植物智能工厂种植新模式

植物智能工厂种植新模式

植物工厂（plant factory）的概念最早是由日本提出来的。植物智能工厂是通过设施内高精度环境控制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、CO₂浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。植物智能工厂是现代农业的重要组成部分，是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是现代生物技术、建筑工程、环境控制、机械传动、材料科学、设施园艺和计算机科学等多学科集成创新、知识与技术高度密集的农业生产方式。

有固定的设施；利用计算机和多种传感装置实行自动化、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CO₂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。

一、收获快速

通过对智能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。现在智能工厂内种植的生菜、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。

二、空间利用率高

在智能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。

三、营养生长

植物的根系完全浸泡在营养液中，营养液除了提供水分，也提供了植物生长所需的各种元素。此外，系统会根据室外温度自动调节营养液温度。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。

四、LED灯照明

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，LED灯板以红灯为主，中间按一定距离均匀分布着蓝灯，按照8∶1到9∶1的配比制成光源，满足植物生长需求。

五、成本较高

一个一般规模的植物智能工厂，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。

在恶劣天气不断的影响下，植物智能工厂蔬菜在社会的重要性也将越来越高，不仅是日本受厄尔尼诺现象影响创下干旱记录的澳大利亚以及北美地区，如今也都在竭力发展植物智能工厂。

日本去年夏季的蔬菜价格出现暴涨，黄瓜的售价比往年高出了2倍以上，茄子、生菜、白菜等蔬菜的价格也是大幅上涨，而导致蔬菜价格上涨的主要原因就是天气反常影响收成，收成减少，加上供不应求，价格自然而然就会上涨。另一方面，气候反常并非人为能够控制，因此今后如果再次出现异常气候现象，蔬菜等农作物的价格也可能再次出现上涨。

那么能不能通过某种途经来控制蔬菜的价格保持稳定呢？答案是肯定的，植物智能工厂，就是通过人工方式对农作物等植物生长光合作用所需的光质量、水分、养分、气温、湿度以及二氧化碳浓度等都实施监控，以便给植物创造一个最适合生长的环境，并能够以此制定年间产量的综合设施。如果能够活用植物智能工厂，那么就可以攻克农业对自然环境的依赖性，以此达到产量以及价格稳定的目的。

“在植物智能工厂的优良环境下，豌豆苗的产量比以往增加了1.7倍。”除了农作物产品豌豆苗外，还有胚芽系列等发芽蔬菜。

据了解，日本国内的植物智能工厂目前已经迎来了第3次投建热潮，早在2009年，日本农林水产省以及经济产业省划出了500亿日元（约人民币30亿元）的预算补助用于支援植物工厂的建设研发，受此影响，有意投建植物工厂的日本企业也是大幅增多，截止2012年3月末，日本国内的植物智能工厂数量已经增至127个，其中超过100个都为密闭空间的“人工光型”以及“人工光与太阳光并用型”植物智能工厂，“人工光型”植物智能工厂主要培育种植生菜、菠菜等叶类农作物，“人工光与太阳光并用型”植物智能工厂则主要培育种植西红柿、辣椒等农作物。

植物智能工厂生产的蔬菜不但面向普通消费者出售，还被用于餐饮、食品行业加工。由于普通自然环境种植的蔬菜在颜色、重量以及形状方面存在很大的差异，这类蔬菜对于食材要求标准较高的餐饮行业来说不太理想，而植物智能工厂培育种植的蔬菜通过优越的环境以及高水准的管理，其品质都有较高的保障。

与传统农业相比，植物智能工厂的劳动环境更加简单便捷，不仅适合于年轻人，就连女性以及老年人也能胜任，因此今后可以创造更多的就业机会。

植物智能工厂大量运用了IT技术知识，是一种以科学数据为基准的生产行业，因此异于传统农业，属于一种先端产业。

参考文献：

本文转载于中国智能制造门户网智能工厂栏目整理编辑

（/casestudy/）