，每年繁殖10次，每次 增殖3倍，若年产100万株，则根据公式m=y/xn可得m=17株 所以17株无菌蝴蝶兰苗经过一年繁殖即可得到一百万株。 但实际生产过程中应考虑污染率、不合格苗率以及成活率等 因素。 因此需增加一倍的保险系数，实际生产过程中需要35个 原种无菌苗。
2.试管苗移栽的设施设备 主要有装盘机，育苗盘，育苗筒，电热温床，基质搅拌机，喷药消 毒机，各种肥料，以及活性炭，蛭石和珍珠岩等移栽基质。
《设计与建造“植物工厂”作业设计方案》
《设计与建造“植物工厂”》作业设计方案一、项目背景随着城市化经过的加快和人口增长，人们对食品的需求也在不息增加。
然而，传统的农业生产方式已经无法满足这种需求，因此，新型的农业生产方式——“植物工厂”应运而生。
植物工厂利用先进的技术，将植物栽培环境控制在一个理想的状态，从而提高植物的产量和质量，实现高效的农业生产。
二、项目目标本项目旨在设计并建造一座摩登化的“植物工厂”，实现以下目标：1. 提高植物的产量和质量；2. 减少对土地和水资源的需求；3. 减少对化肥和农药的应用；4. 实现全年无季节限制的生产；5. 探索新型农业生产方式，为未来的农业发展提供借鉴。
三、项目内容1. 设计方案：通过对植物工厂的结构、设备和环境控制系统进行设计，确保植物在最适宜的环境中发展。
2. 建造过程：按照设计方案，选用优质的材料和设备，进行植物工厂的建造。
3. 管理运营：建成后，对植物工厂进行管理和运营，保证植物的正常发展和产量。
四、设计方案1. 结构设计：植物工厂采用温室结构，保持温度和湿度在适宜范围内。
顶部采用通明材料，利用自然光线照射植物。
2. 设备选择：选择先进的灌溉系统、光照设备和温度控制设备，确保植物在最佳环境中发展。
3. 环境控制系统：采用自动化控制系统，监测和调节温度、湿度和CO2浓度，保证植物发展的最佳条件。
4. 种植方案：选择适合植物工厂发展的作物，如叶菜类、水果类等，制定种植计划和管理方案。
5. 节能减排：采用节能设备和环保材料，减少能源消耗和排放，实现可持续发展。
五、建造过程1. 确定建造地点：选择阳光充足、空气流通的地点建造植物工厂。
2. 设计施工图纸：根据设计方案，制定详细的施工图纸，确保施工质量。
3. 采购材料设备：选用优质的材料和设备，保证植物工厂的建造质量。
4. 施工建造：按照施工图纸和设计方案，进行植物工厂的建造，确保工程进度和质量。
六、管理运营1. 人员培训：对管理人员和工作人员进行培训，提高他们对植物工厂管理和运营的能力。
植物工厂技术及其在农业领域的应用
植物工厂技术及其在农业领域的应用植物工厂是一种基于先进技术和人工控制环境的设施农业系统，已成为现代农业科技中的研究热点。
相对于传统种植模式，植物工厂具备种植面积小、二次污染少、土壤污染少等特点，不仅能够满足城市居民对高品质农产品的需求，更能借助人工照明控制、精确的温湿度掌控、水肥一体化等技术手段提高农业的产量和品质。
本文将对植物工厂技术及其在农业领域的应用做一个简单探讨。
植物工厂的生产流程植物工厂的生产流程分为种苗繁殖、育苗培育、生长发育、收获后处理等四个阶段。
其中，种苗繁殖阶段意味着在植物工厂中选用适合生产的种植株进行繁殖。
在育苗培育阶段中，种植株将在人工光照下进行萌芽，培育出幼苗。
生长发育阶段是植物工厂中生产的核心，此阶段中，植物根据不同物种的习性和工厂设计，会给予植物精确的生长条件，例如光照、气温、水分、二氧化碳浓度等。
在结束生长周期后，植物工厂将根据需求采摘植物，并在收获后处理阶段进行初步加工处理。
总流程比传统种植模式更加高效、不间断、线性。
植物工厂技术的优势植物工厂技术有很多优势，例如：一、受环境干扰少在传统农业生产中，往往受到环境的干扰而导致产量的下降，而植物工厂中，则可以根据生产需要进行精确的控制，包括光照、气温、水分等，从而避免环境对生产造成的不利影响。
二、可实现水资源循环利用植物工厂中采用水肥一体化技术，保证了水肥的比例和配比。
当营养溶液通过植物根系时，可以进行回收再利用，减少水费和污水处理成本。
三、可生产年均高产量植物工厂中不受自然环境的影响，会设计出种植营养模式和作物种类，产生高出传统种植模式的最大产量，例如蘑菇、西兰花等菜类是植物工厂中高产的代表，年均可达到50公斤/㎡以上。
植物工厂技术的应用植物工厂技术的应用可以分为多个方面，例如，在太空旅行、地下城市中，植物工厂都已经得到了具体的应用，但最主要的仍然集中在农业领域。
一、农产品的生产和供应植物工厂能够精确控制生产环境，包括土壤、气候、光线、温度等，这些条件可以保证作物良好的生长状态和高产量，从而能提供丰富的高品质农产品，解决人口增长和进口食品的问题。
植物工厂方案
植物工厂方案1. 引言随着全球人口的增长和城市化趋势的增强，食品供应链面临着巨大的挑战。
传统的农业生产方式已经显得不够高效和可持续。
因此，植物工厂作为一种新兴的农业技术，受到越来越多人的关注。
本文将介绍植物工厂的概念、工作原理和应用，并提出一种实施植物工厂的方案。
2. 概述植物工厂，也被称为垂直农场、室内农业或城市农场，是一种利用人工控制的环境条件，以最大化作物产量和质量的方式种植农作物的农业生产系统。
与传统的农业相比，植物工厂具有以下优势：•无天候限制：植物工厂不受季节、气候和地域的限制，可以随时生产。
•节省土地和水资源：由于植物工厂采用垂直种植方式，其土地利用效率远高于传统农业。
•减少农药和化肥的使用：植物工厂可以通过人工控制环境条件，降低病虫害的发生率，减少对农药和化肥的依赖。
3. 工作原理植物工厂的工作原理基于以下几个关键技术：3.1 LED灯照明植物工厂使用LED灯作为主要光源，不仅可以控制光照的强度和频率，还可以选择合适的光谱来提供植物所需的光能。
通过调节LED灯的光照参数，可以实现对植物的生长和发育过程进行精确控制。
3.2 温度和湿度控制植物工厂采用恒温恒湿的环境条件，通过空调和加湿设备来控制温度和湿度。
恒定的温湿度有助于植物的正常生长和发育，并减少病虫害的发生。
3.3 CO2浓度控制植物工厂通过控制空气中的CO2浓度，提供足够的二氧化碳供植物进行光合作用。
高浓度的CO2可以提高光合作用的效率，从而增加植物的生长速度和产量。
3.4 水和营养液供应植物工厂将水和营养液通过系统管道供应给植物的根部。
与传统农业相比，植物工厂可以精确控制水和营养液的供应量，从而满足植物的生长需求。
4. 应用植物工厂的应用范围广泛，包括但不限于以下几个方面：4.1 农作物种植植物工厂可以种植各种蔬菜、水果和草药等农作物。
由于可以控制环境条件和光照参数，植物工厂可以实现全年无休的农作物生产，为城市居民提供新鲜的农产品。
植物工厂概述
植物工厂概述一、植物工厂定义:按照严格的定义，完全在可控环境下进行工业化生产植物产品的设施才能称其为“植物工厂”或“植物工场”。
日本千叶大学的古在丰树教授把植物工厂分为“人工光型植物工厂”“太阳光型植物工场”及“太阳光与人工光并用型植物工场”。
简而言之，人工光植物工厂就是完全使用人工光源、进行多层立体栽培植物的设施，类似于工业化工厂实现了标准化流程的订单式规模生产，可简称为人工光植物工厂；太阳光型及其与人工光并用型植物工场就是不补光或补光的大型温室设施，实现了高效节能的规模化量产，可简称为太阳光型或自然光型植物工场。
家庭植物工厂、集装箱式植物工厂、小型植物工厂等概念应该说是植物工厂技术的衍生词，因其不具备工业化生产流程和规模化量产的特征，故不能称其为真正意义上的“植物工厂”。
关于“植物工厂”还是“植物工场”的术语用词，笔者认为，具有工业化生产工艺流程，能够实现标准化、规范化、规模化的周年稳定生产的商业化人工光型设施可以称为“植物工厂”，但对于其常规的温室设施来讲，即使是具有一定规模并能实现周年稳定生产的补光型或不补光设施都应称其为“植物工场”，而不是“植物工厂”。
从准确描述设施类型和生产特点的角度出发，“植物工厂”和“植物工场”的音同字不同，应区别使用。
二、植物工厂的特点：可以大幅提高单位土地利用率、产出率和经济效益，自动化程度高，具有生产计划性，使农产品安全无污染，生产操作省力。
植物工厂可以在极端恶劣的环境条件进行生产，有利于农业摆脱资源与环境的限制，实现农业的可持续发展。
三、植物工厂的产生和发展：20世纪60年代，人工光利用型植物工厂产生于美国和奥地利，该阶段属于植物工厂的试验研究阶段。
随后在欧美地区开始出现各式各样的植物工厂，开发了更多的栽培形式和环境控制技术，太阳光利用型植物工厂从试验研究阶段开始进入示范应用阶段，而人工光利用型植物工厂仍处于试验研究阶段。
自20世纪70年代日本开始着手人工光利用型植物工厂的研究以来，人工光利用型植物工厂的发展开始进入发展应用阶段。
植物工厂的智能化方案
植物工厂的智能化方案智能化已经深入到了各个行业，而植物工厂作为新兴的农业方式，同样也可以通过智能化来提高生产效率和质量。
下面将介绍一个植物工厂的智能化方案。
1.自动化灌溉系统植物需要适量的水分才能生长，但是过量的水分会导致植物病害的滋生。
因此，在植物工厂中，可以设置自动化灌溉系统，通过传感器感知土壤湿度，自动控制水的供给量。
这样可以避免过量的水分浪费，并且确保植物得到适量的水分。
2.自动控制温度和湿度温度和湿度是植物生长的两个重要因素，如果不能提供适宜的环境条件，植物的生长和发育将会受到限制。
因此，可以使用智能控制系统来监测和调节植物工厂的温度和湿度。
通过传感器检测环境温湿度，并根据设定的参数进行自动调节，保持植物的理想生长环境。
3.光照管理系统光照是植物进行光合作用的重要依据，因此植物工厂需要提供适量的光照来满足植物的光合需求。
智能光照管理系统可以根据植物的生长周期和需求，自动调节光照强度和光照时间。
此外，还可以使用LED灯光源，调节光谱和波长，以促进植物生长和开花结果。
4.智能监测和控制系统智能监测和控制系统是植物工厂智能化的核心部分。
通过传感器和数据采集技术，可以实时监测植物工厂的环境参数，如温度、湿度、CO2浓度等。
同时，通过数据分析和算法模型，可以预测植物生长的趋势和需求，并进行相应的优化调整。
此外，智能监测和控制系统还可以实现植物工厂的远程监控和操作，方便管理人员进行实时调整和反馈。
5.自动化收获和质量检测植物工厂的最终目的是为了产生高质量的农产品。
因此，在收获和质量检测方面也可以引入智能化技术。
例如，可以使用机器人进行自动化收获，提高采摘效率和减少人力成本。
同时，在质量检测方面，可以使用图像识别技术和传感器检测技术，对农产品的成熟度、病虫害等进行快速、准确的检测和筛选。
综上所述，植物工厂的智能化方案包括自动化灌溉系统、自动控制温度和湿度、光照管理系统、智能监测和控制系统，以及自动化收获和质量检测等。
《设计与建造“植物工厂”》导学案
《设计与建造“植物工厂”》导学案第一课时导学目标：通过学习本课内容，学生将能够了解植物工厂的概念、设计原理、建造方法及其在农业生产中的应用，掌握相关知识并能进行实际操作。
一、导入部分1. 导入问题：你知道什么是植物工厂吗？植物工厂与传统农业有何不同？2. 激发学生兴趣：播放植物工厂的相关视频或图片，让学生感受现代农业的新技术。
二、概念解释1. 植物工厂是指利用现代设备、技术和管理方法，在封闭的环境中进行植物生长和生产的一种农业方式，可以实现全年无季节限制的生产。
2. 植物工厂与传统农业相比，具有节约水资源、提高产量、减少农药使用、无土栽培等优点。
三、设计原理1. 光照：植物工厂利用LED灯等光源照明，可以根据不同植物的光照需求进行调节。
2. 温度控制：通过空调、加热等设备控制室内温度，提供适宜的生长环境。
3. 水肥供给：采用水培或气溶胶养液供给植物养分，保证植物生长所需。
四、建造方法1. 建筑选择：选择有采光良好、通风顺畅的场地建造植物工厂。
2. 设备配置：包括LED灯、温度调节设备、水肥供给设备等。
3. 管理系统：建立自动化管理系统，监控光照、温度、湿度等参数，实现智能化管理。
五、应用展望1. 农业生产：植物工厂可以提高农作物产量和质量，解决传统农业面临的气候、土壤等问题。
2. 城市农业：植物工厂可以在城市中建立，实现“菜篮子”生产，为城市居民提供新鲜蔬菜。
3. 生态环保：植物工厂无土栽培，减少农药使用，减少化肥流失，有利于环保与可持续发展。
六、实践操作1. 制作水培器：让学生动手制作水培器，体验无土栽培的方法。
2. 观察植物生长：让学生在植物工厂中观察植物生长情况，了解植物工厂的实际运作。
七、课堂总结通过本节课的学习，我们了解了植物工厂的概念、设计原理、建造方法及其应用展望，希望大家可以认识到现代农业技术的重要性，关注农业生产的可持续发展。
（注：本导学案仅供参考，具体实施时可根据实际情况进行调整）第二课时一、导入你是否知道什么是植物工厂？植物工厂是一种利用现代科技手段，在封闭环境中进行植物生长的设施。
植物工厂
植物工厂 植物工厂 等数据。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。 收获快速
“完全不用阳光”，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，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
植物工厂技术的突破将会解决人类发展面临的诸多瓶颈，甚至可以实现在荒漠、戈壁、海岛、 水面等非可耕地，以及在城市的摩天大楼里进行正常生产。利用取之不尽的太阳能和其它各 种清洁能源，加上一定的种子、水源和矿质营养，就可源源不断地为人类生产所需要的农产 品。因此被认为是 21 世纪解决粮食安全、人口、资源、环境问题的重要途径，也是未来航 天工程、月球和其他星球探索过程中实现食物自给的重要手段。 10 中国制造
植物工厂方案
植物工厂方案植物工厂是一种利用现代农业技术，在封闭的环境中种植作物的新型农业模式。
它通过控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液供给等因素，为植物提供最佳的生长环境，从而实现高产、高质、高效的种植方式。
本文将介绍植物工厂的基本原理、构建设备、作物选择和未来发展前景。
一、植物工厂的基本原理植物工厂以LED光源为主要的光照供给方式，利用人工光照来替代阳光，以满足作物生长所需的光能。
通过调节光照的波长和强度，可以促进植物的生长和发育。
同时，植物工厂还借助于温度、湿度和二氧化碳浓度的控制，为植物提供适宜的生长环境。
此外，植物工厂使用营养液供给方式，可以精确控制植物所需的营养成分，满足其生长发育需求。
二、构建设备植物工厂的构建设备主要包括生长箱、光源、温湿度控制系统和营养液供给系统。
生长箱是种植环境的主体，可以根据实际需要进行大小和形状的设计。
光源主要采用LED灯，可以根据作物的特性选择合适的光谱。
温湿度控制系统用于调节箱内的温度和湿度，确保植物在适宜的环境中生长。
营养液供给系统可以进行自动化供给，通过调节营养液的成分和浓度，满足植物的生长需求。
三、作物选择植物工厂适用于多种作物的种植，但应根据实际情况选择适合的作物。
一般来说，短周期和高经济效益的蔬菜作物是比较理想的选择，如叶菜类、根茎类和豆类作物。
这些作物生长快、周期短，适应植物工厂的环境控制。
同时，也可以考虑种植一些高价值的草药植物，以提高经济效益。
四、未来发展前景随着人们对食品的需求不断增长，以及城市化进程的加速，植物工厂在未来的发展前景广阔。
植物工厂具有无季节限制、无地域限制、无害虫病害等优势，可以实现全年稳定的高产量。
此外，植物工厂还能更好地保护土壤和水资源，减轻对自然环境的压力。
未来，植物工厂有望成为现代农业的重要组成部分，为人们提供安全、健康和高品质的农产品。
总结植物工厂是未来农业的发展方向，它通过人工控制生长环境，为植物提供最佳的生长条件，实现高产、高质、高效的种植方式。
《设计与建造“植物工厂”》 说课稿
《设计与建造“植物工厂”》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《设计与建造“植物工厂”》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“植物工厂”是现代农业领域的一个新兴概念，涉及到生物学、物理学、工程学等多个学科的知识。
本节课的教材内容主要包括植物工厂的概念、特点、组成部分以及设计与建造的基本原理和方法。
通过学习这些内容，学生能够了解植物工厂的运作机制，培养综合运用多学科知识解决实际问题的能力。
教材在内容编排上注重知识的系统性和逻辑性，由浅入深地引导学生逐步掌握植物工厂的相关知识。
同时，教材中还配备了丰富的图片和案例，有助于学生直观地理解抽象的概念和原理。
二、学情分析本次授课的对象是_____年级的学生，他们已经具备了一定的生物学和物理学基础知识，但对于植物工厂这种较为前沿的农业技术还比较陌生。
这个年龄段的学生思维活跃，好奇心强，具有较强的探索欲望和动手能力。
然而，他们在综合运用知识、解决实际问题方面还存在一定的不足，需要在教学过程中加以引导和培养。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够理解植物工厂的概念、特点和优势。
（2）掌握植物工厂的组成部分和工作原理。
（3）学会设计和建造简单的植物工厂模型。
2、过程与方法目标（1）通过观察、分析和讨论，培养学生的观察能力、思维能力和合作能力。
（2）通过实际操作和实验，提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对现代农业技术的兴趣和探索欲望。
（2）培养学生的创新意识和环保意识。
（3）让学生体会到科学技术在农业生产中的重要作用，增强学生对科学的热爱和对未来农业发展的信心。
四、教学重难点1、教学重点（1）植物工厂的概念、特点和组成部分。
（2）植物工厂的设计与建造原理。
2、教学难点（1）如何根据不同植物的生长需求，合理设计植物工厂的环境控制系统。
植物工厂技术的发展与应用
植物工厂技术的发展与应用作为人类赖以生存的物质基础，农业一直是人类关注的焦点。
随着全球人口不断增长和城市化进程加快，传统农业模式面临着越来越多的挑战。
而其中一种新型的农业模式--植物工厂，开始逐渐受到人们的关注，其发展态势和应用前景备受关注。
一、植物工厂技术的发展历程植物工厂是以植物为主要生产对象，通过人工调节和控制生长环境，实现高密度、高品质、高效率、无公害的农业生产的一种新型农业生产模式。
由于室内环境的可控性，植物工厂比传统的土地农业可以轻松降低病虫害的风险，并实现全年无休的农业生产，从而增加农业生产的效益。
植物工厂技术早在20世纪初就已经问世了，但由于成本高昂，产量低，相比于传统农业方式的规模和效益差距巨大，且技术水平不够成熟，导致一直没有在实际应用中广泛使用。
随着现代科技的飞速发展，包括 LED 光照、微型传感器和气候控制系统等的快速成熟，植物工厂技术逐渐开始成熟并走向实用化。
二、植物工厂技术的应用现状在现今社会，植物工厂技术已经应用于许多领域，包括国家紧缺物资生产、特种作物种植、地理限制种植以及全年无休农业等等。
全球范围内应用最广泛的领域主要是绿叶蔬菜的种植，比如菠菜、生菜等，而其他如水果种植和植物药等领域也已经逐渐引起重视。
植物工厂技术成功应用于世界各地的国家和区域，其中日本是最早且成功应用植物工厂技术的国家之一，其 2009 年时的国内植物工厂数量已超过100家。
而近年来，中国也在不断地向这一领域投入相关资源，在花卉、蔬菜、水果等领域也取得了一定的成果。
三、植物工厂技术的优势相比于传统土地农业，植物工厂技术具有许多优势，其中最为显著的是对环境的可控制。
植物工厂技术环境稳定,可有效降低病虫害的发生，不仅提高了生产效率，也降低了农药的使用，同时保障了产品的质量。
由于植物工厂可在任何不受限制的地方进行，而且占地面积较小，因此可以在城市中心，垂直农业和地下农业中得到广泛的应用，为城市供应农产品提供了新的可能。
植物工厂概况[指南]
![植物工厂概况[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/73cd2e4224c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ec8d.png)
植物工厂概况[指南]植物工厂,plant factory,的概念最早是由日本提出来的。
植物工厂是通过设施内高精度环境控臸实现农作物周年连续生产的高效农业系统～是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO?浓度以及营养液等环境条件进行自动控臸～使设施内植物生育不受或很少受自然条件臸约的省力型生产。
植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段～是一种高投入、高技术、精装备的生产体系～集生物技术、工程技术和系统管理于一体～使农业生产从自然生态束缚中脱离出来～按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统～是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一～代表着未来农业的发展方向。
分类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。
1.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,2.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～还有一部分大田作物、食用菌等,3.从其研究对象的层次上又可分为以研究植物体为主的狭义的植物工厂、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。
4.按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,简称太型,、人工光利用型或者叫完全控臸性,简称完型,、太阳光和人工光并用型,综合型,。
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或者叫完全控臸性,简称完型,～它是植物工厂发展的高级阶段。
主要特征植物工厂的共同特征是:有固定的设施,利用计算机和多种传感装臵实行自动化、半自动化对植物生长发育所需的温度、湿度、光照强度、光照时间和CO?浓度进行自动调控,采用营养液栽培技术,产品的数量和质量大幅度提高。
通过对工厂内环境的高精度控臸～植物的生长在这里几乎不受自然条件的臸约～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。
植物工厂在保障农业可持续发展中的角色
植物工厂在保障农业可持续发展中的角色植物工厂，作为一种新兴的农业生产模式，正日益被认为是实现可持续农业发展的重要手段。
随着城市化进程加快、耕地资源逐渐减少、气候变化带来的不确定性加剧，传统农业面临着多重压力，而植物工厂则通过利用先进的科技手段提供了一种新颖的解决方案。
植物工厂通常是在控制环境条件下进行高效农业生产的设施，使用人工光源、空气调节和水培技术等多种先进手段，旨在最大限度地提高作物产量，并降低对自然资源的依赖。
这种封闭式的农业生产系统相较于传统农业具有显著的优势。
从长期来看，植物工厂不仅能为全球日益增长的食品需求提供供应，还能有效减少对天然资源的消耗，助力农业的可持续发展。
在保障粮食安全方面，植物工厂可以大幅提升单位面积产量。
传统农业受到季节、气候等多种因素的限制，而植物工厂中的生长条件可以完全人为调控。
通过精确调节光照、温度、湿度等因素，植物工厂能够在全年、不受气候影响的条件下不断生产新鲜农作物。
例如，大阪的一家植物工厂通过优化光谱配方和水分管理，实现了高达200倍的土地利用效率。
这种高效且可持续的生产模式不仅能够直接缓解城市居民的食品需求压力，还能有效降低运输所带来的碳排放，有助于实现低碳社会。
植物工厂还有助于水资源的节约与管理。
水资源短缺已成为全球面临的重要挑战之一，尤其是在干旱和半干旱地区，水的短缺直接影响到农业生产的可持续性。
植物工厂通过采用封闭循环的水培系统，可以将水使用量大幅降低。
与传统土壤农业相比，植物工厂在作物生长过程中水的蒸发损失几乎可以忽略不计。
此外，这些系统往往可以采用雨水收集或废水回收等操作，进一步提高水资源的使用效率，这对于保护和合理利用有限水资源至关重要。
在化肥与农药使用方面，植物工厂能够有效减少对化学品的依赖。
传统农业常常使用大量化肥和农药，以确保作物生长和防治病虫害，这不仅对土壤和水体造成污染，同时也会产生害虫抗药性等问题。
然而，在控制环境和精准养护下，植物工厂可以实现较少或甚至不使用化肥和农药。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
排水孔
累积，消除根表与根外营养液的养分浓度差，使养分能及时送到根
表，以充分地满足植物的需要；促使因沉淀而失效的营养物重新溶 解，以阻止缺素症的发生。
图 ２ 神园式水耕栽培槽
38 GREENHOUSE HORTICULTURE
上。另外，也可将这个定植杯反过来放在种植槽内用来支撑供液管道。 它可以在 １ ￣ ２ ｈ 内重复抽水 １￣２ 次。当两个种植槽在水泵均不工作
薄的一层流过。还有一种类型是喷雾栽培，它是利用喷雾装置将营
养液雾化喷射到作物根系上供其生长的栽培方式。
ＤＦＴ 技术
ＤＦＴ 技术是最早开发成可以进行作物商品生产的无土栽培技术。 １９２９ 年美国格里克（Ｇｅｒｉｃｋｅ）采用这一技术取得了水培设施专利
图 １ 协和式水培栽培槽（外径×内径×长 ＝ １ ０ ０ ｃ ｍ × ９ ０ ｃ ｍ × ３ １ ５ ｃ ｍ ）
组织功能的植物除外）。根系均匀悬浮于营养液中，如此，根系悬出 面调节装置，留有溢流口。定植杯是网状的，嵌在 ５ｍｍ 厚的泡沫板
的部分和伸到营养液中的部分均可吸收到氧气，有利于根系发育。
◇ 流 营养液处于循环流动状态。流动不仅可以增加营养液的溶解 氧，还可消除根表有害代谢产物（最明显的是生理酸碱性）的局部
过水泵流入栽培床，水泵出口附近装有空气混入器，营养液通过水 循环过程中，有可能导致病原菌的蔓延。
泵抽出后流入到空气混入器中，增加了营养液中的溶解氧含量。
水泵
１
２
３
４
交换槽
５
６
７
８
图 ３ Ｍ 式水培栽培设施示意图 １．定植海绵块 ２．定植板 ３．管道 ４．水泵 ５．塑料薄膜 ６．种植槽 ７．喷头（口）８．进水口
实践证明，ＤＦＴ 技术比较适合我国现阶段的经济和技术水平。
◇ 神园式 种植槽（图 ２）由水泥预制板拼装而成，槽宽 １００ｃｍ，
ＤＦＴ 技术特征
内径 ８ ０ ｃ ｍ ，槽长 ２ ５ ～ ３ ０ ｍ ，槽深 ２ ０ ｃ ｍ ，槽内先垫有一层厚的塑
◇ 深 所用的营养液的液层以及盛载营养液的种植槽较深。由于液 料膜，再铺上一层薄的膜，营养液层为 １０ｃｍ。贮液池是砖混结构，
的液层较深，植株悬挂于液面上，其重量由定植网框或定植板块所 块，安装时在水平的地面上拼装起来，种植槽内再铺上一层塑料薄
承载，根系垂入营养液中；后者所用液层很浅，植株置放于盛液槽 膜，用于盛装营养液。贮液池的容积为每 １ ０ ０ ０ ｍ ２ 的栽培面积需要
的底面，其重量由槽底承载，根系平展于槽的底面，让营养液以很 ２０～２５ｔ 的营养液。
图 ５ 新和等量交换式水培栽培系统构成示意图
１
６０．０ｃｍ
２
９０．０ｃｍ
图 ４ Ｍ 式水培栽培槽（外径×内径×长 ＝６６ｃｍ × ６ ０ ｃ ｍ × ２ ０ ０ ０ ｃ ｍ ）
该方式不需建贮液池（罐），投资较少，营养液温易于控制，种 植槽采用的是泡沫板，隔热效果好，增加了营养液温的稳定性。同 时，槽体内还铺有液温调节管道，通过向管道输送热水或冷水来调 节营养液温度。另外，该方式作业轻型、省力。特别适宜于叶菜类 作物的生产。 ◇ 新和等量交换式水培装置 该系统是 １９７９ 年由日本新和塑料公 司开发的（图 ５）。该系统的种植槽槽框是由聚苯乙烯泡沫板压铸成 Ｕ 形槽（图 ６），使用时这些槽框（Ａ 种植槽和 Ｂ 种植槽）拼接起来， 槽内衬有塑料薄膜，然后将供排液管道与水泵连接好，并在槽框上 放上定植板后即可种植。这种水培系统最显著的一个特征是整个系 统中没有设贮液池，而是依靠种植槽之间的水泵进行营养液的相互 循环流动。种植槽间通过一个交换槽相连接，每个种植槽中均安装 一个水泵，在进行营养液循环时，Ａ 种植槽中的水泵将营养液抽入到 Ｂ 种植槽中，直至种植槽中的水位达到一定的水平而将浮球开关顶 高，从而切断 Ａ 种植槽中的水泵，而 Ｂ 种植槽的营养液增加时，其 浮球开关升高，从而开启 Ｂ 种植槽的水泵，将这一种植槽的营养液 抽回至 Ａ 种植槽中，这样又将 Ａ 种植槽的浮球开关顶高而关闭水泵， 如此循环往复。这两台水泵的开关是由一组微电脑定时器来控制的，
量多而深，营养液的浓度（包括总盐分、养分、溶解氧等）、酸碱度、 容积按照每 １０００ｍ２ 栽培面积 ２５ｔ 营养液的比例来建。营养液的供给
温度以及水分存量都不易发生急剧变动，为根系提供了一个较稳定 方法是在种植槽中间配有一根直径为 ２ ５ ｍ ｍ 的塑料管，管子上每隔
的生长环境。这是该技术的突出优点。
部分根系悬挂生长在营养液中，而另一部分根系则裸露在潮湿的空
ＤＦＴ 设施的种类较多，使用材料也各不一样，但基本的结构是由
气中。因此，水培的设施必须具备四项基本功能：① 种植槽能盛装 种植槽、定植槽、网框、贮液池、营养液循环系统等组成。现在结
营养液而不渗漏；② 能锚定植株并使根系浸润到营养液；③ 营养 合几种有代表性的设施作一概要介绍：
并首先用于商业化生产，此后世界各国对其作了不少改进，已成为
这种方式用槽量较大，每 １０００ｍ２ 的果菜类作物需用 １３０ 个槽，
一种有效实用的、具有竞争力的水培类型。在日本现已十分普及。并 叶菜类约需 １６０ 个槽，每个槽体都有给液、排液孔，给液处装有空
被认为是比较适用于发展中国家的栽培类型。我国广东等地的应用 气混入器，排液处有液位调节器。
温室 园艺 温室管理
植物工厂系列谈（四）
——植物工厂栽培设施体系（上） ■ 杨其长 张成波
植物工厂常用营养液栽培技术为水培（ＮＦＴ、ＤＦＴ）、基质培（砾培、岩棉培）以及雾培等，本期我们对水培技术及其关键设施作以简要介绍。
水培技术及设施
水培的主要特征是植物的根系生长在营养液中，确切地讲是一 ＤＦＴ 主要设施
本较早应用于商业化作物生产的一种深液流水培技术，也是目前日
该系统的长处：①随着营养液循环产生的液流向根部供氧效率
本植物工厂应用的主流形式之一。图 ３ 、图 ４ 分别为 Ｍ 式水培设施 高；②循环过程中，由于空气混入装置的作用使营养液中的溶解氧
和栽培槽示意图。栽培床是用聚苯乙烯板制成“Ｕ ”形定型产品， 增多；③循环过程中可以调节营养液的浓度、成分和 ｐＨ 值；④由于
１２０．０ｃｍ １８．０ｃｍ
３
５
４
９０．０ｃｍ
６
９０．０ｃｍ 图６ 新和式种植槽
１．固定板 ２．栽培板 ３．底座（黑色）４．隔热板 ５．隔板 ６．Ｕ 型板 （未完待续）
■ 中国农科院农业环境与可持续发展研究所 １０００８１ GREENHOUSE HORTICULTURE 39
２ ０ ０ ０ ｃ ｍ 长。常用的床宽为 ６ ０ ｃ ｍ 、９ ０ ｃ ｍ 、１ ２ ０ ｃ ｍ 三种规格。为 营养液用量大，所以浓度降低很缓慢，调整的次数少，同时根圈温
了防止床体漏水，内铺有塑料薄膜，槽底装有一条开孔的供液管，穿 度变化缓慢，易于加热或冷却。不足之处：①营养液用量大，需要
过种植槽底部薄膜安装营养液回流管并与水泵相连。营养液直接通 建大型栽培床，成本加大，同时水泵的动力费也要增加；②营养液
４ ５ ｃ ｍ 处有 ２ 个直径为 ２ ｍ ｍ 的排水孔，分别向槽内喷出营养液，也
◇ 悬 植株的根颈离开液面，防止根颈被浸没于营养液中引起腐烂， 有的直接在供液管上加上喷头，使营养液中的溶解氧保持较高的水
而所伸出的根系又能触及到营养液（沼泽植物和具有形成氧气输导 平，有利于根系对氧的吸收。排液的方法是在种植槽的一端配有液
这种结构很简单，成本不高，而且每次收获后的清洗、消毒也 时，其水位达到平衡。如果由于植株消耗水分之后水位下降了，连
较简单、省力，适宜于果菜类作物的生产。
接外部水源的浮球开关就会打开，让清水流入种植系统中，使种植
◇ Ｍ 式水耕装置 Ｍ 式水培技术由日本 Ｍ 式水耕研究所开发，是日 系统的水位达到一个固定的水平。
液和根系处于黑暗之中；④ 根系获得足够的氧。
◇ 协和式 栽培槽（图 １）是由硬质塑料制成的定型产品，槽的规
目前，水培设施应用较广泛的主要有两大类型：① 深液流技术， 格为槽宽 １ ０ ０ ｃ ｍ ，内径 ９ ０ ｃ ｍ ，槽长 ３ １ ５ ｃ ｍ 。现在经过改进，也可
即 ＤＦＴ；② 营养液膜技术，即 ＮＦＴ。主要区别在于，前者所用营养液 用硬质塑料板、木板、钢板或水泥预制件做成可拼装的镶嵌式预制